本實(shí)用新型涉及人工濕地技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種應(yīng)用于大水量人工濕地的布水集水系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

自1953年德國首次進(jìn)行人工濕地研究開始，人工濕地技術(shù)在歐美國家有了廣泛的實(shí)踐應(yīng)用。在國內(nèi)，上世紀(jì)80-90年代，也開始了人工濕地技術(shù)的研究和實(shí)踐，但尚沒有如歐美國家那樣大規(guī)模的實(shí)踐運(yùn)用。隨著國家對(duì)生態(tài)環(huán)保的日益高度關(guān)注，人工濕地技術(shù)應(yīng)有更多更廣泛的應(yīng)用。近幾年，蘇州在進(jìn)行積極的實(shí)踐和探索，相城區(qū)蓮花島、常熟市、太倉市、吳中區(qū)、高新區(qū)等都已有成功的案例，但是還未廣泛得到應(yīng)用。

人工濕地凈化污水的主要組成部分是生態(tài)濾料、植物、微生物。由于植物根系的輸氧作用以及好氧生物膜對(duì)氧的利用，根系不同距離的區(qū)域形成好氧/缺氧/厭氧的微環(huán)境。污水在濕地單元下滲的過程中，污染物主要通過生態(tài)濾料和植物根區(qū)生長(zhǎng)的無數(shù)去污“微生物膜單元”進(jìn)行降解，濃度逐漸降低。濕地能否有效的按照設(shè)計(jì)布水集水以及是否能夠快速均勻的將水分配到整個(gè)人工濕地表面，是能人工濕地工作效率的一大影響因素，尤其是對(duì)于面積較大的人工濕地單元，而且人工濕地在布水之后需要時(shí)間對(duì)其進(jìn)行復(fù)氧。目前，國內(nèi)外對(duì)此方面的研究接觸尚少。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種均勻布水并且能夠充分復(fù)氧的應(yīng)用于大水量人工濕地的布水集水系統(tǒng)。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是：一種應(yīng)用于大水量人工濕地的布水集水系統(tǒng)，包括

-調(diào)節(jié)池，用于將污水匯總并對(duì)污水進(jìn)行分配；

-進(jìn)水總渠，連接于調(diào)節(jié)池的出水口，用于導(dǎo)流污水；

-進(jìn)水支渠，連接于進(jìn)水總渠，用于將進(jìn)水總渠的污水分配到垂直流濕地單元；

-垂直流濕地單元，用于接收污水并進(jìn)行處理；

-布水渠，用于將進(jìn)水支渠內(nèi)的污水快速均勻地分布到垂直流濕地單元內(nèi)；

所述的垂直流濕地單元至少兩個(gè)，所述的進(jìn)水支渠的數(shù)量與垂直流濕地單元的數(shù)量一致，每個(gè)所述的垂直流濕地單元均與一個(gè)所述的進(jìn)水支渠對(duì)應(yīng)；在每個(gè)與所述的垂直流濕地單元對(duì)應(yīng)的進(jìn)水支渠上設(shè)置用于控制進(jìn)水支渠與布水渠連通的閘門及閘門控制組件，所述的閘門及閘門控制組件通過計(jì)算機(jī)程序控制其開啟與關(guān)閉。

進(jìn)一步，所述的閘門及閘門控制組件包括翻板閘門、用于控制翻板閘門開啟和關(guān)閉的連接桿以及驅(qū)動(dòng)連接桿的執(zhí)行器。

進(jìn)一步，所述的布水渠底部為混凝土層，在所述的混凝土層的兩側(cè)各設(shè)置一石籠結(jié)構(gòu)，污水通過石籠結(jié)構(gòu)流入垂直流濕地單元。

進(jìn)一步，所述的石籠結(jié)構(gòu)包括不銹鋼網(wǎng)箱以及位于不銹鋼網(wǎng)箱內(nèi)的形狀不規(guī)則的石塊。

進(jìn)一步，所述的石塊的粒徑位于150mm～250mm。

進(jìn)一步，所述的垂直流濕地單元內(nèi)設(shè)置溢流井以及集水總井，在所述的垂直流濕地單元底部鋪設(shè)集水管，所述的集水管有兩端部，其中一端部為通氣孔伸出垂直流濕地單元的表面，另一端部與溢流井連通，所述的集水管通過集水總管將水匯聚到集水總井內(nèi)，所述的集水總井內(nèi)部連通出水井。

進(jìn)一步，相鄰的兩個(gè)所述的集水管正反交替安裝其通氣孔以及溢流井位于不同端部。

進(jìn)一步，所述的溢流井上設(shè)置格柵罩。

進(jìn)一步，所述的垂直流濕地單元的出水口連接飽和流濕地單元。

進(jìn)一步，所述的進(jìn)水總渠與飽和流濕地單元之間設(shè)置一旁通管，所述的旁通管與垂直流濕地單元并聯(lián)。

本實(shí)用新型的有益效果是：采用上述系統(tǒng)，能夠保證在大流量的人工濕地內(nèi)進(jìn)行均勻地布水，并通過計(jì)算機(jī)程序的控制，實(shí)現(xiàn)不同垂直流濕地單元間歇運(yùn)行，有足夠的復(fù)氧時(shí)間，有利于高效的發(fā)揮人工濕地的處理能力，實(shí)現(xiàn)智能自動(dòng)化控制，節(jié)省系統(tǒng)運(yùn)營的人力和時(shí)間。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型進(jìn)水支渠的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型閘門及閘門控制組件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實(shí)用新型垂直流濕地單元的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本實(shí)用新型垂直流濕地單元的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、調(diào)節(jié)池；2、進(jìn)水總渠；3、進(jìn)水支渠；4、布水渠；5、垂直流濕地單元；6、飽和流濕地單元；7、閘門及閘門控制組件；8、集水管；9、溢流井；10、集水總井；11、集水總管；12、出水井；71、翻板閘門；72、連接桿；73、執(zhí)行器；81、通氣孔。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)的描述。

如圖1和圖2所示一種應(yīng)用于大水量人工濕地的布水集水系統(tǒng)，包括

-調(diào)節(jié)池1，用于將污水匯總并對(duì)污水進(jìn)行分配；

-進(jìn)水總渠2，連接于調(diào)節(jié)池1的出水口，用于導(dǎo)流污水；

-進(jìn)水支渠3，連接于進(jìn)水總渠2，用于將進(jìn)水總渠2的污水分配到垂直流濕地單元5；

-垂直流濕地單元5，用于接收污水并進(jìn)行處理；

-布水渠4，用于將進(jìn)水支渠3內(nèi)的污水快速均勻地分布到垂直流濕地單元5內(nèi)，位于垂直流濕地單元5的中間位置；

所述的垂直流濕地單元5至少兩個(gè)，所述的進(jìn)水支渠3的數(shù)量與垂直流濕地單元5的數(shù)量一致，每個(gè)所述的垂直流濕地單元5均與一個(gè)所述的進(jìn)水支渠3對(duì)應(yīng)；每個(gè)所述的垂直流濕地單元5其工作過程分為布水時(shí)間和非布水時(shí)間，均通過計(jì)算機(jī)控制程序進(jìn)行控制；在進(jìn)行污水處理時(shí)間范圍內(nèi)，在進(jìn)行污水處理時(shí)間范圍內(nèi)，至少有一個(gè)垂直流濕地單元5處于布水時(shí)間且至少有一個(gè)垂直流濕地單元5處于非布水時(shí)間。上述系統(tǒng)通過計(jì)算機(jī)程序控制保證實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)行，提供足夠的時(shí)間進(jìn)行復(fù)氧；進(jìn)一步，所述的垂直流濕地單元5的出水口連接飽和流濕地單元6，通過垂直流濕地單元5與飽和流濕地單元6提供高效的處理效果，所述的進(jìn)水總渠2與飽和流濕地單元6之間設(shè)置旁通管，旁通管與垂直流濕地單元5并聯(lián)，可以在應(yīng)急或運(yùn)行需求下打開，使污水略過垂直流濕地單元5直接進(jìn)入飽和流濕地單元6。污水從位于高處的調(diào)節(jié)池1通過重力的作用由管道流入進(jìn)水總渠2，進(jìn)水總渠2在運(yùn)行時(shí)水位應(yīng)保持在1.25m ～1.5m之間。

上述系統(tǒng)主要采用間歇布水方式，通過計(jì)算機(jī)程序控制，進(jìn)行布水時(shí)，進(jìn)水支渠3與布水渠4之間連通，其間歇布水的具體計(jì)算公式如下：

T=24÷B；

t=24÷X÷B；

v=V÷X÷B；

t₁=v÷L；

其中：V為污水的每日處理量；X為垂直流濕地單元5的個(gè)數(shù)；T為處理的批次間隔；B為每日布水批次；L為布水流速；t為兩組垂直流濕地單元5的開始布水間隔（每組至少兩個(gè)垂直流濕地單元5）；v為單個(gè)垂直流濕地單元5單次布水量；t₁為單個(gè)垂直流濕地單元5單次布水時(shí)間。

每個(gè)單元每T小時(shí)進(jìn)行一次布水，每日共布水約B批次，每次布水大約t₁分鐘，每次布水量大約在v立方米。在每次布水中，多個(gè)垂直流濕地單元4將并聯(lián)進(jìn)行布水，其余的垂直流濕地單元5則處于非布水時(shí)間，即休息復(fù)氧的狀態(tài)。

實(shí)施例：垂直流濕地單元5總共有22塊，將其安裝數(shù)字進(jìn)行順序標(biāo)號(hào)，每一塊垂直流濕地單元5都有一個(gè)數(shù)字編號(hào)，并將這22塊分為六組，其分組情況為{①/⑦/?/?}、{②/⑧/?/?}、{③/⑨/?}、{④/⑩/?/?}、{⑤/?/?/?}、{⑥/?/?}，每四塊或者三塊垂直流濕地單元5編入一組，每組垂直流濕地單元組與一塊飽和流濕地單元6對(duì)應(yīng)，布水次序按垂直流濕地單元5的編號(hào)依次布水，每個(gè)單元開始布水t分鐘之后，下一順位的單元開始布水（即編號(hào)①的垂直流濕地單元5開始布水t分鐘之后，編號(hào)②的垂直流濕地單元5開始布水），以此類推，在每塊垂直流濕地單元5布水t₁分鐘后停止，在同一時(shí)間內(nèi)每組垂直流濕地單元組中保證僅有一塊垂直流濕地單元5進(jìn)行布水。

如圖2和圖3所示與所述的垂直流濕地單元5對(duì)應(yīng)的進(jìn)水支渠3上設(shè)置用于控制進(jìn)水支渠3與布水渠4連通的閘門及閘門控制組件7；所述的閘門及閘門控制組件7包括翻板閘門71、用于控制翻板閘門71開啟和關(guān)閉的連接桿72以及驅(qū)動(dòng)連接桿72的執(zhí)行器73；翻板閘門71與進(jìn)水支渠3底部連接，通過計(jì)算機(jī)程序?qū)?zhí)行器73的控制驅(qū)動(dòng)連接桿72的運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)翻板閘門71進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，完成連通或者切斷進(jìn)水支渠3和布水渠4之間的聯(lián)系；當(dāng)翻板閘門71放下時(shí)，水道開啟，污水從進(jìn)水支渠3內(nèi)流入布水渠4進(jìn)行布水，反之，水道關(guān)閉停止布水。上述閘門的形式可以是其它方式，例如閘板閥門，其結(jié)構(gòu)形式可以為上下運(yùn)動(dòng)的閥板，安裝在閥板上的螺桿，以及驅(qū)動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)，螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)閥板上下運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)開啟和關(guān)閉。

為了方便進(jìn)行布水，布水渠4底部為混凝土層，在所述的混凝土層的兩側(cè)各設(shè)置一石籠結(jié)構(gòu)，污水通過石籠結(jié)構(gòu)流入垂直流濕地單元5內(nèi)，所述的石籠結(jié)構(gòu)包括不銹鋼網(wǎng)箱以及位于不銹鋼網(wǎng)箱內(nèi)的形狀不規(guī)則的石塊，所述的石塊的粒徑位于150mm～250mm。布水渠4的寬度設(shè)計(jì)在1.5m，其旁邊石籠高度為0.5m，石籠底部高度與垂直流濕地單元5的表面一致。污水順著布水渠4流動(dòng)，從兩側(cè)的石籠結(jié)構(gòu)內(nèi)的石塊之間的縫隙向下滲透，污水達(dá)到石籠結(jié)構(gòu)底部進(jìn)入垂直流濕地單元5內(nèi)進(jìn)行凈化。

如圖4和圖5所示在垂直流濕地單元5內(nèi)設(shè)置溢流井9以及集水總井10，在所述的垂直流濕地單元5底部鋪設(shè)集水管8，集水管8可采用HDPE單壁透水波紋管、PVC管制作而成，所述的集水管8有兩端部，其中一端部為通氣孔81伸出垂直流濕地單元5的表面，通氣孔81的主要目的是給濕地內(nèi)部輸氧，，還可以對(duì)集水管8內(nèi)部進(jìn)行清理，另一端部與溢流井9連通，溢流井9的主要作用是當(dāng)水量超過設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)污水進(jìn)行溢流，在溢流井9上設(shè)置格柵罩，能夠防止大塊漂浮物進(jìn)入并堵塞管道；在設(shè)計(jì)時(shí)，相鄰的兩個(gè)集水管8正反交替安裝其通氣孔81以及溢流井9位于不同端部，其距離設(shè)置在1.6m，這樣垂直流濕地單元5進(jìn)行溢流的時(shí)候，污水能夠比較均勻的進(jìn)行分布；所述的集水管8通過集水總管11將水匯聚到集水總井10內(nèi)，所述的集水總井10內(nèi)部連通出水井12，在出水井12上安裝有出水閥門用于控制出水量。

垂直流濕地單元5內(nèi)的出水井12將污水排入飽和流濕地單元6內(nèi)進(jìn)行處理，最后進(jìn)行回用或排入自然水體。同時(shí)，飽和流濕地單元6后部設(shè)有溢流閘門，當(dāng)水位超出飽和流濕地單元6承受范圍時(shí)直接溢流進(jìn)入自然水體。

綜上，上述系統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)垂直流濕地單元5的間歇布水，保證每個(gè)垂直流濕地單元5均具有足夠的復(fù)氧時(shí)間，并對(duì)垂直流濕地單元5部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，同一集水管8的通氣孔81以及溢流井9位于兩端部，并且相鄰的集水管8采用方向交錯(cuò)排列，使得相鄰的兩個(gè)集水管8的通氣孔81與溢流井9位于同一側(cè)，保證溢流均勻；對(duì)布水渠4進(jìn)行優(yōu)化，石籠結(jié)構(gòu)更加方便進(jìn)行布水；整個(gè)系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)了智能化和自動(dòng)化，節(jié)省了大量的人力成本；整個(gè)系統(tǒng)優(yōu)化了人工濕地的復(fù)氧過程以及水力分布，具有布水均勻、集水可控等優(yōu)點(diǎn)，為人工濕地的長(zhǎng)期有效運(yùn)行提供保障。

需要強(qiáng)調(diào)的是：以上僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。