一种沟渠式多阶表面流人工湿地的制作方法

本实用新型涉及一种沟渠式多阶表面流人工湿地，属于生态修复技术领域。

背景技术：

随着工农业的不断发展，水污染呈现愈发严重的趋势，引起水资源短缺、水体恶化等。污水处理工艺和净化方法的研究和开发一直处于不断前进的过程中，人工湿地污水处理技术也在不断创新和发展中。人工湿地是一个综合的生态系统，它应用生态系统中的物种共生、物质循环再生原理，结构与功能协调原则，获得污水处理与资源化的最佳效益。对于污水中氮、磷等物质的处理，人工湿地具有投资较少、操作简单、运行费用低等优势。

传统表面流人工湿地存在以下不足：1)需要较庞大的植物净化系统对污染物进行净化，从而导致湿地面积过大；2)由于所需面积过大，从而导致土地成本和建设成本高；3)净化过程中，湿地系统容易快速淤积，维护成本高；4)对污水净化功效不强，去除污染物质效率不稳定。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种沟渠式多阶表面流人工湿地，提高污水净化效率、增强污水净化功能。

为了实现上述目的，本实用新型采用的一种沟渠式多阶表面流人工湿地，包括由高到低呈阶梯式布置的第一阶表面流人工湿地、第二阶表面流人工湿地和第三阶表面流人工湿地；

所述第一阶表面流人工湿地上设有进水口，第三阶表面流人工湿地上设有出水口；

所述第一阶表面流人工湿地的占地面积为多阶表面流人工湿地的30％，第二阶表面流人工湿地的占地面积为多阶表面流人工湿地的20％，第三阶表面流人工湿地的占地面积为多阶表面流人工湿地的50％。

作为改进，所述第一阶表面流人工湿地包括湿地体、布置在湿地体表面的浮水植物、及安装在湿地体一端的导水管；

所述湿地体上接有所述的进水口，所述导水管用于将污水从湿地体排入至第二阶表面流人工湿地。

作为改进，所述浮水植物采用水蕹菜、菱角、水葫芦中的至少一种。

作为改进，所述第二阶表面流人工湿地包括基质床、设置在基质床一侧的集水池、及与集水池连接的虹吸导水管；经基质床处理的污水流入集水池，经虹吸导水管排入第三阶表面流人工湿地。

作为改进，所述第三阶表面流人工湿地包括若干交错布置的基质坝、及由基质坝形成的之字形沟渠；所述基质坝上设有挺水植物，所述之字形沟渠内设有沉水植物，之字形沟渠的末端接有所述出水口，经第二阶表面流人工湿地处理后的污水进入基质坝，流经之字形沟渠后经出水口排出。

作为改进，所述挺水植物采用茭白、美人蕉、菖蒲中的至少一种，挺水植物在基质坝上的栽种规格为3-5株/m。

作为改进，所述沉水植物采用狐尾藻、金鱼藻、马来眼子菜中的至少一种。

作为改进，所述基质坝由下至上包括细砂粒层、沸石层和生物陶粒层。

与现有技术相比，本实用新型的沟渠式多阶表面流人工湿地，在发挥表面流人工湿地功能的同时发挥生态沟渠功能，有效提升基质吸附、微生物处理及水生植物吸收等净化污水功效；该沟渠式多阶表面流人工湿地，为污水处理提供了一种系统稳定、高效复氧、强效净化的思路，能有效实现生物处理污水和生态深处理污水的有机统一。

本实用新型利用第一阶表面流人工湿地与第二阶表面流人工湿地间的高度差，使污水顺利流入第二阶表面流人工湿地中，有效解决了污水净化过程中do不足的缺点，通过基质床的孔隙复氧作用，增加污水水体中do含量，发挥好氧处理的作用，提高好氧硝化效率。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中第一阶表面流人工湿地的结构示意图；

图3为本实用新型中第二阶表面流人工湿地的结构示意图；

图4为本实用新型中第三阶表面流人工湿地的结构示意图；

图中：1、第一阶表面流人工湿地，11、湿地体，12、导水管，13、浮水植物，2、第二阶表面流人工湿地，21、基质床，22、集水池，23、虹吸导水管，3、第三阶表面流人工湿地，31、沉水植物，32、挺水植物，33、基质坝，4、进水口，5、出水口。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面对本实用新型进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限制本实用新型的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术术语和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同，本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

如图1所示，一种沟渠式多阶表面流人工湿地，包括由高到低呈阶梯式布置的第一阶表面流人工湿地1、第二阶表面流人工湿地2和第三阶表面流人工湿地3；例如，由高到低每级湿地高度差为0.5m，呈阶梯式布置的第一阶表面流人工湿地1、第二阶表面流人工湿地2和第三阶表面流人工湿地3；第一阶表面流人工湿地1至第二阶表面流人工湿地2，利用高度差形成势能动力，对水体进行复氧作用；第二阶表面流人工湿地2至第三阶表面流人工湿地3，利用高度差，利于虹吸导流管对水体的虹吸作用；

所述第一阶表面流人工湿地1上设有进水口4，第三阶表面流人工湿地3上设有出水口5；

所述第一阶表面流人工湿地1的占地面积为多阶表面流人工湿地的30％，第二阶表面流人工湿地2的占地面积为多阶表面流人工湿地的20％，第三阶表面流人工湿地3的占地面积为多阶表面流人工湿地的50％。污水在经过预处理后，通过进水管进入第一阶表面流人工湿地系统，污水中的颗粒物质及杂质被沉降，避免颗粒物质及杂质对第二阶表面流人工湿地和第三阶表面流人工湿地的基质造成堵塞；污水进入第一阶表面流人工湿地后，浮水植物对污水中的氮、磷等物质进行吸收去除。

作为实施例的改进，如图2所示，所述第一阶表面流人工湿地1包括湿地体11、布置在湿地体11表面的浮水植物13、及安装在湿地体11一端的导水管12；

所述湿地体11上接有所述的进水口4，所述导水管12用于将污水从湿地体11排入至第二阶表面流人工湿地2。

作为实施例的改进，所述浮水植物13采用水蕹菜、菱角、水葫芦中的至少一种。

作为实施例的改进，如图3所示，所述第二阶表面流人工湿地2包括基质床21、设置在基质床21一侧的集水池22、及与集水池22连接的虹吸导水管23；其中，基质床21中的基质为生物陶粒，粒径为20-30mm，基质层厚度为10-30cm，为生物附着场，生物陶粒表面多微孔，比表面积大，适合各类微生物的生长，在其表面能形成稳定的、高活性的生物膜，对污水进行好氧处理；

经第一阶表面流人工湿地1处理的污水流入集水池22，经虹吸导水管23排入第三阶表面流人工湿地3。利用虹吸导水管23的虹吸作用，使得基质床21中的水位随之呈波动性起伏，从而使基质床孔隙不断的复氧，污水被好氧硝化。

作为实施例的改进，如图4所示，所述第三阶表面流人工湿地3包括若干交错布置的基质坝33、及由基质坝33形成的之字形沟渠；

所述基质坝33上设有挺水植物32，所述之字形沟渠内设有沉水植物31，之字形沟渠的末端接有所述出水口5，经第二阶表面流人工湿地2处理后的污水进入基质坝33，流经之字形沟渠后经出水口5排出。

作为实施例的改进，所述挺水植物32采用茭白、美人蕉、菖蒲中的至少一种，挺水植物32在基质坝33上的栽种规格为3-5株/m。

作为实施例的改进，所述沉水植物31采用狐尾藻、金鱼藻、马来眼子菜中的至少一种。

作为实施例的改进，所述基质坝33由下至上包括厚度为10cm细砂层，主要作用为阻隔颗粒物，并于表面形成生物膜，对污水进行生物处理作用；厚度为10cm沸石层，主要对污水中的磷进行吸附处理；厚度为10cm生物陶粒层，为生物附着场，生物陶粒表面多微孔，比表面积大，适合各类微生物的生长，在其表面能形成稳定的、高活性的生物膜，对污水进行好氧处理。根据人工湿地的尺寸设计所述基质坝33的数量，基质坝33是使用网状物(如网子)把基质进行固定，使得基质更换便利、结构固定；其中，基质坝33的一端固定在第三阶表面流人工湿地3的侧壁上，另一端与另一侧壁间设有一定的间距(例如间距可以为基质坝33的宽度)。

首先，污水由进水口4进入第一阶表面流人工湿地1，污水中的颗粒物质及杂质被沉降，避免颗粒物质及杂质对第二阶表面流人工湿地2和第三阶表面流人工湿地3的基质造成堵塞；同时第一阶表面流人工湿地1中的浮水植物13对污水中的氮、磷等物质进行吸收去除；

经过第一阶表面流人工湿地1处理后的污水，通过导水管12排入第二阶表面流人工湿地2，污水在此过程中得到复氧，进入基质床21中的污水溶解氧含量高，为基质床21附着的好氧微生物提供大量的溶解氧，好氧微生物对污水进行好氧处理；基质床21中的基质对污水中的氮、磷等物质进行吸附处理；基质床21前端设置有集水池22，集水池22上装有虹吸导流管23，集水池22中的污水通过虹吸导流管23虹吸进入第三阶表面流人工湿地3；同时，第二阶表面流人工湿地2中的污水，通过虹吸导流管23的虹吸作用，污水在基质床21中的高低起伏，使得基质床21周而复始被复氧，进一步为基质床21附着的好氧微生物提供大量的溶解氧，使好氧微生物对污水进行好氧处理；

所述第三阶表面流人工湿地3与第二阶表面流人工湿地2间存在高度差，以便污水能通过虹吸导流管23顺利进入第三阶表面流人工湿地3内，同时第三阶表面流人工湿地3中设置多个相互交错的基质坝33，使第三阶表面流人工湿地3中形成之字形沟渠，污水通过虹吸导流管23进入第三阶表面流人工湿地3，之字形沟渠中的沉水植物31与基质坝33上的挺水植物32对污水中的氮、磷等物质进行吸收处理；基质坝33对污水中的氮、磷等物质进行吸附处理，另外基质坝33上附着的微生物对污水进行生物处理。

污水经过一系列的净化深处理后，经出水口5排入自然水体中。

实施例1

在徐州市邳州市瑞丰木业有限公司生活污水处理工程应用中，采用本发明沟渠式多阶表面流人工湿地对污水进行处理：

进水cod均值为52.31mg/l，经处理后的出水cod均值为8.81mg/l，平均去除率为83.16％；

进水nh4⁺-n均值为9.57mg/l，经处理后的出水nh4⁺-n均值1.78mg/l，平均去除率为81.40％；

进水tp均值为1.57mg/l，经处理后的出水tp均值为0.45mg/l，平均去除率为71.34％。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。