籠屜式垂直潛流人工濕地模擬裝置及濕地模擬方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于生態(tài)工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種籠屜式垂直潛流人工濕地模擬裝置及濕地模擬方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，利用垂直潛流人工濕地來去除水體中的污染物以改善水質(zhì)以便水資源的再利用已經(jīng)得到了廣泛關(guān)注，濕地基質(zhì)可以通過過濾、吸附、沉淀、離子交換等過程去除污染物，也可以作為微生物的載體并利用微生物物理、化學(xué)及生物的相互作用，通過微生物分解等過程實現(xiàn)對污水中污染物的去除。因此為了研宄垂直潛流人工濕地水體的污染物在濕地基質(zhì)中的積累、分布、轉(zhuǎn)化和迀移的規(guī)律，需要采集基質(zhì)樣品，但是傳統(tǒng)垂直潛流人工濕地基質(zhì)難以達(dá)到分層采集的目的。
[0003]張迎穎在2009年利用潛流人工濕地處理農(nóng)村生活污水的工藝研宄中采用的人工濕地模擬裝置由進(jìn)水系統(tǒng)、模擬復(fù)合垂直流人工濕地系統(tǒng)和出水系統(tǒng)三部分組成，進(jìn)水系統(tǒng)包括:容量約為300L的聚乙稀(PE)圓桶作為蓄水池、45cmX40cmX35cm的塑料水箱作為配水箱、揚程5m的潛水泵、引水管、進(jìn)水管、溢流管。模擬人工濕地系統(tǒng)由聚氯乙稀(PVC)配件構(gòu)成，包括下行流填料柱、下行流出水口及其控制閥門、上行流填料柱和上行流出水口及其控制閥門；出水系統(tǒng)包括:出水管和排水桶，這樣的裝置不能實現(xiàn)對填料基質(zhì)進(jìn)行分層采集。發(fā)明專利ZL200520092350.1公開了一種潛流人工濕地模擬裝置，包括儲水池和人工濕地裝置，儲水池和人工濕地裝置通過水管連接，在進(jìn)入人工濕地裝置后的水管上設(shè)置有孔，形成布水的多孔管，人工濕地裝置的出水通過出水管排出，出水管后連接有軟管；所述人工濕地裝置為一個或一個以上的單元組成；每個單元可為水平潛流形式或垂直潛流形式，當(dāng)所述人工濕地裝置為一個以上的單元組成時，其中水平潛流形式與垂直潛流形式可以采用串聯(lián)和/或并聯(lián)方式運行實驗。該專利雖然解決了多個水平潛流濕地裝置和/或垂直潛流濕地裝置進(jìn)行串聯(lián)和/或并聯(lián)運行的問題，并能達(dá)到實現(xiàn)以不同基質(zhì)填料組合進(jìn)行實驗的目的，但是卻不能簡單便捷地對不同基質(zhì)進(jìn)行分層采樣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決一體式垂直潛流人工濕地基質(zhì)采樣的困難，本發(fā)明提供了一種用于模擬垂直潛流人工濕地的基質(zhì)柱、籠屜式垂直潛流人工濕地模擬裝置及利用該裝置進(jìn)行垂直潛流人工濕地模擬的方法。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]用于模擬垂直潛流人工濕地的基質(zhì)柱，其特征在于，所述基質(zhì)柱為一端開口的容器狀柱體；所述基質(zhì)柱靠近底面的外側(cè)壁上設(shè)置有出水管(2);所述基質(zhì)柱的底部外沿設(shè)有密封圈(8)，且所述基質(zhì)柱的開口上沿與底部外沿在尺寸和形狀上相互配合，使得同規(guī)格所述基質(zhì)柱依次上下疊合安裝時，相鄰基質(zhì)柱能形成密封連接。
[0007]所述基質(zhì)柱的外側(cè)壁上設(shè)置有卡扣元件，所述卡扣元件用于加固上下疊合安裝的相鄰兩個所述基質(zhì)柱。
[0008]所述卡扣元件指所述基質(zhì)柱外側(cè)壁靠近上沿焊接的卡塊出)，基質(zhì)柱外側(cè)壁上靠近下沿焊接的壓扣(4)以及固定在所述壓扣(4)上且可與另一個所述基質(zhì)柱上的所述壓塊(6)相配合的卡扣(5)。
[0009]所述卡扣元件對稱設(shè)置在所述基質(zhì)柱的外側(cè)壁上，所述出水管末端設(shè)有閥門，所述出水管為多個，沿所述基質(zhì)柱外側(cè)壁同一水平位置上均勻分布。
[0010]所述基質(zhì)柱的底面上分布有透水孔(9)。
[0011]一種籠屜式垂直潛流人工濕地模擬裝置，其特征在于，包括上下疊合安裝的多個基質(zhì)柱⑴；
[0012]所述基質(zhì)柱(I)為一端開口的容器狀柱體；所述基質(zhì)柱靠近底面的外側(cè)壁上設(shè)置有出水管(2);所述基質(zhì)柱的底部外沿設(shè)有密封圈(8)，且所述基質(zhì)柱的開口上沿與底部外沿在尺寸和形狀上相互配合，使得上下疊合安裝的相鄰基質(zhì)柱(I)能形成密封連接；
[0013]處于最低部的所述基質(zhì)柱(I)的底部不設(shè)置透水孔，其余基質(zhì)柱(I)的底部都設(shè)置有透水孔(9)。
[0014]所述基質(zhì)柱的外側(cè)壁上設(shè)置有卡扣元件，所述卡扣元件用于加固上下疊合安裝的相鄰兩個所述基質(zhì)柱。
[0015]所述卡扣元件指所述基質(zhì)柱外側(cè)壁靠近上沿焊接的卡塊出)，基質(zhì)柱外側(cè)壁上靠近下沿焊接的壓扣(4)以及固定在所述壓扣(4)上且可與另一個所述基質(zhì)柱上的所述壓塊
(6)相配合的卡扣(5)。
[0016]所述卡扣元件對稱設(shè)置在所述基質(zhì)柱的外側(cè)壁上，所述出水管末端設(shè)有閥門，所述出水管為多個，沿所述基質(zhì)柱外側(cè)壁同一水平位置上均勻分布。
[0017]10.一種垂直潛流人工濕地模擬方法，其特征在于，采用所述的籠屜式垂直潛流人工濕地模擬裝置，步驟如下:
[0018](I)將人工濕地基質(zhì)裝載到多個所述基質(zhì)柱中；
[0019](2)將多個所述基質(zhì)柱依次上下疊合安裝，
[0020](3)從頂部引入水，模擬人工濕地水流情況；
[0021](4)通過出水管(2)里采取水樣或?qū)⒉鸱珠_疊合的基質(zhì)柱⑴對其中的基質(zhì)進(jìn)行取樣監(jiān)測。
[0022]本發(fā)明主要的貢獻(xiàn)在于提供了一種籠屜式垂直潛流人工濕地模擬裝置，與現(xiàn)有技術(shù)相比最大的區(qū)別在于，該裝置由多個籠屜式基質(zhì)柱疊合組裝而成，基質(zhì)柱底部設(shè)有透水孔，基質(zhì)柱側(cè)壁設(shè)置有出水管。實驗過程中可以從通過出水管里采取水樣，同時可以將多個基質(zhì)柱拆分以取得不同層次的基質(zhì)進(jìn)行分析；方便調(diào)整每層基質(zhì)的物料構(gòu)成，不同的基質(zhì)柱依次放置相同或不同的基質(zhì)構(gòu)成一個完整的垂直潛流人工濕地模擬裝置，可以根據(jù)基質(zhì)柱(I)底出水小孔(9)的大小放置不同的人工濕地基質(zhì)包括:卵石、礫石、碎石、沸石、生物陶粒、多孔填料、煤渣等，從而靈活地模擬多種垂直潛流濕地。
[0023]密封圈起到密封作用，防止結(jié)合處溢水，通常為橡膠圈。
[0024]卡扣元件是可選的，能夠?qū)崿F(xiàn)加固上下基質(zhì)柱的連接就行。本發(fā)明實施例及附圖所示僅僅是一種優(yōu)選實施方式。
[0025]每層基質(zhì)柱設(shè)置多個出水管，同一時間在不同出水管采取的水樣之間形成重復(fù)樣品。能夠更客觀反映水質(zhì)情況。
[0026]該模擬裝置具有簡易便捷、成本低、能耗低、維護(hù)方便、適用范圍廣等優(yōu)點，能夠?qū)崿F(xiàn)多種基質(zhì)形式組合的實驗設(shè)計。該發(fā)明彌補了垂直潛流人工濕地基質(zhì)采取難的缺陷，對于研宄垂直潛流人工濕地各個參數(shù)或者不同細(xì)菌的空間分布重要的科學(xué)意義，也為人工濕地設(shè)計奠定了基礎(chǔ)。
[0027]本發(fā)明還請求保護(hù)用于該模擬裝置中的基質(zhì)柱。以及采用該裝置模擬垂直潛流人工濕地的方法。