[发明专利]一种斜底式潜流人工湿地组合系统

说明书

技术领域

本发明属于环境工程技术领域，涉及一种适用于山地、丘陵、水体坡岸等斜坡地区的各类污水处理的斜底式复合垂直流人工湿地系统。

背景技术

山地和丘陵地区由于人口和污染源较为分散，缺乏足够大的平地空间，通常难以建设大型污水处理设施来对该地区的生活污水、工业废水、农牧业面源污染等各类污水进行集中处理。人工湿地技术是一项根据自然湿地水质净化原理建立的污水净化技术，通过人为地将土壤、沙、石等材料按一定比例组成基质，并栽种经过选择的耐污植物，培育多种微生物，利用植物、基质及微生物的共同作用对污染物进行吸附、吸收和降解。人工湿地按水位在基质表面以上或以下，可以分为表面流人工湿地和潜流人工湿地两种类型。潜流人工湿地根据水流方向又可分为水平流、上行流、下行流和复合垂直流几种类型。人工湿地技术由于污水处理效果好，同时兼具投资少、能耗低、运行费用省、维护管理简单、景观生态相容性好等优点，被广泛应用于生活污水、市政污水、地表径流、农业面源污染、矿山废水、农场废水等各类污水处理。由于兼具以上优点，人工湿地技术极为适合于分散污染源治理，在山地和丘陵地区的污水处理中拥有很大的应用前景。然而，现有的人工湿地技术对土地平整性的要求极为严格。为避免出现死水区和基质层上部空间闲置，各类人工湿地设计规范均要求湿地底部坡降不宜超过1%。对土地进行平整不仅大大增加了人工湿地建设成本，而且有可能受限于地形条件而导致人工湿地无法建设。这直接限制了人工湿地技术在山地和丘陵地区的应用。

针对上述难题，已有研究者做了初步探索。如申请号为200410065916.1的专利，利用桩板设置植物种植区，构建多级斜底式人工湿地护坡。面源污染从上至下依次流过各级植物种植区，得到净化。由于该申请实质是一种护坡系统，无法达到人工湿地滞留并原位净化污水的良好处理效果。申请号为200910199374.X的专利开发的斜面潜流人工湿地，存在湿地池体上半部分空间无法储水的问题，申请号为201310475839.6的专利开发的斜面潜流人工湿地，存在池体下半部分斜面空间不能利用及池体无法储水的问题，导致人工湿地净化空间严重压缩，净化能力受限。申请号为201210030589.0和201410229651.8的专利分别开发了各具特色的可用于斜坡的人工湿地系统，该两种人工湿地均存在湿地底部需要平整的问题，导致湿地建设难度较大，建设成本较高。此外，由于采用垂直流形式，导致斜坡纵向空间没有得到有效利用，并存在布水管网较为复杂，增加建设成本等问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷，而提供一种能适用于斜坡地形、净化效果好、结构简单、施工简便、成本低廉的斜底式潜流人工湿地组合系统。

本发明的技术解决方案是：人工湿地组合系统是依斜坡坡度由上而下呈阶梯状分布的至少三级池体单元串联连接组成，该池体单元的池底是一个斜坡坡面，从上至下依次为曝气池单元、水平流人工湿地单元、上行流人工湿地单元。

本发明的技术解决方案中所述的至少三级池体单元的池体是由池底、内墙、外墙、进水侧挡墙和出水侧挡墙围设而成，池底是一个斜坡坡面，内墙和外墙分别设在斜坡上下位置，各级池体单元之间通过隔墙相隔，该隔墙既是本级池体单元的外墙，又是下一级湿地单元的内墙，各级池体单元的进水侧挡墙和出水侧挡墙的上沿与本级池体单元的外墙上沿平齐，分别连接在内墙和外墙的两端。

本发明的技术解决方案中所述的曝气池单元设在人工湿地组合系统的上端，曝气池单元内等距安装有曝气装置。

本发明的技术解决方案中所述的曝气池单元上设有分别安装在进水侧挡墙和出水侧挡墙上部的进水管和出水管，进水管水平高度高于出水管水平高度，水流在曝气池单元中沿池体长轴方向水平流动。

本发明的技术解决方案中所述的水平流人工湿地单元至少一级，水平流人工湿地单元设在曝气池单元的下方，池体内装填有基质，基质上种植有湿地植物。

本发明的技术解决方案中所述的水平流人工湿地单元上设有与曝气池单元安装方式一致的进水管和出水管，水流在水平流人工湿地单元中沿池体长轴方向水平流动，池体内设有与基质深度一致的通气管，通气管等距垂直安装在基质中。

本发明的技术解决方案中所述的上行流人工湿地单元至少一级，上行流人工湿地单元设在水平流人工湿地单元的下方，池体内装填有基质，基质上种植有湿地植物。