【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及污染物控制，更具体地说，涉及一种高效功能性水平潜流人工湿地填料系统。
技术介绍
1、人工湿地在承担污水处理基本功能的同时，相比传统污水处理工艺具备低能耗、人工干预少、生态亲和性、兼具生态景观效应等优势，在近年来的微污染自然水体治理中，人工湿地工艺得到了广泛的实践与运用。
2、填料层是人工湿地重要的组成部分，在人工湿地处理污水中起到主要作用：一方面为水生植物提供生长基质和部分生长所需矿物质，另一方面为微生物的生长提供稳定的附着表面。填料通过吸收、吸附、过滤、离子交换、络合反应等物理、化学作用以及附着于其表面生长的微生物的新陈代谢形成的一系列综合效应实现对污水中的cod、氮、磷等营养物质的去除。根据工程实践的相关研究，填料的比表面积、氧化还原电位、酸碱度、含水率等理化性质均对人工湿地去除效果有着重要的影响。
3、目前在工程实践中，人工湿地填料总体上以碎石为主，对各种污染物的去除率有限，导致人工湿地工艺的应用受到了限制。因此，应基于经济性、高效性、功能性、耐用性、稳定性、经济性以及环境安全性等多方面因素考量，选择适宜的填料层组合应对不同污染物含量的处理对象，从而提高人工湿地的处理效率，深度挖掘人工湿地的处理潜能，满足不同的工程要求。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题在于，提供一种高效功能性水平潜流人工湿地填料系统，其能够显著提升水平潜流人工湿地对氨氮、总磷等污染物的处理效果，提高水平潜流人工湿地各项污染物处理负荷，从而丰富水平潜流人工湿地
2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种高效功能性水平潜流人工湿地填料系统，包括左右两端分别设置有进水渠、出水渠的水平潜流人工湿地填料层；还包括设置在水平潜流人工湿地填料层左端上部的人工湿地进水管、与人工湿地进水管连接的穿孔布水管、右端下部的人工湿地出水管、与人工湿地出水管连接的穿孔集水管；还包括设置在水平潜流人工湿地填料层表层的人工湿地水生植物；还包括设置在水平潜流人工湿地填料层下部的人工湿地防渗层和人工湿地底部夯实原土；其中，所述人工湿地出水管设置在出水渠上部，所述人工湿地防渗层设置在人工湿地底部夯实原土上部。
3、按上述方案，所述水平潜流人工湿地填料层包括左端设置湿地进水区填料、右端设置湿地除磷区填料和湿地出水区填料、顶部设置湿地表层填料的湿地主体反应区填料；
4、其中，所述湿地进水区填料内沿垂直于水平潜流人工湿地流向方向设置有穿孔布水管，所述穿孔布水管用于将穿孔布水管中的来水均匀分布至高效功能性水平潜流人工湿地填料层内；
5、其中，所述湿地除磷区填料设置在湿地主体反应区右侧，所述湿地出水区填料设置在湿地除磷区填料右侧；
6、其中，所述湿地表层填料设置在湿地主体反应区填料、湿地除磷区填料和湿地出水区填料三个区域上方；
7、其中，所述湿地出水区填料内沿垂直于水平潜流人工湿地流向方向设置有穿孔集水管，所述穿孔集水管处理出水经由穿孔集水管收集后导入出水管排入出水渠。
8、按上述方案，所述湿地进水区填料和湿地表层填料形成整体沿流向方向坡度为0.1％～0.2％。
9、4、根据权利要求2所述的高效功能性水平潜流人工湿地填料系统，其特征在于，所述湿地表层填料包括粒径8-10mm的碎石且填筑厚度为150～200mm。
10、按上述方案，所述湿地进水区填料包括粒径40-60mm碎石且方向宽为1～2m。
11、按上述方案，所述湿地主体反应区填料包括粒径20-25mm的火山岩与改性沸石按体积比例2:1～3:1均匀混合组成。
12、按上述方案，所述湿地除磷区填料包括粒径20-25mm钢渣，所述湿地除磷区填料在水平潜流人工湿地流向方向上的长度由湿地除磷区填料与湿地主体反应区填料的体积比决定，其体积比为1:19～1:4。
13、按上述方案，所述湿地出水区填料包括粒径40-60mm且宽度为0.5～1.5m，
14、按上述方案，所述改性沸石通过以下步骤制备：
15、s1、将沸石置于装有0.5％浓度盐酸溶液的反应容器中充分浸泡12h，过程中匀速搅拌，随后静置12h，经水充分清洗，直至冲洗液ph稳定后烘干；
16、s2、将步骤s1烘干后的酸洗改性沸石置于装有0.6％浓度氯化钠溶液的反应容器中充分浸泡12h，过程中匀速搅拌，随后静置12h，经水充分清洗，直至冲洗液ph稳定后烘干。
17、实施本专利技术的高效功能性水平潜流人工湿地填料系统，具有以下有益效果：
18、1、本专利技术所选填料来源广泛，取材方便，具有较好的经济性，同时填料机械强度高，硬度、耐磨性均能满足湿地长时间运行的要求，不易出现填料破损板结导致湿地堵塞的情况；
19、2、本专利技术所选填料火山岩、改性沸石表面粗糙，内部多孔，有较大的比表面积，有利于微生物的附着生长，具有良好的生物及化学稳定性；改性沸石对氨氮表现出良好的选择性及高吸附性，利于附着其上生长的硝化细菌等微生物对氨氮进行去除；钢渣含有丰富的钙、镁成分，对污水中的磷等污染物质具有良好的去除效果；填料层相比普通的碎石填料层，对各项污染物的去除效果有着显著的优势，提高了水平潜流人工湿地的污染削减负荷及处理效率；
20、3、本专利技术的湿地表层填料由200mm厚粒径8-10mm碎石构成，在保证表层挺水植物、湿生植物固着根系的同时，避免了土壤、砂石等在长期淋溶情况下出现流失、向下进入填料层导致湿地堵塞等情形；
21、4、本专利技术的湿地除磷区填料选用钢渣，其在整个填料中的比例经过试验及实践确证能有效避免湿地处理出水ph过高反而对环境造成影响；同时湿地除磷区填料选择靠近湿地出水区集中布置，能使ph升高对湿地中水生植物以及微生物的影响降至最低，钢渣中除磷有效成分消耗完毕时，集中布置方便对填料重置更新；
22、5、本专利技术可通过调整火山岩与改性沸石以及所述除磷区填料与湿地主体反应区填料的的比例来调整水平潜流人工湿地对氨氮、总磷的去除效果，从而适应不同污染物分布的水质情形，从而使得水平潜流人工湿地净化处理的使用更为广泛。
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1.一种高效功能性水平潜流人工湿地填料系统，其特征在于，包括左右两端分别设置有进水渠、出水渠的水平潜流人工湿地填料层；还包括设置在水平潜流人工湿地填料层左端上部的人工湿地进水管、与人工湿地进水管连接的穿孔布水管、右端下部的人工湿地出水管、与人工湿地出水管连接的穿孔集水管；还包括设置在水平潜流人工湿地填料层表层的人工湿地水生植物；还包括设置在水平潜流人工湿地填料层下部的人工湿地防渗层和人工湿地底部夯实原土；其中，所述人工湿地出水管设置在出水渠上部，所述人工湿地防渗层设置在人工湿地底部夯实原土上部。
2.根据权利要求1所述的高效功能性水平潜流人工湿地填料系统，其特征在于，所述水平潜流人工湿地填料层包括左端设置湿地进水区填料、右端设置湿地除磷区填料和湿地出水区填料、顶部设置湿地表层填料的湿地主体反应区填料；
3.根据权利要求2所述的高效功能性水平潜流人工湿地填料系统，其特征在于，所述湿地进水区填料和湿地表层填料形成整体沿流向方向坡度为0.1％～0.2％。
4.根据权利要求2所述的高效功能性水平潜流人工湿地填料系统，其特征在于，所述湿地表层填料包括粒径
5.根据权利要求2所述的高效功能性水平潜流人工湿地填料系统，其特征在于，所述湿地进水区填料包括粒径40-60mm碎石且方向宽为1～2m。
6.根据权利要求2所述的高效功能性水平潜流人工湿地填料系统，其特征在于，所述湿地主体反应区填料包括粒径20-25mm的火山岩与改性沸石按体积比例2:1～3:1均匀混合组成。
7.根据权利要求1所述的高效功能性水平潜流人工湿地填料系统，其特征在于，所述湿地除磷区填料包括粒径20-25mm钢渣，所述湿地除磷区填料在水平潜流人工湿地流向方向上的长度由湿地除磷区填料与湿地主体反应区填料的体积比决定，其体积比为1:19～1:4。
8.根据权利要求1所述的高效功能性水平潜流人工湿地填料系统，其特征在于，所述湿地出水区填料包括粒径40-60mm且宽度为0.5～1.5m。
9.根据权利要求6所述的高效功能性水平潜流人工湿地填料系统，其特征在于，所述改性沸石通过以下步骤制备：
...【技术特征摘要】
1.一种高效功能性水平潜流人工湿地填料系统，其特征在于，包括左右两端分别设置有进水渠、出水渠的水平潜流人工湿地填料层；还包括设置在水平潜流人工湿地填料层左端上部的人工湿地进水管、与人工湿地进水管连接的穿孔布水管、右端下部的人工湿地出水管、与人工湿地出水管连接的穿孔集水管；还包括设置在水平潜流人工湿地填料层表层的人工湿地水生植物；还包括设置在水平潜流人工湿地填料层下部的人工湿地防渗层和人工湿地底部夯实原土；其中，所述人工湿地出水管设置在出水渠上部，所述人工湿地防渗层设置在人工湿地底部夯实原土上部。
2.根据权利要求1所述的高效功能性水平潜流人工湿地填料系统，其特征在于，所述水平潜流人工湿地填料层包括左端设置湿地进水区填料、右端设置湿地除磷区填料和湿地出水区填料、顶部设置湿地表层填料的湿地主体反应区填料；
3.根据权利要求2所述的高效功能性水平潜流人工湿地填料系统，其特征在于，所述湿地进水区填料和湿地表层填料形成整体沿流向方向坡度为0.1％～0.2％。
4.根据权利要求2所述的高效功能性水平潜流人工湿地填料系统...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨卓，张聪，李海东，周金玲，熊文瑄，张垚磊，杨明，陈晓宇，
申请(专利权)人：中交第二航务工程勘察设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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