阶梯式人工湿地的制作方法

1.本实用新型涉及人工湿地结构技术领域，具体地指一种阶梯式人工湿地。


背景技术：

2.垂直潜流人工湿地单位面积处理负荷，高水质净化能力强，是一种常用的水质净化技术，在污水处理厂尾水深度处理及自然水体净化领域有广泛应用。但传统的垂直潜流人工湿地普遍存在占地面积大的问题，在城市地区往往受用地制约，特别是一些斜坡区域，传统的垂直潜流人工湿地难以实施，倾斜狭窄地面对于人工湿地的布置有着极大的限制，而且多数城市地区周围遮挡严重，对于人工湿地来说，必须保证充足的光照，才能满足人工湿地的正常生长需求，而城市地面遮挡会严重影响人工湿地的光合作用，会影响湿地净化效果。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种阶梯式人工湿地。
4.本实用新型的技术方案为：一种阶梯式人工湿地，包括若干个由高至低呈阶梯状排列的湿地单元；所述湿地单元包括，
5.池体，所述池体是上端盖合有顶板的中空腔室结构，池体一侧上端设置有进水口，相对一侧的池体底部设置有出水口；
6.填料层，所述填料层位于池体底部，填料层上种植有植被层；
7.配水结构，所述配水结构固定于顶板下方并与进水口连通，用于向植被层均匀喷洒污水；
8.配光结构，所述配光结构处于顶板下方，用于向植被层提供光照；
9.相邻湿地单元中，上一池体的出水口与下一池体的进水口连通。
10.根据本技术提供的一种阶梯式人工湿地，所述湿地单元还包括，
11.集水池，所述集水池是上端盖合有盖板的封闭的厌氧中空腔室，集水池一侧与同一湿地单元的池体的出水口连通，另一侧设置有与下一湿地单元的池体的进水口连通的出水管。
12.根据本技术提供的一种阶梯式人工湿地，所述顶板为透光的玻璃板，顶板固定在池体顶部。
13.根据本技术提供的一种阶梯式人工湿地，所述配光结构包括多根均匀布置于顶板下端面的灯管。
14.根据本技术提供的一种阶梯式人工湿地，所述配水结构包括，
15.配水管，所述配水管通过支架固定在顶板下端面，配水管包括多根相互连通的且沿纵向和横向布置的配水支管，配水支管上均匀开设有配水孔。
16.根据本技术提供的一种阶梯式人工湿地，所述填料层包括由下至上的上填料层、中填料层和下填料层；所述上填料层、中填料层和下填料层为碎石填料层，且上填料层的碎
石粒径小于中填料层的碎石粒径小于下填料层的碎石粒径。
17.根据本技术提供的一种阶梯式人工湿地，所述下填料层内埋设有收水管；所述收水管与池体的出水口连通，收水管包括多根沿纵向和横向布置且相互连通的收水支管，收水支管上均匀开设有多个收水孔。
18.根据本技术提供的一种阶梯式人工湿地，同一湿地单元中，出水管高于上填料层的底面、低于上填料层的顶面。
19.根据本技术提供的一种阶梯式人工湿地，所述植被层包括种植在上填料层的鸢尾、美人蕉、芦苇中的一种或多种。
20.根据本技术提供的一种阶梯式人工湿地，所述灯管处于配水管的上方；所述配水孔均匀分布于配水管的下部分管体上。
21.本实用新型的优点有：1、本技术通过将多个湿地单元由高至低依次排列，形成阶梯式的湿地结构，前一湿地单元处理的污水可以进入到后一湿地单元进行再次处理，可以针对污水的水质进行流速和湿地单元数量的调节，适应各种不同水质的污水处理，而且将整个人工湿地设计为阶梯式，可以广泛应用在城市倾斜坡面上，地形布置受限条件少，形成的人工湿地还可以成为城市景观，有效改善城市地貌；本技术也充分考虑了城市地面遮挡的问题，通过在池体内增加配光结构，利用配光结构确保植被层能够充分的光合作用，不再受限于阳光，植被层生长状态良好，能够起到很好的水质净化效果；
22.2、本技术还在每组湿地单元的池体出水口侧设置有集水池，集水池为封闭的厌氧腔体，经过池体内初步处理的污水进入到集水池聚集后能够进行厌氧处理，产生反硝化反应，进一步削减总氮，水质净化效果更好；
23.3、本技术的顶板是透光的玻璃板，能够保证外部阳光照射到植被层，避免完全依靠配光结构来进行光合作用，节约了大量的电能，同时池体内部的灯光能够通过顶板投射出来，形成景观地貌；
24.4、本技术的配光结构包括灯管，多个灯管均匀分布在顶板的下端面，能够全面且均匀的对植被层提供良好的光照，使植被层能够更好的进行光合作用，进一步促进水质净化的效果，同时，从顶板投射而出的灯光又能够形成良好的景观效果；
25.5、本技术在顶板下方设置配水管，配水管能够将进水口进入的污水均匀分配到植被层上，使植被层的每一处位置都能够分配到污水，提高了污水处理的效率和程度；
26.6、本技术的填料层包括三层填料，均为碎石，粒径由上到下依次增加，具备良好的过滤吸附效果，配合植被层能够对污水进行良好的处理；
27.7、本技术在下填料层底部埋设有收水管，收水管均匀分布于下填料层内，能够将经过植被层和填料层处理过的水收集起来然后一起排放出去，避免了池体底部积水的问题；
28.8、本技术的出水管的高度低于上填料层的顶面，即确保了池体内的水位不至于超过上填料层的顶面，避免了积水淹没植被层而造成植被层坏死的问题；
29.9、本技术的植被层为常用湿地挺水植物，价廉易得，容易存活，形成的植被层美观；
30.10、本技术的配水管处于灯管的下方，且配水孔处于配水管的下部分管体上，避免配水管内的水喷洒到灯管上，造成短路损坏，安全性得到了提高。
31.本技术的人工湿地结构简单，可广泛应用与城市斜坡地带，污水处理效果极好，且能够形成良好的生态景观，具有极大的推广价值。
附图说明
32.图1：本实用新型人工湿地结构示意图；
33.图2：本实用新型湿地单元结构示意图；
34.图3：本实用新型湿地单元俯视图；
35.其中：1—池体；2—顶板；3—进水口；4—出水口；5—植被层；6—集水池；7—盖板；8—出水管；9—灯管；10—配水管；11—支架；12—上填料层；13—中填料层；14—下填料层；15—收水管。
具体实施方式
36.下面详细描述本实用新型的实施例，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
37.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
38.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
39.下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
40.如图1～3所示，本技术涉及到一种阶梯式人工湿地，可以修建在倾斜坡面上，根据坡面坡度修造，无需根据对斜坡地形进行大范围的改造，修造的人工湿地结构能够在城市斜坡地面上形成良好的生态景观，能够对污水进行良好的处理，且不受遮挡影响。
41.具体的，本技术的人工湿地包括若干个由高至低呈阶梯状排列的湿地单元，由上至下，上一个湿地单元的出水会进入到下一个湿地单元进行再次处理，多个湿地单元依次排列，按照斜坡坡面修筑。
42.每个湿地单元如图1～3所示，包括池体1，本技术的池体1是上端盖合有顶板2的中空腔室结构，池体1本身由钢筋混凝土修筑而成，顶板2盖合在池体1的顶部，形成封闭结构，池体1顶部设置顶板2可以防止行人跌入到池体1内。池体1一侧上端设置有进水口3，相对一侧的池体1底部设置有出水口4。
43.池体1底部设置有填料层，填料层上种植有植被层5。池体1内还设置有配水结构，配水结构固定于顶板2下方并与进水口3连通，用于向植被层5均匀喷洒污水，配水结构是将进水均匀分配到植被层5上，确保植被层5能够高效且均匀的对污水进行处理。
44.顶板2的下方、植被层5的上方布置有配光结构，配光结构用于向植被层5提供光
照，确保即便没有外部光源的情况下，植被层5也能够进行良好的光合作用。配光结构的设置能够在池体1修建在受城市建筑遮挡没有光照的位置处，仍然可以使植被层5良好的生长，构建良好的湿地污水处理结构。
45.本技术的人工湿地的多个湿地单元是沿斜坡表面依次修筑而成的阶梯式或者是台阶式结构，在相邻湿地单元中，上一池体1的出水口4与下一池体1的进水口3并连通。这样的设置方式，可以通过将污水接入最上层的湿地单元，然后污水经过该湿地单元处理后流入到下一层湿地单元进行二次处理，依次进行，直至污水通过最后的湿地单元流出，流出的水质已经满足排放到自然水体的要求。也可以在斜坡上设置多层湿地单元，根据水质处理的需求选择合适数量的湿地单元作为一组处理结构，比如当前污水经过三组湿地单元处理即可达标，那就按照相邻三组湿地单元形成一组处理结构，每组处理结构中最上层的池体1接入污水，相邻两组处理结构之间通过阀门或者是其他结构进行断开。
46.实际使用时，污水从最上层的湿地单元的池体1的进水口3进入到池体1内，通过配水结构将进水均匀分散到植被层5上，植被层5在配光结构的光照作用下进行光合作用，对进水进行处理，处理后的水通过填料层进行进一步的处理，然后汇集到池体1的出水口4，进入到下一层的湿地单元内，依次进行，直至达到排放标准，排放到自然水体中。
47.在本技术的一些实施例中，本实施例对上述的湿地单元进行了优化，湿地单元还包括集水池6，如图2所示，集水池6是上端盖合有盖板7的封闭的厌氧中空腔室，集水池6一侧与同一湿地单元的池体1的出水口4连通，另一侧设置有与下一湿地单元的池体1的进水口3连通的出水管8。
48.集水池6是密闭环境，从池体1流出的污水进入到集水池6内可以进行厌氧处理，污水在集水池6内产生反硝化反应，可以进一步削减总氮含量，水质净化的效果更好。集水池6为封闭结构，厌氧处理产生的废气不会排放到周围大气污染周围环境。
49.集水池6是封闭环境，可以在集水池6的盖板7上布置楼梯或是台阶等，用于衔接相邻的池体1的顶板2，方便行走，如图1所示。
50.在同一湿地单元中，出水管8高于上填料层12的底面、低于上填料层12的顶面。由于本实施例的同一湿地单元的集水池6与池体1是连通器结构，如果出水管8设置过高，那集水池6内集聚的水体过多，水位较高，反映到池体1一侧，池体1内的水体就会淹没植被层5，影响植被层5的生长，因此本案将出水管8设置在低于上填料层12的顶面，避免水位过高淹没植被层5。
51.在本技术的一些实施例中，本实施例对上述的顶板2结构进行了优化，具体的，本实施例的顶板2为透光的玻璃板，顶板2固定在池体1顶部。顶板2是透明的钢化玻璃板，外部光线能够透过顶板2照射到植被层5上，促进植被层5的光合作用。当外部光线良好时，可以关闭内部的配光结构，利用外部光源进行光照，节约大量的电能。当外部光源不好时，开启内部的配光结构进行光照，同时内部配光结构产生的光纤又能够从顶板2透射而出，产生良好的景观效果。实际上，本实施例的顶板2是钢化玻璃结构，能够承载较大的重量，修建在城市地区，可以方便周围居民行走，构建的生态景观为周边居民提供了便利。
52.为了进一步的提升整个人工湿地的景观效果，可以将池体1修筑于地面以上，处于地面以上的池体1侧壁均为透明玻璃结构，池体1内的植被层5可以方便观测，提升了整个人工湿地的景观效果。
53.在本技术的进一步实施例中，本实施例对上述的配光结构进行了优化，具体的，如图2～3所示，配光结构包括多根均匀布置于顶板2下端面的灯管9。多根灯管9均匀分布，能够为植被层5提供良好的光照，植被层5的光合作用完全不受限制，可以最大程度的对污水起到净化效果。同时，在夜间开启灯管9除了能够为植被层5提供光照外，还能够为顶板2上行走的居民提供照明。
54.在本技术的另外一些实施例中，本实施例对上述的配水结构进行了优化，具体的，如图2～3所示，配水结构包括配水管10，配水管10通过支架11固定在顶板2下端面，配水管10包括多根相互连通的且沿纵向和横向布置的配水支管，配水支管上均匀开设有配水孔。
55.配水管10均匀分布于顶板2的下端面，能够充分且均匀的将进水口3进入的污水喷洒到植被层5上。为了避免污水喷洒到灯管9造成短路风险，本实施例的灯管9处于配水管10的上方，配水孔均匀分布于配水管10的下部分管体上。
56.配水管10为dn80～dn200的upvc管或pe管，配水孔的孔径为8～15mm，相邻两孔孔间距为150～200mm，呈“王”字型布置。
57.在本技术的一些实施例中，本实施例对上述填料层进行了优化，具体的，如图1～2所示，本实施例的填料层包括由下至上的上填料层12、中填料层13和下填料层14，上填料层12、中填料层13和下填料层14为碎石填料层，且上填料层12的碎石粒径小于中填料层13的碎石粒径小于下填料层14的碎石粒径。
58.上填料层12、中填料层13和下填料层14从上之下依次分层堆叠，其中上填料层12为粒径12～15mm的碎石填料，厚度为200～300mm；中填料层13为粒径20～30mm的碎石填料，厚度为200～300mm；下填料层14为粒径50～70mm的碎石填料，厚度为200～300mm。
59.另外，本实施例在下填料层14内埋设有收水管15，收水管15与池体1的出水口4连通，收水管15包括多根沿纵向和横向布置且相互连通的收水支管，收水支管上均匀开设有多个收水孔。收水管15能够将池体1底部的技术收集聚集起来然后排放到下一湿地单元或者是集水池6内。
60.收水管15为dn200～dn300的upvc管或pe管，管壁上有收水孔，孔径为15～20mm，相邻两孔孔间距为150～200mm，呈“王”字型布置在下填料层14底部，末端穿过隔墙，与集水池6连通。
61.植被层5包括种植在上填料层12的鸢尾、美人蕉、芦苇中的一种或多种，植物种植密度为8～16株/m2。
62.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

技术特征：
1.一种阶梯式人工湿地，其特征在于：包括若干个由高至低呈阶梯状排列的湿地单元；所述湿地单元包括，池体(1)，所述池体(1)是上端盖合有顶板(2)的中空腔室结构，池体(1)一侧上端设置有进水口(3)，相对一侧的池体(1)底部设置有出水口(4)；填料层，所述填料层位于池体(1)底部，填料层上种植有植被层(5)；配水结构，所述配水结构固定于顶板(2)下方并与进水口(3)连通，用于向植被层(5)均匀喷洒污水；配光结构，所述配光结构处于顶板(2)下方，用于向植被层(5)提供光照；相邻湿地单元中，上一池体(1)的出水口(4)与下一池体(1)的进水口(3)连通。2.如权利要求1所述的一种阶梯式人工湿地，其特征在于：所述湿地单元还包括，集水池(6)，所述集水池(6)是上端盖合有盖板(7)的封闭的厌氧中空腔室，集水池(6)一侧与同一湿地单元的池体(1)的出水口(4)连通，另一侧设置有与下一湿地单元的池体(1)的进水口(3)连通的出水管(8)。3.如权利要求1所述的一种阶梯式人工湿地，其特征在于：所述顶板(2)为透光的玻璃板，顶板(2)固定在池体(1)顶部。4.如权利要求1所述的一种阶梯式人工湿地，其特征在于：所述配光结构包括多根均匀布置于顶板(2)下端面的灯管(9)。5.如权利要求4所述的一种阶梯式人工湿地，其特征在于：所述配水结构包括，配水管(10)，所述配水管(10)通过支架(11)固定在顶板(2)下端面，配水管(10)包括多根相互连通的且沿纵向和横向布置的配水支管，配水支管上均匀开设有配水孔。6.如权利要求2所述的一种阶梯式人工湿地，其特征在于：所述填料层包括由下至上的上填料层(12)、中填料层(13)和下填料层(14)；所述上填料层(12)、中填料层(13)和下填料层(14)为碎石填料层，且上填料层(12)的碎石粒径小于中填料层(13)的碎石粒径小于下填料层(14)的碎石粒径。7.如权利要求6所述的一种阶梯式人工湿地，其特征在于：所述下填料层(14)内埋设有收水管(15)；所述收水管(15)与池体(1)的出水口(4)连通，收水管(15)包括多根沿纵向和横向布置且相互连通的收水支管，收水支管上均匀开设有多个收水孔。8.如权利要求6所述的一种阶梯式人工湿地，其特征在于：同一湿地单元中，出水管(8)高于上填料层(12)的底面、低于上填料层(12)的顶面。9.如权利要求6所述的一种阶梯式人工湿地，其特征在于：所述植被层(5)包括种植在上填料层(12)的鸢尾、美人蕉、芦苇中的一种或多种。10.如权利要求5所述的一种阶梯式人工湿地，其特征在于：所述灯管(9)处于配水管(10)的上方；所述配水孔均匀分布于配水管(10)的下部分管体上。

技术总结
本实用新型涉及人工湿地结构技术领域，具体地指一种阶梯式人工湿地。包括若干个由高至低呈阶梯状排列的湿地单元；湿地单元包括，池体，所述池体是上端盖合有顶板的中空腔室结构，池体一侧上端设置有进水口，相对一侧的池体底部设置有出水口；填料层，所述填料层位于池体底部，填料层上种植有植被层；配水结构，所述配水结构固定于顶板下方并与进水口连通，用于向植被层均匀喷洒污水；配光结构，所述配光结构处于顶板下方，用于向植被层提供光照；相邻湿地单元中，上一池体的出水口与下一池体的进水口并连通。本申请的人工湿地结构简单，可广泛应用与城市斜坡地带，污水处理效果极好，且能够形成良好的生态景观，具有极大的推广价值。值。值。


技术研发人员：刘潇涵 刘志军 刘卫兵 孙康 叶洋
受保护的技术使用者：武汉泽水生态环境科技有限公司
技术研发日：2022.12.20
技术公布日：2023/10/20