本实用新型涉及水处理技术，特别是涉及一种无动力脉冲式人工湿地处理系统的技术。
背景技术：
社会高速发展，环境问题问题日益严重，人工湿地污水处理工艺相较于其他传统污水工艺处理效果好、运行维护费用低等、景观效果好等特点，在现代污水处理领域被广泛关注。人工湿地按出水布水的方式不同可分为表流人工湿地和潜流人工湿地，潜流人工湿地又根据布水流向可分为水平潜流人工湿地和垂直潜流人工湿地。表流人工湿地污染物负荷较低一般用于污水深度处理；水平潜流人工湿地，污染物负荷较表流湿地高，但湿地因为水平自流布水，往往会有部分死区域，湿地不能充分利用。垂直潜流人工湿地污染物负荷高，且垂直潜流人工湿地通过湿地表面均匀分布的布水管，重力自流布水，湿地床体利用率极高，因此垂直潜流人工湿地较表流湿地和水平潜流人工湿地受到更广泛的应用。
但是垂直潜流人工湿地在实际应用中也存在一定问题。垂直潜流人工湿地需要压力设备将污水输送至湿地表面布水，需要消耗电能和需要定期维护机械设备，这给垂直潜流人工湿地这一生态污水处理工艺大范围推广造成一定影响，特别是一些山区，水处理设施运行维护不便利。
技术实现要素：
针对上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型旨在提供一种无动力、维护简单、污水处理效果好的垂直流人工湿地污水处理系统。
为了达到上述技术目的，本实用新型提供的技术方案为：
所述无动力脉冲式垂直潜流人工湿地系统包括依次连通的格栅井（1）、多级预处理池（2）、脉冲布水罐（3）和垂直潜流人工湿地（4）；所述脉冲布水罐（3）上部设有进水管（31）和通气管（32），所述通气管（32）未与脉冲布水罐（3）连通的一端弯曲朝下，所述进水管（31）与多级预处理池（2）连通；所述脉冲布水罐（32）底部设有水平布置的排渣管（33）；所述脉冲布水罐（3）底部设有出水管，所述出水管一侧设有水平布置的排气管（35），出水管与垂直潜流人工湿地（4）连通；所述脉冲布水罐（3）内腔设有倒置的U型管（37），所述U型管（37）一端延伸并与布水罐（3）底部的出水管连通；所述U型管（37）一端延伸的部分与导气管（38）一端连通，所述导气管（38）的另一端在布水罐（3）内腔内延伸至U型管（37）顶部上方，所述导气管（38）延伸至U型管（7）顶部一端的端口弯曲朝下。
优选地，所述通气管（3）未与脉冲布水罐本体（1）连通的一端呈108°弯曲朝下；所述所述导气管（7）延伸至U型管（6）顶部一端的端口呈108°弯曲朝下。
优选地，所述排渣管（33）出口处设有排渣阀（34），所述排气管（35）出口设有排气阀（36）。
优选地，所述格栅井（1）内设有格栅（11），格栅井（1）的进水口和出水口分别位于格栅（1）两侧。
优选地，所述格栅（11）垂直设于格栅井（1）内的中部。
优选地，所述格栅井（1）的出水口与多级预处理池（2）的进水口连通；所述多级预处理池（2）内腔分为至少三个腔室，相邻腔室之间通过弯管（21）连通；所述多级预处理池（2）的出水口与进水管（31）连通。
优选地，所述垂直潜流人工湿地（4）包括复合介质层（42）和设置在复合介质层（42）上的湿地植物层；所述湿地植物层中设有布水器（41），所述布水器（41）与脉冲布水罐（3）出水管连通；所述复合介质层（42）底部铺设有集水管（43），所述集水管（43）延伸到垂直潜流人工湿地（4）的外部，在集水管（43）延伸到垂直潜流人工湿地（4）外部的一侧设有液位控制器（44）。
优选地，所述格栅井（1）、多级预处理池（2）和脉冲布水罐（3）顶部均设有检修孔。
下面对本实用新型作进一步说明：
本实用新型所述无动力脉冲式垂直潜流人工湿地系统包括格栅井、多级预处理池、脉冲布水罐、垂直潜流人工湿地；
所述格栅井两端设置有一个进水口和一个出水口，格栅井中部安装有一个格栅，起大块漂浮物拦截功能。
所述多级预处理池两端设置有一个进水口和一个出水口，多级预处理池一般为3-4仓，各仓室通过长1-1.5米的弯管连通。多级沉淀池每仓室上设置有一个直径为0.5-0.8m的检修孔，便于后期多级预处理池检修。多级预处理池主要起污染物水解和沉淀作用，降低污水中大分子污染物浓度和降低悬浮物质浓度，从而降低后续湿地处理污染物负荷。
所述脉冲布水罐设置有一个进水口、一个通气孔、一个排渣孔、一个排气孔、一个出水口。脉冲布水罐为SUS304不锈钢材质，脉冲布水罐进水口于多级预处理池通过法兰连通。通气孔在罐体上部，通气孔直径2-10cm，通气孔出气端呈180度向下弯曲。排渣口位于罐体侧面下部，排渣口设置有阀门，控制排杂口开关，排渣口处还设置有法兰，便于后期冲洗维护。排气孔设置在罐体底部出水口上，排气口设置有阀门，控制排气口开关，排气孔设置是为防止脉冲布水罐出水口出水发生气堵。出水口位于罐体底部，出水口内有一段同心管，同心管向罐内延伸有一倒置U型管，倒置U型管为脉冲布水罐最核心部件，倒置U型管在罐体内开口距罐底距离为20-40cm。同心管底部一侧设置有一根导气管，导气管主要部分呈L型伸至罐体内，高度高于倒置U型管顶部，L型管顶部呈180度向下弯曲。脉冲布水罐设置有一个直径为0.5-0.8的检修孔，便于后期检修。
所述垂直潜流型人工湿地设置有一个湿地进水管和一个湿地出水口。湿地进水管与脉冲布水罐底部出水管连通。垂直潜流人工湿地表面均匀设置有布水器，单个布水器服务面积1-1.5平方米，布水器所在管道和湿地进水管相连。布水器下方有厚度为0.6-1.2m的复合介质层，由不同级配的沙石组成。复合介质层上种植有植物，植物起吸收污水中营养物质和给介质床提供氧气的作用。复合介质底部设置有环形闭合的集水管道，集水管道延伸至湿地外侧，作为湿地出水口。出水口设置有集水管道液位控制器，液位器为L型可转动管道，通过L型管道转动位置控制湿地内部水位，L型管可转动部分长度为0.4-0.6m。
本实用新型实施例使用时，外出污水通过管道进入格栅井，通过格栅拦截去除污水中大块漂浮物。格栅井出水进入多级预处理池，污水在多级预处理池内进行厌氧水解和沉淀，前一仓污水通过弯管自流进入下一仓室，最后一仓污水通过多级预处理池出水管进入脉冲布水罐。污水进入脉冲布水罐，罐内水位升高，当罐内水位超过倒置U型管最高点时，倒置U型管内刚好充满了污水，发生虹吸现象，产生脉冲出水，直至水位到达U型管在罐内端所处水位，空气进入U型管破坏虹吸，脉冲布水停止。脉冲布水罐气压通过脉冲布水罐通气孔与大气平衡。罐内底部有固态物质沉积，可通过脉冲布水罐排渣口排出。当脉冲布水罐出水管发生气堵时，通过脉冲布水罐排气管排出。脉冲布水罐出水进入垂直潜流人工湿地布水器在湿地表面均匀布水，污水经湿地植物、复合介质层、湿地微生物三者净化，最后达标排放到湿地外部。湿地运行初期为保证湿地植物生长，将液位控制器直立，保证湿地内有一定水位，让植物生长存活，植物生长到一定程度后，将液位控制器平置，以保证湿地出水顺畅。
本实用新型提供的无动力脉冲式潜流人工湿地系统，不需要额外提供动力，污水经格栅井和多级预处理池撇渣、水解、沉淀后，通过脉冲布水罐和脉冲布水罐与潜流人工湿地高差实现间歇性脉冲式布水，再通过垂直潜流湿地进行污水深度处理。本实用新型不仅通过脉冲罐布水解决了传统垂直潜流湿地需要机械动力布水这一问题，还提供了一套完善的污水处理工艺。本实用新型具有节约能源、运行维护简单、水净化效果好等特点，非常适用于农村生活污水处理，特别适用于山区污水处理工程中污水处理终端工程。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图。
图中：1、格栅井；2、多级预处理池；3、脉冲布水罐；4、垂直潜流人工湿地；11、格栅；21、弯管；31、进水管；32、通气管；33、排渣管；34、排渣阀；35、排气管；36、排气阀；37、U型管37；38、导气管；41、布水器；42、复合介质层；43、集水管；44液位控制器。
具体实施方式
参见图1，所述无动力脉冲式垂直潜流人工湿地系统包括依次连通的格栅井1、多级预处理池2、脉冲布水罐3和垂直潜流人工湿地4；所述脉冲布水罐3上部设有进水管31和通气管32，所述通气管32未与脉冲布水罐3连通的一端呈108°弯曲朝下，所述进水管31与多级预处理池2连通；所述脉冲布水罐32底部设有水平布置的排渣管33；所述脉冲布水罐3底部设有出水管，所述出水管一侧设有水平布置的排气管35，出水管与垂直潜流人工湿地4连通；所述脉冲布水罐3内腔设有倒置的U型管37，所述U型管37一端延伸并与布水罐3底部的出水管连通；所述U型管37一端延伸的部分与导气管38一端连通，所述导气管38的另一端在布水罐3内腔内延伸至U型管37顶部上方，所述导气管38延伸至U型管7顶部一端的端口呈108°弯曲朝下。
其中，所述排渣管33出口处设有排渣阀34，所述排气管35出口设有排气阀36。所述格栅井1内设有格栅11，格栅井1的进水口和出水口分别位于格栅1两侧。所述格栅11垂直设于格栅井1内的中部。
所述格栅井1的出水口与多级预处理池2的进水口连通；所述多级预处理池2内腔分为至少三个腔室，相邻腔室之间通过弯管21连通；所述多级预处理池2的出水口与进水管31连通。，所述弯管21一端连通相邻的腔室，另一端弯曲朝下；所述弯管21设置在多级预处理池2有效水深0.3以下的位置。
所述垂直潜流人工湿地4包括复合介质层42和设置在复合介质层42上的湿地植物层；所述湿地植物层中设有布水器41，所述布水器41与脉冲布水罐3出水管连通；所述复合介质层42底部铺设有集水管43，所述集水管43延伸到垂直潜流人工湿地4的外部，在集水管43延伸到垂直潜流人工湿地4外部的一侧设有液位控制器44。
所述格栅井1、多级预处理池2和脉冲布水罐3顶部均设有检修孔。