一種人工濕地用填料清洗裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種人工濕地用填料清洗裝置，包括濕地盒，濕地盒內(nèi)填充陶粒填料，清洗裝置包括電動槳葉、喉管、中空軸、電動機(jī)、排泥管和真空泵，電動槳葉連接在喉管端部，喉管安裝在中空軸上，中空軸的末端連接電動機(jī)，喉管末端連接所述排泥管，排泥管上設(shè)有真空泵，清洗裝置的頭部設(shè)有過濾網(wǎng)罩。本實(shí)用新型為潛流人工濕地的防堵塞提供新的選擇，適合人工濕地的清洗和維護(hù)。
【專利說明】
一種人工濕地用填料清洗裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于環(huán)境工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種人工濕地用填料清洗技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]廣義的人工濕地是指人類為滿足生產(chǎn)、生活、防災(zāi)、污水處理等目的人工修的濕地(如塘壩、魚塘、水景、稻田、水庫、潛流濕地等)。它以人類利益為主要目標(biāo)，以社會服務(wù)為主要功能，不僅可以用于污水處理，還可以用于營造景觀、恢復(fù)自然濕地等，因此可稱為“功能性人工濕地”。狹義的人工濕地，即人工濕地污水處理系統(tǒng)。人工濕地污水處理系統(tǒng)是人工建造的、可控制的和人工化的濕地系統(tǒng)，其設(shè)計和建造是通過對濕地自然生態(tài)系統(tǒng)中的理、化學(xué)和生物作用的優(yōu)化組合來進(jìn)行污水處理。
[0003]污水處理人工濕地系統(tǒng)一般分為表面流濕地和潛流濕地，表面流濕地與地表漫流土地處理系統(tǒng)非常相似，水面在固體介質(zhì)表面以上，污水從池體進(jìn)水端水平流向出水端的人工濕地。潛流式人工濕地與表面流濕地區(qū)別在于其內(nèi)部充填了人工填料，水從填料的空隙中穿過，按照水流形式分為垂直流潛流式人工濕地和水平流潛流式人工濕地。
[0004]由于處理效率高、保溫效果等優(yōu)點(diǎn)，潛流濕地是人工濕地污水處理系統(tǒng)的核心。潛流濕地對水的凈化是填料、植物和微生物共同作用的結(jié)果，其中，填料是潛流濕地發(fā)揮去污效果的最關(guān)鍵因素。由于填料的空隙有限，潛流濕地長期處理污水后，由于微生物死亡、植物根系殘留等原因，填料很容易發(fā)生堵塞，最終導(dǎo)致人工濕地處理能力下降，污水從床層表面漫流，濕地最終失效，實(shí)踐表明，潛流濕地的堵塞年限一般在3~5年。潛流濕地堵塞后，需要對床層填料進(jìn)行清洗，由于一般的潛流濕地采用碎石或礫石作為填料，密度大，且由于濕地下部往往鋪設(shè)防滲膜，填料厚度也僅Im左右，地基承載力小，很難采用挖機(jī)等機(jī)械作業(yè)，清洗時現(xiàn)實(shí)的做法是采用人工開挖，雙輪斗車運(yùn)輸，滾筒清洗后，人工回填，整個過程費(fèi)時費(fèi)工，費(fèi)用高昂。
[0005]目前國內(nèi)外對潛流濕地填料清洗的研究很少，有專利增加反沖洗管道和設(shè)備，但由于沖洗水量巨大，沖洗管道和設(shè)備的投資很高，操作很復(fù)雜，可行性很差，具有明顯的缺點(diǎn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型首先要解決的技術(shù)問題是提供一種人工濕地用填料清洗裝置，能解決人工潛流濕地在人工清洗帶來的費(fèi)時費(fèi)力問題，同時簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和節(jié)約清洗成本。
[0007]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種人工濕地用填料清洗裝置，包括濕地盒，所述濕地盒內(nèi)填充陶粒填料，所述清洗裝置包括電動槳葉、喉管、中空軸、電動機(jī)、排泥管和真空栗，所述電動槳葉連接在喉管端部，所述喉管安裝在中空軸上，所述中空軸的末端連接電動機(jī)，所述喉管末端連接所述排泥管，所述排泥管上設(shè)有真空栗，所述清洗裝置的頭部設(shè)有過濾網(wǎng)罩，在清洗時，所述清洗裝置的前端伸入濕地中部。
[0008]在采用上述技術(shù)方案的同時，本實(shí)用新型還可以采用或者組合采用以下進(jìn)一步的技術(shù)方案:
[0009]所述清洗裝置還包括操作提手，所述操作提手上還設(shè)有固定支架，所述固定支架延伸至中空軸的外壁上。
[0010]所述濕地盒內(nèi)設(shè)有濕地進(jìn)水管和濕地出水管，所述濕地進(jìn)水管處于所述濕地盒的上游，所述濕地出水管處于所述濕地盒的下游，所述濕地盒底部設(shè)有防滲層，所述防滲層從上游至下游呈階梯狀布置。
[0011]所述陶粒填料為輕質(zhì)陶粒填料，所述輕質(zhì)陶粒填料的陶粒呈球形或橢球形，所述陶粒設(shè)有陶質(zhì)或釉質(zhì)的外殼，所述陶粒內(nèi)部呈蜂窩狀，且具有多個非連通的封閉型微孔，所述微孔內(nèi)包裹有氣體。
[0012]所述濕地盒上設(shè)有維護(hù)結(jié)構(gòu)頂，所述維護(hù)結(jié)構(gòu)頂?shù)母叱瘫葷竦卮裁娴母叨雀叱鲋辽?.5m，所述中空軸、電動槳葉及喉管在清洗時位于所述維護(hù)結(jié)構(gòu)頂內(nèi)。
[0013]所述過濾網(wǎng)罩的網(wǎng)孔面積小于填料陶粒的顆粒徑，且大于雜質(zhì)的顆粒徑。
[0014]所述中空軸內(nèi)設(shè)有電機(jī)傳動軸，所述電機(jī)傳動軸穿過所述喉管連接并驅(qū)動所述電動槳葉，所述喉管末端設(shè)有隔離板，所述隔離板上設(shè)有供電機(jī)軸穿過的電機(jī)孔以及與所述排泥管連通的排泥孔，所述電機(jī)孔內(nèi)設(shè)有密封軸套。
[0015]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型針對潛流濕地堵塞問題和傳統(tǒng)解決方法的不足，提供了一種基于陶粒填料的潛流濕地清洗方法及相應(yīng)裝置，通過濕地盒的水位調(diào)控，應(yīng)用本實(shí)用新型的清洗裝置，可很方便的清洗濕地填料，防止堵塞，恢復(fù)濕地功能。該實(shí)用新型操作簡便，成本低廉，不易損壞防滲層和集、配水管，避免了傳統(tǒng)的人工翻床清洗的耗時耗力，也不需設(shè)置復(fù)雜的反沖洗系統(tǒng)。本實(shí)用新型為潛流人工濕地的防堵塞提供新的選擇，適合人工濕地的清洗和維護(hù)。
【附圖說明】
[0016]圖1正常運(yùn)行工況示意圖。
[0017]圖2清洗工況示意圖。
[0018]圖3清洗裝置結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]參照附圖。
[0020]本實(shí)用新型的一種人工濕地用填料清洗裝置，包括濕地盒8，所述濕地盒8內(nèi)填充陶粒填料16，濕地盒8是潛流濕地發(fā)揮作用的場所，濕地盒可由傳統(tǒng)的建筑材料砌筑，如磚砌、塊石砌筑、混凝土砌筑等，但必須防滲，具體防滲措施可通過鋪設(shè)防滲膜、采用防滲水泥砂漿、抗?jié)B混凝土、摻加無機(jī)抗?jié)B劑等。濕地盒內(nèi)部填充人工填料，安裝進(jìn)水、集水管和控制閥門，填料表面種植水生植物。上述內(nèi)容與一般潛流濕地的設(shè)計和建設(shè)沒有區(qū)別，唯一區(qū)別在于本實(shí)用新型中濕地盒的圍護(hù)結(jié)構(gòu)頂部高程應(yīng)高于人工填料表面高程1.5米及以上，而一般潛流濕地的圍護(hù)結(jié)構(gòu)頂部高程只高于人工填料表面高程0.5米左右。
[0021 ]對于潛流濕地，填料的來源多種多樣，一般有碎石、礫石、石灰石、陶粒、火山巖、沸石、鋼渣等等。本實(shí)用新型中潛流濕地全部采用輕質(zhì)陶粒，陶粒就是陶質(zhì)的顆粒。陶粒的外觀特征大部分呈球體或橢球體，它的表面是一層堅硬的外殼，這層外殼呈陶質(zhì)或釉質(zhì)，具有隔水保氣作用，并且賦予陶粒較高的強(qiáng)度。輕質(zhì)性是陶粒許多優(yōu)良性能中最重要的一點(diǎn)，陶粒的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征呈細(xì)密蜂窩狀微孔，這些微孔都是封閉型的，而不是連通型的，它是由于氣體被包裹進(jìn)殼內(nèi)而形成的，這是陶粒質(zhì)輕的主要原因。根據(jù)潛流濕地類型不同，陶粒的粒徑也不一樣，一般垂直流濕地用的陶粒粒徑為5?20_，水平流濕地用陶粒粒徑為20?40_。
[0022]所述濕地盒8內(nèi)設(shè)有濕地進(jìn)水管12和濕地出水管13，所述濕地進(jìn)水管12處于所述濕地盒8的上游，所述濕地出水管13處于所述濕地盒8的下游，所述濕地盒8底部設(shè)有防滲層17，所述防滲層17從上游至下游呈階梯狀布置，濕地進(jìn)水管12的高程高于濕地出水管13的高程，
[0023]所述清洗裝置，由七個部件組成，可同時滿足床層攪動、抽吸污水、清洗填料、分離填料等功能，在清洗過程中可保護(hù)濕地防滲層、集配水管道等。
[0024]所述清洗裝置包括電動槳葉2、喉管3、中空軸4、電動機(jī)5、排泥管6和真空栗7，所述電動槳葉2連接在喉管3端部，所述喉管3安裝在中空軸4上，所述中空軸4的末端連接電動機(jī)5，所述喉管3末端連接所述排泥管6，所述排泥管6上設(shè)有真空栗7，所述清洗裝置的頭部設(shè)有過濾網(wǎng)罩I，在清洗時，所述清洗裝置的前端伸入濕地中部。
[0025]過濾網(wǎng)罩I位于整個清洗裝置前端，用硬質(zhì)PVC材料或不銹鋼制作，呈凸面，主要作用是隔離填料與內(nèi)部槳葉，同時起到過水作用，過濾網(wǎng)罩可拆卸地安裝在喉管端部，方便清理和更換，網(wǎng)眼孔徑小于5_，能夠擋住陶粒填料顆粒。
[0026]中空軸4連接喉管3和電動機(jī)5，所述中空軸4內(nèi)設(shè)有電機(jī)傳動軸，所述電機(jī)傳動軸穿過所述喉管3連接并驅(qū)動所述電動槳葉2，所述喉管3末端設(shè)有隔離板，所述隔離板上設(shè)有供電機(jī)軸穿過的電機(jī)孔以及與所述排泥管6連通的排泥孔，所述電機(jī)孔內(nèi)設(shè)有密封軸套，防止被吸入喉管內(nèi)的污泥漿流入中空軸4內(nèi)。
[0027]喉管3位于槳葉中心，為一類似大小頭的管段，前端大，為污泥水入口，后端小，連接排泥管6。電動機(jī)5用于驅(qū)動電動槳葉2，設(shè)置在中空軸4末端。排泥管6為軟管，連接喉管3和真空栗7，當(dāng)污泥水從喉管3吸入后，通過真空栗7的抽吸作用，將污泥水導(dǎo)出。真空栗7用于提供污泥水排出的動力。
[0028]所述清洗裝置還包括操作提手9，所述操作提手9上還設(shè)有固定支架10，所述固定支架10延伸至中空軸4的外壁上，所述固定支架10和所述中空軸4之間設(shè)有轉(zhuǎn)動軸承11。所述固定支架10可以采用三根支架的形式，在中空軸4的外表面形成三角式的截面固定，三根支架的截面均呈外小內(nèi)大的錐形，便于攪動，或者固定支架呈圓管狀，圓管狀的固定支架外表面設(shè)有螺旋形的凹槽，螺旋形凹槽的螺旋角度與電動槳葉的螺旋角度一致，當(dāng)螺旋形凹槽的槽寬度與陶粒填料的填料徑大小一致。操作時，和電動槳葉攪拌角度一致的螺旋形凹槽能夠使攪拌更為順利，并且凹槽寬度與填料徑大小一致，這樣填料顆粒能夠順著螺旋形凹槽流動，而其他的雜質(zhì)會被排除在外，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計一方面，攪拌會更省力，另一方面，需要保留的填料顆粒大部分能夠順著固定支架的攪動而翻滾流動，而不會停留在過濾網(wǎng)罩表面，而需要被清理出去的雜質(zhì)則不會順著固定支架流動，容易被清洗裝置吸出。
[0029]所述濕地盒上設(shè)有維護(hù)結(jié)構(gòu)頂14，維護(hù)結(jié)構(gòu)頂14的高程高出濕地床面高程1.5m左右，可以滿足高水位蓄水需求，可為陶粒填料的上浮和床層疏松提供壓差。
[0030]實(shí)際運(yùn)用中，首先根據(jù)床層堵塞情況，人工將濕地表層植物清除，并將需要清洗的床層出水閥門關(guān)閉，然后持續(xù)進(jìn)水，使得床層水位與濕地盒維護(hù)結(jié)構(gòu)頂部標(biāo)高一致。在水位壓差作用下，輕質(zhì)陶粒填料開始上浮，整個床層呈現(xiàn)松散狀態(tài)，堵塞的填料間的雜質(zhì)一部分溶解在水中，一部分開始上浮，一部分開始下沉。操作工人站在維護(hù)結(jié)構(gòu)頂部，將清洗裝置前部伸入填料中，開啟電動機(jī)和真空栗，受電動機(jī)的驅(qū)動，槳葉開始旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生抽吸作用，同時，工人將清洗裝置開始水平、上下移動，攪動床層，所到之處，填料間的雜質(zhì)隨著水體被抽吸進(jìn)隔離網(wǎng)罩，陶粒填料由于受到隔離網(wǎng)罩上孔徑的隔離，依舊留在床體中，混合著雜質(zhì)的污泥水通過喉管、排泥管，排出床層。根據(jù)堵塞嚴(yán)重程度和污泥水的濃度情況，一個床層可多次清洗，也可只清洗一次。由于清洗過程中污泥水被不斷抽出床層，需要一直保持持續(xù)進(jìn)水，但水位不可以超出維護(hù)結(jié)構(gòu)頂部高程。清洗結(jié)束后，將床層水位降低到正常運(yùn)行水位，打開出水閥門，濕地恢復(fù)正常運(yùn)行。
[0031]在清洗過程中需要不斷補(bǔ)充進(jìn)水，確保在吸出污泥漿的情況下，濕地盒內(nèi)的水位始終保持在清洗水位上，圖中B為清洗水位。
[0032]在清洗時濕地盒將蓄水高度調(diào)至最高，通過水壓差使?jié)竦卮矊又械奶樟Ｌ盍蠎腋?，床層疏松，再由人工操作水平或上下移動，通過清洗裝置上的電機(jī)驅(qū)動槳葉，產(chǎn)生負(fù)壓吸入污泥水，通過喉管連接排泥管、真空栗排出污泥水，同時，陶粒填料被清洗裝置頭部過濾網(wǎng)罩阻擋，繼續(xù)留在濕地盒中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種人工濕地用填料清洗裝置，包括濕地盒，其特征在于:所述濕地盒內(nèi)填充陶粒填料，所述清洗裝置包括電動槳葉、喉管、中空軸、電動機(jī)、排泥管和真空栗，所述電動槳葉連接在喉管端部，所述喉管安裝在中空軸上，所述中空軸的末端連接電動機(jī)，所述喉管末端連接所述排泥管，所述排泥管上設(shè)有真空栗，所述清洗裝置的頭部設(shè)有過濾網(wǎng)罩，在清洗時，所述清洗裝置的前端伸入濕地中部。2.如權(quán)利要求1所述的一種人工濕地用填料清洗裝置，其特征在于:所述清洗裝置還包括操作提手，所述操作提手上還設(shè)有固定支架，所述固定支架延伸至中空軸的外壁上，所述中空軸內(nèi)設(shè)有轉(zhuǎn)動軸承。3.如權(quán)利要求1所述的一種人工濕地用填料清洗裝置，其特征在于:所述濕地盒內(nèi)設(shè)有濕地進(jìn)水管和濕地出水管，所述濕地進(jìn)水管處于所述濕地盒的上游，所述濕地出水管處于所述濕地盒的下游，所述濕地盒底部設(shè)有防滲層，所述防滲層從上游至下游呈階梯狀布置。4.如權(quán)利要求1所述的一種人工濕地用填料清洗裝置，其特征在于:所述陶粒填料為輕質(zhì)陶粒填料，所述輕質(zhì)陶粒填料的陶粒呈球形或橢球形，所述陶粒設(shè)有陶質(zhì)或釉質(zhì)的外殼，所述陶粒內(nèi)部呈蜂窩狀，且具有多個非連通的封閉型微孔，所述微孔內(nèi)包裹有氣體。5.如權(quán)利要求1所述的一種人工濕地用填料清洗裝置，其特征在于:所述濕地盒上設(shè)有維護(hù)結(jié)構(gòu)頂，所述維護(hù)結(jié)構(gòu)頂?shù)母叱瘫葷竦卮裁娴母叨雀叱鲋辽?.5m，所述中空軸、電動槳葉及喉管在清洗時位于所述維護(hù)結(jié)構(gòu)頂內(nèi)。6.如權(quán)利要求1所述的一種人工濕地用填料清洗裝置，其特征在于:所述過濾網(wǎng)罩的網(wǎng)孔面積小于填料陶粒的顆粒徑，且大于雜質(zhì)的顆粒徑。7.如權(quán)利要求1所述的一種人工濕地用填料清洗裝置，其特征在于:所述中空軸內(nèi)設(shè)有電機(jī)傳動軸，所述電機(jī)傳動軸穿過所述喉管連接并驅(qū)動所述電動槳葉，所述喉管末端設(shè)有隔離板，所述隔離板上設(shè)有供電機(jī)軸穿過的電機(jī)孔以及與所述排泥管連通的排泥孔，所述電機(jī)孔內(nèi)設(shè)有密封軸套。
【文檔編號】C02F3/32GK205472961SQ201620115205
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年2月5日
【發(fā)明人】魏俊
【申請人】中國電建集團(tuán)華東勘測設(shè)計研究院有限公司