人工湿地滤床及多级人工湿地

摘要

本申请涉及水环境治理技术领域，具体而言，涉及一种人工湿地滤床及多级人工湿地，包括滤床本体和脱氮填料层，所述脱氮填料层安装于所述滤床本体内，在第一方向上所述脱氮填料层从所述滤床本体的一端延伸至所述滤床本体的另一端，在所述第一方向上所述滤床本体的一端形成有进水口、另一端形成有出水口，所述进水口和所述出水口均设置与所述滤床本体的侧壁，且所述进水口的底部边缘和所述出水口的底部边缘均位于所述滤床本体的底面，所述第一方向从所述滤床本体的上游到所述滤床本体的下游。本申请的目的在于针对现有人工湿地所采用的结构形式普遍难以保证人工湿地出水总氮达标的问题，提供一种人工湿地滤床及多级人工湿地。

说明书

技术领域

本申请涉及水环境治理技术领域，具体而言，涉及一种人工湿地滤床及多级人工湿地。

背景技术

随着水环境治理的日趋严格，水质能否达到水环境治理的相关要求也越来越集中在总氮指标上，而人工湿地作为水环境治理中的重要一环，受水生植物等限制，在去除总氮方向有较大的局限性，因此人工湿地能否解决总氮问题是水质提升及水环境治理水平达到相关要求的关键环节。而现有人工湿地所采用的结构形式普遍难以保证人工湿地出水总氮达标。

实用新型内容

本申请的目的在于针对现有人工湿地所采用的结构形式普遍难以保证人工湿地出水总氮达标的问题，提供一种人工湿地滤床及多级人工湿地。

为了实现上述目的，本申请采用以下技术方案：

本申请的一个方面提供一种人工湿地滤床，包括滤床本体和脱氮填料层，所述脱氮填料层安装于所述滤床本体内，在第一方向上所述脱氮填料层从所述滤床本体的一端延伸至所述滤床本体的另一端，在所述第一方向上所述滤床本体的一端形成有进水口、另一端形成有出水口，所述进水口和所述出水口均设置与所述滤床本体的侧壁，且所述进水口的底部边缘和所述出水口的底部边缘均位于所述滤床本体的底面，所述第一方向从所述滤床本体的上游到所述滤床本体的下游。

可选地，还包括布水管和收水管，所述布水管位于所述滤床本体内并设置于所述滤床本体的底面上，所述布水管与所述进水口连通，在所述布水管上形成有多个布水孔，所述收水管包括收水部，所述收水部位于所述滤床本体内并设置于所述滤床本体的底面上，所述收水部连接于所述出水口，在所述收水部上形成有多个收水孔，各所述布水孔的总面积大于各所述收水孔的总面积。

该技术方案的有益效果在于：这样，在人工湿地内能够形成较稳定的推流。

可选地，所述布水孔为圆形通孔，所述收水孔为条形缝隙。

可选地，所述布水管包括布水部，所述布水部平行于所述滤床本体的底面设置，且所述布水部的长度方向垂直于所述第一方向，各所述布水孔在所述布水部的长度方向上分布于所述布水部上。

该技术方案的有益效果在于：这样，使污水通过布水部能够较均匀的在滤床本体内分布，进而使污水均匀的分布于脱氮填料层并充分接触，提高脱氮的效率。

可选地，所述布水管还包括连接于进水孔的连接部，在所述布水部的长度方向上所述布水部的中间位置与所述连接部连接。

该技术方案的有益效果在于：这使得污水能够从布水部的中间位置进入布水部，并近似等量的分别流向布水部的两端，进而进一步提高污水通过布水部送入滤床本体，进而送入脱氮填料层的均匀程度，提高脱氮的效率。

可选地，所述收水管还包括出水部，所述出水部与所述收水部连通，所述出水部在竖直方向上延伸，所述出水部的顶端高于所述脱氮填料层的底面。

该技术方案的有益效果在于：这样，只有当滤床本体内的水位高于出水部内液位，滤床本体内的水才会流出，也就是说，滤床本体内的水须通过脱氮填料层后才能够从滤床本体流出，使污水能够得到较全面的净化。

可选地，所述出水部为可伸缩管结构。

该技术方案的有益效果在于：这样，可以通过调整出水部的长度调整出水部的顶端的高度，当污水中的总氮含量低于人工湿地滤床设计载荷时，使出水部的顶端高于脱氮填料层的底面并低于脱氮填料层的顶面，使得滤床本体内的液面也高于脱氮填料层的底面并低于脱氮填料层的顶面形成潜流湿地，仅使部分脱氮填料层参与脱氮，当污水中的总氮含量高于人工湿地滤床设计载荷时，使出水部的顶端高于脱氮填料层的顶面，使得滤床本体内的液面也高于脱氮填料层的顶面形成表流湿地，使全部脱氮填料层参与脱氮。

可选地，还包括栽种层和植物层，所述栽种层铺设于所述脱氮填料层的顶面，所述植物层铺设于所述栽种层。

该技术方案的有益效果在于：植物层为水生植物，水生植物可通过根系固化吸附等作用增强人工湿地对污染物的去除效果，同时也可起到美观等作用。

本申请的另一个方面提供一种多级人工湿地，包括至少两个本申请所提供的人工湿地滤床，各所述人工湿地滤床在第一方向上依次排列并连通。

可选地，位于上游的所述滤床本体的底面高于位于下游的所述滤床本体的底面。

该技术方案的有益效果在于：这样，可以通过各滤床本体的底面的高度差使污水能够在重力作用下从上到下依次流过各人工湿地滤床，减少动力输出，降低成本。

本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本申请实施例所提供的人工湿地滤床及多级人工湿地，通过使所述进水口的底部边缘和所述出水口的底部边缘均位于所述滤床本体的底面，使得进水口和出水口的位置高度近似或相同，进入滤床本体的水流能够主要以推流的形式流向出水口，使在第一方向上所述脱氮填料层从所述滤床本体的一端延伸至所述滤床本体的另一端，则使脱氮填料层在第一方向上的长度最大化，水流进入脱氮填料层后以推流形式在第一方向上流动，与脱氮填料层更长时间更充分的接触，进而提高人工湿地滤床的脱氮能力。

本申请的附加技术特征及其优点将在下面的描述内容中阐述地更加明显，或通过本申请的具体实践可以了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的多级人工湿地的一种实施方式的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的布水管的一种实施方式的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的收水部的一种实施方式的结构示意图。

附图标记：

1-配水渠； 2-人工湿地滤床；

3-布水管； 4-砾石层；

5-脱氮填料层； 6-收水部；

7-出水部； 8-管道；

9-植物层； 10-栽种层；

11-滤床本体； 31-连接部；

32-布水部； 32a-布水孔；

61-收水孔。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

如图1至图3所示，本申请的一个方面提供一种人工湿地滤床2，包括滤床本体11和脱氮填料层5，所述脱氮填料层5安装于所述滤床本体11内，在第一方向上所述脱氮填料层5从所述滤床本体11的一端延伸至所述滤床本体11的另一端，在所述第一方向上所述滤床本体11的一端形成有进水口、另一端形成有出水口，所述进水口和所述出水口均设置与所述滤床本体11的侧壁，且所述进水口的底部边缘和所述出水口的底部边缘均位于所述滤床本体11的底面，所述第一方向从所述滤床本体11的上游到所述滤床本体11的下游。

本申请实施例中，在第一方向上污水从进水口流入滤床本体11内，并通过出水口从滤床本体11流出；脱氮填料层5优选为适合自养型微生物生长的载体，自养型是利用无机物作用电子供体完成反硝化作用。在实际工程应用中，人工湿地通常作为水环境治理的最后一环，水中的有机物含量很低，也就是进水COD含量很低，因此如采用异养型微生物脱氮，则生物脱氮单元很难起到脱氮作用，而自养型微生物不依靠有机物利用水中本体存在的无机物即可完成生物脱氮，当然，脱氮填料层5也可以为适合异养型微生物生长的载体。

本申请实施例所提供的人工湿地滤床2，通过使所述进水口的底部边缘和所述出水口的底部边缘均位于所述滤床本体11的底面，使得进水口和出水口的位置高度近似或相同，进入滤床本体11的水流能够主要以推流的形式流向出水口，使在第一方向上所述脱氮填料层5从所述滤床本体11的一端延伸至所述滤床本体11的另一端，则使脱氮填料层5在第一方向上的长度最大化，水流进入脱氮填料层5后以推流形式在第一方向上流动，与脱氮填料层5更长时间更充分的接触，进而提高人工湿地滤床2的脱氮能力。

可选地，本申请实施例所提供的人工湿地滤床2，还包括布水管3和收水管，所述布水管3位于所述滤床本体11内并设置于所述滤床本体11的底面上，所述布水管3与所述进水口连通，在所述布水管3上形成有多个布水孔32a，所述收水管包括收水部6，所述收水部6位于所述滤床本体11内并设置于所述滤床本体11的底面上，所述收水部6连接于所述出水口，在所述收水部6上形成有多个收水孔61，各所述布水孔32a的总面积大于各所述收水孔61的总面积。这样，在人工湿地内能够形成较稳定的推流。

可选地，所述布水孔32a为圆形通孔，所述收水孔61为条形缝隙。本申请实施例中，布水孔32a的直径优选为5-20mm，如可以为8mm、15mm或18mm等；收水孔61的宽度优选为2-8mm，如可以为3mm、4mm或6mm等。

可选地，所述布水管3包括布水部32，所述布水部32平行于所述滤床本体11的底面设置，且所述布水部32的长度方向垂直于所述第一方向，各所述布水孔32a在所述布水部32的长度方向上分布于所述布水部32上。这样，使污水通过布水部32能够较均匀的在滤床本体11内分布，进而使污水均匀的分布于脱氮填料层5并充分接触，提高脱氮的效率。

可选地，所述布水管3还包括连接于进水孔的连接部31，在所述布水部32的长度方向上所述布水部32的中间位置与所述连接部31连接。这使得污水能够从布水部32的中间位置进入布水部32，并近似等量的分别流向布水部32的两端，进而进一步提高污水通过布水部32送入滤床本体11，进而送入脱氮填料层5的均匀程度，提高脱氮的效率。

可选地，所述收水管还包括出水部7，所述出水部7与所述收水部6连通，所述出水部7在竖直方向上延伸，所述出水部7的顶端高于所述脱氮填料层5的底面。这样，只有当滤床本体11内的水位高于出水部7内液位，滤床本体11内的水才会流出，也就是说，滤床本体11内的水须通过脱氮填料层5后才能够从滤床本体11流出，使污水能够得到较全面的净化。

可选地，所述出水部7为可伸缩管结构。这样，可以通过调整出水部7的长度调整出水部7的顶端的高度，当污水中的总氮含量低于人工湿地滤床2设计载荷时，使出水部7的顶端高于脱氮填料层5的底面并低于脱氮填料层5的顶面，使得滤床本体11内的液面也高于脱氮填料层5的底面并低于脱氮填料层5的顶面形成潜流湿地，仅使部分脱氮填料层5参与脱氮，当污水中的总氮含量高于人工湿地滤床2设计载荷时，使出水部7的顶端高于脱氮填料层5的顶面，使得滤床本体11内的液面也高于脱氮填料层5的顶面形成表流湿地，使全部脱氮填料层5参与脱氮。

可选地，本申请实施例所提供的人工湿地滤床2，还包括栽种层10和植物层9，所述栽种层10铺设于所述脱氮填料层5的顶面，所述植物层9铺设于所述栽种层10。其中，脱氮填料层5的上方的栽种层10优选为石英砂，栽种层10采用4-6mm石英砂颗粒，相比传统人工湿地中的砾石填料具有较好的截留效果，可以提高人工湿地出水清澈度。植物层9为水生植物，水生植物可通过根系固化吸附等作用增强人工湿地对污染物的去除效果，同时也可起到美观等作用。本申请实施例中，在脱氮填料层5下方滤床本体11的底面上还设置有砾石层4。

本申请的另一个方面提供一种多级人工湿地，包括至少两个本申请实施例所提供的人工湿地滤床2，各所述人工湿地滤床2在第一方向上依次排列并连通。位于最后一级的人工湿地滤床2与河流连通。

本申请实施例所提供的多级人工湿地，采用了本申请实施例所提供的人工湿地滤床2，通过使所述进水口的底部边缘和所述出水口的底部边缘均位于所述滤床本体11的底面，使得进水口和出水口的位置高度近似或相同，进入滤床本体11的水流能够主要以推流的形式流向出水口，使在第一方向上所述脱氮填料层5从所述滤床本体11的一端延伸至所述滤床本体11的另一端，则使脱氮填料层5在第一方向上的长度最大化，水流进入脱氮填料层5后以推流形式在第一方向上流动，与脱氮填料层5更长时间更充分的接触，进而提高人工湿地滤床2的脱氮能力。

可选地，位于上游的所述滤床本体11的底面高于位于下游的所述滤床本体11的底面。这样，可以通过各滤床本体11的底面的高度差使污水能够在重力作用下从上到下依次流过各人工湿地滤床2，减少动力输出，降低成本。在第一级人工湿地滤床2的上游设置有与该人工湿地滤床2连通的配水渠1，并在最后一级人工湿地滤床2的下游也设置有配水渠1，且使位于最下游的配水渠1通过管道8与河道连通，在相邻的两个人工湿地滤床2之间也可以设置配水渠1，并使相邻的两个人工湿地滤床2之间通过该配水渠1连通。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。