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1、(10)申请公布号 CN 103739084 A (43)申请公布日 2014.04.23 CN 103739084 A (21)申请号 201410031812.2 (22)申请日 2014.01.23 C02F 3/32(2006.01) (71)申请人 华中科技大学 地址 430074 湖北省武汉市洪山区珞喻路 1037 号 (72)发明人 任拥政 骆慧敏 康建雄 高泉祀 (74)专利代理机构 华中科技大学专利中心 42201 代理人 朱仁玲 (54) 发明名称 一种人工湿地防堵塞的方法 (57) 摘要 本发明公开一种人工湿地防堵塞的方法， 在 人工湿地的第一端设置有第一进水阀和第一出水。
2、 阀， 在与第一端相对的第二端设置有第二进水阀 和第二出水阀， 第一进水阀与第二进水阀均与进 水管相连， 第一出水阀与第二出水阀均与出水管 相连 ； 关闭第二进水阀和第一出水阀， 打开第一 进水阀和第二出水阀， 使人工湿地从第一端进水， 第二端出水， 运行一段时间直至第一端滤料表面 出现雍水现象 ； 关闭第一进水阀和第二出水阀， 开启第二进水阀和第一出水阀， 使人工湿地反向 进水， 从第二端进水， 第一端出水， 运行一段时间 直至第二端滤料表面出现雍水现象 ； 反复循环。 本发明以反向水流冲刷表层堵塞颗粒， 使前后端 表层滤料能交替使用， 从而延缓堵塞， 延长湿地运 行寿命。 (51)Int.。
3、Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103739084 A CN 103739084 A 1/1 页 2 1. 一种人工湿地防堵塞的方法， 其特征在于， 在人工湿地的第一端分别设置有第一进 水阀和第一出水阀， 在人工湿地与第一端相对的第二端设置有第二进水阀和第二出水阀， 所述第一进水阀与第二进水阀均与进水管相连， 所述第一出水阀与第二出水阀均与出水管 相连 ； 首先关闭第二进水阀和第一出水阀， 打开第一进水阀和第二出水阀， 使人工湿地从第 一端进水，。
4、 第二端出水， 运行一段时间直至第一端滤料表面出现雍水现象 ； 关闭第一进水阀和第二出水阀， 开启第二进水阀和第一出水阀， 使人工湿地反向进水， 从第二端进水， 第一端出水， 运行一段时间直至第二端滤料表面出现雍水现象 ； 再关闭第二进水阀和第一出水阀， 打开第一进水阀和第二出水阀， 反复循环上述过程 继续运行。 2. 如权利要求 1 所述的方法， 其特征在于， 对所述人工湿地增加超高， 以防止雍水溢 出。 3. 如权利要求 1 或 2 所述的方法， 其特征在于， 所述人工湿地为表面流人工湿地， 所述 第一端为前端， 所述第二端为后端， 在表面流人工湿地的前端设置有进水阀和出水阀， 在表 面流。
5、人工湿地的后端也设置有进水阀和出水阀， 所述表面流人工湿地的前端和后端的进水 阀均与进水管相连， 所述表面流人工湿地的前端和后端的出水阀均与出水管相连 ； 首先关闭表面流人工湿地后端的进水阀和前端的出水阀， 打开表面流人工湿地前端的 进水阀和后端的出水阀， 使表面流人工湿地从前端进水， 从后端出水， 运行一段时间直至前 端滤料表面出现雍水现象 ； 关闭表面流人工湿地前端的进水阀和后端的出水阀， 开启表面流人工湿地后端的进水 阀和前端的出水阀， 使表面流人工湿地反向进水， 即从后端进水， 从前端出水， 运行一段时 间直至前端滤料表面出现雍水现象 ； 再关闭表面流人工湿地后端的进水阀和前端的出水阀。
6、， 打开表面流人工湿地前端的进 水阀和后端的出水阀， 反复循环上述过程使表面流人工湿地继续运行。 4. 如权利要求 1 或 2 所述的方法， 其特征在于， 所述人工湿地为垂直流人工湿地， 所述 第一端为上端， 所述第二端为下端， 在垂直流人工湿地的上端设置有进水阀和出水阀， 在垂 直流人工湿地的下端也设置有进水阀和出水阀， 所述垂直流人工湿地的上端和下端的进水 阀均与进水管相连， 所述垂直流人工湿地的上端和下端的出水阀均与出水管相连 ； 首先关闭垂直流人工湿地下端的进水阀和上端的出水阀， 打开垂直流人工湿地上端的 进水阀和下端的出水阀， 使垂直流人工湿地从上端进水， 从下端出水， 运行一段时间。
7、直至上 端滤料表面出现雍水现象 ； 关闭垂直流人工湿地上端的进水阀和下端的出水阀， 开启垂直流人工湿地下端的进水 阀和上端的出水阀， 使垂直流人工湿地反向进水， 即从下端进水， 从上端出水， 运行一段时 间直至上端滤料表面出现雍水现象 ； 再关闭垂直流人工湿地下端的进水阀和上端的出水阀， 打开垂直流人工湿地上端的进 水阀和下端的出水阀， 反复循环上述过程使垂直流人工湿地继续运行。 权 利 要 求 书 CN 103739084 A 2 1/4 页 3 一种人工湿地防堵塞的方法 技术领域 0001 本发明属于污水处理技术领域， 更具体地， 涉及一种人工湿地防堵塞的方法。 背景技术 0002 人工湿。
8、地是 20 世纪 70 年代兴起的一种污水处理生态工程新技术。该技术是利用 湿地中的基质、 水生植物与微生物一系列物理、 化学和生物的途径达到净化污水的目的， 具 有投资低、 运行费用少、 维护与管理相对简单、 处理效果好等优点。但从目前已有的工程实 践来看， 人工湿地的长期运行缺少安全保障， 如果设计或管理不善， 容易造成湿地的堵塞。 而堵塞的过程实际上就是湿地孔隙率减少的过程， 而过长时间的堵塞会导致厌氧环境的产 生， 从而加速了湿地的堵塞。据美国环保局对 100 多个运行中人工湿地的调查， 有将近一半 的湿地系统在投入使用后的 5 年内形成了堵塞。过度的堵塞会导致湿地水力传导系数降 低，。
9、 处理效果下降、 运行寿命缩短以及其他的一些问题。 0003 现有的防治湿地堵塞措施主要有以下几种 ： 0004 （1） 选择合适的填料粒径及级配粒径。较大的基质可以有效地防止堵塞的发生。 但过大的粒径会缩短水力停留时间。影响净化效果。因此需要在保证净化效果和防止堵塞 两者之间选择一个最佳平衡点 ； 对于有多层填料的垂直流人工湿地。除填料粒径外不同粒 径填料之间配比的选择也十分重要。 0005 （2） 选择合适的湿地植物。 湿地植物能产生相当数量的有机物， 减少由植物造成有 机物堵塞的办法是可考虑选用根际复氧能力强、 分泌难降解物质较少的植物并定期收割植 物的地上部分。 0006 （3） 对湿。
10、地进水进行预处理。 人工湿地在处理悬浮物含量较高的污水、 尤其是含大 量工业废水的城市污水时， 必须在湿地之前设置预处理设施。尽量去除污水中的悬浮物和 漂浮物， 以及其它一些不利于人工湿地处理过程的物质， 以减少湿地中的沉积， 防止堵塞。 常见的预处理设施有隔栅、 沉砂池、 曝气池、 沉淀池、 厌氧沉淀塘等。 0007 （4） 合理的进水。厌氧加速了系统的堵塞， 间歇进水可保证湿地的复氧， 加速有机 物的分解， 堵塞总是发生在高水力负荷的系统中， 而水力负荷很大程度上决定着其污染负 荷， 因此合理选择进水次数、 进水量及时间间隔可有效防止湿地的堵塞。 0008 （5） 更换湿地表层填料。 人工。
11、湿地中有机物的积累主要发生在表层， 有机质积累对 水力传导性和净化效果均有一定影响。 因此定期更换湿地表层填料可以防止湿地表层的堵 塞， 保持人工湿地的稳定运行， 但缺点是对大规模的湿地而言， 其工程量过大。 0009 以上各种方法可以在一定程度上解决湿地堵塞的问题， 却有着人工调控要求高、 不经济实用等缺点。现有人工湿地没有更好的防止滤料堵塞的方法， 久而久之对氨氮和有 机物的去除能力也容易下降。 同时人工湿地受季节影响处理效果变化大， 易堵塞， 湿地处理 水力负荷和有机负荷比较低， 占地面积大影响了湿地的广泛应用。 发明内容 说 明 书 CN 103739084 A 3 2/4 页 4 0。
12、010 针对现有技术的以上缺陷或改进需求， 本发明提供一种人工湿地防堵塞的方法， 目的在于防止湿地堵塞， 提高湿地的使用寿命。 0011 为了实现上述目的， 本发明提供了一种人工湿地防堵塞的方法， 在人工湿地的第 一端分别设置有第一进水阀和第一出水阀， 在人工湿地与第一端相对的第二端设置有第二 进水阀和第二出水阀， 所述第一进水阀与第二进水阀均与进水管相连， 所述第一出水阀与 第二出水阀均与出水管相连 ； 0012 首先关闭第二进水阀和第一出水阀， 打开第一进水阀和第二出水阀， 使人工湿地 从第一端进水， 第二端出水， 运行一段时间直至第一端滤料表面出现雍水现象 ； 0013 关闭第一进水阀和。
13、第二出水阀， 开启第二进水阀和第一出水阀， 使人工湿地反向 进水， 从第二端进水， 第一端出水， 运行一段时间直至第二端滤料表面出现雍水现象 ； 0014 再关闭第二进水阀和第一出水阀， 打开第一进水阀和第二出水阀， 反复循环上述 过程继续运行。 0015 进一步地， 对所述人工湿地增加超高， 以防止雍水溢出。 0016 优选地， 所述人工湿地为表面流人工湿地， 所述第一端为前端， 所述第二端为后 端， 在表面流人工湿地的前端设置有进水阀和出水阀， 在表面流人工湿地的后端也设置有 进水阀和出水阀， 所述表面流人工湿地的前端和后端的进水阀均与进水管相连， 所述表面 流人工湿地的前端和后端的出水阀。
14、均与出水管相连 ； 0017 首先关闭表面流人工湿地后端的进水阀和前端的出水阀， 打开表面流人工湿地前 端的进水阀和后端的出水阀， 使表面流人工湿地从前端进水， 从后端出水， 运行一段时间直 至前端滤料表面出现雍水现象 ； 0018 关闭表面流人工湿地前端的进水阀和后端的出水阀， 开启表面流人工湿地后端的 进水阀和前端的出水阀， 使表面流人工湿地反向进水， 即从后端进水， 从前端出水， 运行一 段时间直至前端滤料表面出现雍水现象 ； 0019 再关闭表面流人工湿地后端的进水阀和前端的出水阀， 打开表面流人工湿地前端 的进水阀和后端的出水阀， 反复循环上述过程使表面流人工湿地继续运行。 0020。
15、 优选地， 所述人工湿地为垂直流人工湿地， 所述第一端为上端， 所述第二端为下 端， 在垂直流人工湿地的上端设置有进水阀和出水阀， 在垂直流人工湿地的下端也设置有 进水阀和出水阀， 所述垂直流人工湿地的上端和下端的进水阀均与进水管相连， 所述垂直 流人工湿地的上端和下端的出水阀均与出水管相连 ； 0021 首先关闭垂直流人工湿地下端的进水阀和上端的出水阀， 打开垂直流人工湿地上 端的进水阀和下端的出水阀， 使垂直流人工湿地从上端进水， 从下端出水， 运行一段时间直 至上端滤料表面出现雍水现象 ； 0022 关闭垂直流人工湿地上端的进水阀和下端的出水阀， 开启垂直流人工湿地下端的 进水阀和上端的。
16、出水阀， 使垂直流人工湿地反向进水， 即从下端进水， 从上端出水， 运行一 段时间直至上端滤料表面出现雍水现象 ； 0023 再关闭垂直流人工湿地下端的进水阀和上端的出水阀， 打开垂直流人工湿地上端 的进水阀和下端的出水阀， 反复循环上述过程使垂直流人工湿地继续运行。 0024 总体而言， 本发明方法通过循环改变进水方向， 利用反向进水水流冲洗初始进水 口处滤料的堵塞颗粒， 使得人工湿地进水、 出水区域滤料能交替使用。而且湿地的负荷沿 说 明 书 CN 103739084 A 4 3/4 页 5 水流方向不断下降， 交换进水方向后， 原先的进水端变为出水端， 堵塞严重的区域随着有机 负荷的降低。
17、， 之前堵塞的有机物逐渐降解， 微生物内源代谢后逐渐死亡失去活性， 从填料表 层脱落与细小的无机物逐渐随出水排出， 有效地延长了人工湿地的运行寿命， 起到了防止 湿地堵塞的作用。 同时， 采用湿地双向进水， 湿地所选滤料组合较常规人工湿地可以减少级 配， 尽可能采用均质滤料。 附图说明 0025 图 1 是本发明实施例中表面流人工湿地运行示意图 ； 0026 图 2 是本发明实施例中水平潜流人工湿地运行示意图 ； 0027 图 3 是本发明实施例中垂直流人工湿地运行示意图。 具体实施方式 0028 为了使本发明的目的、 技术方案及优点更加清楚明白， 以下结合附图及实施例， 对 本发明进行进一步。
18、详细说明。 应当理解， 此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明， 并不 用于限定本发明。此外， 下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼 此之间未构成冲突就可以相互组合。 0029 本发明所采用的具体技术方案如下 ： 在现有普通人工湿地的进水端和出水端各再 增设一个进水管和出水管， 同时可对人工湿地增加一定的超高， 以防止雍水溢出。 0030 首先使人工湿地正常运行， 直至进水端表面出现雍水现象后， 通过调控各个进出 水阀门， 改变人工湿地进水方向， 反向运行一段时间， 直至反向进水口出现雍水， 再调控进 出水阀门开关使湿地正向进水， 反复循环， 以达到人工湿地交替进水的目的。。
19、 0031 如图 1 所示， 为本发明实施例中表面流人工湿地运行示意图， 如图所示， 首先人工 湿地正常运行， 打开前端进水阀 1 和后端出水阀 3， 关闭后端进水阀 2 和前端出水阀 4， 使人 工湿地从前端进水， 后端出水， 运行一段时间， 直至进水前端滤料表面出现雍水现象， 此时 关闭前端进水阀 1 和后端出水阀 3， 开启后端进水阀 2 和前端进水阀 4， 使人工湿地反向进 水， 运行直至反向进水端滤料表面出现雍水， 再关闭端进水管和前段进水阀门， 开启前端进 水阀 1 和后端出水阀 3， 继续运行， 该过程可以反复循环。 0032 如图 2 所示， 为本发明实施例中水平潜流人工湿地运。
20、行示意图， 对于水平潜流人 工湿地的防堵塞方法与同图 1 中的表面流人工湿地处理方法类似， 在此不再详述。 0033 如图 3 所示， 为本发明实施例中表面流人工湿地运行示意图， 如图所示， 首先打开 上端进水阀 5 和下端出水阀 7， 使处理水从上端流入人工湿地， 通过重力流向下进入出水收 集管， 从下端出水。持续正向运行直至人工湿地表面出现雍水现象， 此时， 关闭上端进水阀 5 和下端出水阀 7， 开启下端进水阀 6 和上端出水阀 8， 使人工湿地反向运行， 直至湿地进水 水面增高， 出水流量减小， 关闭下端进水阀6和上端出水阀8， 再次开启上端进水阀5和下端 出水阀 7 继续正向运行， 。
21、该过程可以反复循环。 0034 此处仅以表面流人工湿地及垂直流人工湿地为例， 说明本发明的人工湿地防堵塞 方法， 对于各种类型的自由水面人工湿地处理系统、 潜流人工湿地及垂直水流人工湿地处 理系统均可以利用本发明方案。 0035 本领域的技术人员容易理解， 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已， 并不用以 说 明 书 CN 103739084 A 5 4/4 页 6 限制本发明， 凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、 等同替换和改进等， 均应包含 在本发明的保护范围之内。 说 明 书 CN 103739084 A 6 1/1 页 7 图 1 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 103739084 A 7 。