[发明专利]一种人工湿地水位自动调节系统及方法

说明书

本发明涉及一种人工湿地水位自动调节系统及方法，包括湿地进水管、调节池、调节池进水管、布水管和集水管、集水池、集水池出水管以及控制单元，所述集水管延伸至集水池内，另一端延伸至调节池内并在进入调节池后向上延伸至调节池水位之上位置，且在水位之上的末段弯折延伸并通过旋转接头与L形的水位调节管一端相连通，所述水位调节管在控制单元的控制下以旋转接头为轴旋转调节所述水位调节管开放端的高度且所述人工湿地内的水流沿集水管、水位调节管流入调节池内。本发明通过动态改变水位，以利用水位灵活调节策略改善湿地环境的理化性质，使植物及微生物得到更好的生长，提高人工湿地的水处理效率并确保人工湿地出水水质。

技术领域

本发明涉及人工湿地领域，特别是涉及一种人工湿地水位自动调节系统及方法。

背景技术

人工湿地是一种人工建造的生态系统，通过湿地植物与微生物之间的物理、化学、生物三方面的共同作用实现对污水的净化处理，具有结构简单、能耗低、出水水质好、易操作、运行费用低等优点，是一种前景优异的污水处理技术。

水位变化是影响人工湿地处理效率的一个重要因素，水位高低、淹水周期以及水位变化范围等都会影响人工湿地生态系统中植物的分布、生长策略、微生物的种群和数量、湿地环境理化性质等的变化。当前人工湿地的水位通常无法灵活调节或者需要依赖人工经验手动调节，消耗人力物力较大，也无法按需控制淹水周期和水位变化范围等。因此，需要通过水位自动调节系统实现水位灵活调节，从而改善湿地环境的理化性质，使植物及微生物得到更好的生长。

人工湿地的缺氧/厌氧环境限制了有机物和氮的去除速率，因此人工湿地获得溶解氧的能力是其去除有机物和氮的关键因素。通过动态改变水位，有利于大气复氧，可以提高人工湿地溶解氧的质量浓度，并进一步提高潜流人工湿地水质处理效率。现有潜流人工湿地的水位调节中未考虑出水水质对水位变化周期的反馈，未优化水位自动调节的能效，而且水位调节时易将未充分处理的水直接排出，造成水位调节过程中出水水质不达标的情况。因此，也需要通过水位自动调节系统实现水位自适应调节，提高能效性，确保出水水质达标。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提出一种人工湿地水位自动调节系统及方法，通过动态改变水位，充分利用水位灵活调节策略能够改善湿地环境的理化性质，使植物及微生物得到更好的生长，一定程度上提高系统污染物去除能力并减缓湿地堵塞现象，并且有利于大气复氧，可以提高人工湿地溶解氧的质量浓度，最终提高潜流人工湿地的水处理效率并确保人工湿地出水水质。

为实现上述目的，本发明提供了一种人工湿地水位自动调节系统，包括通过湿地进水管与人工湿地相连通的调节池、连通地表水源和调节池的调节池进水管、设置在人工湿地内的布水管和集水管、通过集水管与人工湿地相连通的集水池、集水池出水管以及控制单元，所述集水管一端延伸至集水池内，所述集水管另一端延伸至调节池内并在进入调节池后向上延伸至调节池水位之上位置，且所述集水管在水位之上的末段弯折延伸并通过旋转接头与L形的水位调节管一端相连通，所述水位调节管另一端为开放端，所述湿地进水管通过水泵与布水管相连，所述水位调节管在控制单元的控制下以旋转接头为轴旋转调节所述水位调节管开放端的高度且所述人工湿地内的水流沿集水管、水位调节管流入调节池内。

优选地，所述控制单元包括控制箱、设置在所述集水池内的水质传感器、电机、连接电机与水位调节管的传动机构、设置在所述集水池内集水管末端上的湿地泄空阀、设置在所述集水池底部的集水池泄空阀。

优选地，所述集水管的末段上设有一端与集水管相连通的湿地出水管，所述湿地出水管另一开放端向上设置在集水池内。

优选地，在人工湿地内的集水管上连接有竖直贯穿人工湿地并露出人工湿地表面的通气管。

优选地，所述传动机构为链条传动、皮带传动或齿轮传动。

优选地，所述水质传感器为COD传感器、氨氮传感器、硝酸盐氮传感器、亚硝酸盐氮传感器及溶解氧传感器中的一种或几种。