專(zhuān)利名稱(chēng)：自由跌水充氧的人工濕地凈化系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種人工濕地污水凈化系統(tǒng)，屬于人工濕地、水體生態(tài)修復(fù)和污水處 理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展及和人類(lèi)環(huán)保意識(shí)的提高，人們對(duì)環(huán)境質(zhì)量尤其是水環(huán)境質(zhì) 量的要求越來(lái)越高，天然河流、天然湖泊、城市內(nèi)河以及城市公園內(nèi)湖的水質(zhì)改善問(wèn)題正亟 待解決，農(nóng)村面源污染也急需得到控制。人工濕地是一項(xiàng)以植物為核心的污水處理技術(shù)，可 以有效去除污水中的氮磷等污染物，促進(jìn)污水中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的循環(huán)和再利用；可以改善區(qū)域 氣候，為各種生物提供了良好的棲息地，促進(jìn)生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán)；可輸運(yùn)和存貯大量的雨 水，減小雨水對(duì)土地的沖刷，并可去除雨水中絕大部分污染物，大大減輕對(duì)后續(xù)水體的污染 和壓力；總而言之，人工濕地具有投資少、工藝簡(jiǎn)單、運(yùn)行費(fèi)用低、處理效果好、維護(hù)管理方 便等優(yōu)點(diǎn)。但是由于植物吸附過(guò)程中根區(qū)吸收和微生物降解等生化過(guò)程都需要溶氧，而目 前國(guó)內(nèi)外的人工濕地多數(shù)采用的平面型結(jié)構(gòu)，污水在濕地中停留時(shí)間長(zhǎng)、水流較為平緩、植 物根系和填料長(zhǎng)期浸泡在水中，導(dǎo)致人工濕地基質(zhì)溶氧水平低，限制了濕地污水處理的效 果。同時(shí)，平面型人工濕地容易產(chǎn)生死角，其淤堵問(wèn)題也成為限制人工濕地發(fā)展的重要因素 之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種占地面積小、溶氧水平高、不易產(chǎn)生死角的人工濕地， 特別適合帶坡度的特殊地形。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的由階梯狀的多級(jí)人工濕地構(gòu)成，每一級(jí)人工濕 地由濕地床、填料(1)和濕地植物(2)三部分組成，關(guān)鍵在于
所述濕地床由床底(3)和沿床底(3)邊緣向上延伸的左側(cè)壁、右側(cè)壁、前側(cè)壁(4)、后側(cè) 壁(5)構(gòu)成，所述床底(3)的坡度為為3% 6%，所述后側(cè)壁(5)與所述床底(3)的夾角為 α，且90° < α <120°，該后側(cè)壁(5)的上端豎直設(shè)置有導(dǎo)流板(10);所述濕地床的中后 部豎直設(shè)置有與床底(3)等寬的擋板(6)，該擋板(6)將所述濕地床分割成填料池(7)和集 水池(8)，且擋板(6)下端與所述床底(3)之間留有水流通道；所述填料(1)鋪填在所述填 料池(7)內(nèi)，所述后側(cè)壁(5)的頂端比所述擋板(6)的頂端低；
非首級(jí)人工濕地伸入前一級(jí)人工濕地的后側(cè)壁(5)下方，非首級(jí)人工濕地的前端的上 方水平布置有與濕地床等寬的多孔板(9)，該多孔板(9)增大水流與空氣的接觸面積，利用 自由跌水進(jìn)行充分的充氧。擋板將濕地床分割成填料池和集水池，擋板可阻擋水流沖擊將填料池的填料帶入 下一級(jí)人工濕地，使集水池的污水中不會(huì)夾雜填料，從而有效地避免了堵塞和填料浪費(fèi)；后 側(cè)壁與床底的夾角為α，且90° < α <120°，以消除死角，改善水力條件；污水經(jīng)擋板下 方的水流通道流入集水池，當(dāng)污水在集水池中上升到后側(cè)板頂端時(shí)，污水在導(dǎo)流板的作用
3下從集水池自由跌落至下一級(jí)人工濕地，導(dǎo)流板避免了水流附著于后側(cè)壁外側(cè)流下；非首 級(jí)人工濕地伸入前一級(jí)人工濕地的后側(cè)壁下方，有效地利用了后側(cè)板下方的空間，節(jié)約了 用地，污水從上一級(jí)人工濕地的集水池沿導(dǎo)流板流入到下一級(jí)人工濕地的過(guò)程，是一個(gè)水 流自由跌落的過(guò)程，多孔板使水流的紊流程度得到提高，水流與空氣充分混合，最大限度的 利用了跌水進(jìn)行曝氣充氧；多孔板用于相鄰兩級(jí)人工濕地之間的進(jìn)出水銜接，還使水流均 勻布水后再進(jìn)入下一級(jí)人工濕地。設(shè)置在非首級(jí)人工濕地上方的所述多孔板(9)共2 4塊，且上下間隔布置。多 塊多孔板綜合作用，保證充分曝氣和均勻布水。作為優(yōu)選，所述濕地床的后側(cè)壁(5)與床底(3)的夾角α為100°。本發(fā)明的有益效果
1)該人工濕地凈化系統(tǒng)中，水體處理的全部能耗僅為水體泵入首級(jí)人工濕地所耗電 能，當(dāng)來(lái)水從高處流入，利用天然勢(shì)能進(jìn)行水體處理，可實(shí)現(xiàn)零能耗，節(jié)能優(yōu)勢(shì)明顯；
2)水流與大氣的接觸面積越大則溶氧越高，該發(fā)明使水流與空氣充分混合，水流的紊 流程度更高，最大限度地利用自由跌水曝氣充氧；
3)自由跌水曝氣充氧后進(jìn)入人工濕地，使填料池的微生物活性更高，其生命活動(dòng)又推 動(dòng)微生物的新陳代謝，從而使污水處理效果優(yōu)于傳統(tǒng)人工濕地；
4)對(duì)水質(zhì)、水量變化適應(yīng)性強(qiáng)，若出水水質(zhì)要求提高，可增加人工濕地級(jí)數(shù)；若水量增 大，可并聯(lián)多個(gè)單級(jí)濕地或擴(kuò)大單級(jí)濕地床體規(guī)模；
5)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、顯著節(jié)省用地、無(wú)噪音、無(wú)二次污染、不易堵塞、不會(huì)形成死角，填料使用 壽命長(zhǎng)，幾乎無(wú)殘余污泥量。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖(以四級(jí)為例)，箭頭表示水流方向。圖2是本發(fā)明的單級(jí)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明
如圖1、圖2所示的自由跌水充氧的人工濕地凈化系統(tǒng)，由階梯狀的四級(jí)人工濕地構(gòu) 成，每一級(jí)人工濕地由濕地床、填料1和濕地植物2三部分組成。濕地床由床底3和沿床底3邊緣向上延伸的左側(cè)壁、右側(cè)壁、前側(cè)壁4、后側(cè)壁5構(gòu) 成。左側(cè)壁、右側(cè)壁和前側(cè)壁4豎直設(shè)置，即垂直于水平面設(shè)置；床底3坡度為3% 6%， 即床底3與水平面的夾角為β，3%彡tan β彡6%。后側(cè)壁5與床底3的夾角為α，且90° < α < 120°，該后側(cè)壁5的上端豎直設(shè) 置有導(dǎo)流板10，導(dǎo)流板10的上端與后側(cè)壁5的上端相連；豎直設(shè)置有與床體3等寬的擋板 6，該擋板6將濕地床分割成填料池7和集水池8，擋板6下端與床底3之間留有間隙，形成 水流通道；填料1鋪填在填料池7內(nèi)，濕地植物2種植在填料池7的填料1上。后側(cè)壁5的 頂端比擋板6的頂端低。非首級(jí)人工濕地伸入前一級(jí)人工濕地的后側(cè)壁5下方，非首級(jí)人工濕地的前端的 上方水平布置有與濕地床等寬的多孔板9，該多孔板9增大水流與空氣的接觸面積，利用自由跌水進(jìn)行充分的充氧，從集水池8流出的污水沿導(dǎo)流板10從上向下跌落到多孔板9上， 通過(guò)多孔板9的均勻布水后再跌落到下一級(jí)人工濕地的填料池7。設(shè)置在非首級(jí)人工濕地上方的多孔板9共2塊，且上下間隔布置。相應(yīng)地，被處理 水體在多孔板9上的跌落次數(shù)也為2次。多孔板9的數(shù)量也可以是1塊、3塊、4塊或更多。最為優(yōu)選，濕地床的后側(cè)壁5與床底3的夾角α建議為100°。被處理水體流入 第一級(jí)人工濕地，再逐次流經(jīng)第二、三、四級(jí)人工濕地，經(jīng)四級(jí)人工濕地處理后排出。
權(quán)利要求
1 一種自由跌水充氧的人工濕地凈化系統(tǒng)，由階梯狀的多級(jí)人工濕地構(gòu)成，每一級(jí)人 工濕地由濕地床、填料(1)和濕地植物(2 )三部分組成，其特征在于所述濕地床由床底(3)和沿床底(3)邊緣向上延伸的左側(cè)壁、右側(cè)壁、前側(cè)壁(4)、后側(cè) 壁(5)構(gòu)成，所述床底(3)的坡度為3% 6%，所述后側(cè)壁(5)與所述床底(3)的夾角為 α，且90° < α <120°，該后側(cè)壁(5)的上端豎直設(shè)置有導(dǎo)流板(10);所述濕地床的中后 部豎直設(shè)置有與床底(3)等寬的擋板(6)，該擋板(6)將所述濕地床分割成填料池(7)和集 水池(8)，且擋板(6)下端與所述床底(3)之間留有水流通道；所述填料(1)鋪填在所述填 料池(7)內(nèi)，所述后側(cè)壁(5)的頂端比所述擋板(6)的頂端低；非首級(jí)人工濕地伸入前一級(jí)人工濕地的后側(cè)壁(5)下方，非首級(jí)人工濕地的前端的上 方水平布置有與濕地床等寬的多孔板(9)，該多孔板(9)增大水流與空氣的接觸面積，利用 自由跌水進(jìn)行充分的充氧。
2.按照權(quán)利要求1所述的自由跌水充氧的人工濕地凈化系統(tǒng)，其特征在于設(shè)置在非 首級(jí)人工濕地上方的所述多孔板(9)共2 4塊，且上下間隔布置。
3.按照權(quán)利要求1所述的自由跌水充氧的人工濕地凈化系統(tǒng)，其特征在于所述濕地 床的后側(cè)壁(5)與床底(3)的夾角α為100°。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種自由跌水充氧的人工濕地凈化系統(tǒng)，由階梯狀的多級(jí)人工濕地構(gòu)成，每一級(jí)濕地床的床底(3)坡度為3％～6％，所述后側(cè)壁(5)與所述床底(3)的夾角為α，且90°＜α≤120°，該后側(cè)壁(5)的上端豎直設(shè)置有導(dǎo)流板(10)；濕地床的中后部豎直設(shè)置有與濕地床等寬的擋板(6)，該擋板(6)將所述濕地床分割成填料池(7)和集水池(8)，且擋板(6)下端與所述床底(3)之間留有水流通道，所述后側(cè)壁(5)的頂端比所述擋板(6)的頂端低。該發(fā)明最大限度地利用自由跌水曝氣充氧，具有占地面積小，溶氧水平高、處理效果好、不易產(chǎn)生死角等特點(diǎn)，特別適合帶坡度的特殊地形。
文檔編號(hào)C02F3/32GK102126794SQ201110087030
公開(kāi)日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2011年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月8日
發(fā)明者何強(qiáng), 劉鴻霞, 彭小紅, 歐陽(yáng)琳, 熊開(kāi)生, 王文標(biāo), 王靖喻, 陳志莉 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍后勤工程學(xué)院