北方低温地区潜流人工湿地冬季运行方法

摘要

本发明公开了一种北方低温地区潜流人工湿地冬季运行方法。本发明的技术方案是，湿地进水管为地埋管，埋深以不冻冰为宜，尽量引取冰下水温高的水源；湿地单元内高密度种植芦苇，芦苇品种选择高杆粗壮的品种，芦苇生长后形成的高密度芦苇荡冬季不收割，利用芦苇杆挡风，芦苇叶自然凋落形成覆盖层保温；湿地单元出水处设置水位调节井，井内设水位调节管，由水位调节管控制湿地单元水位低于湿地单元表面10～20cm。该技术方案既可适用于水平潜流人工湿地，也可适用于垂直间歇流人工湿地。本发明一改在冬季将湿地单元内的芦苇割除的传统做法，利用芦苇叶和芦苇杆保温，既保证了湿地在冬季度的正常运行，不会造成二次污染，生态效果显著。

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种人工湿地的运行方法，特别涉及北方低温地区潜流人工湿地冬季运行方法。

二、背景技术

自然湿地作为一种宝贵的资源，不仅具有重要的生态功能，同时，以其水质净化功能而被喻为“地球之肾”而得到高度重视，人工湿地是自然湿地在水质净化方面的功能强化，即具较强的水质净化功能、又有良好的生态效果，自20世纪70年代在德国研究应用以来，作为一种新型的水质净化工艺而成为各国的研究热点。人工湿地水质净化系统水质净化效果好、工程投资省、运行费低、管理简单，是一种较为理想的污水处理技术，已在生活污水、工业废水、城市暴雨径流和农业废水等处理与管理方面得到推广应用和试验。受冬季严寒气候影响，人工湿地在北方低温地区的应用和推广受到阻碍，往往因为湿地冻结而无法运行。采取何种经济便捷的保温措施，确保冬季正常运行，是北方低温地区人工湿地推广应用的瓶颈制约因素，通常采用的覆盖秸秆、阳光温棚等保温措施，存在造价高，费时费力，容易造成二次污染等问题。

三、发明内容

本发明根据多年的研究试验结果，提供一种自然、经济、不需外加保温结构的北方低温地区潜流人工湿地冬季运行方法。

本发明的技术方案是，湿地进水管为地埋管，埋深以不冻冰为宜，尽量引取冰下水温高的水源，进水管连接湿地单元布水花管；湿地单元内高密度种植芦苇，芦苇品种选择高杆粗壮的品种，芦苇生长后形成的高密度芦苇荡冬季不收割，利用芦苇杆挡风，芦苇叶自然凋落形成覆盖层保温；湿地单元出水处设置水位调节井，井内设水位调节管，由水位调节管控制湿地单元水位，冬季运行时控制水位低于湿地单元表面10～20cm。

该技术方案既可适用于水平潜流人工湿地，也可适用于垂直间歇流人工湿地，后者间歇流交替周期为12小时，淹水6小时、落干6小时，每天两个循环周期，每天夜间12点至次日5点要求为淹水期。

进一步地，对于水平潜流人工湿地，，所述布水花管顶部埋深约30cm，在所述湿地单元末端集水区由横向集水花管集水，集水花管埋深为距底部1/3湿地深度。

进一步地，对于垂直间歇流人工湿地，布水花管埋于湿地单元表面碎石或卵石层中，所述表面碎石或卵石层厚度约30cm，粒径10～20mm。

本发明一改在冬季将湿地单元内的芦苇割除的传统做法，结合碎石床的水位调节控制，利用芦苇叶和芦苇杆保温，工程措施和生物措施相结合，既保证了湿地在冬季度的正常运行，又不会造成二次污染，生态效果显著，具有显著的经济效益和生态效益。

四、附图说明

图1为水平潜流人工湿地冬季运行方式示意图。

图2为垂直间歇流人工湿地冬季运行方式示意图。

图中，1为进水管，2为布水花管，3为首部布水区，4为末端集水区，5为集水花管，6为水位调节井，7为水位调节伸缩管，8为溢流口，9为退水管，10为芦苇，11为水位线，12为垂流湿地表面碎石(卵石)层，13为渗滤层，14为底部集水层。

五、具体实施方式

本发明具体实施时，包含结构设计和运行管理两部分内容。

所述结构设计为确保人工湿地冬季正常运行的先决条件，水平潜流人工湿地和垂直间歇流人工湿地在冬季保温运行结构设计上原理一致，但由于两者结构不同，故冬季保温运行的具体实施方式也有所不同。所述水平潜流人工湿地冬季保温运行结构如图1所示，要求湿地进水管1为地埋管，埋深以不冻冰为宜，尽量引取冰下水温高的水源，进水管1连接湿地单元首部布水区内的横向布水花管2，所述横向布水花管2顶部埋深30cm，水流经布水花管2布水后，纵向水平渗流穿过湿地单元渗滤层13，在湿地单元末端集水区4由横向集水花管5集水，集水花管5埋深为距底部1/3湿地深度，水流经集水花管5集水后由管道接入出水水位调节井6，井内设水位调节伸缩管7，控制湿地单元水位。所述垂直间歇流人工湿地冬季保温运行结构如图2所示，同样要求湿地进水管1为地埋管，埋深以不冻冰为宜，尽量引取冰下水温高的水源，进水管1连接湿地单元上部布水花管2，布水花管2布设要求可将水流均匀分布于整个湿地单元表面，布水花管2埋于湿地单元表面碎石(或卵石)层12中，要求碎石(或卵石)层12厚约30cm，粒径10～20mm，可快速过水，将布水花管2出水均匀分布开，水流经布水花管2布水后，垂向渗流穿过湿地单元渗滤层13，在湿地单元底部集水层14由集水花管5集水，水流经集水花管5集水后由管道接入出水水位调节井6，井内设水位调节伸缩管7，控制湿地单元水位。

所述运行管理包含植物管理和水位调节管理。植物管理要求在湿地植物种植时选择高杆粗壮的芦苇品种，种植密度大(每平米约12丛，每丛4～6苗)，确保湿地单元内芦苇快速生长形成高密度芦苇荡，该芦苇冬季不收割，利用芦苇杆挡风、芦苇叶自然凋落形成覆盖层保温。水位运行管理就是要确保冬季运行时控制水位低于湿地单元表面10～20cm，水面不出露，也不浸湿表层的芦苇落叶，湿地单元水位由水位调节井6内的水位调节伸缩管7控制；对于垂直间歇流人工湿地，间歇流交替周期采用12小时，淹水6小时、落干6小时，每天两个循环周期，夜间12点至次日5点最低气温时段要求为淹水运行。