[发明专利]下行流人工湿地的模块化均匀布水方法和装置

说明书

技术领域

本发明属于环保技术领域，具体涉及一种下行流人工湿地的模块化均匀布水方法和装置。

背景技术

人工湿地污水处理技术是20世纪70年代兴起的一种新型生态污水处理技术，由于具有对污染物去除效果好、基建和运行费用低、工艺设备简单、维护管理方便等特点，正逐渐被应用于广大中小城镇和乡村地区的生活污水处理中。下行流人工湿地作为人工湿地的一种类型，因其充分利用了湿地的空间，发挥了系统间的协同作用，使污水处理能力得到大幅度提高，且占地面积相对较小，因而在污水处理中已经得到了广泛的应用。在法国，截止至2003年就已经有超过400座下行流人工湿地在运行，并有100多座在建，其大部分都用于小型生活污水的二级处理，并取得了良好的出水效果；在美国、欧洲、澳大利亚和南非等地已建成和正在建设的人工湿地处理系统中，大部分也是下行流型人工湿地；在我国下行流湿地也正在得到广泛的应用。

在整个下行流人工湿地的系统中，除了人工基质、植物和微生物是其基本组成外,布水系统也是其重要的组成部分。合理的布水方法和良好的布水装置能将污水均匀分布到整个湿地的范围，实现湿地净化功能的最大化利用，保证湿地高效稳定的运行。常用的人工湿地布水装置是穿孔的PVC管，管道底部两侧45°开孔布水。但随着越来越多的人工湿地投入运行，这种布水装置的缺点也日益凸显：第一，使用穿孔PVC管布水时，湿地中存在大量基质无法被污水浸润，因而造成湿地占地大而单位面积利用率低的问题。第二，因穿孔PVC管布水特性，在投用时存在单位面积实际水力负荷远大于设计水力负荷的问题，导致布水管附近单点过水面积大而引发堵塞。

目前，针对人工湿地均匀布水装置的研究并不多且均以穿孔布水管为基础装置加以改造而成，如潜流式人工湿地具有生物膜反应的双管布水器（申请号：CN200910061884.0），设计出内外套双层布水管，内外管之间装满填料作为一个生物膜反应器，在内管中多处开孔进行布水；而人工湿地污水处理系统的布水及水位调节装置（申请号：CN200720080036.0）所述布水装置是一个多孔水管，利用多孔水管上间距不大的出水孔进行布水。

上述装置其实质是增加布水管开孔数量，与传统穿孔布水管的本质是相同的，运用此类装置并不能改善传统穿孔布水管布水不均、易堵塞等缺点。而针对传统布水装置存在的问题，本发明从优化人工湿地整体布水系统的角度出发，设计了带有喷头式布水管的模块化布水方法和装置，使人工湿地布水系统模块化，以达到湿地净水效率的最大化。此次提出的模块化均匀布水的方法和装置，旨在改变传统穿孔布水的方法，实现均匀布水，提高湿地实际使用面积的效率以减小其占地面积；运用布水模块亦可有效缓解湿地堵塞；创新模块化的装置设计使施工安装简化，后期维护更换更便捷。

发明内容

本发明的目的在于，针对目前人工湿地布水不均导致湿地面积未充分利用，提出的一种下行流人工湿地的模块化均匀布水方法。

本发明的再一目的是提供一种针对下行流人工湿地的模块化均匀布水方法的装置。

本发明目的通过下述方案实现：一种下行流人工湿地的模块化均匀布水方法，排布有带喷头的布水管，将带管布水模块按照下行流人工湿地实际场地的大小进行组装连接，排布在铺陈好的人工基质上，所述的带管布水模块外框为长方体或梯形立方体，在其内侧面顶部穿入喷头式布水管，各喷头式布水管连通，各带管布水模块之间连接之处的空隙作为空气进入人工基质的大气复氧廊道，而两排并列管道的模块之间紧密相贴，喷水方式采用脉冲喷水或连续喷水。

本发明运用带有喷头式布水管的模块化布水装置和相应的布水方法来实现湿地的均匀布水。该布水方法的基本过程是：将模块化布水装置按照实际场地的大小进行组装连接，排布在铺陈好的人工基质上。模块间连接之处的空隙作为空气进入人工基质的大气复氧廊道，以提高人工基质的净水效果。两排管道的模块之间尽可能紧密相贴，以提高单位面积净水效率。全部模块排布完成后，在模块上铺设草皮或覆土种植短根系植物。

在上述方案基础上，所述的带管布水模块上铺设草皮或覆土种植短根系植物，后期维护时可移走植物更换模块或堵塞的人工基质。

在上述方案基础上，所述的大气复氧廊道宽度为5～20cm，作为空气进入人工介质层的通道，可根据现场施工需求保留空隙或铺设大粒径基质，大粒径基质种类可选用砾石、沸石、陶粒、高炉渣等中的一种或多种组合。