專利名稱：下行流人工濕地的模塊化均勻布水方法和裝置的制作方法
下行流人工濕地的模塊化均勻布水方法和裝置技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種下行流人工濕地的模塊化均勻布水方法和裝置。
背景技術(shù)：
人工濕地污水處理技術(shù)是20世紀(jì)70年代興起的一種新型生態(tài)污水處理技術(shù)，由于具有對污染物去除效果好、基建和運(yùn)行費(fèi)用低、工藝設(shè)備簡單、維護(hù)管理方便等特點(diǎn)，正逐漸被應(yīng)用于廣大中小城鎮(zhèn)和鄉(xiāng)村地區(qū)的生活污水處理中。下行流人工濕地作為人工濕地的一種類型，因其充分利用了濕地的空間，發(fā)揮了系統(tǒng)間的協(xié)同作用，使污水處理能力得到大幅度提高，且占地面積相對較小，因而在污水處理中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。在法國，截止至2003年就已經(jīng)有超過400座下行流人工濕地在運(yùn)行，并有100多座在建，其大部分都用于小型生活污水的二級處理，并取得了良好的出水效果；在美國、歐洲、澳大利亞和南非等地已建成和正在建設(shè)的人工濕地處理系統(tǒng)中，大部分也是下行流型人工濕地；在我國下行流濕地也正在得到廣泛的應(yīng)用。
在整個(gè)下行流人工濕地的系統(tǒng)中，除了人工基質(zhì)、植物和微生物是其基本組成外， 布水系統(tǒng)也是其重要的組成部分。合理的布水方法和良好的布水裝置能將污水均勻分布到整個(gè)濕地的范圍，實(shí)現(xiàn)濕地凈化功能的最大化利用，保證濕地高效穩(wěn)定的運(yùn)行。常用的人工濕地布水裝置是穿孔的PVC管，管道底部兩側(cè)45°開孔布水。但隨著越來越多的人工濕地投入運(yùn)行，這種布水裝置的缺點(diǎn)也日益凸顯第一，使用穿孔PVC管布水時(shí)，濕地中存在大量基質(zhì)無法被污水浸潤，因而造成濕地占地大而單位面積利用率低的問題。第二，因穿孔 PVC管布水特性，在投用時(shí)存在單位面積實(shí)際水力負(fù)荷遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)水力負(fù)荷的問題，導(dǎo)致布水管附近單點(diǎn)過水面積大而引發(fā)堵塞。
目前，針對人工濕地均勻布水裝置的研究并不多且均以穿孔布水管為基礎(chǔ)裝置加以改造而成，如潛流式人工濕地具有生物膜反應(yīng)的雙管布水器(申請?zhí)?CN200910061884. 0)，設(shè)計(jì)出內(nèi)外套雙層布水管，內(nèi)外管之間裝滿填料作為一個(gè)生物膜反應(yīng)器，在內(nèi)管中多處開孔進(jìn)行布水；而人工濕地污水處理系統(tǒng)的布水及水位調(diào)節(jié)裝置(申請?zhí)朇N200720080036. O)所述布水裝置是一個(gè)多孔水管，利用多孔水管上間距不大的出水孔進(jìn)行布水。
上述裝置其實(shí)質(zhì)是增加布水管開孔數(shù)量，與傳統(tǒng)穿孔布水管的本質(zhì)是相同的，運(yùn)用此類裝置并不能改善傳統(tǒng)穿孔布水管布水不均、易堵塞等缺點(diǎn)。而針對傳統(tǒng)布水裝置存在的問題，本發(fā)明從優(yōu)化人工濕地整體布水系統(tǒng)的角度出發(fā)，設(shè)計(jì)了帶有噴頭式布水管的模塊化布水方法和裝置，使人工濕地布水系統(tǒng)模塊化，以達(dá)到濕地凈水效率的最大化。此次提出的模塊化均勻布水的方法和裝置，旨在改變傳統(tǒng)穿孔布水的方法，實(shí)現(xiàn)均勻布水，提高濕地實(shí)際使用面積的效率以減小其占地面積；運(yùn)用布水模塊亦可有效緩解濕地堵塞；創(chuàng)新模塊化的裝置設(shè)計(jì)使施工安裝簡化，后期維護(hù)更換更便捷。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，針對目前人工濕地布水不均導(dǎo)致濕地面積未充分利用，提出的一種下行流人工濕地的模塊化均勻布水方法。
本發(fā)明的再一目的是提供一種針對下行流人工濕地的模塊化均勻布水方法的裝置。
本發(fā)明目的通過下述方案實(shí)現(xiàn)一種下行流人工濕地的模塊化均勻布水方法，排布有帶噴頭的布水管，將帶管布水模塊按照下行流人工濕地實(shí)際場地的大小進(jìn)行組裝連接，排布在鋪陳好的人工基質(zhì)上，所述的帶管布水模塊外框?yàn)殚L方體或梯形立方體，在其內(nèi)側(cè)面頂部穿入噴頭式布水管，各噴頭式布水管連通，各帶管布水模塊之間連接之處的空隙作為空氣進(jìn)入人工基質(zhì)的大氣復(fù)氧廊道，而兩排并列管道的模塊之間緊密相貼，噴水方式采用脈沖噴水或連續(xù)噴水。
本發(fā)明運(yùn)用帶有噴頭式布水管的模塊化布水裝置和相應(yīng)的布水方法來實(shí)現(xiàn)濕地的均勻布水。該布水方法的基本過程是將模塊化布水裝置按照實(shí)際場地的大小進(jìn)行組裝連接，排布在鋪陳好的人工基質(zhì)上。模塊間連接之處的空隙作為空氣進(jìn)入人工基質(zhì)的大氣復(fù)氧廊道，以提高人工基質(zhì)的凈水效果。兩排管道的模塊之間盡可能緊密相貼，以提高單位面積凈水效率。全部模塊排布完成后，在模塊上鋪設(shè)草皮或覆土種植短根系植物。
在上述方案基礎(chǔ)上，所述的帶管布水模塊上鋪設(shè)草皮或覆土種植短根系植物，后期維護(hù)時(shí)可移走植物更換模塊或堵塞的人工基質(zhì)。
在上述方案基礎(chǔ)上，所述的大氣復(fù)氧廊道寬度為5 20cm，作為空氣進(jìn)入人工介質(zhì)層的通道，可根據(jù)現(xiàn)場施工需求保留空隙或鋪設(shè)大粒徑基質(zhì)，大粒徑基質(zhì)種類可選用礫石、沸石、陶粒、高爐渣等中的一種或多種組合。
本發(fā)明提供一種針對上述下行流人工濕地的模塊化均勻布水方法的裝置，包括帶管布水模塊、噴頭式布水管和可拆裝管道連接裝置，所述的帶管布水模塊外框?yàn)殚L方體或梯形立方體，噴頭式布水管2從帶管布水模塊的側(cè)面穿入，噴頭式布水管的布水噴頭為一個(gè)或多個(gè)，當(dāng)布水噴頭為一個(gè)時(shí)，設(shè)在近模塊頂部的中心位置，當(dāng)所述的布水噴頭為多個(gè)時(shí)，其間距為30 100cm,噴頭式布水管的兩端伸出模塊約5cm 15cm,與連接裝置連接。
布水裝置的結(jié)構(gòu)是布水模塊的側(cè)面穿入噴頭式布水管進(jìn)行布水，布水管兩端伸出模塊約5cm 15cm，作為連接裝置的一部分，可與其它模塊組裝連接。
在上述方案基礎(chǔ)上，所述的帶管布水模塊的外框規(guī)格為長度30 100cm、寬度為 10 30cm、高度為5 20cm,外框底部可根據(jù)現(xiàn)場情況不加蓋或沿側(cè)壁一圈加蓋固定。
在上述方案基礎(chǔ)上，所述的外框底部側(cè)壁一圈加蓋，其寬度2 IOcm ;所述的外框材質(zhì)為PVC、UPVC中的一種或兩種組合。
在上述方案基礎(chǔ)上，模塊外框壁面多處穿孔或全封閉。
在上述方案基礎(chǔ)上，所述的噴頭式布水管包括一個(gè)或多個(gè)布水噴頭和帶螺紋布水管，管徑為Φ 5 25cm。
在上述方案基礎(chǔ)上，所述的噴頭式布水管材質(zhì)為PVC、UPVC、鑄鐵、鋼管中的一種或多種組合。
為方便拆卸，在上述方案基礎(chǔ)上，所述的連接裝置為同向雙通接頭，與帶螺紋布水管連接，所述的同向雙通接頭的材質(zhì)這PVC、UPVC、橡膠、銅、PE、PP、不銹鋼中的一種或多種組合。
本發(fā)明中，植物可選用草皮或短根系植物，鋪陳在布水模塊上，短根系植物可選用黑麥草、高羊茅、早熟禾草皮中的一種或多種組合。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下(1)使用噴頭式布水管改善了傳統(tǒng)穿孔PVC布水管布水不均勻的缺點(diǎn)，使?jié)竦孛娣e得到充分利用，可有效減小濕地占地面積。(2)采用騰空均勻噴淋布水的方法，減緩或避免布水管堵塞；(3)布水系統(tǒng)模塊化，布水管道排布可因地制宜，施工簡單可行，可拆卸模塊對其或其下的人工基質(zhì)進(jìn)行更換，后期維護(hù)工作便捷。


圖I為本發(fā)明布水裝置的結(jié)構(gòu)圖，圖2為本發(fā)明布水裝置的連接圖，圖3為本發(fā)明布水管道排布圖。
圖中標(biāo)號(hào)1帶管布水模塊、2噴頭式布水管、3可拆裝管道連接裝置、4布水噴頭、 7大氣復(fù)氧廊道、8草皮。
具體實(shí)施方式
下面通過實(shí)施案例進(jìn)一步描述本發(fā)明。
本發(fā)明中，帶管布水模塊I的長度為30 100cm，高度為5 20cm，寬度為10 30cm，在其側(cè)面頂部穿入噴頭式布水管2，帶管布水模塊I外框可以是長方體或梯形立方體，外框底部可根據(jù)現(xiàn)場情況不加蓋或沿側(cè)壁一圈加蓋固定，其寬度約2 10cm，模塊外框壁面可多處穿孔或全封閉，模塊外框材質(zhì)可選用PVC、UPVC中的一種或兩種組合。
本發(fā)明中，噴頭式布水管2包括布水噴頭4和帶螺紋布水管5。噴頭式布水管2 從側(cè)面穿過帶管布水模塊1，緊靠模塊頂部，管徑應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際單位徑流量和布水負(fù)荷確定，約為Φ5 25cm，材質(zhì)可選用PVC、UPVC、鑄鐵、鋼管中的一種或多種組合；布水噴頭4 連接布水管位于模塊中間位置或根據(jù)模塊長度按一定間距設(shè)置多個(gè)噴頭，其間距可設(shè)定為 30 100cm，噴水方式根據(jù)現(xiàn)場情況采用脈沖噴水或連續(xù)噴水，噴頭型式應(yīng)與帶管布水模塊I型式匹配，可采用圓形、方形、橢圓形等，材質(zhì)可選用PVC、UPVC、不銹鋼、PP、黃銅中的一種或多種組合。
本發(fā)明中，可拆裝管道連接裝置3由帶螺紋布水管5與同向雙通接頭6構(gòu)成，通過同向雙通接頭6與帶螺紋布水管5連接，模塊之間可以進(jìn)行組裝和拆卸，同向雙通接頭6材質(zhì)可選用PVC、UPVC、橡膠、銅、PE、PP、不銹鋼中的一種或多種組合。
實(shí)施案例帶管布水模塊I (長50cm，寬25cm，高15cm)通過連接裝置3 (PVC同向雙通接頭)組裝連接，一條布水管線連接6 8個(gè)模塊排布在人工基質(zhì)上，模塊連接處有約IOcm的大氣復(fù)氧廊道7，在其中鋪設(shè)大粒徑基質(zhì)(粒徑為15 25mm的高爐渣，高度為 15cm)，全部模塊安裝完成后，在其上方鋪設(shè)植物8 (黑麥草草皮)。污水流經(jīng)噴頭式布水管 2 (管徑為5cm)，由布水噴頭4 (方形)噴出，淋灑到人工基質(zhì)中，通過基質(zhì)的協(xié)同作用凈化污水，最后進(jìn)入集水管網(wǎng)收集排出。與采用穿孔PVC管進(jìn)行布水的濕地相比，應(yīng)用此布水方式的濕地面積減少了 25%，而處理效果維持不變，對于COD、BOD5、氨氮、TP的去除率最高可達(dá)86. 35%,85. 8%,97. 82%,82. 71%。在后期投用的過程中，當(dāng)布水模塊I出水不暢或其下方人工基質(zhì)出現(xiàn)堵塞時(shí)，只需將此區(qū)域上的草皮移走，即可更換布水模塊或人工基質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種下行流人工濕地的模塊化均勻布水方法，排布有帶噴頭的布水管，其特征在于將帶管布水模塊(I)按照下行流人工濕地實(shí)際場地的大小進(jìn)行組裝連接，排布在鋪陳好的人工基質(zhì)上，所述的帶管布水模塊(I)外框?yàn)殚L方體或梯形立方體，在其內(nèi)側(cè)面頂部穿入噴頭式布水管(2)，各噴頭式布水管(2)連通，各帶管布水模塊(I)之間連接之處的空隙作為空氣進(jìn)入人工基質(zhì)的大氣復(fù)氧廊道(7)，而兩排并列管道的模塊之間緊密相貼，噴水方式采用脈沖噴水或連續(xù)噴水。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的下行流人工濕地的模塊化均勻布水方法，其特征在于所述的帶管布水模塊(I)上鋪設(shè)草皮或覆土種植短根系植物(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的下行流人工濕地的模塊化均勻布水方法，其特征在于所述的大氣復(fù)氧廊道(7)寬度為5 20cm，鋪設(shè)大粒徑基質(zhì)，大粒徑基質(zhì)種類可選用礫石、沸石、陶粒、高爐渣等中的一種或多種組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3之任項(xiàng)所述的下行流人工濕地的模塊化均勻布水方法的裝置，其特征在于包括帶管布水模塊(I)、噴頭式布水管(2 )和可拆裝管道連接裝置(3 )，所述的帶管布水模塊(I)外框?yàn)殚L方體或梯形立方體，噴頭式布水管2從帶管布水模塊(I)的側(cè)面穿入，噴頭式布水管(2)的布水噴頭(4)為一個(gè)或多個(gè)，當(dāng)所述的布水噴頭為多個(gè)時(shí)，其間距為30 100cm,噴頭式布水管(2)的兩端伸出模塊約5cm 15cm,與連接裝置(3)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的下行流人工濕地的模塊化均勻布水方法的裝置，其特征在于所述的帶管布水模塊(I)的外框規(guī)格為長度30 100cm、寬度為10 30cm、高度為5 20cmo
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的下行流人工濕地的模塊化均勻布水方法的裝置，其特征在于所述的外框底部側(cè)壁一圈加蓋，其寬度2 IOcm ;所述的外框材質(zhì)為PVC、UPVC中的一種或兩種組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的下行流人工濕地的模塊化均勻布水方法的裝置，其特征在于外框底部不加蓋或沿側(cè)壁一圈加蓋固定，模塊外框壁面多處穿孔或全封閉。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的下行流人工濕地的模塊化均勻布水方法的裝置，其特征在于所述的噴頭式布水管(2)包括一個(gè)或多個(gè)布水噴頭(4)和帶螺紋布水管(5)，管徑為O 5 25cm。
9.根據(jù)權(quán)利要求3或8所述的下行流人工濕地的模塊化均勻布水方法的裝置，其特征在于所述的噴頭式布水管(2)材質(zhì)為PVC、UPVC、鑄鐵、鋼管中的一種或多種組合。
10.根據(jù)權(quán)利要求3或8所述的下行流人工濕地的模塊化均勻布水方法的裝置，其特征在于所述的連接裝置(3)為同向雙通接頭(6)，與帶螺紋布水管(5)連接，所述的同向雙通接頭(6)的材質(zhì)這PVC、UPVC、橡膠、銅、PE、PP、不銹鋼中的一種或多種組合。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種下行流人工濕地的模塊化均勻布水方法，排布有帶噴頭的布水管，將帶管布水模塊按照下行流人工濕地實(shí)際場地的大小進(jìn)行組裝連接，排布在鋪陳好的人工基質(zhì)上，所述的帶管布水模塊外框?yàn)殚L方體或梯形立方體，在其內(nèi)側(cè)面頂部穿入噴頭式布水管，各噴頭式布水管連通，各帶管布水模塊之間連接之處的空隙作為空氣進(jìn)入人工基質(zhì)的大氣復(fù)氧廊道，而兩排并列管道的模塊之間緊密相貼，噴水方式采用脈沖噴水或連續(xù)噴水。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)有使?jié)竦孛娣e得到充分利用，可有效減小濕地占地面積；減緩或避免布水管堵塞；布水系統(tǒng)模塊化，布水管道排布可因地制宜，施工簡單可行，后期維護(hù)工作便捷。
文檔編號(hào)C02F3/32GK102976496SQ20121055744
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月20日
發(fā)明者葉建鋒, 高陽俊, 李媛媛, 陸丹捷 申請人:葉建鋒, 高陽俊, 李媛媛, 陸丹捷