申請日2013.07.26

　　公開(公告)日2014.11.26

　　IPC分類號C02F3/32

　　摘要

　　一種具有潮汐特性的多級自由跌水濕地單元及污水處理系統，多級自由跌水濕地單元包括多級自由跌水濕地，相鄰自由跌水濕地設有自由跌水高度落差，各自由跌水濕地均設有溢水口和排水孔，各自由跌水濕地的排水孔位于溢水口下方，上級自由跌水濕地的蓄水量高于溢水口時水流自溢水口和排水孔流向下級自由跌水濕地，上級自由跌水濕地的蓄水量低于溢水口時水流自排水孔流向下級自由跌水濕地;污水處理系統包括分流控制裝置和兩個以上多級自由跌水濕地單元，由分流控制裝置控制向各個多級自由跌水濕地單元間歇供應污水。該多級自由跌水濕地單元及污水處理系統同時具備跌水水體充氧和潮汐濕地基質充氧兩種功能，污水處理效率高、經濟環保。

　　權利要求書

　　1.一種具有潮汐特性的多級自由跌水濕地單元，其特征在于：包括多級自由跌水濕地(1)，相鄰兩級自由跌水濕地(1)設有自由跌水高度落差，各級自由跌水濕地(1)均設有溢水口(11)和排水孔(12)，各級自由跌水濕地(1)的排水孔(12)位于溢水口(11)下方，當上級自由跌水濕地(1)中的蓄水量高于溢水口(11)時水流自溢水口(11)和排水孔(12)流向下級自由跌水濕地(1)，當上級自由跌水濕地(1)中的蓄水量低于溢水口(11)時水流自排水孔(12)流向下級自由跌水濕地(1)，末級自由跌水濕地(1)的溢水口(11)和排水孔(12)排出凈水，所述自由跌水濕地(1)由擋水墻(2)圍成蓄水區，所述蓄水區底層填充有高密度基質(3)，蓄水區上層填充有疏松基質(4)，所述疏松基質(4)中種植有除污濕地植物(5)，所述溢水口(11)和排水孔(12)均設于擋水墻(2)上，所述溢水口(11)位置高于疏松基質(4)填充區域，所述排水孔(12)位置位于疏松基質(4)填充區域的底部。

　　2.根據權利要求1所述的具有潮汐特性的多級自由跌水濕地單元，其特征在于：所述上級自由跌水濕地(1)的排水孔(12)位置高于下級自由跌水濕地(1)的疏松基質(4)填充區域。

　　3.根據權利要求1或2所述的具有潮汐特性的多級自由跌水濕地單元，其特征在于：各級自由跌水濕地(1)的溢水口(11)和排水孔(12)設于擋水墻(2)的同一端，相鄰兩級自由跌水濕地(1)的溢水口(11)和排水孔(12)交錯布置。

　　4.根據權利要求1或2所述的具有潮汐特性的多級自由跌水濕地單元，其特征在于：所述高密度基質(3)為粘土基質。

　　5.根據權利要求1或2所述的具有潮汐特性的多級自由跌水濕地單元，其特征在于：所述疏松基質(4)為砂石基質。

　　6.一種污水處理系統，其特征在于：包括一個分流控制裝置(6)和兩個以上如權利要求1至5中任一項所述的具有潮汐特性的多級自由跌水濕地單元，所述兩個以上多級自由跌水濕地單元并聯設置，并由分流控制裝置(6)控制向各個多級自由跌水濕地單元間歇供應污水。

　　說明書

　　具有潮汐特性的多級自由跌水濕地單元及污水處理系統

　　技術領域

　　本發明涉及一種人工濕地及污水處理系統，尤其涉及具有潮汐特性的多級自由跌水濕地單元及污水處理系統。

　　背景技術

　　人工濕地因其具有投資少、運行費用低、處理效果好、工藝簡單等優點，近些年在國內外得到了極快的發展。傳統的人工濕地主要包括：表面流人工濕地、潛流人工濕地和垂直流人工濕地。但是，由于植物根區及微生物在吸收降解污染物的過程中需要消耗大量的溶解氧，而這些濕地由于采用的平面型結構，水流平緩，植物根系及基質長期浸泡在水中，導致濕地溶解氧水平不足，嚴重限制了人工濕地污水處理的效果。另外，平面型結構也具有占地面積大的缺點。

　　為了克服傳統人工濕地的溶解氧不足及占地面積大的缺點，研究人員開發了自由跌水濕地和潮汐濕地。這些濕地技術雖然克服了傳統人工濕地占地面積大的缺點，同時也增加了濕地系統的溶解氧。但自由跌水人工濕地只能增加水體的溶解氧，不能增加基質中的氧含量;潮汐濕地只能增加基質中的氧含量，不能增加水體的溶解氧。兩種濕地雖然部分地解決了傳統人工濕地氧含量不足的問題，但人工濕地氧含量仍需進一步的提高，以便進一步提高人工濕地的污水處理效果。

　　發明內容

　　本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種同時具備跌水水體充氧和潮汐濕地基質充氧兩種功能、污水處理效率高、經濟環保的具有潮汐特性的多級自由跌水濕地單元，以及具有該多級自由跌水濕地單元的污水處理系統。

　　為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

　　一種具有潮汐特性的多級自由跌水濕地單元，包括多級自由跌水濕地，相鄰兩級自由跌水濕地設有自由跌水高度落差，各級自由跌水濕地均設有溢水口和排水孔，各級自由跌水濕地的排水孔位于溢水口下方，當上級自由跌水濕地中的蓄水量高于溢水口時水流自溢水口和排水孔流向下級自由跌水濕地，當上級自由跌水濕地中的蓄水量低于溢水口時水流自排水孔流向下級自由跌水濕地，末級自由跌水濕地的溢水口和排水孔排出凈水。

　　所述自由跌水濕地由擋水墻圍成蓄水區，所述蓄水區底層填充有高密度基質，蓄水區上層填充有疏松基質，所述疏松基質中種植有除污濕地植物。

　　所述溢水口和排水孔均設于擋水墻上，所述溢水口位置高于疏松基質填充區域，所述排水孔位置位于疏松基質填充區域的底部。

　　所述上級自由跌水濕地的排水孔位置高于下級自由跌水濕地的疏松基質填充區域。

　　各級自由跌水濕地的溢水口和排水孔設于擋水墻的同一端，相鄰兩級自由跌水濕地的溢水口和排水孔交錯布置。

　　所述高密度基質為粘土基質。

　　所述疏松基質為砂石基質。

　　一種污水處理系統，包括一個分流控制裝置和兩個以上如上所述的具有潮汐特性的多級自由跌水濕地單元，所述兩個以上多級自由跌水濕地單元并聯設置，并由分流控制裝置控制向各個多級自由跌水濕地單元間歇供應污水。

　　與現有技術相比，本發明的優點在于：

　　本發明的具有潮汐特性的多級自由跌水濕地單元，結構簡單、占地少、無二次污染、不易堵塞，在接受污水輸入時各級自由跌水濕地中的蓄水量高于溢水口，有小部分從排水孔流入下級濕地，而大部分水流從溢水口溢出，形成自由跌水進入下級自由跌水濕地，并由此實現跌水水體充氧;當停止污水輸入時，上級自由跌水濕地中的蓄水量逐漸低于溢水口，自由跌水濕地中的水流從排水孔流向下級自由跌水濕地，將排水孔之上的濕地基質中的水分排出，使該部分上層濕地基質充氧，以促進基質中除污生物的生長，恢復多級自由跌水濕地單元的污水處理能力和效率，通過接受污水輸入和停止污水輸入兩種工作狀態的轉換，使該多級自由跌水濕地單元同時具備跌水水體充氧和潮汐濕地基質充氧的功能，使得人工濕地的污水處理能力大大提高。自由跌水濕地中下層的高密度基質可防止水體從蓄水區底層大量滲流入下級濕地，同時又允許濕地植物的扎根生長;上層的疏松基質便于水體在蓄水區上層充分流動，使水體能夠與疏松基質中的生物充分接觸，同時便于將疏松基質中的水體放出，以便對疏松基質充分、快速的充氧。溢水口和排水孔均設于擋水墻上，溢水口位置高于疏松基質填充區域，以便多級自由跌水濕地單元在接受污水輸入時，能夠充分有效的利用疏松基質的寬度和深度，提高污水處理效率;排水孔位置位于疏松基質填充區域的底部，以便多級自由跌水濕地單元在停止污水輸入時，能夠充分放出疏松基質的水體，提高潮汐濕地基質充氧效率。上級自由跌水濕地的排水孔位置高于下級自由跌水濕地的疏松基質填充區域，可以在多級自由跌水濕地單元停止污水輸入時，加快排水孔排出疏松基質中水體的速度，縮短潮汐濕地基質充氧的準備時間。

　　本發明的污水處理系統，包括多個上述的具有潮汐特性的多級自由跌水濕地單元，因此也具備相應的上述技術效果;另外，由分流控制裝置控制向各個多級自由跌水濕地單元間歇供應污水，使多個自由跌水濕地單元能夠交替進行跌水水體充氧和潮汐濕地基質充氧，從而可以實現整個污水處理系統的不間斷污水處理，同時也便于對單個具有潮汐特性的多級自由跌水濕地單元進行檢測和維護。