本實用新型涉及混合流人工濕地系統(tǒng)，屬環(huán)境保護和水污染控制技術領域，可用于黑臭河道水體、生活污水或污水處理廠尾水等污水處理。

背景技術：

人工濕地系統(tǒng)水質凈化技術作為一種新型生態(tài)污水凈化處理方法，其基本原理是在人工濕地填料上種植特定的濕地植物，從而建立起一個人工濕地生態(tài)系統(tǒng)，其作用機理包括吸附、滯留、過濾、氧化還原、沉淀、微生物分解、轉化、植物吸收等物理、化學和生物作用，人工濕地的形式通常分為自由表面流人工濕地和潛流人工濕地，其中潛流濕地根據水流方式的不同又分為水平潛流濕地和垂直潛流濕地。

現有人工濕地能夠有效地凈化處理污染程度相對較低的有機污染廢水，但具有對氮、磷、有機物等污染物去除能力受限的缺點。例如自由表面流人工濕地占地面積大，負荷較低，水質凈化效果不高，而水平潛流復氧能力弱，除氮效果較差，此外，傳統(tǒng)人工濕地易堵塞，例如垂直流人工濕地，對進水懸浮物濃度要求較高。另外，由于實際中污水的排放量特別是排水水質不穩(wěn)定，現有人工濕地難以維持穩(wěn)定和有效的凈化狀態(tài)，導致單一功能的濕地系統(tǒng)對實際污水的適應能力和對氮、磷、有機物等化合物的去除無法達到預期處理效果。

另外，現有技術下的生態(tài)池體系統(tǒng)（或稱塘系統(tǒng)、穩(wěn)定塘或生物塘）是一種利用天然凈化能力對污水進行處理的人工構筑物系統(tǒng)，其凈化過程與自然水體的自凈過程相似，通常是將土地進行適當的人工修整，建成池塘，并設置圍堤和防滲層，主要依靠不溶性顆粒污染物的沉淀作用、塘內微生物對污染物的降解來凈化污水，凈化能力有限，凈化效果相對較差，且具有占地面積大，當污水的污染濃度較高時，還易產生臭味和滋生蚊蠅，造成二次污染，因此不適用處理高濃度的污水。

技術實現要素：

針對現有技術的上述缺陷，本實用新型提供了一種混合流人工濕地系統(tǒng)，這種濕地系統(tǒng)適應于處理污染程度相對較高的污水，對氮、磷和有機污染物具有良好的凈化效果，且適應于進水水質和水量的較大波動。

本實用新型的技術方案為：一種混合流人工濕地系統(tǒng)，包括池體，所述池體由內向外依次分隔為中心生態(tài)塘系統(tǒng)區(qū)、中間濕地系統(tǒng)區(qū)和布水水道，所述中心生態(tài)塘系統(tǒng)區(qū)位于所述池體的中央區(qū)域，所述中間濕地系統(tǒng)區(qū)圍繞在所述中心生態(tài)塘系統(tǒng)區(qū)的外側，所述布水水道圍繞在所述中間濕地系統(tǒng)區(qū)的外側，所述布水水道的外側是構成池體外緣的隔墻一，所述布水水道和所述中間濕地系統(tǒng)區(qū)之間通過隔墻二分隔，所述中間濕地系統(tǒng)區(qū)和所述中心生態(tài)塘系統(tǒng)區(qū)之間通過隔墻三分隔，系統(tǒng)進水口接入所述布水水道，所述隔墻二設有布水水道的溢流堰，布水水道的出水通過溢流方式進入所述中間濕地系統(tǒng)區(qū)，所述中間濕地系統(tǒng)區(qū)內填充有基質，所述基質包括由上至下依次分層設置的種植土層、生態(tài)填料層和集水透水層，所述集水透水層內或下方設有集水管，所述集水管（集水段）位于所述中間濕地系統(tǒng)區(qū)的底部，所述集水管設有位于所述中心生態(tài)塘系統(tǒng)區(qū)的出水口，所述中心生態(tài)塘系統(tǒng)區(qū)分為淺水區(qū)和深水區(qū)，其中深水區(qū)位于所述中心生態(tài)塘系統(tǒng)區(qū)的中央區(qū)域，淺水區(qū)圍繞在所述深水區(qū)的外側，系統(tǒng)出水管的進口位于所述中心生態(tài)塘系統(tǒng)區(qū)的深水區(qū)內，進水依次經過布水水道、中間濕地系統(tǒng)區(qū)和中央生態(tài)塘系統(tǒng)區(qū)的三級處理后，從系統(tǒng)出水管排出。

本實用新型的有益效果為：通過潛流濕地和塘系統(tǒng)的科學合理的組合，保證了濕地對污染水體的高效處理能力，加強了整個濕地系統(tǒng)的硝化、反硝化作用，加強了含磷化合物的吸附與沉淀，加強了微生物對有機污染物的降解作用，保證出水水質穩(wěn)定，規(guī)避了進水懸浮物濃度較高而阻塞人工濕地的缺點，從而適應于處理污染程度相對較高的污水，允許進水水質和水量的較大幅度的波動，并具有脫氮除磷效果，保證了對總氮、總磷及SS、COD和BOD等污染物的去除率和凈化水平，降低了維護費用，延長了系統(tǒng)的使用壽命。

附圖說明

圖1是本實用新型的俯視構造示意圖；

圖2是與圖1對應的A-A剖視圖。

具體實施方式

參見圖1和圖2，本實用新型是一種用于污水處理的混合流人工濕地，將潛流濕地系統(tǒng)與塘系統(tǒng)相結合，其池體由內向外依次分隔為中心生態(tài)塘系統(tǒng)區(qū)22、中間濕地系統(tǒng)區(qū)21和布水水道20，所述中心生態(tài)塘系統(tǒng)區(qū)位于所述池體的中央區(qū)域，所述中間濕地系統(tǒng)區(qū)圍繞在所述中心生態(tài)塘系統(tǒng)區(qū)的外側，所述布水水道圍繞在所述中間濕地系統(tǒng)區(qū)的外側，所述布水水道的外側是構成池體外緣的隔墻一2，所述布水水道和所述中間濕地系統(tǒng)區(qū)之間通過隔墻二3分隔，所述中間濕地系統(tǒng)區(qū)和所述中心生態(tài)塘系統(tǒng)區(qū)之間通過隔墻三4分隔，系統(tǒng)進水口1接入所述布水水道，所述隔墻二設有布水水道的溢流堰，布水水道的出水通過溢流方式進入所述中間濕地系統(tǒng)區(qū)，所述中間濕地系統(tǒng)區(qū)內填充有基質，所述基質包括由上至下依次分層設置的種植土層15、生態(tài)填料層13和集水透水層14，所述集水透水層內或下方設有集水管，所述集水管（集水段）位于所述中間濕地系統(tǒng)區(qū)的底部，所述集水管設有位于所述中心生態(tài)塘系統(tǒng)區(qū)的出水口8，所述中心生態(tài)塘系統(tǒng)區(qū)分為淺水區(qū)和深水區(qū)，其中深水區(qū)位于所述中心生態(tài)塘系統(tǒng)區(qū)的中央區(qū)域，淺水區(qū)圍繞在所述深水區(qū)的外側，系統(tǒng)出水管的進口9位于所述中心生態(tài)塘系統(tǒng)區(qū)內，進水依次經過布水水道、中間濕地系統(tǒng)區(qū)和中央生態(tài)塘系統(tǒng)區(qū)的三級處理后，從系統(tǒng)出水管12排出。

優(yōu)選的，所述布水水道的下部設有生態(tài)填料層13，以增強凈化效果，并增加反硝化作用。

所述中間濕地系統(tǒng)區(qū)的基質中還可以包括環(huán)形進水過濾帶（或稱過濾層）18，所述環(huán)形進水過濾帶位于所述溢流堰的溢流落水區(qū)域，鄰接所述隔墻一的內側上部。

所述種植土層上可以種植有濕地植物16，以通過植物根系的作用，強化凈化效果，改善基質的內部構造。

所述種植土層的底面鋪優(yōu)選設有一層土工布，以避免種植土流失。

所述集水管可以由一組或多組集水干管6和集水支管5構成，多組集水干管和集水支管分布在所述中間濕地系統(tǒng)區(qū)的不同區(qū)域，以實現對不同區(qū)域的集水和排水，所述集水干管垂直于所述中間濕地系統(tǒng)區(qū)的環(huán)形延伸方向，其出水段延伸至所述中心生態(tài)塘系統(tǒng)區(qū)，出水段的端口構成所述集水管的出水口，所述集水支管沿所述中間濕地系統(tǒng)區(qū)的環(huán)形延伸方向，數量為多個，與所述集水干管連接成豐字形結構，以實現有效且均勻的集水。

所述集水干管的出水段優(yōu)選采用向上延伸的立管，且優(yōu)選采用頂端高度可調的結構，例如，設有能夠彎成不同角度的軟管，或采用能夠拉伸的套管結構。通過適當設置或調整其頂端的高度，實現對所述中間濕地系統(tǒng)區(qū)積水水位高度的控制。

所述淺水區(qū)內可以設置溢流檢查井10，所述溢流檢查井的底部可以連接有對外排放的溢流管道11，由此可以通過溢流檢查井控制所述中心生態(tài)塘系統(tǒng)區(qū)的最高水位，并在進水量過多時輔助排水。

所述隔墻一上設有布水水道排空孔，并可以設有排空控制閥門，所述布水水道排空孔位于所述布水水道的底部，連通所述中間濕地系統(tǒng)區(qū)，以便必要時將水道中的水排空。

所述中間濕地系統(tǒng)區(qū)和中央塘系統(tǒng)區(qū)之間設有濕地排空管道17，所述濕地排空管道穿過隔墻二，一端開口于所述所述中間濕地系統(tǒng)區(qū)的底部，另一端開口于所述中央塘系統(tǒng)區(qū)的深水區(qū)，以便在必要時將濕地區(qū)的水排空。

所述系統(tǒng)出水管的進水段優(yōu)選為向上延伸的立管，且位于所述中心生態(tài)塘系統(tǒng)區(qū)的中央，所述系統(tǒng)出水管的進水段的頂部管口構成所述系統(tǒng)出水管的進口，所述中心生態(tài)塘系統(tǒng)區(qū)的底部設置有包圍并固定所述系統(tǒng)出水管的進水段的石籠19，所述系統(tǒng)出水管的出水段為向上延伸的立管，該立管的頂端管口構成系統(tǒng)出水管的出口，該立管優(yōu)選采用頂端高度可調的結構，例如，設有能夠彎成不同角度的軟管，或采用能夠拉伸的套管結構。通過適當設置或調整其頂端的高度，實現對所述中心生態(tài)塘系統(tǒng)區(qū)水位高度的控制。

所述系統(tǒng)出水管的進水段頂部高度優(yōu)選不高于所述系統(tǒng)出水管的頂部高度，由此使得進水段的頂端管口位于水面下方，以方便通過出水段的頂端管口高度調節(jié)中心生態(tài)塘系統(tǒng)區(qū)的水位高度。

所述系統(tǒng)出水管位于進水段和出水段之間的部分可以埋設于地下。

本系統(tǒng)可以采用回字形結構、圓環(huán)形結構、橢圓形結構或跑道形結構等任意適宜形狀的環(huán)形結構。當采用回字形結構時，所述隔墻一、隔墻二和隔墻三均呈矩形（俯視方向看，下同），優(yōu)選正方形，當采用圓環(huán)性結構、橢圓形結構或跑道形結構時，所述隔墻一、隔墻二和隔墻三均呈相應的圓形、橢圓形或跑道形。

優(yōu)選的，所述布水水道的各處寬度相等，所述中間濕地系統(tǒng)區(qū)的各處寬度相等。

系統(tǒng)的總體形狀為回字形，或其他環(huán)形，外圍為布水水道，布水水道設置為一個小型的塘系統(tǒng)，水道的底部放置20-30cm生態(tài)填料，布水水道出水后溢流進入中間濕地系統(tǒng)區(qū)，中間濕地系統(tǒng)區(qū)內填充基質，基質分層和分區(qū)設置，包括進水過濾層、種植土層、生態(tài)填料層和集水排水層，進水過濾層在靠近布水水道，寬0.5m，起過濾進水作用，內部放置粒徑為10-20cm礫石，種植土層位于最上層，10cm厚，種植土下鋪設一層土工布，在種植土上栽植適宜的水生植物，生態(tài)填料層位于土工布下，70-80cm厚，集水透水層位于基質的底層，20cm厚，內放置粒徑為10-20cm礫石。

在集水透水層內按一定規(guī)律分布集水管道，例如豐字形布置的集水主管和集水支管，集水支管的管道上均勻開孔，集水排水層的下面設有防滲膜和地基處理層。

在集水管邊緣處，設置若干個檢查井7。

池體的中央區(qū)域是采用改進型的生態(tài)塘系統(tǒng)，分別有淺水區(qū)和深水區(qū)，淺水區(qū)設置溢流檢查井，深水區(qū)設置系統(tǒng)出水管的進水段，進水段上設置系統(tǒng)出水口，所有經過處理的水通過這個出水口，深水區(qū)的底部設置石籠，用于固定位于該區(qū)域內的系統(tǒng)出水管，系統(tǒng)出水管的出水段通過彎管控制中心生態(tài)塘系統(tǒng)區(qū)內的水位高度。

布水水道的水深為50cm，底部的生態(tài)填料層厚度為30cm，該生態(tài)填料的下方設置有防滲膜及地基處理，陽光可以直接射透50cm水面，通過藻類的光合作用和風力攪動以及進水擾動提供溶解氧，系統(tǒng)進水口可以采用設置在隔墻一上具有一定寬度的溢流堰，形成瀑布狀進水，以增加空氣中氧的溶解，促進好氧微生物對有機物的降解與對氨氮的硝化作用。布水水道中的生態(tài)填料底部則更多處于兼氧或厭氧狀態(tài)，反硝化作用較強，同時填料有助于去除污水中懸浮物以防止?jié)竦囟氯?/p>

中間濕地系統(tǒng)區(qū)的種植土表面高于水面10cm，生態(tài)填料層位于種植土層的下面，長期浸沒在水中，使水流處于飽和狀態(tài)，形成缺氧或厭氧環(huán)境，加強濕地的反硝化作用，有效去除含氮化合物。此外，通過生態(tài)填料的吸附加強含磷化合物的反應、富集、沉淀，最大化保證出水穩(wěn)定達標。

中心生態(tài)塘系統(tǒng)區(qū)分別有淺水區(qū)和深水區(qū)，外圍為淺水區(qū)，水深80cm，在淺水區(qū)兩角設置應急排水設施，中間部分為深水區(qū)，水深160cm。水流先經過淺水區(qū)域，再次進行硝化作用，并伴有好氧微生物對有機物進行降解，最后水流流入深水區(qū)，在深水區(qū)中間位置設置濕地排水口，完成濕地排水。

所述池體的底部可以設置防滲層，所述防滲層可以采用任意適宜的現有技術和其他可能的技術。作為一個優(yōu)選的實施例，所述防滲層可以自基面起由里到外依次為膨潤土墊層、HDPE土工膜、膨潤土保護層、細沙保護層和滌綸無紡土工布層，通過將滌綸無紡土工布設置與細沙保護層的上面，有助于提供對土工膜的整體保護效果，利用滌綸無紡土工布的整體性和韌性，支承、勻化和緩沖來自上方的外力/外物，同時隔離雜質，減少細沙保護層的污染以及生化反應，這種土工布的上面可以直接鋪設礫石層、填料層和集水管道，膨潤土保護層的設置有利于防止實際實施中細沙中較大顆粒或尖銳異物對土工膜的損壞。土工膜之間的接縫處優(yōu)選采用堆焊焊接，且位于上層的土工膜焊接邊緣為折疊邊，將上層土工膜搭接在下層土工膜上時，留出一定的折疊富余量，將富余部分向上翻起并折疊在本土工膜的主體部分上，形成折疊后的邊緣，在折疊后的邊緣處進行與下層土工膜之間的堆焊，這種焊接方式不僅方便易行，而且在實際中能夠有效地保證焊接區(qū)域的強度，且不存在邊緣破損。

所述布水水道和中間濕地系統(tǒng)區(qū)內均可以設置若干集排氣立管，所述集排氣立管的側壁上分布有若干集氣通孔，外面包裹有一層或多層非金屬絲網，例如尼龍絲網，所述集排氣立管的下端延伸池體的底部，上端露在外面，池內因生化反應形成的二氧化碳和氮氣等氣體可以在內部壓力作用下自動進入集排氣立管并排出，包裹在外面的絲網網孔能夠阻擋顆粒物進入立管，由此允許立管上采用相對較大的集氣通孔，有助于防止通孔堵塞，延長使用壽命。

所述布水水道和中間濕地系統(tǒng)區(qū)的底部、中部和上部可以設有在線溫度檢測儀和/或壓力檢測儀，所述在線溫度檢測儀/或壓力檢測儀的輸出接入現場控制柜，通過現場控制柜的顯示器進行顯示，以便于了解和判斷池體內部的生化反應狀況，例如，溫度是影響菌群活性的一個重要環(huán)境因素，而壓力則提示池內透水透氣性能以及由此可能存在的生化反應問題，現場控制柜內可以依據需要設置相關的數據處理電路或裝置，將溫度/壓力檢測儀的輸出接入相關數據處理電路或裝置，以進行所需的顯示處理和其他處理，例如，數據處理電路或裝置可以設有報警輸出，在檢測的溫度/壓力數據符合報警條件時，通過報警輸出連接的報警指示燈和/或報警蜂鳴器進行報警。

所述池體的上面可以設有縱向和/或橫向的人行橋，所述人行橋的兩端固定安裝在池壁或地面上，由此，管理和檢修人員可以走到橋上進行近距離查看和檢修作業(yè)。

整個系統(tǒng)把潛流濕地和塘系統(tǒng)科學合理的結合，水流通過最外圍的布水水道（好氧硝化反應）、中間濕地系統(tǒng)區(qū)（厭氧反硝化反應）、中間生態(tài)塘系統(tǒng)—淺水區(qū)（好氧硝化反應）和中間生態(tài)塘系統(tǒng)—深水區(qū)（厭氧反硝化反應），好氧-厭氧環(huán)境的交替轉換促進了微生物對含氮化合物的去除，同時利用生態(tài)填料加強含磷化合物的吸附、反應、富集、沉淀，最大化保證出水穩(wěn)定達標。

本實用新型公開的各優(yōu)選和可選的技術手段，除特別說明外及一個優(yōu)選或可選技術手段為另一技術手段的進一步限定外，均可以任意組合，形成若干不同的技術方案。