[实用新型]一种具有生态防护功能的复合垂直流人工湿地结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及人工湿地领域，更具体地说涉及一种具有生态防护功能的复合垂直流人工湿地结构。

背景技术

近年来，水环境污染问题越来越严重，对人类社会发展产生了极大的影响，由此催生发展出较多水体污染治理技术，以传统活性污泥法、氧化沟法、生态浮床和人工湿地等方法为代表的生物净化技术在污染水体治理中具有较为明显的优势，其中，20世纪70年代后期开始出现的人工湿地生态工程，因其经济、实用以及良好的污水处理效果显示出比其他传统的生物处理技术更多的优势。

人工湿地主要由基质、湿地植物及微生物共同作用，基于自然湿地净化污水的机理，由不同基质材料组合形成基质床，并于床体上栽种各种净污能力强、美观且具有经济价值的植物，而构成的一类小型生态系统。目前，国内外一般将人工湿地建设成为具有水质改善功能的工程化湿地，利用湿地基质-微生物-植物的复合生态系统对外来污水进行净化。与天然湿地类似，人工湿地充分利用自然生态系统中的物理、化学和生物的三重协同作用实现废、污水的处理。

湿地的基质层是人工湿地构成中最基本的部分，一方面能够为水生植物提供生长的载体、为微生物提供稳定的附着空间，另一方面会通过拦截、过滤、吸附、沉淀等作用直接去除污染物质，是人工湿地中污水处理的主要场所。随着技术进步和研究的深入，目前已经开发出多种不同的基质填料，比较常用的填料有：砂石、砾石、钢渣、炉渣、煤渣、麦饭石、蛭石、沸石、火山岩、页岩、陶粒等。不同的湿地基质因其材料组成、粒径分布、物理结构等的不同，对污染物的去除效果和使用寿命存在较大差别，选择合适的人工湿地基质层材料、设计合理的基质层结构，是构建人工湿地、最大限度发挥人工湿地净化污水能力的关键。

湿地水体周边的防渗界面是生态设计的重点，以往人们在人工湿地防渗设计中只考虑到结构的安全性及耐久性，较多采用砌筑混凝土、铺设土工膜等完全防渗措施，隔断了水生生态系统和陆地生态系统间的联系、阻断了水体与土体间的物质交换，基质底部区域的微生物难以生存，引起水体自净能力达不到要求，导致很多的人工湿地起不到景观和生态等方面的功能。填料与湿地周边天然土体之间的生态接触是保证地表水-地下水水质与水量交换的重要因素，有必要分析传统防渗措施对生态环境的影响，探讨具有生态防护功能的新型生态防渗方案，并贯彻到实践中，使得人工湿地呈现水清岸绿的自然生态之美。

发明内容

本实用新型提供了一种具有生态防护功能的复合垂直流人工湿地结构，其目的在于提出一种结构设计合理的新型人工湿地结构，可以长久、有效的发挥人工湿地净化污水的能力，又能考虑地表水与地下水水质、水量的交换，确保人工湿地的生态防护功能。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案包括：

一种具有生态防护功能的复合垂直流人工湿地结构，其特征在于，包括种植层、填料处理区、生态防渗层、底部强化层、进水系统、出水系统和中隔墙，所述的填料处理区位于种植层下方，从上到下依次为沸石层、钾长石层和页岩陶粒层，其中，沸石层与种植层之间设一层有粗砂夹层；所述的底部强化层铺设于基质结构的最底部，材料为钾长石材料；所述的生态防渗层是一层膨润土防水毯，铺设在底部强化层之上，膨润土防水毯上方和下方分别设一层粗砂隔层；且膨润土防水毯延伸到整个结构的侧面；所述的进水系统包括进水管路和与进水管路相通的布水区，布水区靠近填料处理区一侧设有布水区隔墙将两者分隔开，位于页岩陶粒层范围内的布水区隔墙上设有透水孔；所述的出水系统包括出水管路和与出水管路相通的集水区，集水区靠近填料处理区一侧设有集水区隔墙将两者分隔开，位于页岩陶粒层范围内的集水区隔墙上设有透水孔；中隔墙位于整个结构的中间部位，将基质结构对称的分成左、右两部分，沸石层靠近中隔墙附近的左右两侧分别设置成过水 区，位于过水区范围内的中隔墙上设有透水孔，过水区的填料为页岩陶粒材料。

为了保证使用效果，所述的沸石层的铺设厚度30～40cm，沸石粒径5.0～10.0mm；所述的钾长石层的铺设厚度30～40cm，钾长石粒径5.0～10.0mm；所述的页岩陶粒层的铺设厚度20～30cm，页岩陶粒粒径15.0～20.0mm。

为了防止污水中的大颗粒污染物进入填料处理区引起人工湿地淤堵，在布水区中放置一定的鹅卵石，且布水区的鹅卵石粒径在30～50mm左右。

为保证结构的稳固，中隔墙、布水区隔墙、集水区隔墙均应当深入压实地基0.5m以上。

为了防止种植层的土壤在人工湿地运行过程中向填料处理区扩散造成基质污堵，所述的粗砂夹层的粒径取0.5～1.0mm，厚度不低于5cm。