專利名稱：復合面流濕地系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種污水處理系統(tǒng)，特別涉及一種利用河道灘地或廢棄荒地對受污染來水進行凈化處理的復合面流濕地系統(tǒng)。
背景技術：
隨著人口增長和社會經濟快速發(fā)展，人們對水資源量的需求越來越大，同時，所產生的污廢水量也急劇增加，水域污染日益嚴重，河流成了沿河城市的排污溝，加之干旱缺水，北方地區(qū)出現有河皆干有水皆污的局面，河流水系生態(tài)系統(tǒng)受到嚴重破壞，城市供水安全保障也受到嚴重威脅。凈化河流(或入河)水質、恢復流域生態(tài)已經成為當前水生態(tài)環(huán)境綜合治理的重要任務。
自然濕地作為一種寶貴的資源，不僅具有重要的生態(tài)功能，同時，以其水質凈化功能而被喻為“地球之腎”而得到高度重視，人工濕地是自然濕地在水質凈化方面的功能強化，即具較強的水質凈化功能、又有良好的生態(tài)效果，自20世紀70年代在德國研究應用以來，作為一種新型的水質凈化工藝而成為各國的研究熱點。人工濕地水質凈化系統(tǒng)水質凈化效果好、工程投資省、運行費低、管理簡單，是一種較為理想的污水處理技術，已在生活污水、工業(yè)廢水、城市暴雨徑流和農業(yè)廢水等處理與管理方面得到推廣應用和試驗。在北方低溫地區(qū)利用復合面流濕地凈化處理河道(或入河)受污染源水尚為少見。

發(fā)明內容
本發(fā)明充分利用河道灘地或荒地的廣闊空間，構建以面流濕地為主、結合末端垂流滲濾濕地的復合面流濕地系統(tǒng)，對河道或入河受污染源水進行凈化處理。
本發(fā)明的技術方案是，提供一種復合面流濕地系統(tǒng)，由“S”型生物溝渠、生物塘及末端垂流滲濾濕地串聯構成，并在各不同部位配置不同的水生植物，使水流沿程處于不同的生態(tài)環(huán)境中。
其中，“S”型生物溝渠由一級挺水植物段、一級沉水植物段、二級挺水植物段和二級沉水植物段串聯構成，一級、二級挺水植物段種植蘆葦，挺水植物段的設計水深為50cm；一級和二級沉水植物段選種黑藻、眼子菜和穿葉眼子菜等沉水植物，沉水植物段的設計水深為100cm。上述四段長度基本相等。水流在“S”型生物溝渠內要求停留5～6天?！癝”型布置的目的為盡量使水流沿程均勻流動，避免出現過多死水區(qū)。“S”型生物溝渠末端以隔堤與生物塘隔離，由埋設于隔堤上的水位調節(jié)連通管控制溝渠內的水位。
“S”型生物溝渠之后串聯生物塘，生物塘包括沉水植物塘和挺水植物塘，其中，沉水植物塘設計水深約150cm，種植黑藻、眼子菜、穿葉眼子菜等沉水植物，具有兼性塘作用；挺水植物塘設計水深約40cm，種植蘆葦，起攔截飄浮物作用；兩塘長度均等，水流停留時間共2天。
生物塘出水經過一條透水堤后，進入末端垂流滲濾濕地，該垂流滲濾濕地以粒徑0.075～2mm的中細砂為主要滲濾凈化介質，厚90cm，其上為30cm厚粒徑5～10mm的豆石層，其下為粒徑由細到粗的兩層反濾礫石層，底部由無紡布與土壤隔離，集水花管設于無紡布上的粗礫石層中，集水花管集水后經退水調節(jié)井外排，退水調節(jié)井起控制垂流滲濾濕地水位和流量作用，垂流滲濾濕地上部種植蘆葦，起凈化、防淤堵、冬季保溫作用。垂流滲濾濕地面積由進水流量和中細砂滲濾介質的過水能力確定，要求設計過水能力至少為進水流量的兩倍以上，以防淤堵。
該復合面流濕地系統(tǒng)建設投資省，管理簡單，運行費低廉，無需電力，水質凈化效果良好，生態(tài)效果顯著，可因地制宜靈活布局，一次投資，常年受益，既可達到水質凈化目的，同時也改善了干灘、荒地等生態(tài)環(huán)境，具有顯著的經濟效益和生態(tài)效益。
四

圖1為復合面流濕地系統(tǒng)總體布置平面圖。
圖2為垂流滲濾濕地縱剖視圖。
圖1中，1為“S”型生物溝渠，其中，11為一級挺水植物段，12為一級沉水植物段，13為二級挺水植物段，14為二級沉水植物段；2為生物塘，其中，21為沉水植物塘，22為挺水植物塘；3為垂流滲濾濕地；4為進水；5為丁字堤；6為隔堤；7為水位調節(jié)連通管；8為透水堤；9為退水調節(jié)井。
圖2中，22為挺水植物塘；8為透水堤；3為垂流滲濾濕地，31為粒徑5～10mm豆石層，32為粒徑0.075～2mm中細砂層，33為粒徑5～10mm豆石層，34為粒徑10～25mm礫石層，35為無紡布，36為夯實的基礎，37為種植的蘆葦，38為排氣管，39為集水花管；9為退水調節(jié)井。
五具體實施例方式
如圖1、圖2所示，受污染來水可由上游河道壅水導入或由岸上引入。若本濕地結構建設于河灘地上，則需考慮在不影響河道行洪安全前提下設一小圍堤與主槽隔離，避免頻繁沖毀?！癝”型溝渠1由丁字土堤5或其它隔離結構形成，“S”型布置的目的為盡量使水流沿程均勻流動，避免出現過多死水區(qū)，溝渠沿水流方向盡量等寬，順直段長寬比應大于6∶1。生物溝渠內沿程交替布設挺水植物和沉水植物一級挺水植物段11、一級沉水植物段12、二級挺水植物段13和二級沉水植物段14；一級、二級挺水植物段種植蘆葦，設計水深為50cm；一級、二級沉水植物段選種黑藻、眼子菜和穿葉眼子菜等沉水植物，設計水深為100cm；上述四段長度大致相等。水流在“S”型生物溝渠內要求停留5～6天?！癝”型生物溝渠1末端以隔堤6與生物塘2隔離，由埋設于隔堤上的水位調節(jié)連通管7控制溝渠內的水位及與下游生物塘2連通。
受污染來水經“S”型生物溝渠1初步凈化后，其高濃度氨氮、有機質、總磷、懸浮物等將得到有效削減，生物塘2則主要起調蓄、去除懸浮物、藻類等作用。生物塘2包括沉水植物塘21和挺水植物塘22，其中，沉水植物塘21設計水深約150cm，種植黑藻、眼子菜、穿葉眼子菜等沉水植物，具有兼性塘作用；挺水植物塘22設計水深約40cm，種植蘆葦，起攔截飄浮物、分解藻類作用；兩塘長度均等，水流停留時間共2天。
生物塘出水經過一條透水堤8后，進入末端垂流滲濾濕地3，該垂流滲濾濕地3從表至底依次由30cm厚粒徑5～10mm的豆石層31、90cm厚粒徑0.075～2mm的中細砂層32、20cm厚粒徑5～10mm的豆石層33、20cm厚粒徑10～25mm礫石層34及埋設于礫石層34內的集水花管39構成。其中0.075～2mm的中細砂層32為主要滲濾凈化層，底部兩層為反濾層，表層粒徑5～10mm豆石層31為布水層，底部及周邊由無紡布35與基礎36的土壤隔離。集水花管39集水后經退水調節(jié)井9外排，退水調節(jié)井9起控制垂流滲濾濕地3的水位和流量作用。垂流滲濾濕地3的上部種植蘆葦37，起凈化、防淤堵、冬季保溫作用。垂流滲濾濕地面積由進水流量和中細砂滲濾介質的過水能力確定，要求設計過水能力至少為進水流量的兩倍以上，以防淤堵。
權利要求
1.一種復合面流濕地系統(tǒng)，其特征在于，由“S”型生物溝渠、生物塘及末端垂流滲濾濕地串聯構成，其中，“S”型生物溝渠由一級挺水植物段、一級沉水植物段、二級挺水植物段和二級沉水植物段串聯構成，所述一級、二級挺水植物段種植蘆葦，設計水深約50cm；所述一級和二級沉水植物段選種黑藻、眼子菜或穿葉眼子菜，設計水深約100cm?！癝”型布置的目的為盡量使水流沿程均勻流動，避免出現過多死水區(qū)。水流在“S”型生物溝渠內要求停留5～6天?！癝”型生物溝渠末端以隔堤與生物塘隔離，由埋設于隔堤上的水位調節(jié)連通管控制溝渠內的水位。生物塘包括沉水植物塘和挺水植物塘，其中，沉水植物塘設計水深約150cm，種植黑藻、眼子菜或穿葉眼子菜，具有兼性塘作用；挺水植物塘設計水深約40cm，種植蘆葦；沉水植物塘和挺水植物塘長度相等，水流在生物塘內要求停留2天。生物塘出水經過一條透水堤后，進入末端垂流滲濾濕地，所述垂流滲濾濕地從表至底依次由30cm厚粒徑5～10mm的豆石層、90cm厚粒徑0.075～2mm的中細砂層、20cm厚粒徑5～10mm的豆石層、20cm厚粒徑10～25mm礫石層及埋設于所述礫石層內的集水花管構成，垂流滲濾濕地的底部及周邊由無紡布與基礎的土壤隔離。集水花管集水后經退水調節(jié)井外排。所述垂流滲濾濕地的上部種植蘆葦，起凈化、防淤堵、冬季保溫作用。垂流滲濾濕地面積由進水流量和中細砂滲濾介質的過水能力確定，要求設計過水能力至少為進水流量的兩倍以上，以防淤堵。
2.根據權利要求1所述的復合面流濕地系統(tǒng)，所述一級挺水植物段、一級沉水植物段、二級挺水植物段和二級沉水植物段的長度基本相等。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種復合面流濕地系統(tǒng)，該濕地系統(tǒng)由“S”型生物溝渠、生物塘及末端垂流滲濾濕地串聯構成，并在各不同部位配置不同的水生植物，使水流沿程處于不同的生態(tài)環(huán)境中。本發(fā)明充分利用河道灘地或荒地的廣闊空間，構建以面流濕地為主、結合末端垂流滲濾濕地的復合面流濕地系統(tǒng)，對河道或入河受污染源水進行凈化處理，投資省，管理簡單，運行費低廉，無需電力，水質凈化效果良好、生態(tài)效果顯著，既可達到水質凈化目的，同時也改善了干灘、荒地等生態(tài)環(huán)境，具有顯著的經濟效益和生態(tài)效益。
文檔編號C02F3/32GK101070208SQ20071013066
公開日2007年11月14日 申請日期2007年7月13日 優(yōu)先權日2007年7月13日
發(fā)明者黃炳彬, 李其軍, 何春利, 吳敬東, 劉操 申請人:北京市水利科學研究所