本实用新型是关于水环境湿地修复技术，既可以预防堵塞又可以强化净化效果的一种潜流湿地设计，通过耦合悬浮填料层及微曝气装置，提高湿地水体净化能力及其本身的防堵塞性能，用以应对不同负荷的受污染水体净化。
背景技术：
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堵塞、短流及死区问题是制约人工湿地工程化应用的瓶颈，科学的床体结构设计及合理的运行方式是保证人工湿地高效运行的前提，人工湿地使用过程中会产生填料淤堵现象，极大地限制了水体净化功效，填料淤堵处理方法工作量大、耗资较多，且具有破坏性，因此，寻找合适的填料材料，防止人工湿地填料淤堵对水环境治理具有重要的实际意义。另外，处理污染物浓度较高的水体时，首先普通的填料难以满足高负荷的水体净化要求，其次由于湿地中溶解氧往往不足以满足浓度较大的水体处理需求，人工强化曝气是保证净化效果的有效手段。
常用的填料主要有：土壤、细沙、粗沙、砾石、碎瓦片或灰渣等构成，密度在1.30～2.65g/cm3之间，具有不同的粒径分布。由于常规填料堆积体空隙一般是固定的，吸附在填料上的污染物会逐渐在具有一定大小的空隙上累积，最终造成湿地床体的堵塞。除了污染物累积会造成堵塞，高营养环境下生物量的持续增多也是原因之一。
本实用新型所采取的填料为悬浮填料。市场上由不同厂家(如大连宇都环境技术材料有限公司等)生产的悬浮填料粒径在5mm-100mm不等，形状为柱状、环状、蜂窝状等。本实用新型选择粒径10-15mm，挂膜湿水后密度等于或略小于水的密度(1g/cm3)，可悬浮在水里，显示出流化特性。由于投配比为0.7-0.8，悬浮填料并没有充满整个填料层，颗粒之间空隙具有一定的弹性，从而可以防止填料发生淤积。当污水负荷增大的时候，悬浮填料层及微孔曝气管的耦合能够大幅度的提高水体净化效率。
技术实现要素：
本实用新型是关于水环境湿地修复技术，既可以预防堵塞又可以强化净化效果的一种潜流湿地设计，通过填料的选取、装配及曝气管道的配置，解决人工湿地基质堵塞及湿地溶解氧不足的问题，从而强化人工湿地的水体净化效果。
一种变负荷防堵塞人工湿地水质净化结构，其特征在于：
净化结构从上至下依次包括流化填料层、固定填料层及曝气管；
净化结构池深1.5m-2m，流化填料层、固定填料层的厚度分别为0.6m-0.8m；进水区设置在固定填料层的下方，进水区内设置有曝气管，曝气管下面预留0.2-0.3m作为淤泥收集区；流化填料层上方铺设一层孔径小于1cm的筛网，流化填料层设有出水口；
流化填料层，由粒径小于10-15mm的悬浮填料填装，在挂膜湿水后密度为0.9-1g/cm3，体积投配比为0.7-0.8；
固定填料层，由粒径大小为5-16mm的填料填装。
进一步，所述孔径小于1cm的筛网的上方设置用于种植植物的孔板，孔板上布设孔隙，孔径为5cm，孔心间距为10-15cm。
应用所述净化结构，其特征在于：从进水区进水后，固定填料层对进入湿地的水体进行初步的处理并起到布水的作用；曝气采用底部曝气形式，使溶解氧浓度在0.5-0.8mg/l之间；随着水体通过流化填料层的量逐渐提高，流化填料层的填料颗粒全部悬浮于流体中，净化后的水从出口流出；受筛网的阻挡作用，悬浮填料颗粒能够保持不被水体带出。
本实用新型可处理生活污水及常规污水厂尾水，其中生活污水通过该结构设计的湿地后，COD可降低50％-70％，氨氮可降低30％-40％，全磷可降低30％-40％，BOD可降低50％-60％。
附图说明
图1结构布置示意图
具体实施方式
本实用新型包括种植孔板、流化填料层(第一层)、固定填料层(第二层)及微孔曝气管组成。本实用新型池深1.5m-2m，长：宽控制在2:1-5:1之间，第一层、第二层的厚度分别为0.6m-0.8m。其中，曝气采用传统的底部曝气形式，曝气结构包含空气压缩机、曝气管、微孔曝气头。曝气气水比设置为2:1-6:1，使溶解氧浓度在0.5-0.8mg/l之间。微孔曝气管下面预留0.2m-0.3m作为淤泥收集区，池低采用重力收集方法收集淤泥，即用水泥砂浆由中间向两端分别抹出坡度为3％-10％的坡面出来，并于两端向下深挖宽0.2-0.4m、深0.2-0.3m的集泥渠，集泥渠的渠底设置坡度为5％-10％的坡度，使淤泥通过重力作用经集泥渠收集口流出。视水质情况而确定淤泥清理情况，1年清理1-2次。第二层为常规的固定填料层，由粒径分布均匀的砂砾等常规填料填装，例如：砂砾粒径大小为5-16mm，粒径级配参照《人工湿地污水处理技术导则(RISN-TG006-2009)》。对进入湿地的水体进行初步的处理并起到布水的作用。第一层为流化填料层，由粒径10-15mm的悬浮填料填装，在挂膜湿水后密度为0.9-1g/cm3，体积投配比为0.7-0.8。利用附着生物量高效去除污染，填料在填料层内可以停留于任何位置，水体来源量大及曝气时随水流动或自由流化。当水体通过流化填料层的量逐渐提高到某值时，颗粒出现松动，颗粒间空隙增大，床层体积出现膨胀，直至水量达到填料层不能维持固定状态。此时，填料颗粒全部悬浮于流体中。出水口设置筛网，第一层上层设置种植孔板，其上布设孔隙，孔径为5cm，孔心间距为10-15cm，孔板的下层铺设一层孔径为5mm的筛网，用于拦截悬浮填料。受种植孔板及筛网的阻挡作用，悬浮填料颗粒能够保持不被水体带出。
种植孔板可以种植水生植物，例如美人蕉、菖蒲、花叶芦竹、芦苇等。
本实用新型针对多种污染负荷的污水，可处理生活污水、受污染河水及常规污水厂尾水。其中生活污水通过该结构设计的湿地后，COD可降低50％-70％，氨氮可降低30％-40％，全磷可降低30％-40％，BOD可降低50％-60％。本实用新型利用了悬浮填料具有流化特性，填料颗粒之间空隙可根据障碍物的累积程度及大小来变化，从而可以有效的防止填料发生堵塞。另外，悬浮型流化填料层及曝气管的耦合大幅提高了湿地的水体处理能力及效率，又能有效的防止由于反应而产生的填料堵塞。