本發(fā)明涉及人工濕地污水處理技術領域，應用于生活污水處理或低污染水的處理，尤其涉及一種人工濕地高效凈化系統(tǒng)。

背景技術：

當前我國生活污水產生量大，降低污水處理成本成為期待解決的問題，另外經(jīng)過污水廠處理后的低污染水雖然達到國家標準要求，但是由于水質較河流水質差，因此低污染水直接排入河流，將加快河流的污染。而人工濕地技術作為污水和低污染水處理一種有效方法，在水處理系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用。

人工濕地功能強大，在處理污水或低污染水具有成本低且不產生二次污染，具有廣闊的發(fā)展前景。然而當前人工濕地處理能力低，當污染物指標高時，處理效果不明顯，同時人工濕地在運行一段時間后易堵塞，降低了運行周期。目前處理效果明顯的人工濕地技術主要授權或公開的專利包括：無堵塞高效垂直潛流人工濕地污水處理方法(200710170584.7)、無堵塞高效垂直潛流人工濕地污水處理方法(200710170584.7)、準潛流曝氣人工濕地(200910222207.2)、一種凈化污水的生物－生態(tài)組合方法及裝置(200910061019.6)、一種用于污水凈化的生物生態(tài)組合的方法(200910060536.1)、一種人工濕地工藝的污廢水預處理方法(201010222244.6)、針對生活污水回用的SBR+人工濕地組合處理系統(tǒng)(201010222718.7)、復式潛流人工濕地系統(tǒng)(201010598743.5)、污水深度處理的組合系統(tǒng)(201020602235.5)、一種組合濕地植物高效凈化重金屬污染廢水的方法(201010290684.5)、高效村鎮(zhèn)污水自然生態(tài)處理人工強化脫氮除磷、去除持久性有機物新技術(201110282048.2)、自充氧潛流人工濕地污水凈化裝置(201120030365.0)、一種多介質人工濕地水處理系統(tǒng)及其處理方法(201210371911.6)、一種河灘坡岸多塘濕地廢污水處理方法及裝置(201110190773.7)、人工潛流濕地污水處理模塊(201220610607.8)、一種協(xié)同復合填料富集與植物高效凈化重金屬廢水的方法(201210378948.1)、人工濕地抑堵方法(201310291964.1)、一種環(huán)形放射式人工濕地(201320077350.9)、復合生物人工濕地小城鎮(zhèn)生活污水處理系統(tǒng)(201320482955.6)、多級串聯(lián)階梯式自然型人工濕地及構建方法(201310136544.6)、一種能實現(xiàn)零排放的人工濕地深度處理采油污水的方法(201310309060.7)、一種人工濕地生物質投加渠裝置(201410026483.2)、一種人工濕地用超聲波疏堵裝置及應用(201410131261.7)、一種解決濕地堵塞問題的方法(201410204567.0)、一種多流態(tài)強化復合潛流人工濕地系統(tǒng)及其使用方法(201410270235.2)、一種農村分散式污水的生態(tài)組合處理方法及裝置(201410148248.2)、一種潛流、表流交替運行的人工濕地(201410606150.7)、一種水質生態(tài)凈化裝置(201420120035.4)、一種多介質人工濕地污水凈化床(201410788538.3)、一種高寒缺氧地區(qū)生活污水處理系統(tǒng)(201410798453.3)、組裝式人工濕地假山系統(tǒng)(201510284423.5)、一種人工濕地堵塞緩解的方法(201610135353.1)、防堵塞經(jīng)濟作物型濾床-折流板潛流人工濕地強化脫氮除磷系統(tǒng)(201610255138.5)、一種人工濕地產業(yè)化構建方法(201610113964.6)等，雖然這些專利技術在污水或低污染水處理效率上有一定的提高，對緩解濕地堵塞也有一定的作用，但尚未從機理上解決問題，因而總體運營成本高、操作復雜和處理效果不明顯等缺點，推廣應用受到限制。

因此，從人工濕地的機理出發(fā)，開發(fā)一種污水或低污染水處理率高，運營成本低，且具有防堵塞功能的人工濕地高效凈化系統(tǒng)，提高人工濕地的處理能力具有重要意義。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種高效凈化污水或低污染水的人工濕地系統(tǒng)，提高凈化后的水質，且具有防堵塞功能，同時運營成本低，使用壽命長，處理效率高。

本發(fā)明的技術方案如下：

一種人工濕地高效凈化系統(tǒng)，其特征在于：由3～5個處理單元組成，每個處理單元由過濾體、植物、有機層、過濾一層、過濾二層、生物層、過濾三層和防滲板構成，過濾體位于處理單元入水口一側；每個處理單元底部設置防滲層，兩端設置防滲墻；需凈化的污水或低污染水通過進水管進入該人工濕地依次經(jīng)過各個處理單元后被凈化，最后通過出水管排入集水池中。

所述的人工濕地系統(tǒng)的生物層位于過濾二層和過濾三層之間，采用玉米秸稈制備，制作方法為：收割成熟后的玉米秸稈去掉葉，晾曬干至含水量低于10％，采用接觸壓力為3～10kPa的碾壓機器碾壓1～3遍后鋪設，鋪設厚度20～50mm。

所述人工濕地系統(tǒng)各處理單元的過濾體頂面與有機層的頂面處于同一水平面，過濾體底面與過濾三層的底面在同一水平面；其中處理一單元過濾體的寬度為1.0～2.0m，其他處理單元過濾體的寬度為0.2～0.5m。

所述的集水池內出水管口的下側設置收水槽，收水槽內填充碎石或卵石，其粒徑為30～100mm，填料距出水管口的距離為200～300mm。

所述防滲板采用預制的混凝土板或者塑料板，防滲板頂標高高于過濾一層頂面標高0～10mm，混凝土板的板厚為30～50mm，塑料板的板厚為10～20mm，制備混凝土板時，每立方米混凝土中摻入粉煤灰20～50kg。

所述的過濾一層采用中砂、粗砂或中粗砂中的一種與陶?；旌现苽?，混合質量比例為2.8～5.5:1，同時摻入蛭石，摻入量為前者混合物總質量的3％～8％，該層厚度為50～100mm；過濾二層采用礫砂，厚度為100～200mm；過濾三層采用碎石或卵石，厚度為200～300mm。

所述的有機層厚度為100～200mm，采用玉米秸稈發(fā)酵料、稻殼熏炭與粉細砂混合制備，三者混合的質量比為0.35～0.55:0.45～0.65:3.5～6.5；玉米秸稈發(fā)酵料的制備采用玉米秸稈加工成長度為100～200mm，在30℃以上條件下好氧發(fā)酵15～20天，發(fā)酵時日通風1～2次，每次時間為5～10分鐘，通風時進行翻堆。

所述的各處理單元，從處理一單元開始，防滲層頂面依次低300～400m；所述的防滲墻采用混凝土墻或磚砌筑，表面均設防腐防水層；所述的進水管和出水管采用PVC管，管徑200～500mm。

有益效果：本發(fā)明較常規(guī)人工濕地系統(tǒng)凈化效率高，凈化效果好，能夠預防人工濕地系統(tǒng)堵塞問題，延長其使用壽命，降低運營成本；本發(fā)明人工對濕地系統(tǒng)人為干擾小，運營效果顯著；本發(fā)明工藝簡單，所用的材料來源廣泛，可操作性強，應用范圍廣。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一個處理單元剖面結構示意圖。

圖2為本發(fā)明的處理區(qū)剖面結構示意圖。

圖中所示的1、進水管，2、出水管，3、處理一單元，4、處理二單元，5、處理三單元，6、集水池，7、過濾體，8、植物，9、有機層，10、過濾一層，11、過濾二層，12、生物層，13、過濾三層，14、防滲層，15、防滲墻，16、防滲板，17、收水槽。

具體實施方式

本發(fā)明是針對當前人工濕地技術凈化效果差凈化效率低的問題，通過改進工藝，科學調配凈化材料，實現(xiàn)人工濕地對污水或低污染水的高效凈化，提高應用范圍，降低運行成本。

以下結合實例對本發(fā)明進一步說明，具體實施步驟如下：

實例1：人工濕地處理低污染水

如圖1和圖2所示，人工濕地高效凈化系統(tǒng)由3個處理單元組成，每個處理單元由過濾體7、植物8、有機層9、過濾一層10、過濾二層11、生物層12、過濾三層13和防滲板16構成，過濾體7位于處理單元入水口一側；每個處理單元底部設置防滲層14，兩端設置防滲墻15；需凈化的污水或低污染水通過進水管1進入該人工濕地依次經(jīng)過各個處理單元后被凈化，最后通過出水管2排入集水池6中。

人工濕地系統(tǒng)的生物層12位于過濾二層11和過濾三層13之間，采用玉米秸稈制備，制作方法為：收割成熟后的玉米秸稈去掉葉，晾曬干至含水量低于10％，采用接觸壓力為3～10kPa的碾壓機器碾壓1～3遍后鋪設，鋪設厚度20mm。

人工濕地系統(tǒng)各處理單元的過濾體7頂面與有機層9的頂面處于同一水平面，底面與過濾三層13的底面在同一水平面；其中處理一單元3過濾體7的寬度為1.0m，其他處理單元過濾體7的寬度為0.2m。

集水池6內出水管2口的下側設置收水槽17，收水槽17內填充碎石或卵石，其粒徑為30～100mm，填料距出水管2口的距離為200mm。

防滲板16采用預制的混凝土板，其頂標高高于過濾一層10頂面標高相同，板厚為30mm，制備混凝土板時，每立方米混凝土中摻入粉煤灰20kg；過濾一層10采用中砂與陶粒混合制備，混合質量比例為2.8:1，同時摻入蛭石，摻入量為前者混合物總質量的3％，該層厚度為80mm；過濾二層11采用礫砂，厚度為100mm；過濾三層13采用碎石，厚度為200mm。

有機層9厚度為100mm，采用玉米秸稈發(fā)酵料、稻殼熏炭與粉細砂混合制備，三者混合的質量比為0.55:0.45:6.5；玉米秸稈發(fā)酵料采用玉米秸稈發(fā)酵制備，玉米秸稈加工成長度為100～200mm，在30℃以上條件下好氧發(fā)酵15天，發(fā)酵時日通風2次，每次時間為5分鐘，通風時進行翻堆。

各處理單元，從處理一單元3開始，防滲層14頂面依次低300m；所述的防滲墻15采用磚砌筑，表面均設防腐防水層；所述的進水管1和出水管2采用PVC管，管徑200mm。

實例2：人工濕地處理生活污水

如圖1和圖2所示，人工濕地高效凈化系統(tǒng)由5個處理單元組成，每個處理單元由過濾體7、植物8、有機層9、過濾一層10、過濾二層11、生物層12、過濾三層13和防滲板16構成，過濾體7位于處理單元入水口一側；每個處理單元底部設置防滲層14，兩端設置防滲墻15；需凈化的污水或低污染水通過進水管1進入該人工濕地依次經(jīng)過各個處理單元后被凈化，最后通過出水管2排入集水池6中。

人工濕地系統(tǒng)的生物層12位于過濾二層11和過濾三層13之間，采用玉米秸稈制備，制作方法為：收割成熟后的玉米秸稈去掉葉，晾曬干至含水量低于10％，采用接觸壓力為3～10kPa的碾壓機器碾壓1～3遍后鋪設，鋪設厚度50mm。

人工濕地系統(tǒng)各處理單元的過濾體7頂面與有機層9的頂面處于同一水平面，底面與過濾三層13的底面在同一水平面；其中處理一單元3過濾體7的寬度為2.0m，其他處理單元過濾體7的寬度為0.5m。

集水池6內出水管2口的下側設置收水槽17，收水槽17內填充碎石或卵石，其粒徑為30～100mm，填料距出水管2口的距離為300mm。

防滲板16采用塑料板，其頂標高高于過濾一層10頂面標高10mm，板厚為10mm；過濾一層10采用粗砂與陶?；旌现苽洌旌腺|量比例為5.5:1，同時摻入蛭石，摻入量為前者混合物總質量的8％，該層厚度為100mm；過濾二層11采用礫砂，厚度為200mm；過濾三層13采用卵石，厚度為300mm。

有機層9厚度為200mm，采用玉米秸稈發(fā)酵料、稻殼熏炭與粉細砂混合制備，三者混合的質量比為0.35:0.65:3.5；玉米秸稈發(fā)酵料采用玉米秸稈發(fā)酵制備，玉米秸稈加工成長度為100～200mm，在30℃以上條件下好氧發(fā)酵20天，發(fā)酵時日通風1次，時間為10分鐘，通風時進行翻堆。

各處理單元，從處理一單元3開始，防滲層14頂面依次低300～400m；所述的防滲墻15采用混凝土墻，表面均設防腐防水層；所述的進水管1和出水管2采用PVC管，管徑300mm。