一種由生態(tài)袋構(gòu)筑的人工濕地處理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種由生態(tài)袋構(gòu)筑的人工濕地，包括集水池、濕地池和出水池，池底部、四周以及池與池之間的隔墻均由生態(tài)袋堆砌而成，池四周及池與池之間的隔墻在堆砌時，同層生態(tài)袋之間，袋層與袋層之間用工程連接扣相互連接成一體；濕地池底部設(shè)天然土壤層，其上種植挺水植物，濕地池四壁水下部分的生態(tài)袋上種植沉水植物，水上部分的生態(tài)袋上種植陸生植物，水面上設(shè)浮筏，其上種植浮筏水生植物。該人工濕地系統(tǒng)通過沉降、過濾、化學(xué)沉淀、吸附、分解、微生物代謝、植物代謝、植物根系吸收等多重作用，對污水進行凈化處理，具有立體修復(fù)，效率高，不受場地限制，綠色低碳，便于建造、安裝、維護、管養(yǎng)，節(jié)約成本等優(yōu)點，應(yīng)用前景廣闊。
【專利說明】—種由生態(tài)袋構(gòu)筑的人工濕地處理系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種人工濕地處理系統(tǒng)，具體地說，涉及由生態(tài)袋構(gòu)筑的一種結(jié)合表面流人工濕地和潛流式人工濕地功能特點的綜合濕地處理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，隨著人口的快速增長和城市現(xiàn)代化建設(shè)進程的加快，城鎮(zhèn)污水的排放量也隨之劇增，污水中含有的大量有機物排入水體，會使水體中溶解氧的含量降低，甚至達到缺氧狀態(tài)，嚴(yán)重污染水體，破壞生態(tài)平衡。目前，我國城鎮(zhèn)污水常規(guī)的處理方法主要是好氧生物處理法和厭氧生物處理法，這些方法投資大、能耗高、處理單元多、運行管理要求高，而且大多只用于源頭處理，對于已經(jīng)污染的河道、湖泊等典型的面源污染，則難以有效地治理。因此，開發(fā)一種簡易、高效、低耗，既能處理源頭排放的污水，又能修復(fù)治理已污染河道、湖泊等水體的污水處理系統(tǒng)意義重大。
[0003]在城鎮(zhèn)污水處理及污染水體治理技術(shù)中，生態(tài)修復(fù)模式及技術(shù)受到了業(yè)界的高度重視，尤其是人工濕地處理系統(tǒng)，成為行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用實踐優(yōu)先發(fā)展的領(lǐng)域。人工濕地是由人工建造和監(jiān)督控制的與沼澤類似的地面，其設(shè)計和建造是通過對濕地自然生態(tài)系統(tǒng)中的物理、化學(xué)和生物作用的優(yōu)化組合來進行的，也正是利用這三種作用的協(xié)同關(guān)系來進行廢水的處理。人工濕地對污水的凈化是填料、水生植物和微生物共同作用的結(jié)果，人工濕地成熟后，填料表面和植物根系中生長了大量的微生物，廢水流經(jīng)時，懸浮物被填料及根系阻擋截留，有機質(zhì)通過生物膜的吸附及同化、異化作用而得以去除。
[0004]目前常用的人工濕地按水流途徑可分為表面流人工濕地和潛流式人工濕地。這兩種人工濕地都存在以下問題:(I)地點固定，占地面積大；(2)投資大，建設(shè)周期長；(3)影響植物生長的因素多，一旦沒有種植好，不易清除和更換；(3)前期系統(tǒng)調(diào)試、植物培育、微生物馴化時間長，往往需要`2-3個植物生長周期才能達到理想運行狀態(tài)，效率低；(4)生物和水力復(fù)雜性加大了對濕地系統(tǒng)處理機制、工藝動力學(xué)和影響因素的認(rèn)識和理解，設(shè)計運行參數(shù)不易精確計算，常由于前期設(shè)計不當(dāng)使出水達不到設(shè)計要求。
[0005]為此，本發(fā)明提供一種由生態(tài)袋構(gòu)筑的結(jié)合表面流人工濕地和潛流式人工濕地功能特點的綜合濕地處理系統(tǒng)，具有不受場地限制，處理效率高，易于建造、維護、管養(yǎng)，成本低等諸多優(yōu)點，可以廣泛應(yīng)用于小城鎮(zhèn)污水處理，濕地公園水質(zhì)改善，河道、湖泊水體修復(fù)等，應(yīng)用前景廣闊。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種由生態(tài)袋構(gòu)筑的結(jié)合表面流人工濕地和潛流式人工濕地功能特點的綜合濕地處理系統(tǒng)，具有不受場地限制，處理效率高，易于建造、維護、管養(yǎng)，成本低等諸多優(yōu)點，有效地避免了現(xiàn)有人工濕地存在的種種缺陷和弊端。
[0007]為了達到上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案:
[0008]1、一種由生態(tài)袋構(gòu)筑的人工濕地，包括集水池(I)、濕地池(2)和出水池(9)，池底部、四周以及池與池之間的隔墻均由生態(tài)袋(3)堆砌而成，其中:池四周及池與池之間的隔墻在堆砌時，同層生態(tài)袋(3)之間，袋層與袋層之間用工程連接扣(4)相互連接成一體；濕地池(2)底部設(shè)天然土壤層(5)，其上種植挺水植物(7)，濕地池(2)四壁水下部分的生態(tài)袋(3)上種植沉水植物(6)，水上部分的生態(tài)袋(3)上種植陸生植物(8)，水面上設(shè)浮筏(10)，其上種植浮筏水生植物(11)。
[0009]這樣設(shè)置的原因是:
[0010]①由于生態(tài)袋(3)材質(zhì)強度高，耐腐蝕，經(jīng)久耐用，并具有透水不透介質(zhì)，且植物根系又能在袋體內(nèi)延伸穿插的特點，因此由生態(tài)袋(3)填裝介質(zhì)后堆砌成的處理系統(tǒng)，可全方位地種植植物,大大強化植物對水體的修復(fù)功能；
[0011]②生態(tài)袋(3)獨特的堆砌方式和鏈接構(gòu)件，使其具有良好的固坡護岸和水土保持效果，同時利于營造景觀和保護生物多樣性。
[0012]2、堆砌集水池(1)和出水池(9)的底部及四周所用生態(tài)袋(3)填裝由如下配方制備的復(fù)合介質(zhì):以重量百分比計，陶粒30~40%，細(xì)沙10~20%，蛭石10~20%，沸石10~20%，爐渣10~40%，混合均勻。這樣做的理由是，集水池(1)和出水池(9)都有較大的水力沖擊，生態(tài)袋(3)內(nèi)填裝的介質(zhì)必須具有較大的耐沖擊負(fù)荷。
[0013]3、堆砌濕地池(2)的底部及四周所用生態(tài)袋(3)填裝由如下配方制備的復(fù)合介質(zhì):以重量百分比計，陶粒20~30%，爐渣20~30%，蛭石10~20%，天然土壤20~50%，混合均勻。這樣做的理由是，濕地池(2)的底部及四壁因種植了植物，填裝的介質(zhì)既要為植物提供肥力，又要求具有良好的孔隙度；既能攔截、吸附和過濾水中的污染物質(zhì)，又能為微生物提供良好的掛膜條件和生化反應(yīng)的界面。
[0014]4、采用鄉(xiāng)土植物品種進行種植及生態(tài)修復(fù)，其中:
[0015]①濕地池(2)底部種植挺水植物(7):可采用蘆葦、香蒲、荷花、茭白、水芹、旱傘草、蘆竹、再力花、水蔥、海壽花、水柳等鄉(xiāng)土植物品種中的任何一種或多種組合。
[0016]②濕地池(2)四壁沒入水下的生態(tài)袋(3)上種植沉水植物出)，可采用金魚藻、黃絲草、貍藻、輪葉黑藻、狐尾藻、小茨藻、菹草、苦草等鄉(xiāng)土植物品種中的任何一種或多種組口 。
[0017]③濕地池(2)四壁路出水面的生態(tài)袋(3)種植陸生植物(8)，可采用籽粒莧、香根草、狗牙根、高羊茅、糖蜜草、三葉草等鄉(xiāng)土植物品種中的任何一種或多種組合。
[0018]④濕地池(2)水面浮筏(10)上種植浮筏水生植物(11)，可采用美人蕉、荷花、千屈菜、茭白、水蔥、鳳眼蓮、萍蓬草、水芹、空心菜等鄉(xiāng)土植物品種中的任何一種或多種。
[0019]這樣做的理由是，在整個處理系統(tǒng)內(nèi)，充分利用空間，合理選擇植物進行立體種植，實行全方位生態(tài)修復(fù)，同時營造水生景觀，實現(xiàn)生態(tài)效益最大化。
[0020]所謂鄉(xiāng)土植物，就是人工濕地系統(tǒng)所用植物本身就是處理場所本地或周邊地區(qū)存在的植物，種植后能快速適應(yīng)處理場所的立地條件和氣候環(huán)境。
[0021]本發(fā)明較好的方案可以是，設(shè)置多個濕地池(2)并按水流方向串聯(lián)組成多級濕地處理系統(tǒng)，按照來水濃度梯度設(shè)置植物種植方案。這樣做的好處是，采用最優(yōu)化的植物組合及種植方案進行多級凈化，深度處理，進一步強化處理效果和效率。
[0022]本發(fā)明較好的方案也可以是，依據(jù)處理場地的地形走勢，按水流途徑構(gòu)筑不同人工濕地處理系統(tǒng)，平地構(gòu)筑潛流式人工濕地，< 30°的坡面構(gòu)筑表面流人工濕地，^ 30°的坡面，以一定的落差按梯級筑池并采用垂直流人工濕地類型。這樣做的好處是，因地制宜，選擇最合適的水流途徑和相應(yīng)的濕地類型，可節(jié)約成本，提高處理效率。
[0023]本發(fā)明的作用與功能體現(xiàn)在:處理系統(tǒng)中的天然土壤層(5)、生態(tài)袋(3)中的復(fù)合介質(zhì)，各類植物、微生物通過沉降、過濾、化學(xué)沉淀、吸附、分解、微生物代謝、植物代謝、植物根系吸收等多重作用，對污水進行全方位的凈化處理。
[0024]與現(xiàn)有人工濕地系統(tǒng)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)勢:(I)同時具有填料攔截、植物吸收、微生物降解等多重功效，立體修復(fù)，處理效果好，效率高；(2)因地制宜，不受場地限制，系統(tǒng)可大可小，靈活多變；(3)可組合式運行，并能涵蓋所有人工濕地類型；(4)純生態(tài)技術(shù)，綠色低碳，節(jié)能環(huán)保；(5)固坡護岸和水土保持效果好，利于營造景觀和保護生物多樣性；(6)便于建造、安裝、維護、管養(yǎng)，節(jié)約成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】做更具體的說明。
[0026]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，I是集水池；2是濕地池；3是生態(tài)袋；4是工程連接扣；5是天然土壤層；6是沉水植物；7是挺水植物；8是陸生植物；9是出水池；10是浮筏，11是浮筏水生植物。
[0027]圖2是本發(fā)明的平面布置圖。圖中，I是集水池，2是濕地池，3是生態(tài)袋，9是出水池。
【具體實施方式】
[0028]實施例1
[0029]本發(fā)明所述系統(tǒng)裝置首先在廣東某養(yǎng)殖企業(yè)的污水處理場進行試驗，作為其污水處理場的深度處理系統(tǒng)。試驗處理系統(tǒng)占地面積2000m2，初始日處理量300噸/日，采用圖1所示的三個濕地池串聯(lián)的方式進行。步驟如下:
[0030]1、用生態(tài)袋(3)構(gòu)筑本發(fā)明所述的人工濕地，包括集水池(I)、濕地池(2)和出水池(9)，池底部、四周以及池與池之間的隔墻均由生態(tài)袋(3)堆砌而成，其中:池四周及池與池之間的隔墻在堆砌時，同層生態(tài)袋(3)之間，袋層與袋層之間用工程連接扣(4)相互連接成一體；濕地池(2)底部設(shè)天然土壤層(5)，其上種植挺水植物(7)，濕地池(2)四壁水下部分的生態(tài)袋(3)上種植沉水植物(6)，水上部分的生態(tài)袋(3)上種植陸生植物(8)，水面上設(shè)浮筏(10)，其上種植浮筏水生植物(11)。
[0031]2、堆砌集水池⑴和出水池(9)的底部及四周所用生態(tài)袋(3)填裝由如下配方制備的復(fù)合介質(zhì):以重量百分比計，陶粒35%，細(xì)沙15%，蛭石15%，沸石15%，爐渣20%，混合均勻。
[0032]3、砌濕地池(2)的底部及四周所用生態(tài)袋(3)填裝由如下配方制備的復(fù)合介質(zhì):以重量百分比計，陶粒25 %，爐渣25 %，蛭石15 %，天然土壤35 %，混合均勻。
[0033]4、用鄉(xiāng)土化植物品種進行種植及生態(tài)修復(fù)，其中:
[0034]①濕地池⑵底部按行交替種植香蒲、茭白荀、旱傘草、蘆竹、海壽花，行間距40cm,株間距 40cm。
[0035]②濕地池(2)四壁沒入水下的生態(tài)袋(3)上，按袋層橫排交替種植金魚藻、貍藻、狐尾藻，行距為袋層厚度，株距為袋寬。
[0036]③濕地池(2)四壁路出水面的生態(tài)袋(3)種植籽粒莧，種植方式為撒播。
[0037]④濕地池(2)水面浮筏上種植美人蕉、水蔥、水芹，形成良好的水生景觀。
[0038]人工濕地構(gòu)筑及植物種植完成后，經(jīng)過二個月的前期調(diào)試、植物繁育、微生物馴化，系統(tǒng)達到了較為平穩(wěn)的運行狀態(tài)。處理前后的水質(zhì)指標(biāo)對比見表-1，全部達到國家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)規(guī)定的二級排放標(biāo)準(zhǔn)。
[0039]表-1處理前后主要水質(zhì)指標(biāo)對比
指標(biāo)單位處理前處理后標(biāo)準(zhǔn)限值達標(biāo)與否
[0040]pH/6.86.86~9達標(biāo) 色度(稀釋倍數(shù))倍 600 78 80 達標(biāo)
懸浮物(SS) mg/L 5002530達標(biāo)
五氧里 mg/L840145150達標(biāo)
[0041]Hfs fflg/L 960118120達標(biāo)
氨氮mg/L 65.0 0.98 1.0達標(biāo)
元素磷mg/L 25.5 0.28 0.3達標(biāo)
[0042]實施例2`
[0043]本發(fā)明所述系統(tǒng)裝置在佛山某公園進行測試。該公園來水濁度高，水質(zhì)發(fā)臭，表明富營養(yǎng)化程度較高，直接影響所在公園對“親水，近水”生態(tài)景觀的營造。處理系統(tǒng)設(shè)在公園水體上游，對部分來水進行處理后補充到公園水體中，以便改善公園水體水質(zhì)狀況。根據(jù)來水的落差及坡度狀況，在不同的坡面高度上設(shè)置集水池及4級濕地池，不設(shè)出水池，只在最后一級濕地池設(shè)置溢流口，從溢流口流出的水直接進入公園水體。試驗濕地系統(tǒng)總面積5000m2,日處理量3000噸。
[0044]本實施例與實施例1在集水池(I)、濕地池(2)的構(gòu)筑上，基本相同。所不同是水流途徑和方式。因為不同濕地池(2)之間存在落差和坡度，來水是從生態(tài)袋(3)的表面漫流滲下或垂直流下的，因此在砌筑濕地池(2)時，底層鋪裝了 3~5層填裝了復(fù)合介質(zhì)的生態(tài)袋⑶。
[0045]植物種植方案及砌筑集水池(I)、濕地池(2)所用生態(tài)袋(3)的復(fù)合介質(zhì)配方同實施例I。
[0046]人工濕地構(gòu)筑及植物種植完成后，經(jīng)過三個月的前期調(diào)試、植物繁育、微生物馴化等，系統(tǒng)達到了較為理想的運行狀態(tài)。對系統(tǒng)集水池(I)和最后一級濕地池(2)溢流口的水進行取樣檢測，相關(guān)指標(biāo)全部達到《城市污水再生利用景觀環(huán)境用水水質(zhì)》(GB/T18921-2002)的有關(guān)指標(biāo)。顯示出了良好的處理效能。
【權(quán)利要求】
1.一種由生態(tài)袋構(gòu)筑的人工濕地處理系統(tǒng)，其特征在于: (1)、所述濕地構(gòu)造包括集水池(I)、濕地池(2)和出水池(9)，池底部、四周以及池與池之間的隔墻均由生態(tài)袋(3)堆砌而成，其中:池四周及池與池之間的隔墻在堆砌時，同層生態(tài)袋(3)之間，袋層與袋層之間用工程連接扣(4)相互連接成一體；濕地池(2)底部設(shè)天然土壤層(5)，其上種植挺水植物(7)，濕地池(2)四壁水下部分的生態(tài)袋(3)上種植沉水植物(6)，水上部分的生態(tài)袋(3)上種植陸生植物(8)，水面上設(shè)浮筏(10)，其上種植浮筏水生植物(11)。 (2)、堆砌集水池(I)和出水池(9)的底部及四周所用生態(tài)袋(3)填裝由如下配方制備的復(fù)合介質(zhì):以重量百分比計，陶粒30~40 %，細(xì)沙10~20 %，蛭石10~20 %，沸石10~20 %，爐渣10~40 %，混合均勻。 (3)、堆砌濕地池(2)的底部及四周所用生態(tài)袋(3)填裝由如下配方制備的復(fù)合介質(zhì):以重量百分比計，陶粒20~30%，爐渣20~30%，蛭石10~20%，天然土壤20~50%，混合均勻。 (4)、采用鄉(xiāng)土植物品種進行種植及生態(tài)修復(fù)，其中: ①濕地池(2)底部種植挺水植物(7):可采用蘆葦、香蒲、荷花、茭白、水芹、旱傘草、蘆竹、再力花、水蔥、海壽花、水柳等鄉(xiāng)土植物品種中的任何一種或多種組合。 ②濕地池(2)四壁沒入水下的生態(tài)袋(3)上種植沉水植物(6)，可采用金魚藻、黃絲草、貍藻、輪葉黑藻、狐尾藻、小茨藻、菹草、苦草等鄉(xiāng)土植物品種中的任何一種或多種組合。 ③濕地池(2)四壁路出水面的生態(tài)袋(3)種植陸生植物(8)，可采用籽粒莧、香根草、狗牙根、高羊茅、糖蜜草、三葉草等鄉(xiāng)土植物品種中的任何一種或多種組合。 ④濕地池(2)水面浮筏(10)上種植浮筏水生植物(11)，可采用美人蕉、荷花、千屈菜、茭白、水蔥、鳳眼蓮、萍蓬草、水芹、空心菜等鄉(xiāng)土植物品種中的任何一種或多種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由生態(tài)袋構(gòu)筑的人工濕地處理系統(tǒng)，其特征在于:設(shè)置多個濕地池(2)并按水流方向串聯(lián)組成多級濕地處理系統(tǒng)，按照來水濃度梯度設(shè)置植物種植方案。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由生態(tài)袋構(gòu)筑的人工濕地處理系統(tǒng)，其特征在于:依據(jù)處理場地的地形走勢，按水流途徑構(gòu)筑不同人工濕地處理系統(tǒng)，平地構(gòu)筑潛流式人工濕地，<30°的坡面構(gòu)筑表面流人工濕地，>30°的坡面，以一定的落差按梯級筑池并采用垂直流人工濕地類型。
【文檔編號】C02F3/32GK103819005SQ201410083106
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年3月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月7日
【發(fā)明者】曹華英, 朱兆華, 孫吉雄, 徐國鋼, 劉杰, 董沁, 陳曉蓉, 劉 英 申請人:深圳市萬信達生態(tài)環(huán)境股份有限公司