[发明专利]一种基质空间改进型人工湿地系统及污水净化方法

权利要求书

1.一种基质空间改进型人工湿地系统，其特征在于：包括进水装置、出水装置和用于过滤和净化污水的基质层，所述基质层包括至少两层功能区，所述功能区内设置有用于过滤和净化污水的填料，所述功能区之间设置有分隔装置。

2.根据权利要求1所述的基质空间改进型人工湿地系统，其特征在于：所述基质层包括两层功能区，分别为位于下层的第一功能区和位于上层的第二功能区，所述分隔装置为可透水的透水分隔装置；所述进水装置与第一功能区的底部连通，所述出水装置与第二功能区的顶部连通；污水通过所述进水装置输入所述第一功能区的底部并向上流动，穿过所述透水分隔装置从而进入第二功能区的底部，并从第二功能区底部向上流动到达第二功能区的顶部，使第二功能区填料处于饱和状态，再由所述出水装置排出。

3.根据权利要求1所述的基质空间改进型人工湿地系统，其特征在于：所述基质层包括两层功能区，分别为位于下层的第一功能区和位于上层的第二功能区，所述分隔装置为不透水的防渗透分隔装置，所述防渗透分隔装置上设置有穿透管，所述穿透管穿透所述防渗透分隔装置，所述穿透管下端置于第一功能区中，上端向上延伸至第一功能区上部；所述进水装置与第一功能区的底部连通，所述出水装置与第二功能区的底部连通，污水通过所述进水装置输入所述第一功能区的底部并向上流动，从所述穿透管下端进入穿透管，污水在穿透管内继续上行，并从穿透管上端将污水分配到第二功能区的上部，并在重力作用下向下渗流到第二功能区底部，由所述出水装置排出，使第二功能区填料处于不饱和状态。

4.根据权利要求2或3所述的基质空间改进型人工湿地系统，其特征在于：所述第一功能区设置软式填料或/和漂浮填料，用于形成生物膜或为微生物提供附着载体；所述软式填料包括多空隙填料、可形成颗粒悬浊液的絮凝体填料的至少一种；所述可形成颗粒悬浊液的絮凝体填料包括硫酸铝、氯化铝、硫酸铁、氯化铁、聚丙烯酰胺、硅藻土、粘土、活性炭颗粒、污泥、藻体、菌体、植物纤维碎屑、絮凝剂、聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合氯化铁、聚合硫酸铁的任意一种或其组合；所述漂浮填料漂浮在第一功能区内的水体上方，但包括密度比水小的颗粒填料、片状填料体或搭配浮体以漂浮的其它类型填料。

5.根据权利要求4所述的基质空间改进型人工湿地系统，其特征在于：所述第一功能区为结构分隔的完全独立空间，或局部分隔形成的相对空间，所述第一功能区设置结构支撑骨架以支撑所述第二功能区的压力，所述结构支撑骨架为金属、塑料、碳纤维、砖混或砼造的支撑结构。

6.根据权利要求2或3所述的基质空间改进型人工湿地系统，其特征在于：所述第二功能区内设置硬质过滤填料，包括砾石、砂石、金属、树脂、陶粒、活性炭、生物炭，所述硬质过滤填料中混合有轻质填料。

7.根据权利要求1所述的基质空间改进型人工湿地系统，其特征在于：湿地基质层的第一、第二功能区内设置有多个水平或/和垂直的子功能区，使污水按设定路径流经各子功能区。

8.根据权利要求1所述的基质空间改进型人工湿地系统，其特征还在于：还包括至少一个补充功能装置，用于向不同区域的基质空间输入溶液、气体、固体等调节物质以调节基质空间内组分的理化生性质；所述调节物质包括硫酸铝、氯化铝、硫酸铁、氯化铁、聚丙烯酰胺、硅藻土、粘土、活性炭颗粒、污泥、藻体、菌体、植物纤维碎屑、絮凝剂、聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合氯化铁、聚合硫酸铁、酸碱溶液、空气、甲烷、发酵产气体、糖类、油脂、有机酸、有机酸酯、小分子醇的任意一种或其组合。

9.根据权利要求8所述的基质空间改进型人工湿地系统，其特征在于：所述补充功能装置包括气体补充装置，所述气体补充装置包括布气装置、输气管和气源，所述布气装置设置在基质层中；所述输气管上设置有物质补充口，布气装置包括布气通道，通过布气管道向基质层补充所述调节物质。