一种应用于排口处理的装配式湿地系统及排口处理方法

摘要

本发明公开了一种应用于排口处理的装配式湿地系统及排口处理方法，属于雨污排口处理技术领域。该湿地系统由若干个可拆离的模块组合而成，包括层填料及布水模块层、中层微生物模块层、底层出水模块层，且每层均由独立且可拆卸的小箱体拼接而成，顶层小箱体中布设有布水管和种植槽，并填充有沸石填料，中层小箱体中装填有附着有微生物菌剂的弹性填料，底层小箱体中布设有集水管并填充有沸石填料；处理时，通过物理过滤、填料吸附、微生物分解、植物吸收去除水体中污染物，能够于排口末端削减污染入河量。

说明书

技术领域

本发明涉及一种排口处理系统及处理方法，尤其涉及一种应用于排口处理的装配式湿地系统及排口处理方法，属于雨污排口处理技术领域。

背景技术

由于生产生活区雨污分流不彻底以及截污不彻底等原因，雨季时，雨水通过雨水管网排入河道的同时，大量的生活污水也混入雨水管道形成雨污混流排口，造成雨污混流体直接进入地表水体，给地表水体等受纳水体带来较大的污染压力；此外，初期雨水的地表径流也承纳了较多的地面污染物，入河后同样会对受纳水体造成较大影响。

为解决雨污排口水体污染的问题，现有技术中一般采用改造管网的方式；或者在雨污混流排口处针对性地采用生物技术、浮床技术、曝气等对污水和初期雨水中所含的污染物进行集中处；或者采用人工湿地系统进行处理，这是因为人工湿地系统拥有较成熟的进水、处理和排水技术，被广泛应用于分散式污水处理、尾水处理等工程中。但采用上述处理方式的改造工程量、占地面积均较大，同时该类处理方法的投资成本较高，适配性较低，无法快速高效的实现排口处理系统的设置。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种应用于排口处理的装配式湿地系统及排口处理方法，该系统通过模块化分割和组合应用于排口处理，能够有效削减污染入河量，缓解河道等受纳水体的压力。

本发明的技术方案是：

本发明公开了一种应用于排口处理的装配式湿地系统，包括一组合箱体，该组合箱体由自顶层向底层依次层叠设置的一层顶层填料布水模块层、至少一层中层微生物模块层和一层底层出水模块层可拆卸拼接形成，

其中所述顶层填料布水模块层由若干个独立且可拆卸的第一小箱体拼接形成，每层所述中层微生物模块层均由若干个独立且可拆卸的第二小箱体拼接形成，所述底层出水模块层由若干个独立且可拆卸的第三小箱体拼接形成；

上下相邻两第一小箱体和第二小箱体之间、以及上下相邻两第二小箱体和第三小箱体之间均形成有供水流向下渗流的开孔；

每个第一小箱体内均定位设有两端开设于第一小箱体侧板内壁上的开孔布水管，且相邻两开孔布水管之间相互连通；每个第三小箱体内均定位设有两端开设于第三小箱体侧板内壁上的开孔集水管，且相邻两开孔集水管之间相互连通。

其进一步的技术方案是：

定义其中一个第一小箱体为主第一小箱体，该主第一小箱体的侧板外壁上定位连接有一雨污进水管，该雨污进水管的一端与雨污排口连通且另一端与该主第一小箱体内部的开孔进水管连通。

其进一步的技术方案是：

所有所述第一小箱体的顶板上均开设有一顶部承插孔，该顶部承插孔内嵌插有一位于第一小箱体内顶部的种植槽；所有所述第一小箱体的周向侧板上均开设有第一侧开孔，该第一侧开孔内承接所述开孔布水管，且该开孔布水管位于第一小箱体上段种植槽的下方处；所述第一小箱体的底板上间隔开设有若干第一渗水孔。

其进一步的技术方案是：

所述种植槽呈蜂窝煤状结构，且该种植槽内设有上下贯通的若干通孔，该若干通孔的周向侧壁上开设有用于渗水的开孔；且所述种植槽内壁与通孔外壁之间填充有种植土，该种植土内栽种有水生植物。

其进一步的技术方案是：

所述第一小箱体内位于第一小箱体内壁与开孔布水管的外壁之间填充有沸石填料，且该沸石填料的粒径大于开孔布水管上的开孔孔径。

其进一步的技术方案是：

每个所述第二小箱体的周向侧板均为实心板，每个所述第二小箱体的顶板和底板上均间隔开设有若干个第二渗水孔。

其进一步的技术方案是：

每个所述第二小箱体的内部均间隔固设有若干附着有微生物菌剂的弹性填料。

其进一步的技术方案是：

定义其中一个第三小箱体为主第三小箱体，该主第三小箱体的侧板外壁上定位连接有一出水管，该出水管的一端与主第三小箱体内部的开孔集水管连通；所有所述第三小箱体内位于第三小箱体内壁与开孔集水管的外壁之间填充有沸石填料，且该沸石填料的粒径大于开孔集水管上的开孔孔径。

其进一步的技术方案是：

所有所述第三小箱体的顶板上均间隔开设有若干第三渗水孔；所有所述第三小箱体的周向侧板上均开设有第三侧开孔，该第三侧开孔内承接所述开孔集水管。

本发明还公开了一种排口处理方法，该处理方法采用上述应用于排口处理的装配式湿地系统进行，主要包括以下步骤：

S1，雨污排口排出的雨污混流体经雨污进水管进入顶层填料布水模块层中的主第一小箱体，经由主第一小箱体内的开孔布水管护送并布水到其余的第一小箱体内，并由所有第一小箱体的种植槽内的水生植物吸收去除部分污染物；同时雨污混流体在第一小箱体内经由沸石填料过滤后向下渗流至第二小箱体内；

S2，经由步骤S1处理的雨污混流体在第二小箱体内自上向下流动并流经弹性填料，利用弹性填料吸附部分污染物，同时利用该弹性填料上附着的微生物菌剂分解雨污混流体中的有机污染物，然后向下渗流至第三小箱体内；

S3，经由步骤S2处理的雨污混流体在第三小箱体内自上向下流动，利用第三小箱体内的沸石填料对该雨污混流体进行过滤后，经过滤后的雨污混流体经由开孔集水管收集出水后汇集至主第三小箱体的出水管，经由该出水管排出。

本发明的有益技术效果是：

1、本发明所述装配式湿地系统将常规的整体湿地模式改装成为可自由组合的模块化湿地系统，当该可装配模式的湿地系统应用于入河排口的雨污水处理时，可以根据排口形式、流量大小和污水浓度自由组合形成适宜的湿地系统，其便捷性和适配性更高；

2、本发明所述装配式湿地系统在顶层填料布水模块层中的单个小箱体中设置相互连通的布水管、沸石填料以及种植有植物的种植槽，利用布水管进行雨污混流体在整个湿地系统中的布水，并利用沸石填料进行雨污混流体的物理过滤，同时利用所种植的植物吸收去除水体中部分污染物；

3、本发明所述装配式湿地系统在中层微生物模块层中的单个小箱体中设置有附着微生物菌剂的弹性填料，利用水流经过该弹性填料时弹性填料的吸附作用，以及微生物菌剂的分解作用，去除雨污混流体中的部分污染物；

4、本发明所述装配式湿地系统在底层出水模块层中的单个小箱体中设置相互连通的集水管以及沸石填料，利用集水管进行水流在底层出水模块层中的收集并利用沸石填料进行水体的物理过滤去除水体中部分污染物；

5、本发明所述处理方法通过物理过滤、填料吸附、微生物分解、植物吸收去除水体中污染物，用于排口末端削减污染入河量。

附图说明

图1是本发明具体实施例中所述系统组装完成后的整体结构示意图；

图2是本发明中第一小箱体的整体结构示意图；

图3是本发明中第一小箱体的顶板和侧板的结构示意图；

图4是本发明中第一小箱体的底板结构示意图；

图5是本发明中种植槽的结构示意图；

图6是本发明中第二小箱体的整体结构示意图；

图7是本发明中第二小箱体的侧板结构示意图；

图8是本发明中第二小箱体的顶板和底板的结构示意图；

图9是本发明中弹性填料的结构示意图；

图10是本发明中第三小箱体的整体结构示意图；

图11是本发明中第三小箱体的侧板结构示意图；

图12是本发明中第三小箱体的底板结构示意图；

图13是本发明中第三小箱体的顶板结构示意图；

其中：

1、顶层填料布水模块层；100、第一小箱体；101、开孔布水管；102、顶部承插孔；103、第一侧开孔；104、种植槽；104a、通孔；104b、开孔；105、第一渗水孔；

2、中层微生物模块层；200、第二小箱体；201、第二渗水孔；202、弹性填料；

3、底层填料布水模块层；300、第三小箱体；301、开孔集水管；302、第三渗水孔；303、第三侧开孔；

4、水生植物。

具体实施方式

为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

下述具体实施例详细记载了一种应用于排口处理的装配式湿地系统，该系统包括一组合箱体，该组合箱体由自顶层向底层依次层叠设置的一层顶层填料布水模块层1、至少一层中层微生物模块层2和一层底层出水模块层3可拆卸拼接形成，其中顶层填料布水模块层1由若干个独立且可拆卸的第一小箱体100拼接形成，每层中层微生物模块层2均由若干个独立且可拆卸的第二小箱体200拼接形成，底层出水模块层3由若干个独立且可拆卸的第三小箱体300拼接形成。上述每层之间，以及每层内各小箱体之间的拼接均采用相互匹配的插槽结构实现，该插槽结构一般包括设置于相邻两拼接面之一上的滑槽和设置于另一相邻拼接面上的滑块，滑块滑动插接于滑槽内使相邻两个小箱体可拆卸拼接在一起；此外，相邻两小箱体的拼接结构也可以采用其他常见的插接结构实现，上述的拼接结构均为本领域的常规技术方案，本具体实施例中不再赘述。

本具体实施例中，顶层填料布水模块层1设置为一层，其由9个300mm×300mm×300mm的第一小箱体100拼接形成；中层微生物模块层2设置为一层，其由9个300mm×300mm×300mm的第二小箱体200拼接形成，该中层微生物模块层也可以根据排口处的具体情况设置2层及2层以上；底层出水模块层3设置为一层，其由9个300mm×300mm×300mm的第三小箱体300拼接形成。上述尺寸的模块层结构构成平面尺寸为约1m

上述结构中，上下相邻的第一小箱体100和第二小箱体200之间、以及上下相邻的第二小箱体200和第三小箱体300之间均形成有供水流向下渗流的开孔。其中第一小箱体100、第二小箱体200和第三小箱体300的结构具体如下所述：

每个第一小箱体100内均定位设有两端开设于第一小箱体侧板内壁上的开孔布水管101，且相邻两开孔布水管之间相互连通，便于在顶层填料布水模块层中进行布水。定义其中一个第一小箱体100为主第一小箱体，该主第一小箱体的侧板外壁上定位连接有一雨污进水管，该雨污进水管的一端与雨污排口连通且另一端与该主第一小箱体内部的开孔进水管101连通，利用雨污进水管与主第一小箱体内的开孔进水管的连通，以及与主第一小箱体相邻的其他第一小箱体内的开孔进水管之间的连通，实现进水在顶层填料布水模块层中各小箱体之间的布水。

更具体的，每个第一小箱体100的顶板上均开设有一顶部承插孔102，该顶部承插孔内嵌插有一位于第一小箱体内顶部的种植槽104。该种植槽104呈蜂窝煤状结构，且该种植槽内设有上下贯通的若干通孔104a，该若干通孔的周向侧壁上开设有用于渗水的开孔104b，种植槽内壁与通孔外壁之间填充有种植土，该种植土内栽种有水生植物4；该种植槽嵌插于箱体顶部，更有利于植物扎根生长，并从箱体内部获取营养盐。

更具体的，每个第一小箱体100的周向侧板上均开设有第一侧开孔103，该第一侧开孔内承接开孔布水管101，且上述第一侧开孔的开设位置为能够使开孔布水管101位于第一小箱体上段种植槽104的下方处，这样能够保证进水不会长期淹没所栽种的植物。此外，第一小箱体100的底板上间隔开设有若干第一渗水孔105，便于雨污混流体下渗进入下层箱体。

更具体的，每个第一小箱体100内位于第一小箱体100内壁与开孔布水管101的外壁之间填充有沸石填料，且该沸石填料的粒径大于开孔布水管上的开孔孔径。本具体实施例中，开孔布水管为PE管，并在该PE管的管壁上进行开孔，孔径为约10mm，沸石填料的粒径为约20-30mm；此外，位于最外侧的第一小箱体外壁上的开孔布水管的端头处设置有堵头，多余的水量可溢流排出。

每个第二小箱体200的周向侧板均为实心板，且每个第二小箱体200的顶板和底板上均间隔开设有若干个第二渗水孔201，该第二渗水孔的设置方便污水渗入和渗出第二小箱体。此外，每个第二小箱体200的内部均间隔固设有若干附着有微生物菌剂的弹性填料202，该弹性填料沿竖直方式间隔设置，其沿液体流动方向设置，便于过滤、吸附和分解上层箱体来水。该弹性填料采用本领域常规的弹性填料，其上所附着的微生物菌剂为本领域用于分解污水中有机污染物的常规微生物菌剂，其均为本领域常规技术方案，本具体实施例中不再赘述。

每个第三小箱体300内均定位设有两端开设于第三小箱体侧板内壁上的开孔集水管301，且相邻两开孔集水管之间相互连通，开孔集水管的设置便于在底层出水模块层中进行箱体出水的收集，并将收集的水从底部排出。定义其中一个第三小箱体为主第三小箱体，该主第三小箱体的侧板外壁上定位连接有一出水管，该出水管的一端与主第三小箱体内部的开孔集水管301连通，利用出水管与主第三小箱体内的开孔集水管的连通，以及与主第三小箱体相邻的其他第三小箱体内的开孔集水管之间的连通，实现水在底层出水模块层中各小箱体之间的集水。

更具体的，每个第三小箱体300的顶板上均间隔开设有若干第三渗水孔302，方便污水渗入箱体内；每个第三小箱体的周向侧板上均开设有第三侧开孔303，该第三侧开孔内承接开孔集水管301；每个第三小箱体300的底板均为实心板结构。此外，每个第三小箱体内位于第三小箱体内壁与开孔集水管的外壁之间填充有沸石填料，且该沸石填料的粒径大于开孔集水管上的开孔孔径，本具体实施例中，开孔集水管也采用PE管，并在该PE管的管壁上进行开孔，孔径为约10mm，沸石填料的粒径为约20-30mm。

本具体实施例还公开了一种排口处理方法，该处理方法采用上述应用于排口处理的装配式湿地系统进行，主要包括以下步骤：

S1，雨污排口排出的雨污混流体经雨污进水管进入顶层填料布水模块层中的主第一小箱体，经由主第一小箱体内的开孔布水管护送并布水到其余的第一小箱体内，并由所有第一小箱体的种植槽内的水生植物吸收去除部分污染物；同时雨污混流体在第一小箱体内经由沸石填料过滤后向下渗流至第二小箱体内；

S2，经由步骤S1处理的雨污混流体在第二小箱体内自上向下流动并流经弹性填料，利用弹性填料吸附部分污染物，同时利用该弹性填料上附着的微生物菌剂分解雨污混流体中的有机污染物，然后向下渗流至第三小箱体内；

S3，经由步骤S2处理的雨污混流体在第三小箱体内自上向下流动，利用第三小箱体内的沸石填料对该雨污混流体进行过滤后，经过滤后的雨污混流体经由开孔集水管收集出水后汇集至主第三小箱体的出水管，经由该出水管排出。

本发明所述装配式湿地系统将常规的整体湿地模式改装成为可自由组合的模块化湿地系统，当该可装配模式的湿地系统应用于入河排口的雨污水处理时，可以根据排口形式、流量大小和污水浓度自由组合形成适宜的湿地系统，其便捷性和适配性更高；

本发明所述装配式湿地系统在顶层填料布水模块层中的单个小箱体中设置相互连通的布水管、沸石填料以及种植有植物的种植槽，利用布水管进行雨污混流体在整个湿地系统中的布水，并利用沸石填料进行雨污混流体的物理过滤，同时利用所种植的植物吸收去除水体中部分污染物；

本发明所述装配式湿地系统在中层微生物模块层中的单个小箱体中设置有附着微生物菌剂的弹性填料，利用水流经过该弹性填料时弹性填料的吸附作用，以及微生物菌剂的分解作用，去除雨污混流体中的部分污染物；

本发明所述装配式湿地系统在底层出水模块层中的单个小箱体中设置相互连通的集水管以及沸石填料，利用集水管进行水流在底层出水模块层中的收集并利用沸石填料进行水体的物理过滤去除水体中部分污染物；

本发明所述处理方法通过物理过滤、填料吸附、微生物分解、植物吸收去除水体中污染物，用于排口末端削减污染入河量。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。