一种复合垂直潮汐流人工湿地装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种复合垂直潮汐流人工湿地装置，复合垂直流人工湿地由两个独立湿地相互连接，在连接两个湿地的中间墙体底部开孔，在下行池、上行池中装有排空管，形成一个U型结构。下行池、上行池体根据水流方向，水流向下称之下行池，向上称为上行池；在下行池基质表面布设DN75布水管，在上行池基质表面下8－12cm铺设DN75集水管，上行池和下行池基质高度一致，通过布水管和集水管高度差，形成表面复氧层，管道增压泵分别与过滤器、电磁阀相连，进水管水流依次经过过滤器、管道增压泵和电磁阀。结构简单，使用方便，实现了人工湿地干湿状态切换，提高了其复氧水平，在干湿交替条件下，可抑制产甲烷菌的代谢活动，减少了温室气体排放。

A composite vertical tidal flow constructed wetland

【技术实现步骤摘要】
一种复合垂直潮汐流人工湿地装置
本技术涉及水环境治理领域，更具体涉及一种复合垂直潮汐流人工湿地自动运行装置，适用于处理高污染负荷污水。
技术介绍
人工湿地作为一种新型的污水处理工艺，主要通过生物、物理、化学的三重协同作用降解输入的污染物。随着运行年限的增加，由于物理作用截留的颗粒物增加，植物残体腐殖化作用，会经历3个阶段：①运行初期，人工湿地运行良好，填料表面和孔隙内部聚集固体颗粒，形成局部厌氧微环境，湿地渗透能力、降解污染物能力正常。②运行中期，随着厌氧区胞外聚合物积累，厌氧加速，此时基质孔隙出现可干化消除的堵塞现象，人工湿地渗透能力、降解能力与初期相比有所下降。③运行后期，细微黏土粒子与许多固体颗粒形成致密的不透水层，胞外聚合物不断凝聚并吸附悬浮或胶体状底物，形成大粒径团状累积物，加速填料孔隙堵塞。此阶段，人工湿地复氧水平最低，渗透能力、降解能力最差，所形成的是难以通过干化、药物处理消除的永久性堵塞物。因此，为延长湿地正常使用年限，可通过干化湿地以控制在运行前期/中期。根据水力流态，人工湿地分为垂直流人工湿地，水平表面流人工湿地，水平潜流人工湿地三大类。对不同来源水质，垂直流人工湿地由于复氧效果优于水平流人工湿地，其净化效果好于水平表面流人工湿地以及水平潜流人工湿地。但此三种类型湿地在饱水状态运行，由于水淹作用营造的厌氧环境，在前期有利于快速启动湿地，达到良好工程效果，但在中后期由于复氧差，有机物积累，导致整个湿地净化效率下降，并且出现堵塞现象，且在此过程会导致温室气体(CH4)过排现象。污染物的去除，有机物主要作为碳源依靠微生物有氧代谢活动分解；氮氧化物降解是依靠硝化细菌在好氧条件氧化为硝态氮，并由反硝化细菌进一步还原为氮气；含磷有机物则通过聚磷菌在厌氧释磷，好氧吸磷条件下的吸附作用来去除。基于以上三点，复氧水平很大程度决定水质净化效果，运行使用年限。因此，急需一种可改变人工湿地干湿运行状态的新工艺，结合水力流态特征，强化人工湿地的复氧水平，保证净化效果的同时，降低基质堵塞的几率，保证湿地系统正常高效运行，减少甲烷等温室气体排放，延长服务年限。现有人工湿地系统干湿条件的实现，实验室柱状模拟人工湿地系统由于水量小，砂砾杂质少，常用蠕动泵从配水箱抽入待处理水样，并定时从柱状系统抽走水样，实现干湿交替变化；小试中试人工湿地常通过潜水泵或者设计多级跌水湿地系统，及虹吸管来排空湿地，实现干湿交替功能。实际应用中，这几种方法被证明可行，但存在诸多弊端。柱状模拟系统虽然可通过蠕动泵定时控制进水排水，但其处理水量小(500ml/day-800ml/day)，仅适用于实验室机理研究；重力流可实现湿地排空功能，但只能应用于多级跌水湿地，且需要人为控制进水时间差，以保证两次进水之间湿地已排空，此法时间不易控制，且受限于地形，许多地方难以具备条件建造多级跌水湿地。虹吸管排空湿地虽然操作简单，但同样需要人为控制，同时受限于高差形成的水压，无法完全排空湿地，且此种方法为非动力驱使，对于大体量湿地，所要排空所需时间过长，不利于工程上迅速排空复氧以便下次进水。对于潜水泵排空湿地，这是使用较多的方法，但需要在湿地底部预埋潜水泵，需要排空时运行，其他时候待机，若潜水泵损坏，只能破坏性开挖湿地换新，不利于人工湿地长期稳定运行。若潜水泵安装湿地外部，需要额外建造配水井，并与湿地联通，以满足潜水泵处于液面下工作的要求，受限于潜水泵安全工作水位的要求，此方法无法完全排空湿地，富氧效果较差；其他类型排水泵若要接在人工湿地外部，起不到蓄水作用，无论其运行与否，人工湿地水体会通过其流空。
技术实现思路
本技术的目的是在于提供了一种自动控制人工湿地干湿状态转换的装置，结构简单，使用方便，实现了人工湿地干湿状态切换，提高了其复氧水平，在干湿交替条件下，可抑制产甲烷菌的代谢活动，减少了温室气体排放。为解决以上技术问题，本技术采用以下技术方案：其技术构思是：一种复合垂直潮汐流人工湿地(tidal-flowintegratedconstructedwetlands)技术方案，旨在已有复合垂直流人工湿地基础上，通过电磁阀及控制器自动调节人工湿地干湿条件，精确控制其干湿时间差，迅速进水和排空湿地，强化湿地复氧效果；同时适应各流量水样要求，装置简单方便维护，自动化节省人力，并能保证人工湿地长期干湿状态交替运行，以达到：1.减少厌氧条件下堵塞物的积累；2.提高污染物(特别是氮磷污染物)降解的工程效果；3.同时，此过程钟抑制产甲烷菌的代谢活动，减少甲烷的释放，实现温室气体的减排的技术效果。一种复合垂直潮汐流人工湿地的方法，其步骤是：A、一种复合垂直潮汐流人工湿地自动控制进出水装置需在湿地建立之初进行安装，第一DN2524V电磁阀、第二DN2524V电磁阀分别进入进水管和排空管，再用电线与电磁阀控制器连接，通过控制器调节进出水时间。B、通过第一DN2524V电磁阀、第二DN2524V电磁阀启动需要满足一定的水压(0.04～0.1Mpa)。为保证第一DN2524V电磁阀、第二DN2524V电磁阀能正常启动，进水管应先接入第一DN25Y型过滤器，然后接入第一DN25280W管道增压泵，泵出水口位置接入第一DN2524V电磁阀，再将第一DN2524V电磁阀接入进水管。而排空管先接入第二DN25Y型过滤器，并定期清理管道过滤器，再接入第二DN25280W管道增压泵和第二DN2524V电磁阀；而第二DN2524V电磁阀可直接作为出水口，不再接入管道。C、第一DN25Y型过滤器、第二DN25Y型过滤器可过滤水中砂砾等杂志，避免水体所含杂质对第一DN25280W管道增压泵、第二DN25280W管道增压泵和第一DN2524V电磁阀、第二DN2524V电磁阀的损坏，确保水泵叶轮电机正常工作，电磁阀正常闭合。确保管道过滤器，管道增压泵，电磁阀正常安装后，方可通电运行。进水管和排空管所述各部分组件连接相同，但两者条件设置不同。D、第一DN25280W管道增压泵、第二DN25280W管道增压泵与时控开关连接，再接入防漏电保护器和空开开关并入电网，以保证不同工作环境的用电安全。第一DN25280W管道增压泵、第二DN25280W管道增压泵上自带水压调节器，以确保增压泵只有在电磁阀开启状态下启动，避免电磁阀失灵状态下，增压泵空转烧毁电机。E、对于进水管，第一DN25280W管道增压泵会在水压调节器控制下处于待机状态。根据水流量，计算好工作时间，通过电磁阀控制器开启第一DN2524V电磁阀，第一DN25280W管道增压泵会随之自动启动。工作时间结束后，电磁阀关闭，增压泵回到待机状态，管路停止供水。F、对于排空管，根据平均出水流量以及湿地水体体积，尽可能精确得出工作时间。电磁阀控制器保证第二DN2524V电磁阀正常开闭，而第二DN2524V电磁阀在第二DN25280W管道增压泵作用下正常开启，整个湿地处于排水状态，为确保湿地干化，增压泵可适当比计算的工作时间延长1～2分钟；而由于电磁阀需要在一定水压(0.04Mpa-4Mpa压力范围，视电磁阀类型而定)下工作，其在增压泵停止后会随之关闭，整个湿地处于蓄水状态。G、复合垂直潮汐流人工湿地干湿状态转换，通过机电设备对进水管和排空管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合垂直潮汐流人工湿地装置，它包括第一电磁阀（1A）、第一管道增压泵（2A）、第一过滤器（3A）、集水管（4）、布水管（5）、空气开关断路器（7）、微电脑时控开关（8）、电磁阀控制器（9）、排空管（10）、复合垂直流人工湿地（11），其特征在于：复合垂直流人工湿地（11）由两个独立1m×1m×1m 的湿地相互连接，在连接两个湿地的中间墙体底部开孔，在下行池、上行池中装有排空管（10），形成一个U型结构，在下行池基质表面布设布水管（5），在上行池基质表面下8－12cm铺设集水管（4），上行池和下行池基质高度一致，进水管（6）分别与复合垂直流人工湿地（11）、第一电磁阀（1A）相连，第一管道增压泵（2A）分别与第一过滤器（3A）、第一电磁阀（1A）相连，第二管道增压泵（2B）分别与第二过滤器（3B）、第二电磁阀（1B）依次相连，第一管道增压泵（2A）、第二管道增压泵（2B），第一电磁阀（1A）、第二电磁阀（1B）和第一过滤器（3A）、第二过滤器（3B）通过 PVC管连接，第一管道增压泵（2A）、第二管道增压泵（2B）通过电线与微电脑时控开关（8）、空气开关断路器（7）串联，第一电磁阀（1A）、第二电磁阀（1B）与电磁阀控制器（9）连接。...

【技术特征摘要】
1.一种复合垂直潮汐流人工湿地装置，它包括第一电磁阀（1A）、第一管道增压泵（2A）、第一过滤器（3A）、集水管（4）、布水管（5）、空气开关断路器（7）、微电脑时控开关（8）、电磁阀控制器（9）、排空管（10）、复合垂直流人工湿地（11），其特征在于：复合垂直流人工湿地（11）由两个独立1m×1m×1m的湿地相互连接，在连接两个湿地的中间墙体底部开孔，在下行池、上行池中装有排空管（10），形成一个U型结构，在下行池基质表面布设布水管（5），在上行池基质表面下8－12cm铺设集水管（4），上行池和下行池基质高度一致，进水管（6）分别与复合垂直流人工湿地（11）、第一电磁阀（1A）相连，第一管道增压泵（2A）分别与第一过滤器（3A）、第一电磁阀（1A）...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺锋，黄涛，吴振斌，张义，武俊梅，周巧红，徐栋，
申请(专利权)人：中国科学院水生生物研究所，
类型：新型
国别省市：湖北,42