[发明专利]多级串联阶梯式自然型人工湿地及构建方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多级串联阶梯式自然型人工湿地及构建方法，更具体的说，尤其涉及一种透水性能良好且水体可自然流动的多级串联阶梯式自然型人工湿地及构建方法。 

背景技术

人工湿地是一个综合的生态系统，通过利用系统中基质、植物和微生物三者的物理、化学和生物的协同作用实现对污染物的净化，主要用于城镇污水的深度净化处理。人工湿地技术是一种新型的污水处理技术，主要通过模拟自然湿地的净化原理，将污水、污泥有控制的投配到经人工建造的湿地上，污水在沿一定方向流动的过程中，主要利用土壤、人工基质、植物、微生物的协同作用，实现对污水的净化处理。人工湿地的净化机理包括吸附、滞留、过滤、氧化还原、沉淀、微生物分解、转化等方面。 

由于人类对自然资源的过渡开采和利用，破坏了许多原有的湿地生态系统，使得自然界自身的净化和恢复能力减弱。同时，人们的日常生活和工业生产排出的污水不断增加，这些污水亟待净化和处理。随着我国污水排放标准和流域水环境质量标准的进一步加严提高，单纯依靠传统的污水处理工艺，已无法满足人们日益增长的对水环境质量的要求，亟需建立人工湿地进一步深度净化污水。 

我国已有大量的人工湿地建设并用于污水的深度净化处理，但在实际运行中，由于传统人工湿地填料主要是砾石、沙子等，容易造成空隙率低、充氧效果不好，长期运行易出现堵塞，处理效率低。专利号为CN201110114364.9、发明名称为一种人工湿地及其建造方法的专利文件，公开了一种垂直型人工湿地，其是由垂直边坡1、水生植物2、湿地池3、蚝壳4组成，待处理水体在净化的过程中，需要有专门的设备来给排水，耗能较高，而且蚝壳4也不容易获取，建造成本较高。专利号为CN201210320781.3、发明名称为逆流式垂直人工湿地系统，其主要由进水管1、配水区1、水生植物3、砾石4、沸石4、卵石7、钢渣8、灰岩9和出水管10组成，其需要泵体将水体排入到配水区中，待净化的水体在第一个人工湿地中由上至下流动，在第二个人工湿地中为右下至上流动，从而实现净化效果；这种形态的人工湿地，不仅造价高，而且能耗也高，不利于大面积推广。专利号为CN201010233038.5、发明名称为水力增氧人工湿地的专利文献，公开了一种主要由湿地植物1、填料2、支撑墙3、集配水干管4、进水箱、间歇进水控制装置6、增氧机7等组成的人工湿地，其在建立的过程中，需要营造支撑墙3、给排水装置以及增氧设备，也有建造成本高、运营耗能高的缺点。 

发明内容

本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种透水性能良好且水体可自然流动的多级串联阶梯式自然型人工湿地及构建方法。 

本发明的多级串联阶梯式自然型人工湿地，包括间隔设置、平行分布的N级湿地，相邻两湿地之间为布水沟渠；其特别之处在于：所述布水沟渠的深度沿水流方向依次增加，最后一级湿地的外侧为排水沟渠；每级湿地由上至下依次为水生植物、土壤层和基质层，所述基质层内沿水流方向布置有人造多孔渗透管，人造多孔渗透管的两端用土工布或多孔塞封堵；N≥3。 

建立数目为N的多级湿地，可对污水连续逐级净化处理，处理后的水质更易满足水环境质量标准要求。沿水流方向布水沟渠的深度依次增加，有利于实现待净化污水的自然流动，无需外力，有效地节约了能源；同时，对于较浅的布水沟渠来说，有利于好氧微生物的滋生繁殖；而对于较深的布水沟渠来说，不仅存在大量的好氧微生物，而且还更有利于厌氧微生物的生存，好氧、厌氧微生物共同作用，更有利于水体净化。在湿地的基质层中设置人造多孔渗透管，有利于实现水体在湿地中的自然渗透，提高了水体的流动性，同时为好氧和厌氧微生物提供了许多微生境，节约了成本，增加了水体净化效果。 

本发明的多级串联阶梯式自然型人工湿地，沿水流方向，各级湿地内的基质层内基质的颗粒粒径依次减小。较大颗粒的基质层，有利于对污水中较大颗粒的有机悬浮物质进行吸附，较小的基质层颗粒，有利于形成大面积的微生物膜，有利于提高污水的净化能力和速度。 

本发明的多级串联阶梯式自然型人工湿地，所述人造多孔渗透管上均匀开设有若干出水孔，人造多孔渗透管的外围设置有防堵塞的土工布。设置出水孔，实现了水体的自由渗透；设置土工布，避免了人造多孔渗透管的堵塞。 

本发明的多级串联阶梯式自然型人工湿地，所述人造多孔渗透管上设置有若干次级毛细管，次级毛细管实现人造多孔渗透管的空腔与外界的连通；人造多孔渗透管两端均设置有防堵塞的土工布或多孔塞。