一种结合农田标准化改造的生态湿地系统及运行方法与流程

1.本发明属于水体生态净化技术领域，尤其是涉及一种结合农田标准化改造的生态湿地系统及运行方法。


背景技术：

2.传统污水厂出水经消毒后微生物种类较少，群落结构简单，作为河道补水难免会造成冲击。生态湿地工程采用仿自然生态手段，利用污水厂周边现状空地进行湿地净化设施的建设，在提升水质的基础上可显著改善尾水生态性状，实现“工程水”向“生态水”的转化，作为周边水体的生态补水水源。
3.通过对已有相关工程案例调研总结发现，建设区域内含有基本农田成为限制生态湿地进一步推广应用的主要原因之一。


技术实现要素：

4.本发明第一个目的在于，针对现有技术存在问题，提供一种结合农田标准化改造的生态湿地系统，以实现利用湿地对污水厂尾水净化提升、改善尾水生态性能、营造生物栖息地、丰富生物多样性，同时对建设区域内的基本农田进行标准化改造，以克服传统污水厂尾水生态性能差、湿地建设用地难的问题，进一步提高人工湿地技术的适应能力和应用范围。
5.为此，本发明的上述目的通过如下技术方案实现：一种结合农田标准化改造的生态湿地系统，所述生态湿地系统包括：进水提升模块、湿地净化模块、标准化农田种植模块、出水模块、运行控制模块；所述进水提升模块用于将污水厂尾水提升至湿地净化模块和/或标准化农田种植模块，保证生态湿地系统水量的稳定；所述湿地净化模块用于净化来自进水提升模块的污水厂尾水，进一步提升尾水水质，改善尾水生态性能；所述标准化农田种植模块用于种植经济作物且同时实现污水厂尾水再生利用和农田标准化改造示范，发挥土地资源最大价值；所述出水模块位于湿地净化模块的末端，用于将湿地出水提升至污水厂中水回用泵房，与其余尾水一起排放至河道；所述控制系统由进水提升模块内的提升泵站控制器、输水管道控制阀组成，是系统稳定运行、检修维护的关键。
6.在采用上述技术方案的同时，本发明还可以采用或者组合采用如下技术方案：作为本发明的一种优选技术方案：所述进水提升模块包括：输水管道、进水提升泵站和进水三通阀门井；所述进水提升泵站的前端与污水厂反硝化深床滤池通过输水管道相连，所述进水提升泵站的末端通过管道连接至湿地净化模块中的垂直潜流湿地；在末端管道上设置进水三通阀门井，可将尾水引至标准化农田种植模块，用于农作物灌溉生长。
7.作为本发明的一种优选技术方案：所述湿地净化模块包括：垂直潜流湿地、连通管道和沉水植物塘，来自进水提升模块的尾水先进入垂直潜流湿地，再通过连通管道进入沉水植物塘；垂直潜流湿地处于标准化农田种植模块的前端，沉水植物塘处于标准化农田种植模块的末端。
8.作为本发明的一种优选技术方案：所述垂直潜流湿地包括：布水管道、集水管道、湿地滤料、湿地植物、出水液位调节堰门；所述布水管道处于湿地滤料的上方，所述集水管道处于湿地滤料的下方，所述湿地植物种植在湿地滤料的顶部；所述出水液位调节堰门处于集水管道的末端，用于控制垂直潜流湿地运行水位。
9.作为本发明的一种优选技术方案：所述沉水植物塘内具有沉水植物、挺水植物、水生动物以用于稳定水质、提高水体透明度。
10.作为本发明的一种优选技术方案：所述标准化农田种植模块包括：农作物种植区、生态沟渠、生态田埂、农耕路、种植区进出水管；所述生态田埂将农作物种植区均匀分区；所述生态沟渠用于输水灌溉，同时可利用水生植物增强水质净化效果；所述农作物种植区采用网格化方式进行分区，方便后续管养，种植的经济作物为水稻。
11.所述生态沟渠利用田埂岸坡作为两侧渠壁，所述生态沟渠的岸坡放置景石，所述生态沟渠的底部采用天然卵石，所述生态沟渠内种植水生植物。
12.作为本发明的一种优选技术方案：所述种植区进出水管管道材质为hdpe，在灌溉时生态沟渠水位上升至管顶进入农作物种植区。
13.作为本发明的一种优选技术方案：所述出水模块包括：输水管道和出水提升泵站；所述出水提升泵站设置于沉水植物塘末端；所述输水管道一端与出水提升泵站相连，另一端连接至中水回用泵房。
14.本发明第二个目的在于，提供上述结合农田标准化改造的生态湿地系统的运行方法。
15.为此，本发明的上述目的通过如下技术方案实现：根据前文所述的结合农田标准化改造的生态湿地系统的运行方法，包括如下步骤：启动进水提升泵站控制器，污水厂尾水经输水管道、布水管道进入湿地净化模块内的垂直潜流湿地实现净化提升，出水自流至湿地净化模块内的沉水植物塘；启动出水提升泵站控制器，沉水植物塘出水经出水提升泵站提升后汇入中水回用泵房。
16.在采用上述技术方案的同时，本发明还可以采用或者组合采用如下技术方案：作为本发明的一种优选技术方案：旱季工况下，开启进水提升模块内输水管道上进水三通阀门井内的三通阀门，尾水引至标准化农田种植模块的生态沟渠内进行农田灌溉，当进水量满足灌溉用水量需求时关闭三通阀门；雨季工况下，生态沟渠内水体可溢流至市政雨水管，保证区域水安全。
17.本发明提供一种结合农田标准化改造的生态湿地系统及运行方法，结合农田标准化改造来构建尾水净化湿地，克服了湿地建设用地难的问题；通过生态湿地的净化过滤作用，出水微生物群落构成更趋向于天然健康水体，生态性状好，可作为周边水体的生态补水
水源；将湿地建设区域内的农田同步进行标准化改造，利用污水厂尾水进行灌溉，实现尾水的再生利用和农田标准化改造示范，发挥土地资源最大价值；以人工湿地工艺为基础，效果成熟可靠、运行简单可行、投资造价低。本发明通过结合农田标准化改造的生态湿地系统的构建，实现利用湿地对污水处理厂尾水净化提升、改善尾水生态性能、营造生物栖息地、丰富生物多样性，同时对建设区域内的基本农田进行标准化改造，克服了传统污水厂尾水生态性能差、湿地建设用地难的问题，进一步提高了人工湿地技术的适应能力和应用范围。
附图说明
18.图1为本发明所提供的结合农田标准化改造的生态湿地系统的平面图。
19.图2为垂直潜流湿地的断面图。
20.图3为沉水植物塘的断面图。
21.图4为生态沟渠的断面图。
实施方式
22.参照附图和具体实施例对本发明作进一步详细地描述。
23.一种结合农田标准化改造的生态湿地系统，包括：进水提升模块1、湿地净化模块2、标准化农田种植模块3、出水模块4和运行控制模块。
24.进水提升模块1包括：输水管道10、进水提升泵站11和进水三通阀门井12。进水提升泵站11的前端与污水厂反硝化深床滤池通过输水管道10相连，进水提升泵站11的末端通过管道连接至湿地净化模块2中的垂直潜流湿地20；在末端管道上设置进水三通阀门井12，可将尾水引至标准化农田种植模块3，用于农作物灌溉生长。
25.湿地净化模块2包括：垂直潜流湿地20、连通管道21和沉水植物塘22，需净化的尾水先进入垂直潜流湿地20，再通过连通管道21进入沉水植物塘22。垂直潜流湿地20处于标准化农田种植模块3的前端，沉水植物塘22处于标准化农田种植模块3的末端垂直潜流湿地20包括：布水管道200、集水管道210、湿地滤料220、湿地植物230、出水液位调节堰门240；湿地植物230种植在湿地滤料220的顶部。
26.沉水植物塘22内具有沉水植物220、挺水植物221、水生动物222。
27.标准化农田种植模块3包括：农作物种植区30、生态沟渠31、生态田埂32、农耕路33、种植区进出水管34；生态沟渠31用于输水灌溉，同时可利用水生植物312增强水质净化效果。
28.农作物种植区30采用网格化方式进行分区，以生态田埂32将农作物种植区30均匀分区。
29.生态沟渠31利用田埂32岸坡作为两侧渠壁，沟渠岸坡放置景石310，沟渠底采用天然卵石311，沟渠内种植有水生植物312。
30.种植区30进出水管34管道材质为hdpe，在灌溉时生态沟渠31水位上升至管顶进入种植区30。
31.出水模块4包括输水管道42和出水提升泵站41；出水提升泵站41设置于沉水植物塘22末端；输水管道42一端与出水提升泵站41相连，另一端连接至中水回用泵房。
32.按照图1、2、3、4所示的结合农田标准化改造的生态湿地系统，其运行方法如下：
启动进水提升泵站控制器，污水厂尾水经输水管道10、布水系统200进入垂直潜流湿地20实现净化提升，出水自流至沉水植物塘22；启动出水提升泵站控制器，沉水植物塘22出水经出水提升泵站41提升后汇入中水回用泵房。
33.旱季工况下，开启输水管道上的三通阀门井12，尾水引至生态沟渠31内进行农田灌溉，当进水量满足灌溉用水量需求时关闭三通阀门井12；雨季工况下，生态沟渠31内水体可溢流至市政雨水管，保证区域水安全。
34.上述具体实施方式用来解释说明本发明，仅为本发明的优选实施例，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改、等同替换、改进等，都落入本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种结合农田标准化改造的生态湿地系统，其特征在于：所述生态湿地系统包括：进水提升模块、湿地净化模块、标准化农田种植模块、出水模块、运行控制模块；所述进水提升模块用于将污水厂尾水提升至湿地净化模块和/或标准化农田种植模块，保证生态湿地系统水量的稳定；所述湿地净化模块用于净化来自进水提升模块的污水厂尾水，进一步提升尾水水质，改善尾水生态性能；所述标准化农田种植模块用于种植经济作物且同时实现污水厂尾水再生利用和农田标准化改造示范，发挥土地资源最大价值；所述出水模块位于湿地净化模块的末端，用于将湿地出水提升至污水厂中水回用泵房，与其余尾水一起排放至河道；所述控制系统由进水提升模块内的提升泵站控制器、输水管道控制阀组成。2.根据权利要求1所述的结合农田标准化改造的生态湿地系统，其特征在于：所述进水提升模块包括：输水管道、进水提升泵站和进水三通阀门井；所述进水提升泵站的前端与污水厂反硝化深床滤池通过输水管道相连，所述进水提升泵站的末端通过管道连接至湿地净化模块中的垂直潜流湿地；在末端管道上设置进水三通阀门井，可将尾水引至标准化农田种植模块。3.根据权利要求1所述的结合农田标准化改造的生态湿地系统，其特征在于：所述湿地净化模块包括：垂直潜流湿地、连通管道和沉水植物塘，来自进水提升模块的尾水先进入垂直潜流湿地，再通过连通管道进入沉水植物塘；垂直潜流湿地处于标准化农田种植模块的前端，沉水植物塘处于标准化农田种植模块的末端。4.根据权利要求3所述的结合农田标准化改造的生态湿地系统，其特征在于：所述垂直潜流湿地包括：布水管道、集水管道、湿地滤料、湿地植物、出水液位调节堰门；所述布水管道处于湿地滤料的上方，所述集水管道处于湿地滤料的下方，所述湿地植物种植在湿地滤料的顶部；所述出水液位调节堰门处于集水管道的末端。5.根据权利要求3所述的结合农田标准化改造的生态湿地系统，其特征在于：所述沉水植物塘内具有沉水植物、挺水植物、水生动物以用于稳定水质、提高水体透明度。6.根据权利要求1所述的结合农田标准化改造的生态湿地系统，其特征在于：所述标准化农田种植模块包括：农作物种植区、生态沟渠、生态田埂、农耕路、种植区进出水管；所述生态田埂将农作物种植区均匀分区；所述生态沟渠用于输水灌溉，同时可利用水生植物增强水质净化效果；所述生态沟渠利用田埂岸坡作为两侧渠壁，所述生态沟渠的岸坡放置景石，所述生态沟渠的底部采用天然卵石，所述生态沟渠内种植水生植物。7.根据权利要求6所述的结合农田标准化改造的生态湿地系统，其特征在于：所述种植区进出水管管道材质为hdpe，在灌溉时生态沟渠水位上升至管顶进入农作物种植区。8.根据权利要求1所述的结合农田标准化改造的生态湿地系统，其特征在于：所述出水模块包括：输水管道和出水提升泵站；所述出水提升泵站设置于沉水植物塘末端；所述输水管道一端与出水提升泵站相连，另一端连接至中水回用泵房。9.根据权利要求1所述的结合农田标准化改造的生态湿地系统的运行方法，其特征在
于：所述方法包括如下步骤：启动进水提升泵站控制器，污水厂尾水经输水管道、布水管道进入湿地净化模块内的垂直潜流湿地实现净化提升，出水自流至湿地净化模块内的沉水植物塘；启动出水提升泵站控制器，沉水植物塘出水经出水提升泵站提升后汇入中水回用泵房。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：旱季工况下，开启进水提升模块内输水管道上进水三通阀门井内的三通阀门，尾水引至标准化农田种植模块的生态沟渠内进行农田灌溉，当进水量满足灌溉用水量需求时关闭三通阀门；雨季工况下，生态沟渠内水体可溢流至市政雨水管，保证区域水安全。

技术总结
本发明提供一种结合农田标准化改造的生态湿地系统，包括：进水提升模块、湿地净化模块、标准化农田种植模块、出水模块、运行控制模块；所述进水提升模块用于将污水厂尾水提升至湿地净化模块和/或标准化农田种植模块；所述湿地净化模块用于净化来自进水提升模块的污水厂尾水；所述标准化农田种植模块用于种植经济作物且同时实现污水厂尾水再生利用和农田标准化改造示范；所述出水模块位于湿地净化模块的末端。本发明通过结合农田标准化改造的生态湿地系统的构建，实现利用湿地对污水处理厂尾水净化提升、改善尾水生态性能、营造生物栖息地、丰富生物多样性，同时对建设区域内的基本农田进行标准化改造，克服了传统污水厂尾水生态性能差、湿地建设用地难的问题。湿地建设用地难的问题。湿地建设用地难的问题。


技术研发人员：王志 徐玲娥 贾娟华 吕丰锦 卢烨彬 郦建锋 韩善锐
受保护的技术使用者：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司
技术研发日：2023.04.10
技术公布日：2023/7/12