本发明涉及人工湿地处理污水技术领域，具体涉及一种下行式深水垂直流人工湿地。
背景技术：
下行式垂直流人工湿地是一种常见的潜流人工湿地形式，污水由上至下纵向穿过湿地床层，在纵向流的过程中污水依次经过不同的填料层，达到净化的目的。下形式垂直流人工湿地是最常见的垂直流人工湿地形式，脱氮除磷效率高，是热门的研究方向。
传统的下行垂直流人工湿地，填料层深度较深而且需要在湿地表面和底面设置穿孔配水管和收水管，建设成本较高，而且由于湿地表面种满植物，植物根系容易生长到表层的配水管的管孔内，造成管道堵塞。依靠配水管配水很难做到完全均匀布水，湿地植物也基本为挺水植物。研究表明，常规下形式垂直流人工湿地因配水不均匀至少导致对污染物的去除率降低了10％以上，沉水植物的水质净化能力可比挺水植物强2倍以上，若能经常清洗沉水植物叶片还能使沉水植物的水质净化能力提升50％。因此，针对现有垂直流人工湿地技术中存在的不足之处，研究一种配水均匀，管道不易堵塞，能种植沉水植物，净水效果好，建设成本低的新型下行式垂直流人工湿地甚为必要。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种下行式深水垂直流人工湿地，配水均匀，管道不易堵塞，能种植沉水植物，净水效果好，建设成本低的。
本发明的目的通过以下技术措施实现：
一种下行式深水垂直流人工湿地，包括湿地池，所述的湿地池的侧壁设置有出水渠，湿地池的底部从下至上依次设置有下填料层和上填料层，下填料层内埋设有收水管系统，收水管系统包括主管和支管，主管一端通过弯头与设置在出水渠内的立管底端连接，主管与支管连接，主管和支管上均开设有收水孔，上填料层上种植有沉水植被层和人工水草，湿地池的上部侧壁设置有进水管，湿地池内还设置有悬浮填料和曝气机，出水渠的下部侧壁设置有总出水管，总出水管上设置有总出水管阀门。
如上所述的进水管的管道轴线比上填料层的顶面高1.0～1.4m，立管顶端的高度比上填料层的顶面高0.8～1.0m，总出水管的管道轴线比上填料层的顶面低0.2～0.3m。
如上所述的进水管设置在湿地池的远离出水渠的侧壁。
如上所述的上填料层上自进水管至出水渠方向依次种植有沉水植被层和人工水草。
如上所述的悬浮填料为直径100～150mm的多孔旋转球形悬浮填料，悬浮填料在上填料层上方的待处理水体中的填充密度为120～150个/m3。
如上所述的沉水植被层为苦草、菹草、金鱼藻、狐尾藻中的一种或多种。
如上所述的人工水草为纤维材质人工水草。
如上所述的上填料层为粒径15～30mm的碎石填料，厚度为0.2～0.3m；
下填料层为粒径40～60mm的碎石填料，厚度为0.2～0.3m。
如上所述的主管为多根且平行设置，相邻的主管的间距为4～6m，每根主管分别与多根支管正交连接，每根主管上的相邻支管的间距为2～3m。
如上所述的出水渠的宽度大于等于0.5m，出水渠上盖设有出水渠盖板，出水渠盖板为混凝土盖板或不锈钢格栅盖板。
本发明相对于现有技术，具有以下有益效果为：
1、本发明充分利用沉水植物的水质净化能力，湿地池内水自上而下流动，综合利用了沉水植物的根系以及叶片来净化水体，净化效率高，通过设置悬浮填料和人工水草更进一步提升了湿地的净化能力，保证了湿地冬季在植物无法生长时的去除效率。
2、本发明湿地池内水位高，水体深度大，不须要修建配水渠和在湿地顶部设置覆盖整个填料层范围的配水管进行配水，而且进水的配水效果比起常规下行垂直流人工湿地的配水管均匀得多，还避免了配水管管道堵塞的问题，节省了建设成本。
3、湿地池顶部的曝气机既可以给水体曝气充氧，又能起到扰动悬浮填料的作用，提升悬浮填料污染物处理能力，还能形成水流冲力配合悬浮填料的扰动对沉水植物叶片进行清洗，提升沉水植物水质净化能力，水体扰动还能使得配水更均匀。
附图说明
图1是本发明的上部平面图；
图2是本发明的下部平面图；
图3是本发明的剖面图。
其中：1-湿地池；2-进水管；3-曝气机；4-悬浮填料；5-沉水植被层；6-人工水草；7-上填料层；8-下填料层；9-收水管系统；10-主管；11-支管；12-四通；13-弯头；14-立管；15-出水渠；16-总出水管；17-总出水管阀门；18-出水渠盖板；19-地面；20-水面。
具体实施方式
为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
如图1～3所示，一种下行式深水垂直流人工湿地，包括湿地池1，所述的湿地池1的侧壁设置有出水渠15，湿地池1的底部从下至上依次设置有下填料层8和上填料层7，下填料层8内埋设有收水管系统9，收水管系统9包括主管10和支管11，主管10一端通过弯头13与设置在出水渠15内的立管14底端连接，主管10与支管11连接，主管10和支管11上均开设有收水孔，上填料层7上种植有沉水植被层5和人工水草6，湿地池1的上部侧壁设置有进水管2，湿地池1内还设置有悬浮填料4和曝气机3，出水渠15的下部侧壁设置有总出水管16，总出水管16上设置有总出水管阀门17。
进水管2的管道轴线比上填料层7的顶面高1.0～1.4m，立管14顶端的高度比上填料层7的顶面高0.8～1.0m，总出水管16的管道轴线比上填料层7的顶面低0.2～0.3m。
进水管2设置在湿地池1的远离出水渠15的侧壁。
上填料层7上自进水管2至出水渠15方向依次种植有沉水植被层5和人工水草6。
悬浮填料4为直径100～150mm的多孔旋转球形悬浮填料，悬浮填料4在上填料层7上方的待处理水体中的填充密度为120～150个/m3。
沉水植被层5为苦草、菹草、金鱼藻、狐尾藻中的一种或多种。
人工水草6为纤维材质人工水草。
上填料层7为粒径15～30mm的碎石填料，厚度为0.2～0.3m；
下填料层8为粒径40～60mm的碎石填料，厚度为0.2～0.3m。
主管10为多根且平行设置，相邻的主管10的间距为4～6m，每根主管10分别与多根支管11正交连接，每根主管10上的相邻支管11的间距为2～3m。
出水渠15的宽度大于等于0.5m，出水渠15上盖设有出水渠盖板，出水渠盖板为混凝土盖板或不锈钢格栅盖板。
进水管2为pe或upvc管，主管10为dn100～150的硬式透水管，支管11为dn50～100的硬式透水管，支管11对称分布于主管10两侧，通过四通连接在主管上，四通12为upvc材质，弯头13为upvc材质90°弯头，立管14为upvc管，总出水管16为pe管或upvc管，总出水管阀门17为蝶阀，尺寸规格与总出水管16相匹配。
实施例2：
湿地池1的长×宽×深＝10m×8m×1.8m。
进水管2比上填料层7的顶面高1.0m，为dn200的pe管。
曝气机3为单台功率1.2kw的浮水曝气机，共设4台，均匀布置于湿地池1内。
悬浮填料4为直径100mm的多孔旋转球形悬浮填料，填充密度为150个/m3。
沉水植被层5为菹草，布置密度为9丛/㎡，沉水植被层5的布置区域面积为上填料层7顶面面积的2/3。
人工水草6为纤维材质人工水草，布置密度为9丛/㎡，人工水草6的布置区域面积为上填料层7顶面面积的1/3。
上填料层7为粒径15～20mm的碎石填料，厚度为0.2m。
下填料层8为粒径40～50mm的碎石填料，厚度为0.2m。
主管10为dn100的硬式透水管，每根主管均长10m，相邻两根主管10平行布置，间距为4m。
支管11为dn50的硬式透水管，每根支管11长度为1.8m，对称分布于主管10两侧，每根主管10上的相邻支管11等间距平行布置，间距为2m，支管与主管垂直，整体呈“王”字形分布。
四通12为upvc材质，连接主管10和支管11。
弯头13为dn100的upvc90°弯头。
立管14为dn100的upvc管，立管14顶端的高度比上填料层7的顶面高0.8m。
出水渠15长×宽×深＝8m×0.5m×1.8m。
总出水管16为dn200的pe管，总出水管16的管道轴线比上填料层7的顶面低0.2m。
总出水管阀门17为dn200蝶阀。
出水渠盖板18为混凝土盖板。
其他与实施例1相同。
本实施例设于一污染较严重的自然水体旁，进水为自然水体经沉淀池沉淀18h后的出水，处理水量为40m3/d。在连续运行的6个月里运行稳定，湿地出水通畅，沉水植物生长良好。
表1实施例2运行水质监测结果
实施例3：
湿地池1长×宽×深＝15m×12m×2.3m。
进水管2的管道轴线比上填料层7的顶面高1.4m，进水管2为dn250的upvc管。
曝气机3为单台功率1.5kw的浮水曝气机，共设4台，均匀布置于湿地池1内。
悬浮填料4为直径150mm的多孔旋转球形悬浮填料，填充密度为120个/m3。
沉水植被层5为狐尾藻，布置密度为6丛/㎡，沉水植被层5的布置区域面积为上填料层7顶面面积的2/3。
人工水草6为纤维材质人工水草，布置密度为6丛/㎡，人工水草6的布置区域面积为上填料层7顶面面积的1/3。
上填料层7为粒径20～30mm的碎石填料，厚度为0.3m。
下填料层8为粒径50～60mm的碎石填料，厚度为0.3m。
主管10为dn150的硬式透水管，每根主管均长15m，相邻两根主管10间距为6m。
支管11为dn100的硬式透水管，每根支管12长度为2.8m，对称分布于主管10两侧，通过四通12连接在主管10上，相邻支管11等间距平行布置，相邻支管11间距为2m，支管与主管垂直，整体呈“王”字形分布。
四通12为upvc材质，连接主管10和支管11。
弯头13为dn150的upvc90°弯头。
立管14为dn150的upvc管，立管14顶端的高度比上填料层7的顶面高1.0m。
出水渠15的长×宽×深＝12m×0.8m×2.3m，出水渠15上设有总出水管16，出水渠15的顶部设有出水渠盖板18。
总出水管16为dn250的upvc管，总出水管16的管道轴线比上填料层7的顶面低0.3m。
总出水管阀门17为dn250蝶阀。
出水渠盖板18为不锈钢格栅盖板。
其他与实施例1相同。
本实施例设于一污染较严重的自然水体旁，进水为自然水体经沉淀池沉淀18h后的出水，处理水量为90m3/d。在连续运行的6个月里运行稳定，湿地出水通畅，沉水植物生长良好。
表2实施例3运行水质监测结果
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。