專(zhuān)利名稱(chēng)：一種潛流人工濕地模擬裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及污水的生態(tài)處理技術(shù)，具體地說(shuō)是一種潛流人工濕地模擬裝置。
背景條件人工濕地是20世紀(jì)70年代末發(fā)展起來(lái)的一種污水處理技術(shù)，具有鮮明特色和優(yōu)勢(shì)，很快被世界各地所接受，正在得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。人工濕地是一種人為設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)自然濕地生態(tài)過(guò)程的污水處理系統(tǒng)，它充分利用濕地植物、土壤及其微生物來(lái)去除污水中的污染物，同其他自然處理系統(tǒng)一樣，濕地處理系統(tǒng)能夠帶來(lái)額外的效益，具有凈化效果好、工藝設(shè)備簡(jiǎn)單、運(yùn)轉(zhuǎn)維護(hù)管理方便、能耗低、系統(tǒng)配置可塑性強(qiáng)、對(duì)負(fù)荷變化適應(yīng)性強(qiáng)、工程基建和運(yùn)行費(fèi)用低、出水具有一定的生物安全性、生態(tài)環(huán)境效益顯著、可實(shí)現(xiàn)廢水的資源化等特點(diǎn)，潛流人工濕地是目前國(guó)內(nèi)外多被采用的一種人工濕地形式，潛流人工濕地系統(tǒng)一般由濕地主體、防滲層、布水裝置和收水裝置四部分組成，其中防滲層的設(shè)置可以有效地防止?jié)竦刂械奈廴疚镞M(jìn)入地下水。潛流濕地由種植植物的礫石床構(gòu)成，污水在礫石床中流動(dòng)過(guò)程中通過(guò)物理、化學(xué)和生物的作用得以凈化，潛流濕地保溫效果好，處理效果受氣候、季節(jié)的影響較小，并且運(yùn)行過(guò)程中管理得當(dāng)可以有效的防止蚊蠅滋生和臭味產(chǎn)生，但投資比表流濕地要大的多。
但目前實(shí)驗(yàn)?zāi)M階段所采用的模擬裝置多為小型的立方體土建構(gòu)筑物，且露天放置，建造麻煩，造價(jià)比較高，實(shí)驗(yàn)條件不易控制；也有采用圓柱體模擬裝置，截面積較小，種植植物數(shù)量少，模擬效果難以放大；PVC材料或有機(jī)玻璃材料加工的實(shí)驗(yàn)裝置也有采用，但形式比較單一，特別是污水的定量控制一般采用蠕動(dòng)計(jì)量泵比較昂貴，影響了實(shí)驗(yàn)中平行設(shè)計(jì)和比較設(shè)計(jì)。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種潛流人工濕地模擬裝置，不僅制作工藝簡(jiǎn)單，原材料造價(jià)較低，而且安裝操作方便，實(shí)用性強(qiáng)；能夠?qū)崿F(xiàn)多種流態(tài)、多種形式組合、不同填料級(jí)配、不同植物組合的平行實(shí)驗(yàn)和比較實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)；能夠提供簡(jiǎn)單便宜的進(jìn)水流量控制，在不施加額外動(dòng)力的情況下實(shí)現(xiàn)污水進(jìn)濕地的預(yù)處理。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下一種潛流人工濕地模擬裝置，包括儲(chǔ)水池和人工濕地裝置，儲(chǔ)水池和人工濕地裝置通過(guò)水管連接，在進(jìn)入人工濕地裝置后的水管上設(shè)置有孔，形成布水的多孔管，人工濕地裝置的出水通過(guò)出水管排出，出水管后連接有軟管。
所述人工濕地裝置為一個(gè)或一個(gè)以上的單元組成；每個(gè)單元可為水平潛流形式或垂直流形式，即其為水平潛流濕地裝置或垂直流濕地裝置；當(dāng)人工濕地裝置為一個(gè)以上的單元組成時(shí)，其中水平潛流形式與垂直流形式可以采用并聯(lián)方式和/或串聯(lián)方式運(yùn)行實(shí)驗(yàn)；所述人工濕地裝置為水平潛流濕地裝置時(shí)，布水的多孔管位于水平潛流濕地裝置的前部；所述人工濕地裝置為垂直流濕地裝置時(shí)，布水的多孔管均勻分布于垂直流濕地裝置的表面；當(dāng)所述人工濕地裝置的單元為垂直流濕地裝置時(shí)，其上設(shè)置采樣管，采樣管的一端與插入濕地裝置中，另一端與一軟管相連，采樣管為一根以上，它們?cè)跐竦匮b置中沿水的流向上均勻分布，其插入深度可以相同，也可以不同；當(dāng)所述人工濕地裝置的單元為水平潛流濕地裝置時(shí)，其上設(shè)置采樣管，采樣管的一端與插入濕地裝置中，另一端與一軟管相連，采樣管為一根以上；它們?cè)跐竦匮b置中沿水的流向上和/或垂直于水流向的截面上均勻分布，其插入深度可以相同，也可以不同；上述采樣管可以設(shè)置不同深度和不同位置，采用有機(jī)玻璃管與膠皮軟管相連即可實(shí)現(xiàn)。
人工濕地裝置采用便宜的PVC板焊接而成，當(dāng)其為一個(gè)以上的單元組成時(shí)，可采用2-3個(gè)單元共壁焊接；模擬裝置中的管路連接采用塑料軟管或PVC軟管連接；在所述儲(chǔ)水池和人工濕地裝置的連接水管上設(shè)置有自吸泵和流量計(jì)，在自吸泵超過(guò)設(shè)計(jì)流量的部分、在泵出水口處設(shè)置有三通回流管通至儲(chǔ)水池中，同時(shí)起到微曝氣調(diào)節(jié)的作用；所述自吸泵的開(kāi)關(guān)與微電腦的時(shí)控端口相連，利用微電腦時(shí)控開(kāi)關(guān)自動(dòng)控制自吸泵的啟閉，一個(gè)運(yùn)行周期內(nèi)可以設(shè)置6-12次的啟閉，提高運(yùn)行方式的靈活性和管理簡(jiǎn)易性；所述出水管為一個(gè)以上，它們?cè)诔鏊嗣娴闹芯€上、由下至上(通常為均勻或等間距)排布；出水管上設(shè)置有閥門(mén)，閥門(mén)控制不同高度的出水口設(shè)定不同的出水點(diǎn)深度，與出水口相連的軟管能夠通過(guò)調(diào)整高度進(jìn)而決定濕地內(nèi)的水位。
本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)1.可以實(shí)現(xiàn)不同水流形式(水平潛流和垂直流)的實(shí)驗(yàn)，可以采用不同的進(jìn)出水方式，可以進(jìn)行不同填料與植物組合的比較，可以實(shí)現(xiàn)主體裝置之間的并聯(lián)和串聯(lián)實(shí)驗(yàn)，能夠?qū)崿F(xiàn)不同形式濕地的串聯(lián)組合研究；能夠?qū)崿F(xiàn)多種流態(tài)、多種形式組合、不同填料級(jí)配、不同植物組合的平行實(shí)驗(yàn)和比較實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。
2.能夠提供簡(jiǎn)單便宜的進(jìn)水流量控制，在不施加額外動(dòng)力的情況下能夠?qū)崿F(xiàn)污水進(jìn)入濕地前的有效預(yù)處理，并且為污水進(jìn)行一定程度的充氧，通過(guò)簡(jiǎn)單廉價(jià)的方式實(shí)現(xiàn)定量控制進(jìn)水，實(shí)現(xiàn)不同水力負(fù)荷的效果比較。能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)行方式的自動(dòng)控制和不同干濕周期比的研究。
3.通過(guò)采樣管在水流方向和垂直于水流方向的布設(shè)，可以了解濕地內(nèi)部污染物去除的動(dòng)態(tài)變化和污染物的時(shí)空變化，同時(shí)也可以了解濕地內(nèi)部溶解氧和氧化還原電位的變化情況。
4.原材料來(lái)源廣泛，制作工藝簡(jiǎn)單，易操作、易安裝、節(jié)省人力、物力、財(cái)力。
總之，本實(shí)用新型采用便宜的原材料，簡(jiǎn)單的制作安裝工藝，省時(shí)省力的運(yùn)行方式，實(shí)現(xiàn)多種實(shí)驗(yàn)研究目的，實(shí)用性很強(qiáng)。


圖1為本實(shí)用新型潛流人工濕地模擬裝置流程圖；圖2為圖1中主體裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖1中穿孔布水管結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖1中采樣管的布設(shè)示意圖。
具體實(shí)施方式
一種潛流人工濕地模擬裝置主要由儲(chǔ)水裝置、水量控制裝置、布水裝置、濕地主體裝置、運(yùn)行控制裝置、濕地內(nèi)部采樣裝置等組成。
儲(chǔ)水裝置采用一定體積的水桶，水桶口設(shè)一100目塑料網(wǎng)用以去除污水中的懸浮物；水量控制裝置有小流量自吸泵和流量計(jì)組成，由于小流量的自吸泵的流量往往遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實(shí)驗(yàn)中的設(shè)計(jì)流量，所以在泵出口處設(shè)三通供多余流量回流，回流污水對(duì)儲(chǔ)水桶中的污水起倒一定的微曝調(diào)節(jié)的作用，有助于污水在儲(chǔ)水桶中進(jìn)行有效的預(yù)處理；布水裝置采用穿孔塑料管，也可以采用魚(yú)缸供氧用的多孔出氣管代替；濕地的主體裝置為無(wú)蓋立方體，采用PVC板焊接而成，設(shè)多個(gè)單元，可供平行(并聯(lián))和組合(串聯(lián))等，為了省料可以多個(gè)單元共壁焊接，出水口設(shè)在主體裝置的末端，自下而上間隔一定距離設(shè)多個(gè)出水口；裝置之間的連接采用塑料管或PVC管。運(yùn)行控制裝置采用微電腦時(shí)控開(kāi)關(guān)，與泵相連，通過(guò)時(shí)間設(shè)定自動(dòng)啟閉水泵；取樣裝置有有機(jī)玻璃管和乳膠軟管組成，有機(jī)玻璃管在裝填填料的時(shí)候在不同深度不同位置預(yù)埋，較長(zhǎng)的乳膠軟管與之相連，采樣時(shí)借助吸耳球抽吸和然后形成的虹吸作用就可以將裝置內(nèi)部的水樣采到。
具體結(jié)構(gòu)實(shí)例如下如圖1-圖4所示，污水經(jīng)過(guò)100目篩網(wǎng)2過(guò)濾后進(jìn)入儲(chǔ)水池1中，經(jīng)過(guò)自吸泵3的提升將污水打入濕地裝置6內(nèi)，流量依靠流量計(jì)5調(diào)節(jié)，超過(guò)的流量回流至儲(chǔ)水池1中，自吸泵的工作方式由微電腦時(shí)控開(kāi)關(guān)4調(diào)節(jié)，濕地裝置的進(jìn)水采用多孔管7布水，不同流型的濕地裝置，多孔布水管的設(shè)置也略有差別，水平潛流濕地裝置12采用前部布水方式，垂直流濕地裝置13布水管在表面均勻分布，濕地裝置的出水通過(guò)出水管8排出，出水管通過(guò)閥門(mén)10與軟管11相連，出水管8可以控制出水點(diǎn)深度，而通過(guò)調(diào)節(jié)軟管11的高度可以達(dá)到調(diào)節(jié)濕地裝置6內(nèi)的水位的作用。采樣管9與軟管11相連布設(shè)在濕地裝置內(nèi)的不同位置和不同深度。濕地裝置6設(shè)多個(gè)單元，其中水平潛流形式12與垂直流形式13可以采用并聯(lián)方式和串聯(lián)方式運(yùn)行實(shí)驗(yàn)。
權(quán)利要求1.一種潛流人工濕地模擬裝置，其特征在于包括儲(chǔ)水池(1)和人工濕地裝置(6)，儲(chǔ)水池(1)和人工濕地裝置(6)通過(guò)水管連接，在進(jìn)入人工濕地裝置(6)后的水管上設(shè)置有孔，形成布水的多孔管(7)，人工濕地裝置(6)的出水通過(guò)出水管(8)排出，出水管(8)后連接有軟管(11)。
2.按照權(quán)利要求1所述的潛流人工濕地模擬裝置，其特征在于所述人工濕地裝置(6)為一個(gè)或一個(gè)以上的單元組成；每個(gè)單元可為水平潛流形式或垂直流形式，即其為水平潛流濕地裝置(12)或垂直流濕地裝置(13)；當(dāng)人工濕地裝置(6)為一個(gè)以上的單元組成時(shí)，其中水平潛流形式與垂直流形式可以采用并聯(lián)方式和/或串聯(lián)方式運(yùn)行實(shí)驗(yàn)。
3.按照權(quán)利要求2所述的潛流人工濕地模擬裝置，其特征在于所述人工濕地裝置(6)為水平潛流濕地裝置(12)時(shí)，布水的多孔管(7)位于水平潛流濕地裝置(12)的前部；所述人工濕地裝置(6)為垂直流濕地裝置(13)時(shí)，布水的多孔管(7)均勻分布于垂直流濕地裝置(13)的表面。
4.按照權(quán)利要求1所述的潛流人工濕地模擬裝置，其特征在于當(dāng)所述人工濕地裝置(6)的單元為垂直流濕地裝置(13)時(shí)，其上設(shè)置采樣管(9)，采樣管(9)的一端與插入濕地裝置中，另一端與一軟管相連，采樣管(9)為一根以上，它們?cè)跐竦匮b置中沿水的流向上均勻分布，其插入深度可以相同，也可以不同；當(dāng)所述人工濕地裝置(6)的單元為水平潛流濕地裝置(12)時(shí)，其上設(shè)置采樣管(9)，采樣管(9)的一端與插入濕地裝置中，另一端與一軟管相連，采樣管(9)為一根以上；它們?cè)跐竦匮b置中沿水的流向上和/或垂直于水流向的截面上均勻分布，其插入深度可以相同，也可以不同。
5.按照權(quán)利要求1所述的潛流人工濕地模擬裝置，其特征在于所述人工濕地裝置(6)采用PVC板焊接而成，當(dāng)其為一個(gè)以上的單元組成時(shí)，可采用2-3個(gè)單元共壁焊接。
6.按照權(quán)利要求1所述的潛流人工濕地模擬裝置，其特征在于所述模擬裝置中的管路連接采用塑料軟管或PVC軟管連接。
7.按照權(quán)利要求1所述的潛流人工濕地模擬裝置，其特征在于在所述儲(chǔ)水池(1)和人工濕地裝置(6)的連接水管上設(shè)置有自吸泵(3)和流量計(jì)(5)，在自吸泵(3)超過(guò)設(shè)計(jì)流量的部分、在泵出水口處設(shè)置有三通回流管通至儲(chǔ)水池中。
8.按照權(quán)利要求7所述的潛流人工濕地模擬裝置，其特征在于所述自吸泵(3)的開(kāi)關(guān)與微電腦的時(shí)控端口相連。
9.按照權(quán)利要求1所述的潛流人工濕地模擬裝置，其特征在于所述出水管(8)為一個(gè)以上，它們?cè)诔鏊嗣娴闹芯€上、由下至上排布。
專(zhuān)利摘要一種潛流人工濕地模擬裝置，包括儲(chǔ)水池和人工濕地裝置，儲(chǔ)水池和人工濕地裝置通過(guò)水管連接，在進(jìn)入人工濕地裝置后的水管上設(shè)置有孔，形成布水的多孔管，人工濕地裝置的出水通過(guò)出水管排出，出水管后連接有軟管。本實(shí)用新型不僅制作工藝簡(jiǎn)單，原材料造價(jià)較低，而且安裝操作方便，實(shí)用性強(qiáng)；能夠?qū)崿F(xiàn)多種流態(tài)、多種形式組合、不同填料級(jí)配、不同植物組合的平行實(shí)驗(yàn)和比較實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。
文檔編號(hào)C02F3/32GK2828027SQ200520092350
公開(kāi)日2006年10月18日 申請(qǐng)日期2005年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月2日
發(fā)明者李培軍, 尹煒, 張春桂, 可欣, 張利紅, 臺(tái)培東, 張海榮, 許華夏 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)應(yīng)用生態(tài)研究所