适用于排口强化处理的模块化装配式浮水潜流人工湿地的制作方法

1.本发明涉及浮水人工湿地技术领域，尤其涉及一种适用于排口强化处理的模块化装配式浮水潜流人工湿地。


背景技术：

2.我国许多河湖水体周边排口污染较为严重，即便是对污水排口进行了截留封堵，合流制排口的雨季溢流污染以及雨水排口的初雨污染依然较为严重，因此需要对排口出水进行强化净化处理。
3.人工湿地是一种污水自然处理工程技术，分为表面流人工湿地和潜流人工湿地两种形式。潜流人工湿地单位面积净化能力强，保温性好，受气温影响小，而且基本无运行能耗，是一种较为理想的排口强化处理工艺。但是潜流湿地用占地面积较大而且若经常被洪水淹没会出现较为严重的填料堵塞问题，因此对用地要求较高。而很多河湖，特别是城市河湖排口周边用地较为紧张，因此潜流湿地人工湿地技术的使用受到了一定限制。
4.受限于用地条件，排口的强化处理常采用生态浮床的方式，主要方法是在排口附近水域布置生态浮床，并在浮床下方悬挂人造生物膜，在浮床底部增加曝气设施。采用此种方式能有效利用水域空间，减少工程在陆域上的用地，而且施工周期短，但是此种处理方式并未将排口出水之外的湖水或河水隔开，处理的是排口出水与河湖水的混合水体，处理效率低，停留时间短而且处理不均匀，实际效果较为有限。
5.中国发明专利cn113428983a公开了一种呼吸填料及潜流人工湿地净化系统。该潜流人工湿地净化系统，具有进水控制机构、填料井和出水控制机构，其中填料井内底部设有卵石承托层，该填料井内、卵石承托层上方设有水体净化模块和若干所述呼吸填料；所述进水控制机构的出水口对应所述填料井内的卵石承托层上方区域，所述出水控制机构的进水口对应填料井内的卵石承托层。
6.中国实用新型专利cn207061996u公开了一种模块化组合式的人工潜流湿地系统。该湿地系统包括湿地槽体、填料箱体、导流板以及监测管，填料箱体内填充有填料，导流板左右两侧分别设置有凹槽以及凸起，相邻两个导流板通过凸起与凹槽嵌插固定连接，导流板的顶部并排设置有若干导流孔，多个并排连接的导流板纵向嵌插于湿地槽体内并将湿地槽体分割成若干水力单元，填料箱体平铺与水力单元内并进行上下堆叠，堆叠后的填料箱体的顶部设置有土工布，土工布的上部设置有覆土并在覆土上植草，湿地槽体左右两侧设置有分别与左右两端水力单元连通的进水口以及出水口，监测管为嵌插于不同深度填料箱体内的空心管体。
7.但是，上述湿地系统均存在排口强化处理不足的技术缺陷。针对现有排口强化处理技术的不足，将潜流人工湿地技术与生态浮床技术结合，研究一种不占用土地，能有效避免洪水影响，施工方便，单位面积净化能力强，景观效果好的模块化装配式浮水潜流人工湿地甚为必要。
8.有鉴于此，有必要设计一种适用于排口强化处理的模块化装配式浮水潜流人工湿
地，以解决上述问题。


技术实现要素：

9.本发明的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种不占用土地，能有效避免洪水影响，施工方便，单位面积净化能力强，景观效果好的适用于排口强化处理的模块化装配式浮水潜流人工湿地。
10.为实现上述发明目的，本发明提供了一种适用于排口强化处理的模块化装配式浮水潜流人工湿地，其采用潜流人工湿地系统与生态浮床系统结合的整体构架，由若干个浮水潜流人工湿地单元相互卡接而成；相邻设置的浮水潜流人工湿地单元的穿孔管之间串联连接；
11.运行时，排口出水通过进水管进入浮水潜流人工湿地单元，并通过靠近进水端一侧的穿孔管均匀布水，进水经过净化处理后由靠近出水端一侧的穿孔管收集后进入下一个相邻的浮水潜流人工湿地单元，再进行净化处理，直至进入最后一个浮水潜流人工湿地单元；其间，利用活动设置于每个浮水潜流人工湿地单元内的导流板，使得水流上下翻折流动，实现均匀净化；最后的净化出水通过出水管排到浮水潜流人工湿地单元底部，进一步通过设置于浮水潜流人工湿地单元底部的弹性填料进行净化处理。
12.作为本发明的进一步改进，所述浮水潜流人工湿地单元包括湿地外壁、连接槽、用于连接相邻浮水潜流人工湿地单元穿孔管的连接头、导流板、湿地植物以及设置于所述湿地植物下方的湿地填料层。
13.作为本发明的进一步改进，所述湿地外壁为顶部敞口设置的长方体结构，所述连接槽为向下凹陷的槽体结构，其安装于所述湿地外壁两个侧壁内侧的中部位置。
14.作为本发明的进一步改进，所述连接头设置于所述连接槽内，并与所述湿地外壁的周壁穿套连接，用以将相邻设置的浮水潜流人工湿地单元的穿孔管进行串联连接，相互连通。
15.作为本发明的进一步改进，所述穿孔管分别邻近设置于浮水潜流人工湿地单元的进水端和出水端；其侧壁开孔，孔径为10～20mm，相邻两孔孔间距为100～200mm；所述盲板设置于所述穿孔管的末端，用于封堵穿孔管末端。
16.作为本发明的进一步改进，所述导流板纵向设置于所述浮水潜流人工湿地单元的中间位置，所述导流板与所述湿地外壁活动连接；
17.所述导流板顶部与湿地外壁顶部平齐，底部与湿地外壁底部不相抵，形成预定的高度差。
18.作为本发明的进一步改进，所述浮水潜流人工湿地单元还包括顶部固定网，其设置于湿地填料层顶部，用于固定湿地填料层；所述湿地填料层为粒径15～25mm的轻质页岩陶粒。
19.作为本发明的进一步改进，所述湿地外壁四周侧壁的外侧上分别设置有上下两排对称设置的若干个连接卡扣。
20.作为本发明的进一步改进，所述浮水潜流人工湿地单元还包括用于连接水流方向相反设置的相邻浮水潜流人工湿地单元穿孔管的连接管。
21.作为本发明的进一步改进，所述浮水潜流人工湿地单元还包括三通；所述三通设
置于所述连接槽内并与所述穿孔管穿套连接，用于连接所述穿孔管和所述连接头。
22.本发明的有益效果是：
23.1、本发明提供的适用于排口强化处理的模块化装配式浮水潜流人工湿地，将潜流人工湿地技术与生态浮床技术结合，充分利用水面空间，避免了占用土地空间，湿地填料层较薄，湿地内部整体为好氧区域而湿地覆盖了所在水面区域，湿地底部形成了厌氧区域，进水先进入好氧区域净化后排入湿地底部厌氧区域，利用厌氧区域内弹性填料上的微生物进一步进化，形成了“好氧—厌氧”净化体系，有效提升了水质净化能力，特别是总氮净化能力。
24.2、本发明提供的适用于排口强化处理的模块化装配式浮水潜流人工湿地，浮水潜流人工湿地单元两端的穿孔管兼具来水的配水管和出水的收水管双重作用，配合导流板，能有效保证配水均匀性，避免短流，充分利用填料空间。
25.3、本发明提供的适用于排口强化处理的模块化装配式浮水潜流人工湿地，不同浮水潜流人工湿地单元相互之间通过连接头连接管道，通过连接卡扣实现装配式连接，湿地顶部设置有固定网，整体结构稳定，抗风浪能力强。本发明采用装配式、模块化的人工湿地组合工艺，安装、拆卸、维修快速方便，整体造型多样。
附图说明
26.图1是本发明所提供的浮水潜流人工湿地单元的平面示意图；
27.图2是本发明所提供的浮水潜流人工湿地单元的剖面示意图；
28.图3是本发明所提供的由6个浮水潜流人工湿地单元组成的适用于排口强化处理的模块化装配式浮水潜流人工湿地平面示意图；
29.图4是本发明所提供的由6个浮水潜流人工湿地单元组成的适用于排口强化处理的模块化装配式浮水潜流人工湿地剖面示意图；
30.附图标记：
31.1-浮水潜流人工湿地单元；2-湿地外壁；3-连接槽；4-连接头；5-三通；6-穿孔管；7-盲板；8-导流板；9-湿地植物；10-湿地填料层；11-顶部固定网；12-连接卡扣；13-弹性填料；14-进水管；15-连接管；16-出水管。
具体实施方式
32.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
33.在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
34.另外，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
35.请参阅图1-4所示，本发明提供了一种适用于排口强化处理的模块化装配式浮水
潜流人工湿地，其采用潜流人工湿地系统与生态浮床系统结合的整体构架，由若干个浮水潜流人工湿地单元1相互卡接而成；相邻设置的浮水潜流人工湿地单元1的穿孔管6之间串联连接；
36.运行时，排口出水通过进水管14进入浮水潜流人工湿地单元1，并通过靠近进水端一侧的穿孔管6均匀布水，进水经过净化处理后由靠近出水端一侧的穿孔管6收集后进入下一个相邻的浮水潜流人工湿地单元1，再进行净化处理，直至进入最后一个浮水潜流人工湿地单元1；其间，利用活动设置于每个浮水潜流人工湿地单元1内的导流板8，使得水流上下翻折流动，实现均匀净化；最后的净化出水通过出水管16排到浮水潜流人工湿地单元1底部，进一步通过设置于浮水潜流人工湿地单元1底部的弹性填料13进行净化处理。
37.实施例1
38.本发明提供了一种适用于排口强化处理的模块化装配式浮水潜流人工湿地。
39.请参阅图1-2所示，所述浮水潜流人工湿地单元1包括湿地外壁2、连接槽3、连接头4、三通5、穿孔管6、盲板7、导流板8、湿地植物9、湿地填料层10、顶部固定网11、连接卡扣12、弹性填料13、进水管14、出水管16以及连接管15。
40.其中，所述湿地外壁2为顶部敞口设置的长方体结构，湿地外壁2采用高密度聚乙烯材质，长
×
宽
×
深＝2m
×
2m
×
0.8m。
41.所述连接槽3为向下凹陷的槽体结构，其安装于所述湿地外壁2两个侧壁内侧的中部位置。连接槽3材质与湿地外壁相同，方便连接头的连接安装，连接槽3长
×
宽
×
深＝0.3m
×
0.3m
×
0.3m。
42.所述连接头4设置于所述连接槽3内，并与所述湿地外壁2的周壁穿套连接，用以将相邻设置的浮水潜流人工湿地单元1的穿孔管6进行串联连接，相互连通。
43.具体来讲，所述连接头4为dn150的法兰连接头。
44.所述三通5设置于所述连接槽3内并与所述穿孔管6穿套连接，用于连接所述穿孔管6和所述连接头4。
45.具体来讲，所述三通5为dn150的pe等径三通。
46.所述穿孔管6分别邻近设置于浮水潜流人工湿地单元1的进水端和出水端；其侧壁开孔，孔径为20mm，相邻两孔孔间距为200mm；
47.具体来讲，所述穿孔管6为dn150的pe管。
48.在本实施方式中，设置于浮水潜流人工湿地单元1两侧的穿孔管6兼具来水的配水管和出水的收水管双重作用。
49.所述盲板7设置于所述穿孔管6的末端，用于封堵穿孔管6末端。
50.具体来讲，所述盲板7为dn150盲板。
51.所述导流板8纵向设置于所述浮水潜流人工湿地单元1的中间位置，所述导流板8与所述湿地外壁2活动连接；
52.所述导流板8顶部与湿地外壁2顶部平齐，底部比湿地外壁2底部高30cm。
53.具体来讲，所述导流板8纵向嵌插于所述湿地外壁2的上下两个侧壁上，实现活动连接。同时，不同浮水潜流人工湿地单元1之间的导流板8平行设置或者延长线重叠设置(如图3所示)。每个浮水潜流人工湿地单元1内的导流板8能使得水流上下翻折流动，可保证湿地填料层10净化处理的均匀性，避免短流，充分利用填料空间。
54.所述湿地植物9为芦苇，种植密度12株/
㎡
。
55.湿地填料层10为粒径20～25mm的轻质页岩陶粒，填料层深度比湿地外壁顶部底25cm，厚度为55cm。
56.所述顶部固定网11设置于湿地填料层10顶部，为孔径15mm的尼龙网，用于固定湿地填料层10，减少风浪对湿地运行的影响。
57.所述湿地外壁2四周侧壁的外侧上分别设置有上下两排对称设置的若干个连接卡扣12。
58.在本实施方式中，连接卡扣12位于湿地外壁四周侧壁的外侧上，每个浮水潜流人工湿地单元1设16个连接卡口12，其中8个在上部，8个在下部，连接卡口12可将相邻浮水潜流人工湿地单元1连接成一个整体。
59.所述弹性填料13悬挂于浮水潜流人工湿地单元1底部，弹性填料13直径为150mm，单根长度50cm，相邻弹性填料间距10cm。
60.所述进水管14为dn150的pe管。
61.所述连接管15为dn150的pe管，用于连接水流方向相反设置的相邻浮水潜流人工湿地单元1穿孔管6。
62.具体来讲，如图3所示，所述连接管15连接需要转弯连接的两块浮水潜流人工湿地单元1的穿孔管6。
63.所述出水管16为dn150的pe管，将出水排至湿地底部的弹性填料13中。
64.所述适用于排口强化处理的模块化装配式浮水潜流人工湿地作为一混流排空出水的净化装置，联系稳定运行超过3个月，植物生长良好，出水水质稳定。
65.该适用于排口强化处理的模块化装配式浮水潜流人工湿地的运行机理在于：
66.运行时，排口出水通过进水管14进入浮水潜流人工湿地单元1，并通过靠近进水端一侧的穿孔管6均匀布水，进水被湿地填料层10及湿地植物9净化处理后由另一侧的穿孔管6收集后进入下一个浮水潜流人工湿地单元1进行处理，每个浮水潜流人工湿地单元1内的导流板8能使得水流上下翻折流动，可保证湿地填料层10处理的均匀性，避免短流。最终的出水通过出水管16排到湿地底部，进一步通过湿地底部的弹性填料13净化。
67.实施例2
68.本发明提供了一种适用于排口强化处理的模块化装配式浮水潜流人工湿地。
69.请参阅图1-2所示，所述浮水潜流人工湿地单元1包括湿地外壁2、连接槽3、连接头4、三通5、穿孔管6、盲板7、导流板8、湿地植物9、湿地填料层10、顶部固定网11、连接卡扣12、弹性填料13、进水管14、出水管16以及连接管15。
70.其中，所述湿地外壁2为顶部敞口设置的长方体结构，湿地外壁2采用高密度聚乙烯材质，长
×
宽
×
深＝1.5m
×
1.5m
×
0.7m。
71.所述连接槽3为向下凹陷的槽体结构，其安装于所述湿地外壁2两个侧壁内侧的中部位置。连接槽3材质与湿地外壁相同，方便连接头的连接安装，连接槽3长
×
宽
×
深＝0.2m
×
0.2m
×
0.3m。
72.所述连接头4设置于所述连接槽3内，并与所述湿地外壁2的周壁穿套连接，用以将相邻设置的浮水潜流人工湿地单元1的穿孔管6进行串联连接，相互连通。
73.具体来讲，所述连接头4为dn80的法兰连接头。
74.所述三通5设置于所述连接槽3内并与所述穿孔管6穿套连接，用于连接所述穿孔管6和所述连接头4。
75.具体来讲，所述三通5为dn80的upvc等径三通。
76.所述穿孔管6分别邻近设置于浮水潜流人工湿地单元1的进水端和出水端；其侧壁开孔，孔径为20mm，相邻两孔孔间距为200mm；
77.具体来讲，所述穿孔管6为dn80的upvc管。
78.在本实施方式中，设置于浮水潜流人工湿地单元1两侧的穿孔管6兼具来水的配水管和出水的收水管双重作用。
79.所述盲板7设置于所述穿孔管6的末端，用于封堵穿孔管6末端。
80.具体来讲，所述盲板7为dn80盲板。
81.所述导流板8纵向设置于所述浮水潜流人工湿地单元1的中间位置，所述导流板8与所述湿地外壁2活动连接；
82.所述导流板8顶部与湿地外壁2顶部平齐，底部比湿地外壁2底部高20cm。
83.具体来讲，所述导流板8纵向嵌插于所述湿地外壁2的上下两个侧壁上，不同浮水潜流人工湿地单元1之间的导流板8平行设置或者延长线重叠设置。每个浮水潜流人工湿地单元1内的导流板8能使得水流上下翻折流动，可保证湿地填料层10净化处理的均匀性，避免短流，充分利用填料空间。
84.所述湿地植物9为鸢尾，种植密度8株/
㎡
。
85.湿地填料层10为粒径15～20mm的轻质页岩陶粒，填料层深度比湿地外壁顶部底20cm，厚度为50cm。
86.所述顶部固定网11设置于湿地填料层10顶部，为孔径10mm的聚乙烯网，用于固定湿地填料层10，减少风浪对湿地运行的影响。
87.所述湿地外壁2四周侧壁的外侧上分别设置有上下两排对称设置的若干个连接卡扣12。
88.在本实施方式中，连接卡扣12位于湿地外壁四周侧壁的外侧上，每个浮水潜流人工湿地单元1设16个连接卡口12，其中8个在上部，8个在下部，连接卡口12可将相邻浮水潜流人工湿地单元1连接成一个整体。
89.所述弹性填料13悬挂于浮水潜流人工湿地单元1底部，弹性填料13直径为150mm，单根长度80cm，相邻弹性填料间距15cm。
90.所述进水管14为dn80的upvc管。
91.所述连接管15为dn80的upvc管，用于连接水流方向相反设置的相邻浮水潜流人工湿地单元1穿孔管6。
92.具体来讲，所述连接管15连接需要转弯连接的两块浮水潜流人工湿地单元1的穿孔管6。
93.所述出水管16为dn80的upvc管，将出水排至湿地底部的弹性填料13中。
94.所述适用于排口强化处理的模块化装配式浮水潜流人工湿地作为一混流排空出水的净化装置，联系稳定运行超过6个月，植物生长良好，出水水质稳定。
95.本领域技术人员应当知晓，本发明提供的模块化装配式浮水潜流人工湿地中，可以根据实际应用情况对各具体部件的尺寸大小进行选择和调控，用以满足实际应用的需
求。
96.综上所述，本发明提供了一种适用于排口强化处理的模块化装配式浮水潜流人工湿地。该浮水潜流人工湿地采用潜流人工湿地系统与生态浮床系统结合的整体构架，由若干个浮水潜流人工湿地单元相互卡接而成；相邻设置的浮水潜流人工湿地单元的穿孔管之间串联连接；运行时，排口出水通过进水管进入浮水潜流人工湿地单元，并通过靠近进水端一侧的穿孔管均匀布水，进水经过净化处理后由靠近出水端一侧的穿孔管收集后进入下一个相邻的浮水潜流人工湿地单元，再进行净化处理，直至进入最后一个浮水潜流人工湿地单元；最后的净化出水通过出水管排到浮水潜流人工湿地单元底部，进一步通过设置于浮水潜流人工湿地单元底部的弹性填料进行净化处理。本发明充分利用水面空间，避免了占用土地空间，而且整体结构稳定，安装、拆卸、维修快速方便，整体造型多样，处理效果好。
97.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。