[发明专利]人工湿地水力流程驱动系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种人工湿地水力流程驱动系统和方法，本发明还涉及一种系统地通过优化水力调控提高人工湿地水质净化功能的方法。

背景技术

人工湿地技术因其形式多样、处理率高、适应性强等特点，在国内外获得广泛应用，已经成为发达国家和地区探索解决水污染和水资源不足问题的有效途径，人工湿地中合理的水力流程驱动方式及水力调控方式是保证其高效运行的关键环节。

发明内容

1.要解决的技术问题

为了实现人工湿地的高效运行，既要克服人工湿地中水流形式单一，水力流程在人工湿地后半程驱动缺失的问题，又要解决传统人工湿地水力调控和水质净化效率耦合提高的难题。

2.技术方案

本发明提供一种人工湿地水力流程驱动系统和方法，以及一种系统地通过优化水力调控提高人工湿地水质净化功能的方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：在人工湿地中沿水力流程合理布设一系列水工构筑物，包括闸门、泵站系统和水工微结构；通过对一系列水工构筑物的联合布控，实现湿地水力流程驱动，并在湿地不同部位营造不同流态；通过调控水泵和闸门的启闭状态，来实现湿地水力调控，包括湿地水位升降，水量分配和水力停留时间，并通过优化水力调控方式提高湿地水质净化功能。

3.有益效果

本发明的有益效果是，在人工湿地中沿水力流程合理布设由闸门、泵站系统和水工微结构组成的水工构筑物，通过对各水工构筑物的联合布控，在湿地不同部位营造自流、推流或两者相结合的多种流态形式，大大丰富了湿地内水流形式的多样性，为人工湿地生物小生境多样化提供了良好的基础，有利于湿地水生生态系统的演替和稳定；并且通过控制水泵、闸门和卡口叠梁门或插板门实现湿地水力调控方式的优化，包括湿地水位升降，水量分配和水力停留时间的合理优化，以改善湿地水质净化功能的生化反应条件，最终实现人工湿地水力调控和水质净化功能耦合提高的目标。本发明从优化水力调控这一提高人工湿地水质净化效率的关键环节入手，提供了一种实现人工湿地水力调控手段和水质净化功能耦合提高的技术手段。

附图说明

图1是本发明一个实施例的湿地水力流程驱动系统的总平面示意图。

图2是本发明一个实施例的深潭-浅滩结构示意图，其中(a)为俯视图，(b)为剖面图。

图3是本发明一个实施例的小沟堵头和大沟卡口平面示意图。

图4是本发明一个实施例的湿地进水口拦截和复合探头控制示意图。

附图中主要标记符号：

1源水或污水，2进水闸，3节制闸，4排水闸，5泵站，6，溢流堰，7管理房，8进水口拦截和控制系统，9湿地植物床-沟壕系统，10堵头，11卡口，12高位小沟，13低位小沟，14大沟，15前塘，16缓冲塘，17充氧塘，18后塘，19自来水厂或受纳水体，20半吊式围隔，21复合探头监测箱，22深潭，23浅滩，24木桩，25土工织物，26叠梁门。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

本发明提供一种人工湿地水力流程驱动系统，所述系统包括在人工湿地中沿水力流程合理布设的水工构筑物，所述水工构筑物包括闸门、泵站系统和水工微结构，利用所述水工构筑物中位于进水口、出水口处的闸门以及湿地中间的节制闸和泵站系统完成水力流程的主体驱动，并在人工湿地内部分散布置水工微结构以实现水体流态的多样化。

在本发明的系统中，所述闸门由进水闸、中间节制闸和排水闸组成，闸门形式包括直升闸、翻板门和钢坝闸。在所述进水闸前还安装有包含湿地进水水位和水质原位监测与远程信号传输的复合探头，并且在所述进水闸前设置半吊式围隔。

在本发明的系统中，所述泵站系统由泵站、节制闸和用于湿地远程控制的管理房组成。所述泵站系统位于湿地进水口处或沿湿地水力流程的前1/4-1/2处。其中，泵站中的水泵组数量为2-6台，水泵采用潜水泵、轴流泵、离心泵或混流泵。在所述泵站前后分别设置二级缓冲塘和二级充氧塘，二级缓冲塘由深水区和浅水区组成，深水区靠前，浅水区靠后，二级充氧塘第一级由水泵提水完成，第二级是以梯级跌水溢流堰的形式完成。

在本发明的系统中，在所述管理房内安装有实时监控、远程控制和报警预警系统。