公布日：2024.12.20
申請(qǐng)日：2023.09.19
分類號(hào)：C02F3/32(2023.01)I
摘要
本發(fā)明涉及一種下行式潛流人工濕地排泥系統(tǒng)，包括從上至下依次布置的種植層、布水管、填料層和反滲透層，反滲透層的下方布置進(jìn)行泥水分離的集泥-排水層。有益效果為：布水管將微污染水均勻布置于填料層上，經(jīng)填料層處理以后流向反滲透層，而從反滲透層所流出的污水再進(jìn)入集泥-排水層，反滲透層可以濾除大粒徑填料，以免大粒徑填料掉落到集泥-排水層，起到反濾作用，從而一定程度上防止堵塞集泥-排水層，集泥-排水層實(shí)現(xiàn)對(duì)下行式潛流人工濕地泥水分離，污泥逐步沉淀在底部，而除泥后的凈化水則排出人工濕地，以確保出水水質(zhì)更優(yōu)。
權(quán)利要求書
1.一種下行式潛流人工濕地排泥系統(tǒng)，其特征在于，包括從上至下依次布置的種植層(1)、布水管(2)、填料層(3)和反滲透層(4)，所述反滲透層(4)的下方布置進(jìn)行泥水分離的集泥-排水層(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種下行式潛流人工濕地排泥系統(tǒng)，其特征在于，所述集泥-排水層(5)包括：設(shè)置在反滲透層(4)下方的排水篦子(540)，所述排水篦子(540)下方的墊層(510)上沿排水方向并排設(shè)置多個(gè)分流裝置(530)，相鄰兩個(gè)分流裝置(530)之間以及分流裝置(530)與人工濕地的外墻之間形成排泥通道(570)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種下行式潛流人工濕地排泥系統(tǒng)，其特征在于，所述分流裝置(530)包括：沿排水方向布置的斜板(531)，所述斜板(531)為中間高、兩側(cè)低的形狀，所述斜板(531)下方沿其長(zhǎng)度方向布置至少兩塊豎板(532)，相鄰兩塊豎板(532)之間形成排水通道(534)，所述豎板(532)的上端與所述斜板(531)相連，所述豎板(532)與所述斜板(531)的交界處具有多個(gè)進(jìn)水口(533)，所述進(jìn)水口(533)高于所述斜板(531)兩側(cè)邊沿；所述豎板(532)的下端與所述墊層(510)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種下行式潛流人工濕地排泥系統(tǒng)，其特征在于，所述集泥-排水層(5)還包括：墻體(520)，所述墊層(510)上沿排水方向設(shè)置多道對(duì)排水篦子(540)進(jìn)行支撐的墻體(520)，所述墻體(520)與豎板(532)的長(zhǎng)度相同，所述分流裝置(530)和所述墻體(520)相間分布，所述墻體(520)與所述分流裝置(530)之間形成排泥通道(570)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種下行式潛流人工濕地排泥系統(tǒng)，其特征在于，所述斜板(531)的兩側(cè)與垂直方向夾角為45°-60°，所述斜板(531)的迎水面采用摩擦系數(shù)小的光面塑料板。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種下行式潛流人工濕地排泥系統(tǒng)，其特征在于，所述墊層(510)沿墻體(520)長(zhǎng)度方向向下傾斜，在所述墊層(510)低的一端的外側(cè)設(shè)有檢查井(6)，所述檢查井(6)的井底低于所述墊層(510)，所述排泥通道(570)與所述檢查井(6)連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種下行式潛流人工濕地排泥系統(tǒng)，其特征在于：所述集泥-排水層(5)還包括：布置在排泥通道(570)內(nèi)的排泥板(550)，以及用于驅(qū)動(dòng)排泥板(550)在排泥通道(570)內(nèi)移動(dòng)以將排泥通道(570)內(nèi)的底泥刮入檢查井(6)中的動(dòng)力機(jī)構(gòu)(560)，所述墻體(520)和豎板(532)平行分布；所述排泥板(550)的高度低于所述豎板(532)上的進(jìn)水口(533)所在高度，所述排泥板(550)上均勻分布濾水孔(551)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種下行式潛流人工濕地排泥系統(tǒng)，其特征在于，所述動(dòng)力機(jī)構(gòu)(560)包括：兩道沿排泥通道(570)長(zhǎng)度方向平行布置且分別貼著墻體(520)和豎板(532)的支撐墻(561)，所述支撐墻(561)的長(zhǎng)度分別與墻體(520)和豎板(532)的長(zhǎng)度相同，所述支撐墻(561)的高度低于所述豎板(532)上的進(jìn)水口(533)所在高度；每道支撐墻(561)頂部均布置活動(dòng)滾輪(562)，所述墻體(520)和豎板(532)的側(cè)面沿支撐墻(561)的長(zhǎng)度方向分別設(shè)置軌道，所述軌道中的固定節(jié)點(diǎn)(566)通過(guò)連接軸(565)與滾輪(562)的中心軸承相連接，所述固定節(jié)點(diǎn)(566)與連接桿(564)的一端相連接，所述連接桿(564)的另一端通過(guò)活頁(yè)與排泥板(550)上端相連接，所述排泥板(550)繞活頁(yè)可沿其移動(dòng)方向前后翻動(dòng)；所述動(dòng)力機(jī)構(gòu)(560)還包括：兩套第一牽引機(jī)構(gòu)和一套第二牽引機(jī)構(gòu)；在排泥時(shí)，排泥板(550)在排泥通道(570)內(nèi)呈豎直狀態(tài)，并由第一牽引機(jī)構(gòu)和第二牽引機(jī)構(gòu)配合動(dòng)作，以驅(qū)使排泥板(550)以豎直狀態(tài)在排泥通道(570)內(nèi)向檢查井(6)方向移動(dòng)并完成單次排泥；在單次排泥動(dòng)作結(jié)束以后，由第二牽引機(jī)構(gòu)帶動(dòng)排泥板(550)動(dòng)作，以使排泥板(550)從豎直狀態(tài)翻動(dòng)為水平狀態(tài)；由第一牽引機(jī)構(gòu)和第二牽引機(jī)構(gòu)再配合動(dòng)作，以使排泥板(550)以水平狀態(tài)返回原點(diǎn)，并待排泥板(550)返回原點(diǎn)后再通過(guò)第二牽引機(jī)構(gòu)將排泥板(550)從水平狀態(tài)調(diào)整為豎直狀態(tài)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種下行式潛流人工濕地排泥系統(tǒng)，其特征在于，所述軌道包括：支撐桿(563)，所述墻體(520)或豎板(532)上沿其滾輪(562)的移動(dòng)方向開設(shè)導(dǎo)軌槽(567)，所述支撐桿(563)為T型桿，所述支撐桿(563)的T型端與導(dǎo)軌槽(567)滑動(dòng)配合，所述支撐桿(563)的T型端與導(dǎo)軌槽(567)之間設(shè)有活動(dòng)球(568)，所述支撐桿(563)與固定節(jié)點(diǎn)(566)相連，所述固定節(jié)點(diǎn)(566)通過(guò)連接軸(565)與滾輪(562)的中心軸承相連。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種下行式潛流人工濕地排泥系統(tǒng)，其特征在于，在所述墊層(510)高的一端的外側(cè)設(shè)有檢修井(7)，所述檢修井(7)在與集泥-排水層(5)重合的區(qū)域設(shè)置活頁(yè)開門，所述檢修井(7)的墻壁上在與填料層(3)重合的區(qū)域沿豎向設(shè)置玻璃液位觀察窗(710)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種下行式潛流人工濕地排泥系統(tǒng)，以克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下：一種下行式潛流人工濕地排泥系統(tǒng)，包括從上至下依次布置的種植層、布水管、填料層和反滲透層，反滲透層的下方布置進(jìn)行泥水分離的集泥-排水層。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。
進(jìn)一步，集泥-排水層包括：設(shè)置在反滲透層下方的排水篦子，排水篦子下方的墊層上沿排水方向并排設(shè)置多個(gè)分流裝置，相鄰兩個(gè)分流裝置之間以及分流裝置與人工濕地的外墻之間形成排泥通道。
進(jìn)一步，分流裝置包括：沿排水方向布置的斜板，斜板為中間高、兩側(cè)低的形狀，斜板下方沿其長(zhǎng)度方向布置至少兩塊豎板，相鄰兩塊豎板之間形成排水通道，豎板的上端與斜板相連，豎板與斜板的交界處具有多個(gè)進(jìn)水口，進(jìn)水口高于斜板兩側(cè)邊沿；豎板的下端與墊層相連。
進(jìn)一步，集泥-排水層還包括：墻體，墊層上沿排水方向設(shè)置多道對(duì)排水篦子進(jìn)行支撐的墻體，墻體與豎板的長(zhǎng)度相同，分流裝置和墻體相間分布，墻體與分流裝置之間形成排泥通道。
進(jìn)一步，斜板的兩側(cè)與垂直方向夾角為45°-60°，斜板的迎水面采用摩擦系數(shù)小的光面塑料板。
進(jìn)一步，墊層沿墻體長(zhǎng)度方向向下傾斜，在墊層低的一端的外側(cè)設(shè)有檢查井，檢查井的井底低于墊層，排泥通道與檢查井連通。
進(jìn)一步，集泥-排水層還包括：布置在排泥通道內(nèi)的排泥板，以及用于驅(qū)動(dòng)排泥板在排泥通道內(nèi)移動(dòng)以將排泥通道內(nèi)的底泥刮入檢查井中的動(dòng)力機(jī)構(gòu)，墻體和豎板平行分布；排泥板的高度低于豎板上的進(jìn)水口所在高度，排泥板上均勻分布濾水孔。
進(jìn)一步，動(dòng)力機(jī)構(gòu)包括：兩道沿排泥通道長(zhǎng)度方向平行布置且分別貼著墻體和豎板的支撐墻，支撐墻的長(zhǎng)度分別與墻體和豎板的長(zhǎng)度相同，支撐墻的高度低于豎板上的進(jìn)水口所在高度；每道支撐墻頂部均布置活動(dòng)滾輪，墻體和豎板的側(cè)面沿支撐墻的長(zhǎng)度方向分別設(shè)置軌道，軌道中的固定節(jié)點(diǎn)通過(guò)連接軸與滾輪的中心軸承相連接，固定節(jié)點(diǎn)與連接桿的一端相連接，連接桿的另一端通過(guò)活頁(yè)與排泥板上端相連接，排泥板繞活頁(yè)可沿其移動(dòng)方向前后翻動(dòng)；動(dòng)力機(jī)構(gòu)還包括：兩套第一牽引機(jī)構(gòu)和一套第二牽引機(jī)構(gòu)；
在排泥時(shí)，排泥板在排泥通道內(nèi)呈豎直狀態(tài)，并由第一牽引機(jī)構(gòu)和第二牽引機(jī)構(gòu)配合動(dòng)作，以驅(qū)使排泥板以豎直狀態(tài)在排泥通道內(nèi)向檢查井方向移動(dòng)并完成單次排泥；在單次排泥動(dòng)作結(jié)束以后，由第二牽引機(jī)構(gòu)帶動(dòng)排泥板動(dòng)作，以使排泥板從豎直狀態(tài)翻動(dòng)為水平狀態(tài)；由第一牽引機(jī)構(gòu)和第二牽引機(jī)構(gòu)再配合動(dòng)作，以使排泥板以水平狀態(tài)返回原點(diǎn)，并待排泥板返回原點(diǎn)后再通過(guò)第二牽引機(jī)構(gòu)將排泥板從水平狀態(tài)調(diào)整為豎直狀態(tài)。
更進(jìn)一步，軌道包括：支撐桿，墻體或豎板上沿其滾輪的移動(dòng)方向開設(shè)導(dǎo)軌槽，支撐桿為T型桿，支撐桿的T型端與導(dǎo)軌槽滑動(dòng)配合，支撐桿的T型端與導(dǎo)軌槽之間設(shè)有活動(dòng)球，支撐桿與固定節(jié)點(diǎn)相連，固定節(jié)點(diǎn)通過(guò)連接軸與滾輪的中心軸承相連。
進(jìn)一步，在墊層高的一端的外側(cè)設(shè)有檢修井，檢修井在與集泥-排水層重合的區(qū)域設(shè)置活頁(yè)開門，檢修井的墻壁上在與填料層重合的區(qū)域沿豎向設(shè)置玻璃液位觀察窗。
本發(fā)明的有益效果是：
1)布水管將微污染水均勻布置于填料層上，經(jīng)填料層處理以后流向反滲透層，而從反滲透層所流出的污水再進(jìn)入集泥-排水層，反滲透層可以濾除大粒徑填料，以免大粒徑填料掉落到集泥-排水層，起到反濾作用，從而一定程度上防止堵塞集泥-排水層，集泥-排水層則再實(shí)現(xiàn)對(duì)下行式潛流人工濕地泥水分離，污泥逐步沉淀在底部，而除泥后的凈化水則排出人工濕地，以確保出水水質(zhì)更優(yōu)；
2)集泥-排水層中的排水篦子一方面用以支撐種植層、布水管、填料層和反滲透層，另一方面在污水經(jīng)過(guò)時(shí)可以阻擋大粒徑填料往下落，微生物脫落物、顆粒物、懸浮固體等污泥逐步在排泥通道沉積，在排泥通道內(nèi)形成底泥，凈化水則經(jīng)過(guò)進(jìn)水口后進(jìn)入排水通道，利用重力作用和水動(dòng)力學(xué)原理實(shí)現(xiàn)泥水分離，不耗能，不產(chǎn)生任何污染物質(zhì)，出水水質(zhì)更優(yōu)；潛流人工濕地正常運(yùn)行，不需要額外動(dòng)力，僅在排泥和反沖洗時(shí)需要少量動(dòng)力，將極大助力下行式潛流人工濕地減碳降耗、提質(zhì)增效，即清潔無(wú)污染，低動(dòng)力運(yùn)行；
3)在出水水量減小、水質(zhì)明顯變差時(shí)，通過(guò)反沖洗實(shí)現(xiàn)對(duì)集泥-排水層的維護(hù)，排泥通道、排水通道、分流裝置是污泥較容易聚集的部位，通過(guò)反沖洗可將淤塞污染物通過(guò)水流作用，由排泥通道排出濕地，解除集泥-排水層淤堵風(fēng)險(xiǎn)，保障集泥-排水層正常的集泥、排泥、集水、排水功能，保證濕地的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和水質(zhì)達(dá)標(biāo)，通過(guò)反沖洗使排泥通道、排水通道具有一定耐久性，此外，整個(gè)集泥-排水層整體高度一般為25cm-35cm，相較于常規(guī)排水層，高度略大，但由于整個(gè)系統(tǒng)占地面積較大，穩(wěn)定性好，因此，可以不使用細(xì)沙緩沖層，使得整個(gè)下行式潛流人工濕地的高度與常規(guī)高度相當(dāng)，不額外占地；
4)集泥-排水層中的墻體可以減少排水篦子壓力負(fù)荷和施工難度，保障人工濕地安全有效運(yùn)行，而斜板的兩側(cè)與垂直方向夾角為45°-60°，斜板的迎水面采用摩擦系數(shù)小的光面塑料板，便于落在斜板上的污泥滑落到排泥通道；
5)由于墊層沿墻體長(zhǎng)度方向向下傾斜，以及檢查井的井底低于墊層，因此，便于收集排泥通道內(nèi)的污泥，且可以避免污泥回流到排泥通道內(nèi)，定期通過(guò)檢查井查看排泥通道集泥情況，以適時(shí)排出所收集的污泥，通過(guò)收集污泥，定期排泥，緩解濕地堵塞，延長(zhǎng)濕地使用壽命，此外，墊層沿墻體長(zhǎng)度方向向下傾斜，進(jìn)入排水通道內(nèi)的凈化水也便于外排；
6)在排泥通道內(nèi)沉積一定厚度的底泥以后，通過(guò)動(dòng)力機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)排泥板在排泥通道內(nèi)移動(dòng)以將排泥通道內(nèi)含水率較低的底泥刮入檢查井中，檢查井中的污泥可以采用排泥泵排出，然后用專用泵將含水率較高的底泥抽出，最后，定期對(duì)排泥通道進(jìn)行反沖洗，以緩解出水口堵塞，并將上述排泥泵和專用泵難以排出的底泥(如墻壁、排泥通道底部、拐角處等)通過(guò)反沖洗稀釋排出，多項(xiàng)措施并舉，確保排泥高效率，及時(shí)將濕地底泥排出，有效緩解濕地堵塞，讓排泥板最高處與進(jìn)水口之間富余一定距離，以確保污泥不會(huì)經(jīng)進(jìn)水口進(jìn)入排水通道，此外，排泥板上均勻分布濾水孔，可過(guò)濾掉含水率較高的泥水，同時(shí)減小排泥板運(yùn)動(dòng)阻力；
7)檢修井在與集泥-排水層重合的區(qū)域設(shè)置活頁(yè)開門，平時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)，在需要更換定滑輪的時(shí)候打開活頁(yè)開門，對(duì)內(nèi)部定滑輪進(jìn)行更換；通過(guò)玻璃液位觀察窗能看到下行式潛流人工濕地液位情況，通過(guò)液位的升降及升降速度可以知道人工濕地的堵塞狀況，以便及時(shí)進(jìn)行停床整修或排泥，為人工濕地停床整修和排泥時(shí)間提供有利參考，使?jié)摿魅斯竦啬苷＿\(yùn)行，避免堵塞和污染物去除率下降；
8)前期投資成本稍高于常規(guī)下行式潛流人工濕地，但是集泥-排水層優(yōu)秀的泥水分離、排泥、反沖洗功能可保障較優(yōu)的出水水質(zhì)，極大降低濕地堵塞概率，能提供更優(yōu)的工程品質(zhì)，且解決運(yùn)維成本，長(zhǎng)期來(lái)看，成本低于常規(guī)下行式潛流人工濕地，性價(jià)比高。
（發(fā)明人：蘇苑君;謝舒婷;劉爽;張銳;王躍昌）
