高效脱氮水平潜流湿地的制作方法

本发明涉及潜流湿地技术领域，尤其是涉及一种高效脱氮水平潜流湿地。

背景技术：

人工湿地是模拟自然湿地建造的人工生态系统，自20世纪80年代起被广泛应用于多种污染水体的净化研究。而水平潜流湿地又是目前较多采用的人工湿地类型。

水平潜流湿地是以亲水植物为表面绿化物，以砂石土壤为填料，让污水自然渗透过滤的污水净化工程，污水由水平潜流湿地前端的布水区进入，并经湿地床处理净化，最后再由潜流湿地末端排出。在水平潜流湿地系统中，污水在湿地床的内部流动，一方面可以充分利用填料表面生长的生物膜、植物丰富的根系及表层土和填料截流等的作用提高其对污水处理效果和处理能力；另一方面由于水流在地表以下流动，具有保温性能好、处理效果受气候影响小、卫生条件较好的特点。

但是现有技术中的水平潜流湿地仅利用了植物根系的输氧作用，对有机物和重金属等去除效果较好，但脱氮效果欠佳，而且由于我国城市污水中碳氮比(五日生化需氧量与总氮含量之比——bod5/tn)普遍偏低(小于4)，存在反硝化脱氮碳源不足的问题，通常需要外加碳源来提高污水的脱氮效果。例如填添加甲醇、乙酸、乙酸钠等提高碳氮比，以增强污水的脱氮效果。但这些外加碳源经济成本过高，不宜规模化推广。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种高效脱氮水平潜流湿地。

该高效脱氮水平潜流湿地具有结构简单、脱氮效率高、脱氮成本低的优点。

为实现本发明的目的采用如下的技术方案：

第一技术方案的发明为一种高效脱氮水平潜流湿地，该高效脱氮水平潜流湿地包括潜流湿地床，

所述潜流湿地床包括沿水流流动方向依次设置的布水区、碳源投加区和潜流床区，

所述碳源投加区包括由下向上层叠设置的进水层、碳源填料层和溢水层，

在所述布水区和所述碳源投加区之间设置有第一隔层，且在所述第一隔层的与所述进水层对应的部位上设置有进水孔，

在所述潜流床区与所述碳源投加区之间设置有第二隔层，且在所述第二隔层的与所述溢水层对应的部位上设置有溢水孔。

另外，第二技术方案的高效脱氮水平潜流湿地，在第一技术方案的高效脱氮水平潜流湿地基础上，所述高效脱氮水平潜流湿地还包括曝气装置，

所述曝气装置包括曝气器、供气管道和曝气鼓风机，所述曝气器设置于所述进水层内，并通过所述供气管道与所述曝气鼓风机连接。

另外，第三技术方案的高效脱氮水平潜流湿地，在第二技术方案的高效脱氮水平潜流湿地基础上，在所述供气管道上设置有用于调节所述曝气装置的曝气量的调节阀。

另外，第四技术方案的高效脱氮水平潜流湿地，在第一技术方案的高效脱氮水平潜流湿地基础上，在所述碳源填料层中设置有透水填料框，在所述透水填料框中盛装有由农作物秸秆制成的碳源填料。

另外，第五技术方案的高效脱氮水平潜流湿地，在第四技术方案的高效脱氮水平潜流湿地基础上，在所述透水填料框的顶部设置有填料口，且在所述填料口上还设置有过滤板，

所述过滤板的一侧通过铰链与所述透水填料框的顶部框壁铰接，用于开启或关闭所述填料口。

另外，第六技术方案的高效脱氮水平潜流湿地，在第五技术方案的高效脱氮水平潜流湿地基础上，所述过滤板包括第一过滤板和第二过滤板，所述铰链包括第一铰链和第二铰链，

所述第一过滤板通过所述第一铰链安装于所述透水填料框的顶部框壁的靠近所述第一隔层的一侧，所述第二过滤板通过所述第二铰链安装于所述透水填料框的顶部框壁的靠近所述第二隔层的一侧。

另外，第七技术方案的高效脱氮水平潜流湿地，在第六技术方案的高效脱氮水平潜流湿地基础上，所述过滤板还包括栓锁件，所述栓锁件包括设置于所述第一过滤板上的第一栓锁把手、设置于所述第二过滤板上的第二栓锁把手及栓杆，

所述栓杆能够穿装于所述第一栓锁把手和所述第二栓锁把手内，以对所述第一过滤板和所述第二过滤板进行卡锁固定。

另外，第八技术方案的高效脱氮水平潜流湿地，在第七技术方案的高效脱氮水平潜流湿地基础上，在所述第一栓锁把手和所述第二栓锁把手上分别设置有拉绳。

另外，第九技术方案的高效脱氮水平潜流湿地，在第三技术方案的高效脱氮水平潜流湿地基础上，在所述潜流湿地床的靠近所述布水区的一侧还设置有阀门井，所述调节阀和用于给所述布水区供水的供水管路中的供水阀分别设置于所述阀门井中。

另外，第十技术方案的高效脱氮水平潜流湿地，在第一技术方案的高效脱氮水平潜流湿地基础上，沿水流流动方向，所述潜流湿地床还包括设置于所述潜流床区下游的集水区，且在所述集水区的底部设置有排水管路。

结合以上技术方案，本发明带来的有益效果分析如下：

本发明提供了一种高效脱氮水平潜流湿地，该高效脱氮水平潜流湿地包括潜流湿地床，潜流湿地床包括沿水流流动方向依次设置的布水区、碳源投加区和潜流床区，碳源投加区包括由下向上层叠设置的进水层、碳源填料层和溢水层，在布水区和碳源投加区之间设置有第一隔层，且在第一隔层的与进水层对应的部位上设置有进水孔，在潜流床区与碳源投加区之间设置有第二隔层，且在第二隔层的与溢水层对应的部位上设置有溢水孔。

上述的高效脱氮水平潜流湿地在进行使用时，污水首先排入布水区，再经由第一隔层上的进水孔依次流入进水层、碳源填料层和溢水层，最后再经由第二隔层上的溢水孔流入潜流床区，并在潜流床区进行净化处理。碳源填料层能够提高污水的碳氮比，以解决反硝化菌对污水进行反硝化反应时碳源不足的问题，从而提高了对污水的脱氮效果。

该高效脱氮水平潜流湿地具有结构简单、脱氮效率高的优点。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明具体实施例提供的高效脱氮水平潜流湿地的竖向剖视图；

图2为本发明具体实施例提供的高效脱氮水平潜流湿地中的过滤板的示意图。

图标：100-布水区；210-进水层；220-碳源填料层；221-第一过滤板；2210-第一栓锁把手；222-第二过滤板；2220-第二栓锁把手；223-栓杆；224-拉绳；230-溢水层；300-潜流床区；410-曝气器；420-调节阀；500-阀门井；600-集水区。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面根据本发明提供的高效脱氮水平潜流湿地的结构，对其具体实施例进行说明。

图1为本发明具体实施例提供的高效脱氮水平潜流湿地的竖向剖视图；图2为本发明具体实施例提供的高效脱氮水平潜流湿地中的过滤板的示意图。

如图1和图2所示，本实施例提供了一种高效脱氮水平潜流湿地，该高效脱氮水平潜流湿地包括潜流湿地床，潜流湿地床包括沿水流流动方向依次设置的布水区100、碳源投加区和潜流床区300，碳源投加区包括由下向上层叠设置的进水层210、碳源填料层220和溢水层230，在布水区100和碳源投加区之间设置有第一隔层，且在第一隔层的与进水层210对应的部位上设置有进水孔，在潜流床区300与碳源投加区之间设置有第二隔层，且在第二隔层的与溢水层230对应的部位上设置有溢水孔。

该高效脱氮水平潜流湿地在进行使用时，污水首先排入布水区100，再经由第一隔层上的进水孔依次流入进水层210、碳源填料层220和溢水层230，最后再经由第二隔层上的溢水孔流入潜流床区300，并在潜流床区300进行净化处理。碳源填料层220能够提高污水的碳氮比，以解决反硝化菌对污水进行反硝化反应时碳源不足的问题，从而提高了对污水的脱氮效果。该高效脱氮水平潜流湿地具有结构简单、脱氮效率高的优点。

进一步地，高效脱氮水平潜流湿地还包括曝气装置，曝气装置包括曝气器410、供气管道和曝气鼓风机，曝气器410设置于进水层210内，并通过供气管道与曝气鼓风机连接。

曝气装置能够提高污水的溶氧量，利于提高好氧硝化菌的生物活性，进一步提高硝化菌对的污水的脱氮效率，且将曝气器410设置于进水层210内，能使曝气器410的输出的空气能随污水向上进入碳源填料层220，增加了空气与污水接触的时间，更有利于氧气在污水中溶解。

更进一步地，在供气管道上设置有用于调节曝气装置的曝气量的调节阀420。

调节阀420能够根据污水的实际流量来进行调节曝气装置的曝气量，防止曝气量过多或过少。

另外，在碳源填料层220中设置有透水填料框，在透水填料框中盛装有由农作物秸秆制成的碳源填料。

与传统的外加甲醇、乙酸以提高污水碳氮比的方法相比，本发明将农作物秸秆作为碳源填料并通过透水填料框装入碳源填料层220中，提高了污水碳氮比的同时，还极大的降低了经济成本。

值得说明的是，透水填料框能够防止农作物秸秆从中泄漏。

进一步地，在透水填料框的顶部设置有填料口，且在填料口上还设置有过滤板，过滤板的一侧通过铰链与透水填料框的顶部框壁铰接，用于开启或关闭填料口。这样的结构能够便于往透水填料框补充添加农作物秸秆。

更进一步地，过滤板包括第一过滤板221和第二过滤板222，铰链包括第一铰链和第二铰链，第一过滤板221通过第一铰链安装于透水填料框的顶部框壁的靠近第一隔层的一侧，第二过滤板222通过第二铰链安装于透水填料框的顶部框壁的靠近第二隔层的一侧。这样的结构能更便于过滤板开启或关闭填料口。

再进一步地，过滤板还包括栓锁件，栓锁件包括设置于第一过滤板221上的第一栓锁把手2210、设置于第二过滤板222上的第二栓锁把手2220及栓杆223，栓杆223能够穿装于第一栓锁把手2210和第二栓锁把手2220内，以对第一过滤板221和第二过滤板222进行卡锁固定。设置栓锁件能够提高过滤板对填料口的盖合牢固性，防止污水流量较大时将过滤板冲刷打开。

再进一步地，在第一栓锁把手2210和第二栓锁把手2220上分别设置有拉绳224。拉绳224能够便于在往透水填料框补充添加农作物秸秆时打开第一过滤板221和第二过滤板222。

另外，在潜流湿地床的靠近布水区100的一侧还设置有阀门井500，调节阀420和用于给布水区100供水的供水管路中的供水阀分别设置于阀门井500中。阀门井500能够保护调节阀420和供水阀，防止误触或外界因素损坏。

另外，沿水流流动方向，潜流湿地床还包括设置于潜流床区300下游的集水区600，且在集水区600的底部设置有排水管路。这样的结构能够便于将潜流床区300内净化后的污水排出。

以上对本发明的具体结构进行了说明，下面说明其使用方式。

上述的高效脱氮水平潜流湿地在进行使用时，污水首先排入布水区，再经由第一隔层上的进水孔依次流入进水层、碳源填料层和溢水层，最后再经由第二隔层上的溢水孔流入潜流床区，并在潜流床区进行净化处理。碳源填料层能够提高污水的碳氮比，以解决反硝化菌对污水进行反硝化反应时碳源不足的问题，从而提高了对污水的脱氮效果。

以上对本发明的具体实施例的结构进行了说明，但是不限于此。

例如，在上述的具体实施方式中，高效脱氮水平潜流湿地还包括曝气装置，曝气装置包括曝气器、供气管道和曝气鼓风机，曝气器设置于进水层内，并通过供气管道与曝气鼓风机连接。

但是不限于此，也可不设置上述的曝气装置，同样不影响该高效脱氮水平潜流湿地的正常使用功能，但是按照具体实施方式的结构，设置上述的曝气装置，能够提高污水的溶氧量，利于提高好氧硝化菌的生物活性，达到进一步提高硝化菌对的污水的脱氮效率的有益效果。

另外，在上述的具体实施方式中，在供气管道上设置有用于调节曝气装置的曝气量的调节阀。

但是不限于此，在供气管道上也可不设置上述的调节阀，同样不影响曝气装置的曝气供氧功能，但是按照具体实施方式的结构，在供气管道上设置上述的调节阀，能达到调节曝气装置的曝气量，防止曝气量过多或过少的有益效果。

另外，在上述的具体实施方式中，在碳源填料层中设置有透水填料框，在透水填料框中盛装有由农作物秸秆制成的碳源填料。

但是不限于此，碳源填料可不设置为的木屑或一些其他的含碳物料，可实现为污水补充含碳两的功能即可，但是按照具体实施方式的结构，将农作物秸秆作为碳源填料，来源广、经济成本低。

另外，在上述的具体实施方式中，在透水填料框的顶部设置有填料口，且在填料口上还设置有过滤板，过滤板的一侧通过铰链与透水填料框的顶部框壁铰接，用于开启或关闭填料口。

但是不限于此，过滤板也可设置成较为沉重的压板，可实现开启或关闭填料口的功能即可，但是按照具体实施方式的结构，将过滤板通过铰链与透水填料框的顶部框壁铰接，能达到便于开启或关闭填料口的有益效果。

另外，在上述的具体实施方式中，过滤板包括第一过滤板和第二过滤板，铰链包括第一铰链和第二铰链，第一过滤板通过第一铰链安装于透水填料框的顶部框壁的靠近第一隔层的一侧，第二过滤板通过第二铰链安装于透水填料框的顶部框壁的靠近第二隔层的一侧。

但是不限于此，过滤板也可仅设置为一个或三个或更多，可实现过滤板能通过铰链开启或关闭填料口的功能即可。

另外，在上述的具体实施方式中，过滤板还包括栓锁件，栓锁件包括设置于第一过滤板上的第一栓锁把手、设置于第二过滤板上的第二栓锁把手及栓杆，栓杆能够穿装于第一栓锁把手和第二栓锁把手内，以对第一过滤板和第二过滤板进行卡锁固定。

但是不限于此，也可不设置上述的栓锁件，将上述的第一过滤板第二过滤板设置沉重的压板，同样可实现对填料口的盖合的功能，但是按照具体实施方式的结构，设置上述的栓锁件，能达到提高过滤板对填料口的盖合牢固性，防止污水流量较大时将过滤板冲刷打开的有益效果。

另外，在上述的具体实施方式中，在第一栓锁把手和第二栓锁把手上分别设置有拉绳。

但是不限于此，也可不设置上述的拉绳，同样不影响第一过滤板和第二过滤板正常使用的功能，但是按照具体实施方式的结构，设置上述的拉绳，能达到方便打开第一过滤板和第二过滤板的有益效果。

另外，在上述的具体实施方式中，在潜流湿地床的靠近布水区的一侧还设置有阀门井，调节阀和用于给布水区供水的供水管路中的供水阀分别设置于阀门井中。

但是不限于此，也可不设置上述的阀门井，同样不影响该高效脱氮水平潜流湿地的正常使用功能，但是按照具体实施方式的结构，设置上述的阀门井，能达到保护调节阀和供水阀、防止其被误触或损坏的有益效果。

另外，在上述的具体实施方式中，沿水流流动方向，潜流湿地床还包括设置于潜流床区下游的集水区，且在集水区的底部设置有排水管路。

但是不限于此，也可不设置上述的集水区，同样不影响该高效脱氮水平潜流湿地的正常使用功能，但是按照具体实施方式的结构，设置上述的集水区，能达到便于将潜流床区内净化后的污水排出的有益效果。

另外，本发明的高效脱氮水平潜流湿地，可由上述实施方式的各种结构组合而成，同样能够发挥上述的效果。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。