專利名稱：北方低溫地區(qū)潛流人工濕地冬季運(yùn)行方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種人工濕地的運(yùn)行方法，特別涉及北方低溫地區(qū)潛流人工濕地冬季運(yùn) 行方法。
二背景技術(shù)：
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(shí)，以其水質(zhì)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(zhì)凈化方面的功能 強(qiáng)化，即具較強(qiáng)的水質(zhì)凈化功能、又有良好的生態(tài)效果，自20世紀(jì)70年代在德國(guó)研究 應(yīng)用以來(lái)，作為一種新型的水質(zhì)凈化工藝而成為各國(guó)的研究熱點(diǎn)。人工濕地水質(zhì)凈化系 統(tǒng)水質(zhì)凈化效果好、工程投資省、運(yùn)行費(fèi)低、管理簡(jiǎn)單，是一種較為理想的污水處理技 術(shù)，已在生活污水、工業(yè)廢水、城市暴雨徑流和農(nóng)業(yè)廢水等處理與管理方面得到推廣應(yīng) 用和試驗(yàn)。受冬季嚴(yán)寒氣候影響，人工濕地在北方低溫地區(qū)的應(yīng)用和推廣受到阻礙，往 往因?yàn)闈竦貎鼋Y(jié)而無(wú)法運(yùn)行。采取何種經(jīng)濟(jì)便捷的保溫措施，確保冬季正常運(yùn)行，是北 方低溫地區(qū)人工濕地推廣應(yīng)用的瓶頸制約因素，通常采用的覆蓋秸稈、陽(yáng)光溫棚等保溫 措施，存在造價(jià)高，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，容易造成二次污染等問(wèn)題。
三
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明根據(jù)多年的研究試驗(yàn)結(jié)果，提供一種自然、經(jīng)濟(jì)、不需外加保溫結(jié)構(gòu)的北方 低溫地區(qū)潛流人工濕地冬季運(yùn)行方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是，濕地進(jìn)水管為地埋管，埋深以不凍冰為宜，盡量引取冰下水 溫高的水源，進(jìn)水管連接濕地單元布水花管；濕地單元內(nèi)高密度種植盧等，盧蘋品種選 擇高桿粗壯的品種，蘆葦生長(zhǎng)后形成的高密度蘆蘋蕩冬季不收割，利用盧葦桿擋風(fēng)，蘆 葦葉自然凋落形成覆蓋層保溫；濕地單元出水處設(shè)置水位調(diào)節(jié)井，井內(nèi)設(shè)水位調(diào)節(jié)管， 由水位調(diào)節(jié)管控制濕地單元水位，冬季運(yùn)行時(shí)控制水位低于濕地單元表面10 20cm。
該技術(shù)方案既可適用于水平潛流人工濕地，也可適用于垂直間歇流人工濕地，后者 間歇流交替周期為12小時(shí)，淹水6小時(shí)、落干6小時(shí)，每天兩個(gè)循環(huán)周期，每天夜間 12點(diǎn)至次日5點(diǎn)要求為淹水期。
進(jìn)一步地，對(duì)于水平潛流人工濕地，，所述布水花管頂部埋深約30cnu在所述濕地 單元末端集水區(qū)由橫向集水花管集水，集水花管埋深為距底部1/3濕地深度。
進(jìn)一步地，對(duì)于垂直間歇流人工濕地，布水花管埋于濕地單元表面碎石或卵石層中， 所述表面碎石或卵石層厚度約30cm，粒徑10 20誦。
本發(fā)明一改在冬季將濕地單元內(nèi)的蘆葦割除的傳統(tǒng)做法，結(jié)合碎石床的水位調(diào)節(jié)控 制，利用蘆葦葉和蘆葦桿保溫，工程措施和生物措施相結(jié)合，既保證了濕地在冬季度的 正常運(yùn)行，又不會(huì)造成二次污染，生態(tài)效果顯著，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。
四

圖1為水平潛流人工濕地冬季運(yùn)行方式示意圖。 圖2為垂直間歇流人工濕地冬季運(yùn)行方式示意圖。
圖中，l為進(jìn)水管，2為布水花管，3為首部布水區(qū)，4為末端集水區(qū)，5為集水花 管，6為水位調(diào)節(jié)井，7為水位調(diào)節(jié)伸縮管，8為溢流口， 9為退水管，IO為蘆葦，11 為水位線，12為垂流濕地表面碎石(卵石)層，13為滲濾層，14為底部集水層。
五具體實(shí)施例方式
本發(fā)明具體實(shí)施時(shí)，包含結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理兩部分內(nèi)容。
所述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為確保人工濕地冬季正常運(yùn)行的先決條件，水平潛流人工濕地和垂直 間歇流人工濕地在冬季保溫運(yùn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上原理一致，但由于兩者結(jié)構(gòu)不同，故冬季保 溫運(yùn)行的具體實(shí)施方式
也有所不同。所述水平潛流人工濕地冬季保溫運(yùn)行結(jié)構(gòu)如圖1所 示，要求濕地進(jìn)水管1為地埋管，埋深以不凍冰為宜，盡量引取冰下水溫高的水源，進(jìn) 水管1連接濕地單元首部布水區(qū)內(nèi)的橫向布水花管2，所述橫向布水花管2頂部埋深 30cm，水流經(jīng)布水花管2布水后，縱向水平滲流穿過(guò)濕地單元滲濾層13，在濕地單元末 端集水區(qū)4由橫向集水花管5集水，集水花管5埋深為距底部l/3濕地深度，水流經(jīng)集 水花管5集水后由管道接入出水水位調(diào)節(jié)井6，井內(nèi)設(shè)水位調(diào)節(jié)伸縮管7，控制濕地單 元水位。所述垂直間歇流人工濕地冬季保溫運(yùn)行結(jié)構(gòu)如圖2所示，同樣要求濕地進(jìn)水管 l為地埋管，埋深以不凍冰為宜，盡量引取冰下水溫高的水源，進(jìn)水管l連接濕地單元 上部布水花管2，布水花管2布設(shè)要求可將水流均勻分布于整個(gè)濕地單元表面，布水花 管2埋于濕地單元表面碎石(或卵石)層12中，要求碎石(或卵石)層12厚約30cm， 粒徑10 20mm，可快速過(guò)水，將布水花管2出水均勻分布開(kāi)，水流經(jīng)布水花管2布水后，
垂向滲流穿過(guò)濕地單元滲濾層13，在濕地單元底部集水層14由集水花管5集水，水流 經(jīng)集水花管5集水后由管道接入出水水位調(diào)節(jié)井6，井內(nèi)設(shè)水位調(diào)節(jié)伸縮管7，控制濕 地單元水位。
所述運(yùn)行管理包含植物管理和水位調(diào)節(jié)管理。植物管理要求在濕地植物種植時(shí)選擇 高桿粗壯的蘆葦品種，種植密度大(每平米約12叢，每叢4 6苗)，確保濕地單元內(nèi)盧 葦快速生長(zhǎng)形成高密度蘆葦蕩，該蘆葦冬季不收割，利用蘆葦桿擋風(fēng)、蘆葦葉自然凋落 形成覆蓋層保溫。水位運(yùn)行管理就是要確保冬季運(yùn)行時(shí)控制水位低于濕地單元表面 10 20cm，水面不出露，也不浸濕表層的蘆葦落葉，濕地單元水位由水位調(diào)節(jié)井6內(nèi)的 水位調(diào)節(jié)伸縮管7控制；對(duì)于垂直間歇流人工濕地，間歇流交替周期采用12小時(shí)，淹 水6小時(shí)、落干6小時(shí)，每天兩個(gè)循環(huán)周期，夜間12點(diǎn)至次日5點(diǎn)最低氣溫時(shí)段要求 為淹水運(yùn)行。
權(quán)利要求
1.一種北方低溫地區(qū)潛流人工濕地的冬季運(yùn)行方法，其特征在于，濕地進(jìn)水管為地埋管，埋深以不凍冰為宜，盡量引取冰下水溫高的水源，進(jìn)水管連接濕地單元布水花管；濕地單元內(nèi)高密度種植蘆葦，蘆葦品種選擇高桿粗壯的品種，蘆葦生長(zhǎng)后形成的高密度蘆葦蕩冬季不收割，利用蘆葦桿擋風(fēng)，蘆葦葉自然凋落形成覆蓋層保溫；濕地單元出水處設(shè)置水位調(diào)節(jié)井，井內(nèi)設(shè)水位調(diào)節(jié)管，由水位調(diào)節(jié)管控制濕地單元水位，運(yùn)行時(shí)控制水位低于濕地單元表面10~20cm，水面不出露，也不浸濕表層的蘆葦落葉。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種北方低溫地區(qū)潛流人工濕地冬季運(yùn)行方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是，濕地進(jìn)水管為地埋管，埋深以不凍冰為宜，盡量引取冰下水溫高的水源；濕地單元內(nèi)高密度種植蘆葦，蘆葦品種選擇高桿粗壯的品種，蘆葦生長(zhǎng)后形成的高密度蘆葦蕩冬季不收割，利用蘆葦桿擋風(fēng)，蘆葦葉自然凋落形成覆蓋層保溫；濕地單元出水處設(shè)置水位調(diào)節(jié)井，井內(nèi)設(shè)水位調(diào)節(jié)管，由水位調(diào)節(jié)管控制濕地單元水位低于濕地單元表面10～20cm。該技術(shù)方案既可適用于水平潛流人工濕地，也可適用于垂直間歇流人工濕地。本發(fā)明一改在冬季將濕地單元內(nèi)的蘆葦割除的傳統(tǒng)做法，利用蘆葦葉和蘆葦桿保溫，既保證了濕地在冬季度的正常運(yùn)行，不會(huì)造成二次污染，生態(tài)效果顯著。
文檔編號(hào)C02F3/32GK101100337SQ200710130720
公開(kāi)日2008年1月9日 申請(qǐng)日期2007年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月20日
發(fā)明者何春利, 劉培斌, 吳敬東, 李其軍, 黃炳彬 申請(qǐng)人:北京市水利科學(xué)研究所