[發(fā)明專利]用于潛流人工濕地復(fù)氧、防堵和/或防凍的調(diào)水池系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011135318.2
• 申請(qǐng)日: 2020-10-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112125412A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張洪剛;楊敏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心
• 主分類(lèi)號(hào): C02F3/34
• 分類(lèi)號(hào): C02F3/34;C02F3/32
• 代理公司: 北京信諾創(chuàng)成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11728
• 代理人: 廖曉霞;陳悅軍

本發(fā)明提供一種用于潛流人工濕地復(fù)氧、防堵和/或防凍的調(diào)水池系統(tǒng)，該系統(tǒng)建設(shè)成本低、無(wú)需額外能耗和動(dòng)力、管理和維護(hù)簡(jiǎn)單，基于本發(fā)明提供的調(diào)水池系統(tǒng)，可以方便的實(shí)現(xiàn)復(fù)氧、防堵和/或防凍操作，利于提升潛流型人工濕地凈化功能，延長(zhǎng)濕地壽命，保障潛流濕地在寒冷地區(qū)也可全年運(yùn)行。本發(fā)明提供的調(diào)水池系統(tǒng)設(shè)在潛流人工濕地系統(tǒng)的上級(jí)潛流濕地單元和下級(jí)潛流濕地單元之間；所述調(diào)水池系統(tǒng)包括調(diào)水池、帶有閥門(mén)的調(diào)水池直管、帶有閥門(mén)的連接管道以及設(shè)于所述調(diào)水池內(nèi)的進(jìn)水活動(dòng)彎管和出水活動(dòng)彎管；所述調(diào)水池直管包括第一調(diào)水池直管和第二調(diào)水池直管。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生態(tài)與環(huán)境工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于潛流人工濕地復(fù)氧、防堵和/或防凍的調(diào)水池系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其運(yùn)行方法。

背景技術(shù)

人工濕地是由人工填料或基質(zhì)(礫石、石灰石、沸石、陶粒、爐渣以及粗砂等)和生長(zhǎng)在其上的濕地植物組成的人為構(gòu)筑系統(tǒng)，污水或微污染水在濕地基質(zhì)的表層或表面下流動(dòng)，依靠基質(zhì)的過(guò)濾和吸附、植物的吸收、微生物代謝轉(zhuǎn)化等一系列物理化學(xué)和生物過(guò)程降解水中的污染物質(zhì)(或營(yíng)養(yǎng)物質(zhì))，是一種模擬自然濕地系統(tǒng)卻又強(qiáng)化濕地凈化功能的基質(zhì)-植物-微生物復(fù)合系統(tǒng)。一般而言，人工濕地分為表面流和潛流兩個(gè)類(lèi)型，就潛流人工濕地而言，根據(jù)水流方向的差異，又可分為垂直流和水平流潛流人工濕地。

無(wú)論哪種潛流型濕地，由于水主要是在基質(zhì)填料層內(nèi)部流動(dòng)，基質(zhì)堵塞和內(nèi)部厭氧問(wèn)題是潛流濕地應(yīng)用過(guò)程中的主要限制因素。在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中由于水體中存在的懸浮物極易導(dǎo)致濕地堵塞而出現(xiàn)水流短路，進(jìn)而影響濕地凈化效率。目前國(guó)內(nèi)外研究或?qū)嵺`中，應(yīng)對(duì)潛流濕地基質(zhì)堵塞問(wèn)題主要是通過(guò)預(yù)處理盡量減少水中懸浮物含量、間隙運(yùn)行恢復(fù)內(nèi)部滲透性、定期更換堵塞區(qū)域基質(zhì)填料等，總體上對(duì)策較多，效果差別參差不齊，而且存在成本增加、濕地面積增加和濕地微生態(tài)環(huán)境成熟度破壞等不足。水中有機(jī)質(zhì)在濕地內(nèi)部發(fā)生降解過(guò)程會(huì)大量消耗濕地內(nèi)部氧氣，但潛流濕地因結(jié)構(gòu)限制了基質(zhì)內(nèi)部的復(fù)氧效果，容易導(dǎo)致基質(zhì)內(nèi)部長(zhǎng)期處于厭氧，從而影響水質(zhì)凈化效率尤其硝化效率導(dǎo)致脫氮效率降低。當(dāng)前人工濕地的增氧方式主要是采用底部或中部曝氣和間歇運(yùn)行等方式，曝氣需要額外配置動(dòng)力系統(tǒng)造成額外成本增加，同時(shí)由于曝氣管道開(kāi)孔容易堵塞，曝氣效率也會(huì)受到影響，間歇運(yùn)行又會(huì)成倍增加濕地占地面積。

綜合來(lái)說(shuō)，有機(jī)污染物及其代謝產(chǎn)物是人工濕地堵塞和厭氧的主要原因，進(jìn)水中的無(wú)機(jī)懸浮顆粒物和大顆粒有機(jī)固體可以通過(guò)簡(jiǎn)單的預(yù)處理(包括格柵、沉淀、絮凝等)措施得以解決，但是溶解性有機(jī)物及運(yùn)行過(guò)程中基質(zhì)中累積的微生物代謝產(chǎn)物導(dǎo)致的堵塞和厭氧問(wèn)題仍然是影響濕地運(yùn)行和凈化效率的關(guān)鍵限制因素。

此外，雖然人工濕地是一種人為強(qiáng)化型的仿自然濕地系統(tǒng)，在寒冷地區(qū)的應(yīng)用仍然受到低溫和冰凍期的限制，凈化能力和效率大大降低，甚至在冰凍期無(wú)法正常運(yùn)行。雖然中國(guó)專利ZL2012201166788.9公開(kāi)了“一種用于寒冷地區(qū)中小城鎮(zhèn)污水處理的雙層潛流人工濕地系統(tǒng)”，主要是通過(guò)增加基質(zhì)深度、雙層基質(zhì)填料層和上下雙層布水的設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)冬季和暖季的交替運(yùn)行，但該系統(tǒng)對(duì)常規(guī)潛流濕地單元結(jié)構(gòu)變動(dòng)較大，尤其缺乏復(fù)氧、防堵以及清淤功能的設(shè)計(jì)，不能解決濕地連續(xù)運(yùn)行導(dǎo)致的基質(zhì)堵塞和基質(zhì)內(nèi)部的厭氧問(wèn)題，這也導(dǎo)致該系統(tǒng)出水僅能滿足GB18918-2002的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)調(diào)研目前公開(kāi)的關(guān)于人工濕地中國(guó)專利技術(shù)均無(wú)法滿足通過(guò)濕地系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單優(yōu)化，無(wú)需任何額外能耗和動(dòng)力即可解決復(fù)氧、清淤、防堵、水位調(diào)節(jié)和防凍等多種瓶頸問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供一種建設(shè)成本低、無(wú)需額外能耗和動(dòng)力、管理和維護(hù)簡(jiǎn)單的調(diào)水池系統(tǒng)及其運(yùn)行方法，基于本發(fā)明提供的調(diào)水池系統(tǒng)，可以方便的實(shí)現(xiàn)復(fù)氧、防堵和/或防凍等操作，利于提升潛流型人工濕地凈化功能，延長(zhǎng)濕地壽命，保障潛流濕地在寒冷地區(qū)也可全年運(yùn)行。

本發(fā)明為達(dá)到其目的，提供如下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供一種用于潛流人工濕地復(fù)氧、防堵和/或防凍的調(diào)水池系統(tǒng)，所述調(diào)水池系統(tǒng)設(shè)在潛流人工濕地系統(tǒng)的上級(jí)潛流濕地單元和下級(jí)潛流濕地單元之間；