一种多段多级潮汐流和复合垂直流人工湿地系统的制作方法

本技术属于污水处理，具体涉及一种多段多级潮汐流和复合垂直流人工湿地系统。

背景技术：

1、2021年，国家发布《关于推进污水资源化利用的指导意见》（发改环资〔2021〕13号），明确要求实施区域再生水循环利用工程，推动建设污染治理、生态保护、循环利用有机结合的综合治理体系，在污水厂排放口因地制宜建设人工湿地水质净化等工程设施，对处理达标后的排水和微污染河水进一步净化改善后，纳入区域水资源调配管理体系。

2、传统人工湿地在用于生活污水或市政污水处理时，要求水力负荷小、人工湿地面积大，处理单位体积的污水所需的土地成本高，成为其推广应用的限制因素。此外，人工湿地对有机物的去除、硝化和反硝化所需要条件具有差异性，传统人工湿地进水碳源通常反硝化阶段前已被部分降解，使得反硝化所需要的碳源不足。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种多段多级潮汐流和复合垂直流人工湿地系统，以解决现有污水处理厂尾水处理设施投资较大、运行成本高、维护复杂等问题。

2、本实用新型的技术方案是：一种多段多级潮汐流和复合垂直流人工湿地系统，包括多段串联的人工湿地模块，每段人工湿地模块包括依次连接的i级复合垂直流人工湿地、ii级潮汐流人工湿地、iii级复合垂直流人工湿地和iv级复合垂直流人工湿地，相邻的人工湿地模块之间通过连通管相连，第一段人工湿地模块中的i级复合垂直流人工湿地连接总进水管，最后一段人工湿地模块中的iv级复合垂直流人工湿地连接总出水管； i级复合垂直流人工湿地、ii级潮汐流人工湿地、iii级复合垂直流人工湿地和iv级复合垂直流人工湿地上均种植有湿地植物。

3、作为本实用新型的进一步改进，i级复合垂直流人工湿地由i级竖直板分隔为i级下向流湿地和i级上向流湿地，i级竖直板底部设有i级过水孔； i级下向流湿地和i级上向流湿地内自下而上依次填筑有i级下鹅卵石层、i级粗粒碎石滤料层、i级细粒碎石滤料层和i级上鹅卵石层；i级下向流湿地（205）的i级上鹅卵石层内埋设有i级穿孔布水管，i级上向流湿地的i级上鹅卵石层内埋设有i级穿孔集水管，i级穿孔集水管连接i级出水管。

4、作为本实用新型的进一步改进，每段人工湿地模块设有多个ii级潮汐流人工湿地，多个ii级潮汐流人工湿地并联；ii级潮汐流人工湿地顶部连接ii级进水管，ii级进水管上设有进水阀门；ii级潮汐流人工湿地底部连接ii级出水管，ii级出水管上设有出水阀门。

5、作为本实用新型的进一步改进，ii级潮汐流人工湿地还并联有ii级超越管，ii级超越管上设有ii级超越阀门。

6、作为本实用新型的进一步改进，ii级潮汐流人工湿地内自下而上依次填筑有ii级下鹅卵石层、ii级建筑固废砾石层和ii级上鹅卵石层；ii级下鹅卵石层内埋设有ii级穿孔布水管，ii级穿孔布水管连接ii级进水管；ii级上鹅卵石层内埋设有ii级穿孔集水管，ii级穿孔集水管连接ii级出水管。

7、作为本实用新型的进一步改进，iii级复合垂直流人工湿地由iii级竖直板分隔为iii级下向流湿地和iii级上向流湿地，iii级竖直板底部设有iii级过水孔； iii级下向流湿地和iii级上向流湿地内自下而上依次填筑有iii级陶粒滤料层、iii级沸石滤料层和iii级鹅卵石层；iii级下向流湿地的iii级鹅卵石层内埋设有iii级穿孔布水管，iii级穿孔布水管连接iii级进水管，iii级上向流湿地的iii级鹅卵石层内埋设有iii级穿孔集水管。

8、作为本实用新型的进一步改进，iv级复合垂直流人工湿地由iv级竖直板分隔为iv级下向流湿地和iv级上向流湿地，iv级竖直板底部设有iv级过水孔； iv级下向流湿地和iv级上向流湿地内自下而上依次填筑有iv级下鹅卵石层、iv级粗粒废砖块滤料层、iv级中粒废砖块滤料层、iv级细粒废砖块滤料层和iv级上鹅卵石层；iv级下向流湿地的iv级上鹅卵石层内埋设有iv级穿孔布水管，iv级上向流湿地的iv级上鹅卵石层内埋设有iv级穿孔集水管。

9、作为本实用新型的进一步改进，总进水管上连接有超越总管，超越总管上连接有多个超越支管，超越支管一一对应地连接至各连通管，超越支管上设有支管超越阀门。

10、作为本实用新型的进一步改进，iii级进水管上设有抽吸泵。

11、本实用新型的有益效果是：

12、1. 本实用新型设计了多段人工湿地模块，在人工湿地模块内将多级复合垂直流人工湿地和潮汐流人工湿地相结合，发挥了两者的优势，形成了缺氧（a）—好氧（o）的运行方式，多段人工湿地模块形成了多级“ao”的人工湿地处理模式。

13、2. 人工湿地模块内，潮汐流人工湿地后端设置两级复合垂直流人工湿地，有利于进水中有机物的进一步去除，此外不同基质的复合垂直流人工湿地还能起到滤池过虑的作用，有利于进一步去除悬浮物（ss）。

14、3. 复合垂直流人工湿地一直处于淹没状态，内部溶解氧较低，属于厌氧或缺氧状态，并联的多个潮汐流人工湿地进行交替充水和排水，提高了氧的传输速率和消耗量，保证了人工湿地内良好的硝化效果，有利于污水中nh4+-n的去除。

15、4. 本实用新型人工湿地系统利用植物净化水质的同时，能够通过光合作用吸收固定一定的co2，减少了co2的排放，践行了“碳达峰，碳中和”的国家低碳战略。在“双碳”背景下将节能技术应用推广到污水处理厂为水处理中，对于解决污水处理厂尾水处理难题，具有很好的借鉴意义。

16、5. 本实用新型在总进水管上设置了超越总管，超越总管通过超越支管连接至各连通管，可实现各人工湿地模块分段进水，有利于提升污水处理量。

17、6. 本实用新型设置了与ii级潮汐流人工湿地并联的ii级超越管，进水可超越ii级潮汐流人工湿地直接进入下一级复合垂直流人工湿地。在气温较高的季节，通过超越运行，有助于延长潮汐流人工湿地的使用寿命，同时有助于节能。分段进水能够将实现碳源的合理分配并提高反硝化脱氮效率，有利于进一步提升脱氮除磷的效果。

18、7. 建筑固废砾石和废砖块是我国城市建筑垃圾的一部分，本实用新型使用建筑固废砾石和废砖块填料，践行了“以废治废”的低碳理念。

19、8. 本实用新型将复合垂直流人工湿地与潮汐人工湿地相结合，可借助地势，依次设置成由高向低的形式，污水可通过重力自流，不需要能量输入，节约了能耗。

技术特征：

1.一种多段多级潮汐流和复合垂直流人工湿地系统，其特征在于：包括多段串联的人工湿地模块，每段人工湿地模块包括依次连接的i级复合垂直流人工湿地（2）、ii级潮汐流人工湿地（3）、iii级复合垂直流人工湿地（4）和iv级复合垂直流人工湿地（5），相邻的人工湿地模块之间通过连通管（102）相连，第一段人工湿地模块中的i级复合垂直流人工湿地（2）连接总进水管（101），最后一段人工湿地模块中的iv级复合垂直流人工湿地（5）连接总出水管（104）； i级复合垂直流人工湿地（2）、ii级潮汐流人工湿地（3）、iii级复合垂直流人工湿地（4）和iv级复合垂直流人工湿地（5）上均种植有湿地植物（6）。

2.根据权利要求1所述的一种多段多级潮汐流和复合垂直流人工湿地系统，其特征在于：所述i级复合垂直流人工湿地（2）由i级竖直板（207）分隔为i级下向流湿地（205）和i级上向流湿地（206），i级竖直板（207）底部设有i级过水孔（208）；

3.根据权利要求1所述的一种多段多级潮汐流和复合垂直流人工湿地系统，其特征在于：每段人工湿地模块设有多个ii级潮汐流人工湿地（3），多个ii级潮汐流人工湿地（3）并联；ii级潮汐流人工湿地（3）顶部连接ii级进水管（304），ii级进水管（304）上设有进水阀门（305）；ii级潮汐流人工湿地（3）底部连接ii级出水管（306），ii级出水管（306）上设有出水阀门（307）。

4.根据权利要求3所述的一种多段多级潮汐流和复合垂直流人工湿地系统，其特征在于：所述ii级潮汐流人工湿地（3）还并联有ii级超越管（310），ii级超越管（310）上设有ii级超越阀门（311）。

5.根据权利要求4所述的一种多段多级潮汐流和复合垂直流人工湿地系统，其特征在于：所述ii级潮汐流人工湿地（3）内自下而上依次填筑有ii级下鹅卵石层（301）、ii级建筑固废砾石层（302）和ii级上鹅卵石层（303）；ii级下鹅卵石层（301）内埋设有ii级穿孔布水管（308），ii级穿孔布水管（308）连接ii级进水管（304）；ii级上鹅卵石层（303）内埋设有ii级穿孔集水管（309），ii级穿孔集水管（309）连接ii级出水管（306）。

6.根据权利要求1所述的一种多段多级潮汐流和复合垂直流人工湿地系统，其特征在于：所述iii级复合垂直流人工湿地（4）由iii级竖直板（406）分隔为iii级下向流湿地（404）和iii级上向流湿地（405），iii级竖直板（406）底部设有iii级过水孔（407）；

7.根据权利要求1所述的一种多段多级潮汐流和复合垂直流人工湿地系统，其特征在于：所述iv级复合垂直流人工湿地（5）由iv级竖直板（508）分隔为iv级下向流湿地（506）和iv级上向流湿地（507），iv级竖直板（508）底部设有iv级过水孔（509）；

8.根据权利要求1-7中任一项所述的一种多段多级潮汐流和复合垂直流人工湿地系统，其特征在于：所述总进水管（101）上连接有超越总管（103），超越总管（103）上连接有多个超越支管（105），超越支管（105）一一对应地连接至各连通管（102），超越支管（105）上设有支管超越阀门（106）。

9.根据权利要求6所述的一种多段多级潮汐流和复合垂直流人工湿地系统，其特征在于：所述iii级进水管（410）上设有抽吸泵（107）。

技术总结本技术公开了一种多段多级潮汐流和复合垂直流人工湿地系统，属于污水处理技术领域，解决了现有污水处理厂尾水处理设施投资较大、维护复杂等问题。本技术包括多段串联的人工湿地模块，每段人工湿地模块包括依次连接的I级复合垂直流人工湿地、II级潮汐流人工湿地、III级复合垂直流人工湿地和IV级复合垂直流人工湿地，相邻的人工湿地模块之间通过连通管相连，第一段人工湿地模块中的I级复合垂直流人工湿地连接总进水管，最后一段人工湿地模块中的IV级复合垂直流人工湿地连接总出水管。本技术设计了多段人工湿地模块，在人工湿地模块内将多级复合垂直流人工湿地和潮汐流人工湿地相结合，形成了多级AO的人工湿地处理模式。技术研发人员：马宏林,师旭军,苏蕊,宋小伟,雷楷受保护的技术使用者：中国市政工程西北设计研究院有限公司技术研发日：20231010技术公布日：2024/7/15