[发明专利]复合式水流表面流湿地水质净化系统及水质净化方法

权利要求书

1.一种复合式水流表面流湿地水质净化系统，其特征是由表流湿地（6）、导流株群（11）、调流株群（12）、交错导流株群（13）和交错调流株群（14）组成，表流湿地（6）整体呈矩形，表流湿地（6）的一端部为进水端，表流湿地（6）的另一端部为出水端，导流株群（11）、调流株群（12）、交错导流株群（13）和交错调流株群（14）构成一个单元，在表流湿地（6）内至少设置1个单元，排列设置在表流湿地（6）内的导流株群（11）、调流株群（12）、交错导流株群（13）和交错调流株群（14）的面积相等，表流湿地（6）的进水端设置水流缓冲区（10），水流缓冲区（10）设计成带有坡度的缓坡面，减少进水对表流湿地（6）的水底（4）和植物的冲击；

导流株群（11）由挺水植物矩形导流群（1）和人工水草矩形导流群（2）组成，挺水植物矩形导流群（1）种植在表流湿地（6）的一侧，挺水植物矩形导流群（1）的种植面积占导流株群（11）面积的2/3，挺水植物矩形导流群（1）采用的挺水植物为芦苇、伞草、雨久花、马蹄莲、野芋、黄花鸢尾、千屈菜、泽芹、香蒲、水葱、美人蕉，至少1种，人工水草矩形导流群（2）种植在表流湿地（6）的另一侧，人工水草矩形导流群（2）占导流株群（11）面积的1/3，人工水草矩形导流群（2）的株距和挺水植物矩形导流群（1）的株距比例为2:1，挺水植物矩形导流群（1）种植在表流湿地（6）的水底（4），挺水植物矩形导流群（1）的茎和叶露出水面（5），人工水草矩形导流群（2）种植在表流湿地（6）的水底（4），人工水草矩形导流群（2）的茎和叶在水面（5）之下；

水流流经挺水植物矩形导流群（1）受湿地池边（15）以及挺水植物矩形导流群（1）的株距的影响，水流保持流速，水流形成直流流动构成直流区域（7），水流流经人工水草矩形导流群（2）受湿地池边（15）以及人工水草矩形导流群（2）的株距的影响，水流的流速减缓，水流形成直流流动构成直流区域（7）；

调流株群（12）由沉水植物矩形导流群（3）组成，沉水植物矩形导流群（3）的株距与人工水草矩形导流群（2）的株距相同，沉水植物矩形导流群（3）种植在表流湿地（6）的水底（4），沉水植物矩形导流群（3）的茎和叶在水面（5）之下，沉水植物矩形导流群（3）采用沉水植物为黑藻、苦草、狐尾藻、金鱼藻、小叶眼子菜、轮藻、菹草、伊乐藻，至少1种；

表流湿地（6）的一侧由导流株群（11）的挺水植物矩形导流群（1）流出的水流，流经调流株群（12）的沉水植物矩形导流群（3），水流受湿地池边（15）和沉水植物矩形导流群（3）的株距的影响，水流的流速减缓，水流形成直流流动构成直流区域（7）；

表流湿地（6）的另一侧由导流株群（11）的人工水草矩形导流群（2）流出的水流，流经调流株群（12）的沉水植物矩形导流群（3），水流受湿地池边（15）以及人工水草矩形导流群（2）的株距跟沉水植物矩形导流群（3）的株距相等的影响，水流的流速保持流速，水流形成直流流动构成直流区域（7）；

导流株群（11）的挺水植物矩形导流群（1）中部流出的水流，流经调流株群（12）的中部的沉水植物矩形导流群（3），水流受导流株群（11）的挺水植物矩形导流群（1）的株距与调流株群（12）的沉水植物矩形导流群（3）的株距不同的影响，同时还受表流湿地（6）两侧水流流速不平衡的影响，水流形成折流流动构成折流区域（8）；

调流株群（12）折流区域（8）的水流向表流湿地（6）的一侧偏移，调流株群（12）表流湿地（6）一侧的直流区域（7）的水流与折流区域（8）偏移的水流汇合，水流形成漫流流动构成混合区域（9）；

交错导流株群（13）由挺水植物矩形导流群（1），人工水草矩形导流群（2）组成，人工水草矩形导流群（2）种植在表流湿地（6）的一侧，占交错导流株群（13）面积的1/3，挺水植物矩形导流群（1）种植在表流湿地（6）的另一侧，挺水植物矩形导流群（1）的种植面积占交错导流株群（13）面积的2/3，挺水植物矩形导流群（1）采用的挺水植物为芦苇、伞草、雨久花、马蹄莲、野芋、黄花鸢尾、千屈菜、泽芹、香蒲、水葱、美人蕉，至少1种，人工水草矩形导流群（2）的株距与挺水植物矩形导流群（1）的株距比例为2:1；

调流株群（12）形成直流流动水流、折流流动水流和漫流流动水流三种不同流动的水流流入交错导流株群（13），混合区域（9）漫流流动的水流受湿地池边（15）以及人工水草矩形导流群（2）的株距的影响，水流的流速保持原有的流速，水流形成直流流动构成直流区域（7），调流株群（12）折流区域（8）的折流流动的水流受沉水植物矩形导流群（3）的株距跟挺水植物矩形导流群（1）的株距不同的影响，水流的流速减缓，水流形成直流流动构成直流区域（7），调流株群（12）直流区域（7）的直流流动水流受沉水植物矩形导流群（3）的株距跟挺水植物矩形导流群（1）的株距不同的影响，水流的流速减缓，水流形成直流流动构成直流区域（7）；

调流株群（12）另一侧流出的水流流经交错导流株群（13）的挺水植物矩形导流群（1）受表流湿地（6）另一侧湿地池边（15）以及挺水植物矩形导流群（1）的株距的影响，水流形成直流流动构成直流区域（7），水流流经人工水草矩形导流群（2）受湿地池边（15）以及人工水草矩形导流群（2）的株距的影响，表流湿地（6）两侧的水流流速不同，水流形成直流流动构成直流区域（7）；

交错调流株群（14）由沉水植物矩形导流群（3）组成，沉水植物矩形导流群（3）的株距与人工水草矩形导流群（2）的株距相同，沉水植物矩形导流群（3）采用沉水植物为黑藻、苦草、狐尾藻、金鱼藻、小叶眼子菜、轮藻、菹草、伊乐藻，至少1种；

表流湿地（6）的一侧由交错导流株群（13）的人工水草矩形导流群（2）流出的水流，流经交错调流株群（14）的沉水植物矩形导流群（3），水流受湿地池边（15）以及人工水草矩形导流群（2）的株距跟沉水植物矩形导流群（3）的株距相等的影响，水流的流速保持流速，水流形成直流流动构成直流区域（7）；

表流湿地（6）的另一侧由交错导流株群（13）的挺水植物矩形导流群（1）流出的水流，流经交错调流株群（14）的沉水植物矩形导流群（3），水流受湿地池边（15）和沉水植物矩形导流群（3）的株距的影响，水流保持减缓，水流形成直流流动构成直流区域（7）；

交错导流株群（13）的挺水植物矩形导流群（1）中部流出的水流，流经交错调流株群（14）的中部的沉水植物矩形导流群（3），水流受导流株群（11）的挺水植物矩形导流群（1）的株距与调流株群（12）的沉水植物矩形导流群（3）的株距不同的影响，同时还受表流湿地（6）两侧水流流速不平衡的影响，水流形成折流流动构成折流区域（8）；

交错调流株群（14）折流区域（8）的水流向表流湿地（6）的另一侧偏移，交错调流株群（14）表流湿地（6）另一侧的直流区域（7）的水流与折流区域（8）偏移的水流汇合，水流形成漫流流动构成混合区域（9）；

交错调流株群（14）形成直流流动水流、折流流动水流和漫流流动水流三种不同的水流流动流入下一个单元的导流株群（11），往复循环，水流流经导流株群（11）、调流株群（12）、交错导流株群（13）和交错调流株群（14），流经导流株群（11）和交错导流株群（13）种植的挺水植物矩形导流群（1）挺水植物的根系发达，生长量大，营养生长与生殖生长并存，吸收N、P、K类物质，去除有机物，流经种植的人工水草，人工水草附着种类丰富、数量巨大的微生物，微生物菌群生物活性高，吸收分解水中营养盐、有机物，降解水流中的污染物，调流株群（12）和交错调流株群（14）的沉水植物形成水下森林，挺水植物、沉水植物和人工水草的合理布局，对流入的水流中多种污染物质高效深度处理，稳定出水水质。

2.一种利用权利要求1所述的复合式水流表面流湿地水质净化系统的水质净化方法方法，其特征是根据设计要求把表流湿地（6）制作成矩形，将表流湿地（6）一端设置为进水端，表流湿地（6）的另一端设置为出水端，表流湿地（6）的进水端制作成带有坡度的缓坡面构成缓冲区，进入表流湿地（6）的水流缓和，减轻水流对表流湿地（6）的水底（4）和种植的植物的冲击，毁坏表流湿地（6）的水底（4）和种植的植物，表流湿地（6）内依次设置导流株群（11）、调流株群（12）、交错导流株群（13）和交错调流株群（14），在表流湿地（6）内往复循环排列设置，排列设置在表流湿地（6）内的导流株群（11）、调流株群（12）、交错导流株群（13）和交错调流株群（14）的面积相等；

在表流湿地（6）的导流株群（11）内种植挺水植物矩形导流群（1）和人工水草矩形导流群（2），挺水植物矩形导流群（1）种植在表流湿地（6）的水底（4），挺水植物矩形导流群（1）的茎和叶露出水面（5），人工水草矩形导流群（2）种植在表流湿地（6）的水底（4），人工水草矩形导流群（2）的茎和叶在水面（5）之下，在表流湿地（6）的一侧种植挺水植物矩形导流群（1），挺水植物矩形导流群（1）的种植面积占导流株群（11）面积的2/3，挺水植物矩形导流群（1）采用的挺水植物为芦苇、伞草、雨久花、马蹄莲、野芋、黄花鸢尾、千屈菜、泽芹、香蒲、水葱、美人蕉，至少1种，在表流湿地（6）的另一侧种植人工水草矩形导流群（2），人工水草矩形导流群（2）占导流株群（11）面积的1/3，种植人工水草矩形导流群（2）的株距和种植挺水植物矩形导流群（1）的株距比例为2:1；

在表流湿地（6）的调流株群（12）内种植沉水植物矩形导流群（3），沉水植物矩形导流群（3）的株距与人工水草矩形导流群（2）的株距相同，沉水植物矩形导流群（3）种植在表流湿地（6）的水底（4），沉水植物矩形导流群（3）的茎和叶在水面（5）之下，沉水植物矩形导流群（3）采用沉水植物为黑藻、苦草、狐尾藻、金鱼藻、小叶眼子菜、轮藻、菹草、伊乐藻，至少1种；

在表流湿地（6）的交错导流株群（13）内种植挺水植物矩形导流群（1）和人工水草矩形导流群（2），在表流湿地（6）的一侧种植人工水草矩形导流群（2），占交错导流株群（13）面积的1/3，在表流湿地（6）的另一侧种植挺水植物矩形导流群（1），挺水植物矩形导流群（1）采用的挺水植物为芦苇、伞草、雨久花、马蹄莲、野芋、黄花鸢尾、千屈菜、泽芹、香蒲、水葱、美人蕉，至少1种，挺水植物矩形导流群（1）的种植面积占交错导流株群（13）面积的2/3，人工水草矩形导流群（2）的株距和挺水植物矩形导流群（1）的株距比例为2:1；

在表流湿地（6）的交错调流株群（14）内种植沉水植物矩形导流群（3），沉水植物矩形导流群（3）采用沉水植物为黑藻、苦草、狐尾藻、金鱼藻、小叶眼子菜、轮藻、菹草、伊乐藻，至少1种，沉水植物矩形导流群（3）的株距与人工水草矩形导流群（2）的株距相同；

水流流入表流湿地（6），首先流经水流缓冲区（10），水流缓冲区（10）是带有坡度的缓坡面，把流入的水流的流速减缓，保持成为缓慢流动的水流，水流流入导流株群（11），水流流经挺水植物矩形导流群（1）受湿地池边（15）以及挺水植物矩形导流群（1）的株距的影响，水流保持流速，水流形成直流流动构成直流区域（7），水流流经人工水草矩形导流群（2）受湿地池边（15）以及人工水草矩形导流群（2）的株距的影响，水流的流速减缓，水流形成直流流动构成直流区域（7），表流湿地（6）导流株群（11）两侧的水流的流速不同，造成水流流速的差异；

水流流出导流株群（11）流入调流株群（12），从表流湿地（6）的一侧由导流株群（11）的挺水植物矩形导流群（1）流出的水流，流经调流株群（12）的沉水植物矩形导流群（3），水流受湿地池边（15）和沉水植物矩形导流群（3）的株距的影响，水流保持流速，水流形成直流流动构成直流区域（7）；

从表流湿地（6）的另一侧由导流株群（11）的人工水草矩形导流群（2）流出的水流，流经调流株群（12）的沉水植物矩形导流群（3），水流受湿地池边（15）以及人工水草矩形导流群（2）的株距跟沉水植物矩形导流群（3）的株距相等的影响，水流形成直流流动构成直流区域（7），人工水草矩形导流群（2）流出的水流的流速高于挺水植物矩形导流群（1）流出的水流流速；

导流株群（11）的挺水植物矩形导流群（1）中部流出的水流，流经调流株群（12）的中部的沉水植物矩形导流群（3），水流受导流株群（11）的挺水植物矩形导流群（1）的株距与调流株群（12）的沉水植物矩形导流群（3）的株距不同的影响，同时还受表流湿地（6）两侧水流流速不平衡的影响，水流形成折流流动构成折流区域（8）；

调流株群（12）折流区域（8）的水流向表流湿地（6）的一侧偏移，调流株群（12）表流湿地（6）一侧的直流区域（7）的水流与折流区域（8）偏移的水流汇合，水流形成漫流流动构成混合区域（9）；

从调流株群（12）形成直流流动水流、折流流动水流和漫流流动水流三种不同的水流流动流入交错导流株群（13），调流株群（12）两侧流出的水流流速有差异，混合区域（9）漫流流动的水流受湿地池边（15）以及人工水草矩形导流群（2）的株距的影响，水流的流速保持原有的流速，水流形成直流流动构成直流区域（7），从调流株群（12）折流区域（8）流出的折流流动的水流受沉水植物矩形导流群（3）的株距跟挺水植物矩形导流群（1）的株距不同的影响，水流的流速减缓，水流形成直流流动构成直流区域（7），从调流株群（12）直流区域（7）流出的直流流动水流受沉水植物矩形导流群（3）的株距跟挺水植物矩形导流群（1）的株距不同的影响，水流的流速减缓，水流形成直流流动构成直流区域（7），水流流经挺水植物矩形导流群（1）受表流湿地（6）另一侧湿地池边（15）以及挺水植物矩形导流群（1）的株距的影响，水流形成直流流动构成直流区域（7），水流流经人工水草矩形导流群（2）受湿地池边（15）以及人工水草矩形导流群（2）的株距的影响，表流湿地（6）两侧的水流流速不同，水流形成直流流动构成直流区域（7）；

从表流湿地（6）的一侧由交错导流株群（13）的人工水草矩形导流群（2）流出的水流，流经交错调流株群（14）的沉水植物矩形导流群（3），水流受湿地池边（15）以及人工水草矩形导流群（2）的株距跟沉水植物矩形导流群（3）的株距相等的影响，水流的流速加快，水流形成直流流动构成直流区域（7）；

从表流湿地（6）的另一侧由交错导流株群（13）的挺水植物矩形导流群（1）流出的水流，流经交错调流株群（14）的沉水植物矩形导流群（3），水流受湿地池边（15）和沉水植物矩形导流群（3）的株距的影响，水流保持减缓，水流形成直流流动构成直流区域（7）；

从交错导流株群（13）的挺水植物矩形导流群（1）中部流出的水流，流经交错调流株群（14）的中部的沉水植物矩形导流群（3），水流受导流株群（11）的挺水植物矩形导流群（1）的株距与调流株群（12）的沉水植物矩形导流群（3）的株距不同的影响，同时还受表流湿地（6）两侧水流流速不平衡的影响，水流产生偏移，水流形成折流流动构成折流区域（8）；

交错调流株群（14）折流区域（8）的水流向表流湿地（6）的另一侧偏移，交错调流株群（14）表流湿地（6）另一侧的直流区域（7）的水流与折流区域（8）偏移的水流汇合，水流形成漫流流动构成混合区域（9）；

交错调流株群（14）形成直流流动水流、折流流动水流和漫流流动水流三种不同的水流流动流入下一个导流株群（11），往复循环，水流流经导流株群（11）、调流株群（12）、交错导流株群（13）和交错调流株群（14），流经导流株群（11）和交错导流株群（13）种植的挺水植物矩形导流群（1）挺水植物的根系发达，生长量大，营养生长与生殖生长并存，吸收N、P、K类物质，去除有机物，流经种植的人工水草，人工水草附着种类丰富、数量巨大的微生物，微生物菌群生物活性高，吸收分解水中营养盐、有机物，降解水流中的污染物，调流株群（12）和交错调流株群（14）的沉水植物形成水下森林，挺水植物、沉水植物和人工水草的合理布局，对流入的水流中多种污染物质高效深度处理，稳定出水水质。