一種在線自動清堵人工濕地的方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種水處理與凈化技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種在線自動清堵人工濕地的 方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 以下對本發(fā)明的相關(guān)技術(shù)背景進行說明，但這些說明并不一定構(gòu)成本發(fā)明的現(xiàn)有 技術(shù)。
[0003] 人工濕地是指用人工筑成水池或溝槽，地面鋪設(shè)防滲漏隔水層，充填一定深度的 基質(zhì)層，種植水生植物，利用基質(zhì)、植物、微生物的物理、化學、生物三種協(xié)同作用使污（廢） 水得到凈化。按照水流方式，人工濕地分為表面流人工濕地、水平潛流人工濕地和垂直潛流 人工濕地。
[0004] 人工濕地技術(shù)因具有投資少、能耗低、管理方便、無二次污染等優(yōu)點，正逐漸被廣 泛應用于中小城鎮(zhèn)和鄉(xiāng)村地區(qū)的生活污水處理、污水廠的深度凈化處理以及河道水質(zhì)凈化 等工程中。然而許多人工濕地工程運行不到5年，就發(fā)生基質(zhì)堵塞問題，顯著降低了人工濕 地的處理效率?，F(xiàn)有的人工濕地防堵塞方法有加強預處理、合理選擇基質(zhì)級配、合理選擇濕 地植物、及時收割植物等，雖然這些方法在一定程度上可以延緩基質(zhì)堵塞問題，但不能從根 本上解決基質(zhì)堵塞問題，當基質(zhì)堵塞時只能將填料全部挖出沖洗，重新填充，重新種植水生 植物，工程量巨大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提出一種在線自動清堵人工濕地的技術(shù)方案，能夠能夠自動監(jiān) 測人工濕地的污堵情況，發(fā)現(xiàn)污堵情況時，在線自動對人工濕地進行清堵，盡快及時解決人 工濕地的污堵問題。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種在線自動清堵人工濕地的方法，所述方法包 括：
[0007] S1、獲取設(shè)置在人工濕地進水端的配水渠的液位值，若所述液位值大于預設(shè)的液 位閾值，則判定人工濕地出現(xiàn)污堵，并根據(jù)需清堵的人工濕地面積確定第一曝氣量；
[0008] S2、關(guān)閉配水渠上的進水閥門以及設(shè)置在人工濕地出水端的收水渠上的出水閥 門，開啟曝氣單元，依據(jù)第一曝氣量對人工濕地進行在線曝氣清堵；
[0009] S3、清堵時間達到預設(shè)的第一清堵時間閾值時，關(guān)閉曝氣單元，開啟進水閥門以及 收水渠上的排污閥門，將污堵物排出人工濕地；
[0010] S4、排污時間達到預設(shè)的排污時間閾值時，關(guān)閉排污閥門，開啟出水閥門；
[0011] 其中，曝氣單元包括：氣源、曝氣主管、與曝氣主管連接的至少一根曝氣支管以及 曝氣管；曝氣主管的一端與氣源連接，另一端與曝氣支管的一端連接；曝氣支管的另一端 穿過配水渠伸入人工濕地的底部，每根曝氣支管與至少一根曝氣管連接；曝氣管設(shè)置于人 工濕地的底部，曝氣管上設(shè)置有曝氣孔。
[0012] 優(yōu)選地，曝氣主管連接至少兩根曝氣支管，所述至少兩根曝氣支管在人工濕地內(nèi) 均勻分布、且可以分別獨立開啟或關(guān)閉。
[0013] 優(yōu)選地，第一曝氣量Q1滿足如下公式：
[0015] 式中，Q1為第一曝氣量，單位為：m3/h ;S為一次需清堵的人工濕地面積，單位為： m2; X 第一曝氣強度，單位為：m 3/m2/h ;M為擬開啟的曝氣支管的數(shù)量，單位為根；N為每 根曝氣支管上曝氣管總數(shù)，單位為根；η為單根曝氣管上曝氣孔的數(shù)量，單位為個；V1為曝 氣孔出口第一氣體流速，單位為：m/s ;d為曝氣孔孔徑，單位:mm。
[0016] 優(yōu)選地，根據(jù)需清堵的人工濕地面積確定第一曝氣量包括：
[0017] 獲取一次需清堵的人工濕地面積、擬開啟曝氣支管的數(shù)量以及每根曝氣支管上曝 氣管總數(shù)；
[0018] 根據(jù)人工濕地面積、擬開啟曝氣支管的數(shù)量以及每根曝氣支管上曝氣管總數(shù)，查 詢預設(shè)的第一映射關(guān)系表，確定第一曝氣量；
[0019] 其中，第一映射關(guān)系表中預先存儲有第一曝氣量與一次需清堵的人工濕地面積、 擬開啟曝氣支管的數(shù)量以及每根曝氣支管上曝氣管總數(shù)之間的對應關(guān)系。
[0020] 優(yōu)選地，第一映射關(guān)系表中還包括：清堵時間、排污時間與第一曝氣量之間的映射 關(guān)系。
[0021] 優(yōu)選地，若擬開啟曝氣支管的數(shù)量小于對應曝氣主管所連接的曝氣支管總數(shù)，則 所述開啟曝氣單元具體為：
[0022] 根據(jù)擬開啟曝氣支管的數(shù)量以及人工濕地中曝氣支管的分布情況，確定擬開啟的 曝氣支管，使所述擬開啟的曝氣支管在人工濕地內(nèi)均勻分布、且其清堵范圍能夠覆蓋人工 濕地。
[0023] 優(yōu)選地，所述至少兩根曝氣支管相互平行，任意一根可獨立開啟或關(guān)閉的曝氣支 管均單獨配有曝氣閥門。
[0024] 優(yōu)選地，曝氣主管所連接的曝氣支管總數(shù)是擬開啟曝氣支管的數(shù)量的整數(shù)倍，所 述開啟曝氣單元具體為：
[0025] 按照順序?qū)⑵貧庵鞴芩B接的曝氣支管分為至少一組，并依次開啟每一組曝氣支 管；其中，每組曝氣支管的數(shù)量等于擬開啟的曝氣支管的數(shù)量，后一組曝氣支管開啟時，前 一組曝氣支管關(guān)閉。
[0026] 優(yōu)選地，在步驟S4之后，所述方法進一步包括：
[0027] 獲取配水渠的進水流量Q1和出水渠的出水流量q 2;若q Λ2彡1. 1，則判定人工濕 地清堵不徹底，并確定第二曝氣量；
[0028] 關(guān)閉配水渠上的進水閥門以及設(shè)置在人工濕地出水端的收水渠上的出水閥門，開 啟曝氣單元，依據(jù)第二曝氣量對人工濕地進行再次清堵；
[0029] 再次清堵時間達到預設(shè)的第二清堵時間閾值時，關(guān)閉曝氣單元，開啟進水閥門以 及收水渠上的排污閥門，進行再次排污；然后關(guān)閉排污閥門，開啟出水閥門。
[0030] 優(yōu)選地，其中，第二曝氣量Q2滿足如下公式：
[0031] Q2= (I-H)Q1
[0033] 式中，Q2為第二曝氣量，單位為：m3/h A1為第一曝氣量，單位為：m3/h ; η為第二曝 氣量與第一曝氣量的換算系數(shù)。
[0034] 優(yōu)選地，確定第二曝氣量包括：
[0035] 確定進水流量與出水流量的比值；
[0036] 根據(jù)所述比值查詢預先存儲的第二映射關(guān)系表，確定第二曝氣量；第二映射關(guān)系 表中預先存儲有所述比值與第二曝氣量之間的映射關(guān)系。
[0037] 優(yōu)選地，第二映射關(guān)系表中還包括：再次清堵時間、再次排污時間與所述比值和第 二曝氣量之間的映射關(guān)系。
[0038] 優(yōu)選地，曝氣管上設(shè)置有一列曝氣孔；或者，曝氣管上設(shè)置有交錯分布的兩列曝氣 孔，第一列曝氣孔與曝氣管軸線之間形成的平面為第一平面，第二列曝氣孔與曝氣管軸線 之間形成的平面為第二平面，第二平面與第一平面之間的夾角為90°。
[0039] 根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種在線自動清堵人工濕地的系統(tǒng)，包括：液位檢 測單元、控制單元、曝氣單元、進水閥門、出水閥門以及排污閥門；其中，
[0040] 液位檢測單元設(shè)置在人工濕地進水端的配水渠上，用于檢測配水渠的液位值，并 將所述液位值發(fā)送給控制單元；
[0041] 控制單元用于：接收所述液位值數(shù)據(jù)，當所述液位值大于液位閾值時，根據(jù)需清堵 的人工濕地面積確定第一曝氣量，關(guān)閉配水渠上的進水閥門以及設(shè)置在人工濕地出水端的 收水渠上的出水閥門，開啟曝氣單元；當清堵時間達到第一清堵時間閾值時，關(guān)閉曝氣單 元，開啟進水閥門以及收水渠上的排污閥門；當排污時間達到排污時間閾值時，關(guān)閉排污閥 門，開啟出水閥門；其中，控制單元包括存儲元件，存儲元件中存儲有：液位閾值、第一清堵 時間閾值以及排污時間閾值；
[0042] 曝氣單元包括：氣源、曝氣主管、與曝氣主管連接的至少一根曝氣支管以及曝氣 管；曝氣主管的一端與氣源連接，另一端與曝氣支管的一端連接；曝氣支管的另一端穿過 配水渠伸入人工濕地的底部，每根曝氣支管與至少一根曝氣管連接；曝氣管設(shè)置于人工濕 地的底部，曝氣管上設(shè)置有曝氣孔。
[0043] 優(yōu)選地，若曝氣主管連接至少兩根曝氣支管，所述至少兩根曝氣支管在人工濕地 內(nèi)均勻分布、且可以分別獨立開啟或關(guān)閉。
[0044] 優(yōu)選地，所述存儲元件中存儲有第一映射關(guān)系表，第一映射關(guān)系表中預先存儲有 第一曝氣量與一次需清堵的人工濕地面積、擬開啟曝氣支管的數(shù)量以及每根曝氣支管上曝 氣管總數(shù)之間的對應關(guān)系；
[0045] 控制單元進一步包括：參數(shù)獲取元件和分析處理元件；其中，
[0046] 參數(shù)獲取單元，用于獲取一次需清堵的人工濕地面積、擬開啟曝氣支管的數(shù)量以 及每根曝氣支管上曝氣管總數(shù)并發(fā)送給分析處理元件；
[0047] 分析處理元件，根據(jù)接收的一次需清堵的人工濕地面積、擬開啟曝氣支管的數(shù)量 以及每根曝氣支管上曝氣管總數(shù)查詢第一映射關(guān)系表，確定第一曝氣量。
[0048] 優(yōu)選地，第一映射關(guān)系表中還存儲有：清堵時間、排污時間與第一曝氣量之間的映 射關(guān)系。
[0049] 優(yōu)選地，分析處理元件還用于：根據(jù)擬開啟曝氣支管的數(shù)量以及人工濕地中曝氣 支管的分布情況，選擇均勻分布的多根曝氣支管作為擬開啟的曝氣支管。
[0050] 優(yōu)選地，分析處理元件根據(jù)擬開啟曝氣支管的數(shù)量以及人工濕地中曝氣支管的分 布情況，選擇相互間隔的曝氣支管作為擬開啟的曝氣支管；其中，所述至少兩根曝氣支管相 互