阶梯式自然型人工湿地的制作方法

本实用新型涉及生态工程拦污领域，具体的说是一种人工湿地。

背景技术：

湿地作为一种低投资、低耗能，有机污染物、氮、磷去除率高的污水生态处理技术，在农业面源污染治理中表现了极大的发展潜力。但湿地应用设计中的一个难点是占地的问题。在实际应用中，高程相差较大的山区、梯田、丘陵地带往往会遇到在同一个地方没有足够大的面积建设湿地。湿地工艺因而不满足湿地建设要求被限制了其应用，不能发挥其优势。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种结构简单、易于建造、运行和维护成本低、拦污效果好、适应性好、占地面积小、适合山区、梯田、丘陵等地带的污水处理的阶梯式自然型人工湿地。

技术方案包括人工湿地，沿人工湿地的坡面阶梯式串联布置两级以上人工湿地单元，相邻两级人工湿地单元间建有由大型石块垒砌构成的跌水坝；第一级人工湿地单元的入口经前反硝化墙连接集水槽，最后一级人工湿地单元的出口经后反硝化墙连接沟道；所述人工湿地单元由下至上依次铺设有防渗膜和种植土层，所述种植土上栽有水生植物。

所述前反硝化墙和后反硝化墙的结构相同，包括前后两侧的衬砌和填充在衬砌间的反硝化填料层；所述衬砌为无砂混凝土，所述反硝化填料层为木屑和土壤的混合而成。

所述前反硝化墙和后反硝化墙的厚度为0.5-0.7m，地下部分高度为0.8-1.2m。

所述人工湿地单元的中部为下沉的缓冲沉淀区。

所述缓冲沉淀区的下沉深度为15-25cm。

所述相邻两级人工湿地单元的高差为0.8-1.5m。

所述集水槽的深度为0.4-0.6m。

所述前反硝化墙和后反硝化墙顶面均铺设条石行道。

有益效果：

通过集水槽收集农业面源污水，经渗流流经前反硝化墙，对高浓度的的农田径流的氮素负荷进行初步处理，然后渗入串联的人工湿地单元，通过湿地进行深度处理，各级湿地单元间设置跌水坝，调整水流流态，并避免河道下切剧烈以及出现滑坡，各级湿地中间挖深，起到缓流沉淀的作用，最后在湿地末端垒建后反硝化墙，保证了相邻的浅水湿地有一定的水位，并进一步去除水中氮素，水流最终经过下渗和溢流汇入主沟。本实用新型特结构简单、易于建造、运行和维护成本低、拦污效果好、适应性好、占地面积小，适用于山区、梯田、丘陵地带的污水处理。

附图说明

图1为本实用新型剖面图。

1-集水槽、2-前反硝化墙、2.1-衬砌、2.2-反硝化填料层、3-人工湿地单元、3.1-防渗膜、3.2-种植土层、3.3-水生植物、3.4-缓冲沉淀区、4-后反硝化墙、5-沟道、6-条石行道、7-跌水坝。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步解释说明：

参见图1，沿人工湿地的坡面阶梯式串联布置两级以上人工湿地单元3，相邻两级人工湿地单元3的高差为0.8-1.5m，之间建有由大型石块垒砌构成的跌水坝7，所述跌水坝7由粒径取0.25-1m的石块砌成，上一级人工湿地单元3中水经跌水坝7流入下一级人工湿地单元3，跌水坝7可调整水流流态，并避免河道下切剧烈以及出现滑坡；

第一级人工湿地单元3的入口经前反硝化墙连2接集水槽1，最后一级人工湿地单元3的出口经后反硝化墙4连接沟道5；所述集水槽1深度优选为0.4-0.6m，用于收集污水并使污水经前反硝化墙连2进入人工湿地单元。所述前反硝化墙2和后反硝化墙4顶面均铺设条石行道6便于人行走，所述条石行道6尺寸为60cm*30cm*5cm，相邻条石中心线间距为50cm。

所述前反硝化墙连2和后反硝化墙连4的结构相同，用于处理污水中的氮素，包括前后两侧的衬砌2.1和填充在衬砌2.1间的反硝化填料层2.2；所述衬砌2.1为无砂混凝土，所述无砂混凝土是一种没有细骨料，只用粗骨料的混凝土，具有良好的透水性，

本技术：
技术方案中对所述无砂混凝土的来源没有特殊限定，采用本领域常规饿无砂混凝土即可，所述反硝化填料层包括木屑和土壤，木屑和土壤的体积混合比优选为1：(1.5-3)，更优选为1:2；前反硝化墙2和后反硝化墙4的厚度优选为0.5-0.7m，地下部分高度优选为0.8-1.2m。

所述人工湿地单元3由下至上依次铺设防渗膜3.1和种植土3.2，所述种植土层3.2上栽有水生植物3.3。所述人工湿地单元3的中部为下沉深度为15-25cm的缓冲沉淀区3.4。位于地缓冲沉淀区3.4的种植土层3.3上优选种植耐水性较强的香蒲，种植密度为每平方米10-16株，其他浅流区域的种植土层3.3上优选种植植菖蒲，种植密度为每平方米10-16株。

集水槽1收集农业面源污水，经渗流流经前反硝化墙2，通过前反硝化墙2对高浓度的的农田径流的氮素负荷进行初步处理，然后渗入串联的多级人工湿地单元3，通过多级人工湿单元对污水地进行深度处理，各级湿人工地单元3间设置跌水坝，用于调整水流流态，并避免河道下切剧烈以及出现滑坡，各级湿地中间挖深形成缓冲沉淀区3.4，起到缓流沉淀的作用，最后再经后反硝化墙4，进一步去除水中氮素，水流最终经过下渗和溢流汇入沟道5。

技术特征：

1.一种阶梯式自然型人工湿地，包括人工湿地，其特征在于，沿人工湿地的坡面阶梯式串联布置两级以上人工湿地单元，相邻两级人工湿地单元间建有由大型石块垒砌构成的跌水坝；第一级人工湿地单元的入口经前反硝化墙连接集水槽，最后一级人工湿地单元的出口经后反硝化墙连接沟道；所述人工湿地单元由下至上依次铺设有防渗膜和种植土层，所述种植土上栽有水生植物。

2.如权利要求1所述的阶梯式自然型人工湿地，其特征在于，所述前反硝化墙和后反硝化墙的结构相同，包括前后两侧的衬砌和填充在衬砌间的反硝化填料层；所述衬砌为无砂混凝土，所述反硝化填料层为木屑和土壤的混合而成。

3.如权利要求1或2所述的阶梯式自然型人工湿地，其特征在于，所述前反硝化墙和后反硝化墙的厚度为0.5-0.7m，地下部分高度为0.8-1.2m。

4.如权利要求1所述的阶梯式自然型人工湿地，其特征在于，所述人工湿地单元的中部为下沉的缓冲沉淀区。

5.如权利要求4所述的阶梯式自然型人工湿地，其特征在于，所述缓冲沉淀区的下沉深度为15-25cm。

6.如权利要求1所述的阶梯式自然型人工湿地，其特征在于，所述相邻两级人工湿地单元的高差为0.8-1.5m。

7.如权利要求1所述的阶梯式自然型人工湿地，其特征在于，所述集水槽的深度为0.4-0.6m。

8.如权利要求1所述的阶梯式自然型人工湿地，其特征在于，所述前反硝化墙和后反硝化墙顶面均铺设条石行道。

技术总结
本实用新型公开了一种阶梯式自然型人工湿地，解决了现有山区、梯田、丘陵污水处理困难，湿地建设占地面积大的问题，技术方案包括人工湿地，沿人工湿地的坡面阶梯式串联布置两级以上人工湿地单元，相邻两级人工湿地单元间建有由大型石块垒砌构成的跌水坝；第一级人工湿地单元的入口经前反硝化墙连接集水槽，最后一级人工湿地单元的出口经后反硝化墙连接沟道；所述人工湿地单元由下至上依次铺设有防渗膜和种植土层，所述种植土上栽有水生植物。本实用新型结构简单、易于建造、运行和维护成本低、拦污效果好、适应性好、占地面积小、适合山区、梯田、丘陵等地带的污水处理。

技术研发人员：杨芳;王超;贾庆林;周琴;李超;雷俊山
受保护的技术使用者：长江水资源保护科学研究所
技术研发日：2019.10.29
技术公布日：2020.08.11