人工湿地净水系统的制作方法

本公开涉及环境保护领域，具体地，涉及一种人工湿地净水系统。

背景技术：

利用湿地处理水质污染始于20世纪50年代。处理污水的湿地可以分为人工湿地和自然湿地，其中人工湿地指通过人工构建、引种植物并加以严格的水力条件控制来处理废水中污染物质的湿地。人工湿地作为一种生态型污水处理技术，具有建设成本和运行成本低、处理效果好、兼有生态修复功能和营造生态景观等特点。近年来，人工湿地技术逐渐开始受到了人们的重视，并已在部分地区得到了应用，但现有技术往往存在占地面积大、出水量小、容易堵塞以及效率低的问题。

技术实现要素：

本公开的目的是提供一种人工湿地净水系统，该系统占地面积小，净水效率高，可以广泛适用于工业废水及村镇生活污水等的净化。

为了实现上述目的，本公开提供一种人工湿地净水系统，该系统包括：净水池，所述净水池形成有污水空间、清水空间以及位于所述污水空间和清水空间之间的处理空间，所述处理空间具有第一拦截坝和第二拦截坝；

所述处理空间内具有净水单元，所述净水单元包括第一净水床和第二净水床，所述第一净水床从所述第一拦截坝垂直地朝向第二拦截坝延伸，并与第二拦截坝之间留有第一间隙，所述第一间隙中设置有第一挡板，所述第一挡板的两端分别与第一净水床和第二拦截坝连接，所述第二净水床从所述第二拦截坝垂直地朝向第一拦截坝延伸，并与第一拦截坝之间留有第二间隙，所述第二间隙中设置有第二挡板，所述第二挡板的两端分别与第二净水床和第一拦截坝连接；所述第一拦截坝与所述第一净水床连接的位置延伸至所述净水池外侧壁的部分向下凹陷以使所述污水空间内的污水进入所述处理空间，所述第二拦截坝与所述第二净水床连接的位置延伸至所述净水池外侧壁的部分向下凹陷以使所述处理空间内经过净化后的清水进入所述清水空间；所述第一净水床和第二净水床分别为具有根孔结构的植物填料和土壤的混合物；

该系统还包括密闭穿过所述的污水空间外侧壁的进水管，以及密闭穿过所述清水空间外侧壁的出水管。

可选地，所述净水池的外侧壁和底部包覆有土工膜。

可选地，所述第一挡板的高度比所述第二挡板的高度高5-15cm。

可选地，所述净水单元的数量为2-5个，所述第一拦截坝与所述2-5个净水单元中最接近所述净水池外侧壁的第一净水床连接的位置延伸至所述净水池外侧壁的部分向下凹陷以使所述污水空间内的污水进入所述处理空间，所述第二拦截坝与所述2-5个净水单元中最接近所述净水池外侧壁的第二净水床连接的位置延伸至所述净水池外侧壁的部分向下凹陷以使所述处理空间内经过净化后的清水进入所述清水空间。

可选地，所述2-5个净水单元中的每一对相邻的净水单元中，位于水流方向上方的所述净水单元中的第二挡板的高度比位于水流方向下方的相邻净水单元中的第一挡板的高度高5-15cm。

可选地，所述出水管具有开关阀。

可选地，所述具有根孔结构的植物与土壤的比例为1:(1-5)。

可选地，所述污水空间和清水空间的底部分别铺设有土壤层，所述土壤层种植有具有根孔结构的植物。

可选地，所述第一净水床和第二净水床的顶部分别铺设有土壤层，所述土壤层种植有具有根孔结构的植物。

可选地，所述处理空间的数量为2-5个，所述2-5个处理空间中的每一对相邻的处理空间之间形成有处理间空间。

通过上述技术方案，本公开采用具有根孔结构的植物与土壤混合作为净水床填料，可以形成具有表面流湿地、潜流湿地及垂直流湿地综合特征的人工湿地净水系统，占地面积小，净水效率高，可以广泛适用于工业废水及村镇生活污水等的净化。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开提供的人工湿地系统的一种具体实施方式俯视图；

图2是图1中断面A的示意图；

图3是图1中断面B的示意图。

附图标记说明

1 净水池 2 第一拦截坝

3 第二拦截坝 4 污水空间

5 处理空间 6 清水空间

7 第一净水床 8 第二净水床

9 第一挡板 10 第二挡板

11 进水管 12 出水管

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

本公开提供一种人工湿地净水系统。图1是本公开提供的人工湿地系统的俯视图，如图1所示，该系统包括：净水池1，所述净水池1形成有污水空间4、清水空间6以及位于所述污水空间4和清水空间6之间的处理空间5，所述处理空间5具有第一拦截坝2和第二拦截坝3。该系统还包括密闭穿过所述的污水空间4外侧壁的进水管11，用于引入污水，以及密闭穿过所述清水空间6外侧壁的出水管12，用于引出清水。本公开提供的人工湿地净水系统可以整体位于地表以下，以便于污水的引入和清水的引出，净水池的外侧壁高度可以设置为高于地表一定的距离，以防止地面污染物进入系统，所高出的距离可以根据实际需要进行调整，例如可以为10-50cm，优选为30cm。本领域技术人员可以理解的是，由于处理空间5两侧的第一拦截坝2和第二拦截坝3的存在，以将不同区域的水分隔开来，得以使净水池1形成有污水空间4、清水空间6和处理空间5。第一拦截坝2和第二拦截坝3的位置没有具体的限制，也即污水空间4、处理空间5和清水空间6的大小没有具体的限制，可以根据实际的污水负荷量进行设计。第一拦截坝2和第二拦截坝3可以采用不透水的材料制成，或者，可以采用透水但不透污泥等污染物的材料制成。为了避免水流失，所述净水池1的外侧壁和底部可以包覆有不透水材料，例如土工膜。

污水空间4不仅可以作为污水的容纳空间，还可以令污水在其中进行沉淀以得到初步的净化然后再进入处理空间5。所述处理空间5内具有净水单元，所述净水单元包括第一净水床7和第二净水床8。图2是图1中断面A的示意图，如图1和图2所示，所述第一净水床7从所述第一拦截坝2垂直地朝向第二拦截坝3延伸，并与第二拦截坝3之间留有第一间隙，所述第一间隙中设置有第一挡板9，所述第一挡板9的两端分别与第一净水床7和第二拦截坝3连接，所述第二净水床8从所述第二拦截坝3垂直地朝向第一拦截坝2延伸，并与第一拦截坝2之间留有第二间隙，所述第二间隙中设置有第二挡板10，所述第二挡板10的两端分别与第二净水床8和第一拦截坝2连接；所述第一拦截坝2与所述第一净水床7连接的位置延伸至所述净水池1外侧壁的部分向下凹陷以使所述污水空间4内的污水进入所述处理空间5，所述第二拦截坝3与所述第二净水床8连接的位置延伸至所述净水池1外侧壁的部分向下凹陷以使所述处理空间5内经过净化后的清水进入所述清水空间6。净水单元采用回型水流结构，具体地，图1是本公开提供的人工湿地净水系统的一种具体实施方式，其中具有2个净水单元，如图1中的箭头方向所示，污水从第一拦截坝2与第一净水床7连接的位置延伸至净水池1外侧壁的部分进入处理空间后，既可以沿第一净水床7的方向横向运动，也可以纵向地经过第一净水床7，当水流横向运动至第一挡板9处时可以漫过第一挡板9进入第一净水床7与第二净水床8之间的区域，之后，水流反向地朝向第一拦截坝2横向流动，以及纵向经过第二净水床8，流至第二挡板10处后漫过第二挡板10，以此类推，最后在第二拦截坝3与所述第二净水床8连接的位置延伸至所述净水池1外侧壁的部分流出处理空间5进入清水空间6，可见，水流按照回型路线最大距离地在处理空间5内流动，同时垂直地流经净水床，从而形成了具有水平潜流湿地及垂直流湿地综合特征的系统，污水净化的效率高，系统占地面积小。第一拦截坝2的高度设置为局部较低以控制污水可以在特定的位置进入处理空间5，从而实现污水最大距离地流经净水单元以最大程度的提高净水效果，同样地，第二拦截坝3的高度设置为局部较低从而使得经过最大程度的净化后所得到的清水流入清水空间。

本实用新型的发明人在长期的研究中发现，植物根孔既可以形成水体流动的高速通道，也是营养物质的重要吸收场所。植物根系与土壤基质、土壤微生物、水、空气等可以组成“多介质界面”，主要是植物根系在生长过程中以及根系死亡后在土壤中形成的大孔隙，不仅可以改变水流通过速度，同时由于其复杂的氧化还原状态还可以促进溶质运移转换。另一方面，植物根际的根系分泌物进入土壤后，将影响到根际微生物系统进而改变根孔周围的微观环境，加速营养物质的迁移转化速率，有利于水质净化。基于上述原因，本实用新型将植被根孔原理与湿地技术进行有机组合得到本公开提供的人工湿地净水系统，明显地提高了污水处理效率。因此，第一净水床7和第二净水床8可以分别为具有根孔结构的植物填料和土壤的混合物，此处的植物填料可以是指植物死亡后得到的植物根茎体系，将其切割为合适的大小后与土壤进行混合。为了进一步提高净水效率，所述具有根孔结构的植物填料与土壤的比例可以根据实际情况进行调整，例如可以为1:(1-5)，优选为1:3。所述具有根孔结构的植物填料可以为芦苇秸秆等。

通过控制系统中的水位和水的流速可以进一步调节污水的净化效果。为了控制处理空间内不同区域的水位以引导水流方向，所述第一挡板9的高度可以比所述第二挡板10的高度高5-15cm，优选为10cm。这样，较高的第一挡板9可以使水流更多的以垂直的方向流经第一净水床7，从而提升净水效果，第一挡板9和第二挡板10的高度差也可以使净水床之间的区域的水位具有高度差。

所述净水单元的数量可以根据实际需要进行设计，例如可以为2-5个。当所述净水单元的数量为2-5个时，所述第一拦截坝2与所述2-5个净水单元中最接近所述净水池1外侧壁的第一净水床7连接的位置延伸至所述净水池1外侧壁的部分向下凹陷以使所述污水空间4内的污水仅从该位置进入所述处理空间5，所述第二拦截坝3与所述2-5个净水单元中最接近所述净水池1外侧壁的第二净水床8连接的位置延伸至所述净水池1外侧壁的部分向下凹陷以使所述处理空间5内经过净化后的清水仅从该位置进入所述清水空间6。

为了控制不同区域的水位以引导水流方向，当所述净水单元的数量为2-5个时，所述2-5个净水单元中的每一对相邻的净水单元中，位于水流方向上方的所述净水单元中的第二挡板10的高度比位于水流方向下方的相邻净水单元中的第一挡板9的高度高5-15cm，优选为10cm。这样，可是使得多个净水床之间区域的水位按照水流的方向依次降低，如图3所示。

为了进一步控制系统中的水位以提高净水效果，所述出水管12可以具有开关阀。当清水空间6内的水位较低时，可以使开关阀关闭，从而使污水在处理空间5内停留的时间更长而提高净水效果；当清水空间6内的水位较高时，打开开关阀使清水流出。

为了进一步提高净水效果，所述污水空间4和清水空间6的底部可以分别铺设有土壤层，所述土壤层种植有具有根孔结构的植物。同样地，所述第一净水床7和第二净水床8的顶部也可以分别铺设有土壤层，所述土壤层种植有具有根孔结构的植物。所述具有根孔结构的植物可以为芦苇、香蒲等具有较好污水处理能力的物种。这样，污水在上述区域内也可以得到净化，系统形成了具有表面流湿地、潜流湿地及垂直流湿地的综合特征，净化效率更高。

所述处理空间5的数量可以根据实际需要进行调整，本公开提供的人工湿地净水系统中的处理空间5的数量为至少一个，为了进一步提高净水效果，所述处理空间5的数量也可以为2-5个，当所述处理空间5的数量为2-5个时，所述2-5个处理空间5中的每一对相邻的处理空间5之间形成有处理间空间。污水经过第一个处理空间后流入处理间空间内，在处理间空间内可以进行沉淀净化，然后再继续向下一个处理空间流动，直到经过最后一个处理空间后，经过净化得到的清水进入清水空间。所述处理间空间的底部也可以铺设有土壤层，所述土壤层种植有具有根孔结构的植物。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。