污水处理的人工湿地模块化装置及处理方法与流程

本申请涉及环境工程污水处理技术领域，具体涉及一种污水处理的人工湿地模块化装置及处理方法。

背景技术：

随着污水排放标准的提高，污水处理厂需要提标处理。以进一步净化尾水使其达到地表水ⅳ类标准或满足更高用水要求。目前，我国污水厂尾水处理技术主要有混凝沉淀法、膜分离法、臭氧氧化法、生物滤池、人工湿地的技术等，相对其它技术方法，以“绿色系统”建设为核心的人工湿地技术，不仅能提升营造景观，而且具有基建投资及运行费用低、运行维护简单等优点，逐渐在尾水净化中得到越来越广泛的应用。

目前的人工湿地中需要采用人工曝气手段以提供足量的氧气，非常浪费资源。并且，在污水处理不断运行的过程中，湿地中的微生物也相应繁殖，容易产生淤积、阻塞的现象，发生堵塞之后，基质的渗透系数会急剧下降，过水能力也随之减弱，容易导致恶臭、蚊蝇滋生等环境问题。

技术实现要素：

本申请提供一种污水处理的人工湿地装置及处理方法，能够方便有效改善上述中的资源浪费和环境问题。

根据本申请的一方面，一种实施例中提供一种用于污水处理的人工湿地模块化装置，包括：

包括挺水湿地模块和沉水湿地模块，所述挺水湿地模块和所述沉水湿地模块相间设置，其中，所述挺水湿地模块用于种植挺水植物，所述沉水湿地模块用于种植沉水植物；

所述挺水湿地模块包括第一种植框以及第一种植框内的第一种植填料，所述沉水湿地模块包括第二种植框以及第二种植框内的第二种植填料，所述第一种植填料和所述第二种植填料的表面上能够附着用于净化水质的微生物，所述第一种植填料的高度高于所述第二种植填料的高度；

所述挺水湿地模块设有进水口和出水口，所述沉水湿地模块的设有进水口和出水口，在所述挺水湿地模块和所述沉水湿地模块相接触的面上，所述沉水湿地模块的出水口与所述挺水湿地模块的进水口连通，所述挺水湿地模块的出水口和所述沉水湿地模块的进水口连通。

可选的，所述第一种植框顶部设有第一种植孔盖，所述第一种植盖中设有第一种植孔，挺水植物种植在所述第一种植孔内；所述第二种植框顶部设有第二种植盖，所述第二种植盖中设有第二种植孔，沉水植物种植在所述第二种植孔内。

可选的，所述第一种植孔为圆形、方形或菱形；所述第二种植孔为圆形、方形或菱形。

可选的，设有第一固定毯和第二固定毯，所述第一固定毯用于包裹所述第一种植填料，所述第二固定毯用于包裹所述第二种植填料。

可选的，所述第一固定毯或所述第二固定毯由植物纤维或园林废弃物编织而成，所述固定毯的厚度为2mm-8mm。

可选的，所述第一种植填料和所述第二种植填料为颗粒状的石子或颗粒状的塑料泡沫。

可选的，所述第一种植填料高度为1m-2m，所述第二种植填料的高度为0.4m-0.6m。

可选的，所述挺水湿地模块用于种植的挺水植物包括再力花、美人蕉、白姜花、翠芦莉、黄菖蒲、梭鱼草、花叶水葱中的至少一种；所述沉水湿地模块用于种植沉水植物包括苦草、竹叶眼子菜、黑藻中的至少一种。

根据本申请的第二方面，一种实施例中提供一种污水处理方法，包括：

设置挺水湿地模块和沉水湿地模块，使所述挺水湿地模块和所述沉水湿地模块相间设置，其中，所述挺水湿地模块包括第一种植框以及第一种植框内的第一种植填料，所述第一种植填料为颗粒状的石子或颗粒状的塑料泡沫；所述沉水湿地模块包括第二种植框以及第二种植框内的第二种植填料，所述第二种植填料为颗粒状的石子或颗粒状的塑料泡沫；所述第一种植填料的设置高度高于所述第二种植填料的设置高度；

在所述挺水湿地模块设有进水口和出水口，所述沉水湿地模块的设有进水口和出水口，并且，在所述挺水湿地模块和所述沉水湿地模块相接触的面上，使所述沉水湿地模块的出水口与所述挺水湿地模块的进水口连通，所述挺水湿地模块的出水口和所述沉水湿地模块的进水口连通；

在所述挺水湿地模块中种植挺水植物，在所述沉水湿地模块中种植沉水植物，完成模块种植。

可选的，在所述第一种植框顶部设置具有第一种植孔的第一种植盖，将挺水植物种植在所述第一种植孔内；在所述第二种植框顶部设置具有第二种植孔的第二种植盖，将沉水植物种植在所述第二种种植孔内。

依据上述实施例的用于污水处理的人工湿地模块化装置及处理方法，包括挺水湿地模块和沉水湿地模块，使挺水湿地模块和沉水湿地模块相间设置，其中所述挺水湿地模块用于种植挺水植物，所述沉水湿地模块用于种植沉水植物，并且挺水湿地模块和沉水湿地模块之间的进水口和出水口相连通，污水在挺水湿地模块和沉水湿地模块之间被净化的同时，由于挺水湿地模块中的第一种植填料高度高于沉水湿地模块中第二种植填料的高度，能够满足沉水植物对光照要求的同时还能够释放充分的氧气，以满足水体曝气的要求，这样可以免人工曝气，大大节约资源，同时，利于水体净化效果，减少微生物滋生。进一步地，由于是模块化种植的模式设计，不仅使得结构简洁，使用时非常便利，而且使得种植植物时不伤根系，利于植物的生长，养护成本降低，挺水植物和沉水植物相间设置能够阻止阳光直射，减少藻类、青苔的滋生，对提升景观展示效果起到积极作用，从而不仅可以净化污水还可以提供良好的景观环境。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的人工湿地模块化装置结构示意图；

图2为本发明一实施例提供的人工湿地模块化装置局部剖面结构示意图；

图3为本发明一实施例提供的人工湿地模块化装置局部俯视结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式，各实施例所涉及的操作步骤也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的组成和/或顺序。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

人工湿地是综合生态系统，它应用生态系统中物种共生、物质循环再生原理，结构与功能协调原则，在促进废水中污染物质良性循环的前提下，充分发挥资源的生产潜力，防止环境的再污染，获得污水处理与资源化的最佳效益。

根据背景技术可知，现有技术中，所使用的人工湿地存在曝气资源浪费、易堵塞等使得水景观展示效果大打折扣等问题。

经分析，由于目前的人工湿地的基质以石块、砾石、砂粒和土壤等天然材料为主，吸附能力低，并且由于吸附净化能力低下，容易产生淤积和阻塞现象，容易导致环境问题，并且由于部分污水处理厂受用地面积的限制，出水沟渠或者展示池由于阳光照射滋生青苔藻类，从而使得沟渠或者景观展示效果打折扣。

在本实施例中的用于污水处理的人工湿地装置中，设置挺水湿地模块和沉水湿地模块，使挺水湿地模块和沉水湿地模块相间设置，其中所述挺水湿地模块用于种植挺水植物，所述沉水湿地模块用于种植沉水植物，并且挺水湿地模块和沉水湿地模块之间的进水口和出水口相连通，污水在挺水湿地模块和沉水湿地模块之间被净化的同时，由于挺水湿地模块中的第一种植填料高度高于沉水湿地模块中第二种植填料的高度，能够满足沉水植物对光照要求的同时还能够释放充分的氧气，以满足水体曝气的要求，这样可以免人工曝气，大大节约资源，同时，利于水体净化效果，减少微生物滋生。进一步地，由于是模块化种植的模式设计，使得不伤根系，利于植物的生长，养护成本降低，挺水植物和沉水植物相间设置能够阻止阳光直射，减少藻类、青苔的滋生，对提升景观展示效果起到积极作用。

参考图1，本实施例中提供一种用于污水处理的人工湿地模块化装置，包括：

包括挺水湿地模块100和沉水湿地模块200，所述挺水湿地模块100和所述沉水湿地模块200相间设置，其中，所述挺水湿地模块100用于种植挺水植物101，所述沉水湿地模块200用于种植沉水植物201。

所述挺水湿地模块100包括第一种植框以及第一种植框内的第一种植填料，所述沉水湿地模块200包括第二种植框以及第二种植框内的第二种植填料，所述第一种植填料的高度高于所述第二种植填料的高度。由于植物是位于种植填料的上方的，设置第一种植填料的高度高于第二种植填料，这样，当挺水植物101和沉水植物201相间设置时能够阻止阳光直射，减少藻类、青苔的滋生，对提升景观沉水植物201水下森林及挺水植物101开花对提升出水景观展示效果起到积极作用。

本实施例中，所述第一种植填料高度为1m-2m，所述第二种植填料的高度为0.4m-0.6m。更利于挺水植物101和沉水植物201之间的相互配合。

本实施例中，所述挺水湿地模块100用于种植的挺水植物101可以包括再力花、美人蕉、白姜花、翠芦莉、黄菖蒲、梭鱼草、花叶水葱中的一种或多种；所述沉水湿地模块200用于种植沉水植物201包括苦草、竹叶眼子菜、黑藻中的一种或多种。

本实施例中，所述第一种植填料和所述第二种植填料的表面可以附着用于净化污水中的微生物。

本实施例中，所述第一种植填料和所述第二种植填料为颗粒状的石块或块状的塑料泡沫。由于石块或者是块状的泡沫的表面积较大，可以附着较大量的能够净化污水的微生物，因此使得净化能力更强，进一步地，在顶部种植的挺水植物101可以吸收水中的养分成活，展现出绿色优美的环境。

本实施例中，所述第一种植填料和所述第二种植填料还可以为新型复合填料，能够为微生物创造半封闭载体，既能提高微生物的生长空间，提高水体净化效率，同时又能避免生物膜发生大量脱落，解决传统人工湿地堵塞难题。

所述挺水湿地模块100设有进水口和出水口，所述沉水湿地模块200的设有进水口和出水口；在所述挺水湿地模块100和所述沉水湿地模块200相接触的面上，所述沉水湿地模块200的出水口与所述挺水湿地模块100的进水口连通，所述挺水湿地模块100的出水口和所述沉水湿地模块200的进水口连通。这样使得整个污水处理的人工湿地装置为一个循环的整体，例如，当污水从挺水湿地模块100流入，经过所述挺水湿地模块100之后被净化后流入沉水湿地模块200中，能够用于养殖沉水植物201，沉水植物201可以起到供养和景观的双重作用，同时，沉水湿地模块200中的第二种植填料也能够对污水起到净化的作用，这样所有污水在多个挺水湿地模块100和沉水湿地模块200中循环流动，能够更好被净化的同时养殖绿植，起到良好的景观作用。

参考图2和图3，图中示出种植框110、固定毯130、种植填料102、种植盖120和种植孔121之间的位置关系。

本实施例中，所述第一种植框顶部设有第一种植孔盖，所述第一种植盖中设有第一种植孔，所述第一种植孔为圆形、方形或菱形，使得挺水植物101的根部可以沿所述第一种植孔进行种植植入；类似的，所述第二种植框顶部设有第二种植盖，所述第二种植盖中设有第二种植孔，所述第二种植孔为圆形、方形或菱形，使得沉水植物201的根部可以沿所述第二种植孔进行种植植入。第一种植孔盖和第二种植盖的设置能够保障植物在种植时候的稳定性，使植物的姿态较为固定。

需要说明的是，所述第一种植框和第二种植框主要是为了起到框架的作用，能够容纳内部的种植填料，同时还需要保障污水能够进入到第一种植框和第二种植框内部。

本实施例中，还可以设有第一固定毯和第二固定毯，所述第一固定毯可以用于包裹所述第一种植填料，所述第二固定毯可以用于包裹所述第二种植填料。由于所述第一种植填料和第二种植填料都是多个分散的块状或者颗粒状，使用第一固定毯和第二固定毯对其进行包裹和固定，避免因长时间浸泡在水中而松散变形，提高人工湿地模块整体的稳定性。

本实施例中，所述第一固定毯或所述第二固定毯由植物纤维或园林废弃物编织而成，更利于环保。所述固定毯的厚度可以为2mm-8mm。

一些实施例中，所述第一固定毯或所述第二固定毯由椰丝编织而成。

本实施例还提供一种污水处理方法，包括：设置挺水湿地模块100和沉水湿地模块200，使所述挺水湿地模块100和所述沉水湿地模块200相间设置，以进行模块化种植。在模块化种植时，所设置的挺水湿地模块100包括第一种植框以及第一种植框内的第一种植填料，所述第一种植填料为颗粒状的石子或颗粒状的塑料泡沫；所设计的沉水湿地模块200包括第二种植框以及第二种植框内的第二种植填料，所述第二种植填料为颗粒状的石子或颗粒状的塑料泡沫；所述第一种植填料的设置高度高于所述第二种植填料的设置高度，在所述挺水湿地模块100中种植挺水植物101，在所述沉水湿地模块200中种植沉水植物201，完成模块种植。

在所述挺水湿地模块100设有进水口和出水口，所述沉水湿地模块200的设有进水口和出水口，并且，在所述挺水湿地模块100和所述沉水湿地模块200相接触的面上，使所述沉水湿地模块200的出水口与所述挺水湿地模块100的进水口连通，所述挺水湿地模块100的出水口和所述沉水湿地模块200的进水口连通。

本实施例中，使用第一固定毯包裹第一种植填料，使用第二固定毯包裹第二种植填料，在所述第一种植框顶部设置具有第一种植孔的第一种植盖，在所述第二种植框顶部设置具有第二种植孔的第二种植盖，开始种植植物时，用剪刀把所需要种植植物的种植孔内侧的固定毯剪开，把所需要的植物种植在种植孔内，具体的:将挺水植物101种植在所述第一种植孔内；将沉水植物201种植在所述第二种种植孔内。

需要说明的是，模块化种植之前需要按照规划要求来铺设和布置人工湿地模块化装置，然后按照设计要求排放挺水湿地模块100和沉水湿地模块200，使其相间串联以组成多级湿地净化系统。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。