1、基本概念
人工濕地實(shí)質(zhì)是一個(gè)綜合生態(tài)系統(tǒng)，主要應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)中各個(gè)共生物種的能量和物質(zhì)循環(huán)的再生作用，在促進(jìn)廢水中污染物良性循環(huán)的前提下，充分發(fā)揮資源生產(chǎn)潛力，獲得污水處理與資源化的最佳效益，防止污水對(duì)環(huán)境造成二次污染。
2、技術(shù)原理
人工濕地污水處理技術(shù)的原理是通過(guò)人工建造和控制來(lái)運(yùn)行與沼澤地類似的地面，將污水有控制地投配到濕地上，使污水在濕地土壤縫隙和表面沿一定方向流動(dòng)的過(guò)程中，利用土壤、人工介質(zhì)、植物、微生物的物理、化學(xué)、生物三重協(xié)同作用，對(duì)污水進(jìn)行處理的一種技術(shù)。其生態(tài)系統(tǒng)的作用機(jī)理包括吸附、滯留、過(guò)濾、沉淀、微生物分解、轉(zhuǎn)化、氧化還原、植物遮蔽、殘留物積累、蒸騰水分和養(yǎng)分吸收及各類動(dòng)物的其他作用等。
3、系統(tǒng)分類
人工濕地處理系統(tǒng)可以分為以下幾種類型：自由水面人工濕地處理系統(tǒng)、潛流型人工濕地處理系統(tǒng)、垂直水流型人工濕地處理系統(tǒng)等。
系統(tǒng)去除的污染物范圍廣泛，包括N、P、SS、有機(jī)物、病原體等。在進(jìn)水濃度較低的條件下，人工濕地對(duì)BOD5的去除率可達(dá)85%～95%，COD去除率可達(dá)80%以上，出水中BOD5的濃度在10mg/L，SS小于20mg/L。廢水中大部分有機(jī)物作為異樣微生物的養(yǎng)分，最終被轉(zhuǎn)化為微生物有機(jī)體、CO2和H2O。
4、技術(shù)特點(diǎn)
人工濕地處理系統(tǒng)同時(shí)具有緩沖容量大、處理效果好、工藝簡(jiǎn)單、投資少、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，非常適合中、小型村莊生活污水的集中處理。
5、適用范圍
①人工濕地污水處理技術(shù)易受氣候條件影響，南北差異較大，北方大部分地區(qū)冬季溫度較低，難以維持生態(tài)系統(tǒng)的正常運(yùn)行或保證污水處理效果。因此在選用該技術(shù)時(shí)，要選取合適的植物，并且要充分考慮項(xiàng)目地植物過(guò)冬問(wèn)題。
②該處理技術(shù)適用于農(nóng)村集中式和分散式污水處理，根據(jù)各地土地充裕情況、居住方式和經(jīng)濟(jì)狀況而定。對(duì)于居住較為分散、土地寬裕的村莊，可選用分散式處理方式，以戶為單位，充分利用農(nóng)村零星空地，建設(shè)小規(guī)模濕地處理系統(tǒng)，可同時(shí)滿足凈化污水和美化環(huán)境的效果。集中式處理系統(tǒng)，更適宜于居住集中、土地有限的農(nóng)村，尤其是撤村并鎮(zhèn)和新建的農(nóng)村社區(qū)，各戶將污水通過(guò)管網(wǎng)或溝渠排入處理系統(tǒng)集中處理。
③該技術(shù)對(duì)于項(xiàng)目地地形條件的要求較為寬松，設(shè)計(jì)時(shí)可因地制宜。
6、注意事項(xiàng)
采用人工濕地處理技術(shù)，主要注意以下幾點(diǎn)：
①人工濕地處理技術(shù)必須做好防滲系統(tǒng)，對(duì)于農(nóng)村地區(qū)濕地防滲可采用重慶高碩土工膜或三灰土夯實(shí)等簡(jiǎn)易實(shí)用的方法。
②人工濕地植物的選取。濕地植物是濕地處理系統(tǒng)最明顯的生物特征，它是人工濕地的主要組成部分，在污水處理過(guò)程中起著重要作用。濕地植物選取時(shí)應(yīng)因地制宜，綜合考慮植物的以下特征：耐水、根系發(fā)達(dá)、多年生、耐寒、吸收氮、磷量大、兼顧觀賞性和經(jīng)濟(jì)性、要盡量選擇當(dāng)?shù)氐耐林N。目前，常用的有蘆葦、香蒲、菖蒲、美人蕉、風(fēng)車草、彩虹鳥、水竹、水蔥、大米草、鳶尾、蕨草、燈芯草等。
③人工濕地植物栽種初期的管理主要保證其成活率。濕地植物栽種最好在春季，植物容易成活。如果不是在春季栽種而在冬季，應(yīng)做好防凍措施，在夏季應(yīng)做好遮陽(yáng)防曬。總之，要根據(jù)實(shí)際情況采取措施以確保栽種植物的成活率。
④植物栽種初期為了使植物的根扎得比較深，需要通過(guò)控制濕地的水位，促使植物根莖向下生長(zhǎng)。
⑤做好日常護(hù)理防止其他雜草滋生并及時(shí)清除枯枝落葉，防止腐爛污染。
⑥對(duì)不耐寒的植物在冬季來(lái)臨之前要做好防凍措施或及時(shí)收割。
人工濕地生活污水處理方法及系統(tǒng)。屬污水和泥渣的處理類。解決現(xiàn)有人工濕地生物膜堵塞、壽命短的問(wèn)題。開挖池體，其內(nèi)填充砂土和種植植物，池體下方裝進(jìn)水單向閥，污水從此進(jìn)入池體并向上滲透，使植物根系、砂土和污水形成含生物膜的砂洲生態(tài)系統(tǒng)，通過(guò)生物膜將污水凈化。生物膜形成的硬殼用L型管自動(dòng)澆灌、軟化、下沉和污水的浮渣一同通過(guò)豎直排渣管和其內(nèi)的排渣單向閥，用機(jī)械或人工產(chǎn)生氣壓差將渣方便的吸出。同時(shí)利用L型水管的溢流作用，自動(dòng)開閉進(jìn)水單向閥。L型水管也可方便為農(nóng)民提供澆灌農(nóng)田的糞水。為防止含生物膜的砂洲生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生濃沼氣引發(fā)爆炸，在該處設(shè)豎井和活動(dòng)蓋，人可以進(jìn)去檢測(cè)，保證安全運(yùn)行。適合生活污水的處理。
権利要求書
1.人工濕地生活污水處理方法，其特征是該方法包括下列步驟：
1)在地面開挖一個(gè)池體(12);在池體中填充砂土(4)，在砂土中栽種植物(5)， 進(jìn)水口(1)側(cè)池體下方裝進(jìn)水單向閥(1A)，污水(1a)從此進(jìn)入池體內(nèi)并向上滲透， 使植物根系、砂土和污水形成含生物模的砂洲生態(tài)系統(tǒng)，通過(guò)生物膜將污水凈 化;
2)生物膜形成的硬殼(3)，用設(shè)置的L型水管(2)，自動(dòng)澆灌、軟化、下沉; 進(jìn)水單向閥與L型水管的溢流作用相配合，使進(jìn)水單向閥自動(dòng)開閉調(diào)節(jié)進(jìn)水量;
3)對(duì)污水凈化和軟化硬殼沉下的浮沉渣(9.2)，設(shè)置豎直排渣管(9)和其內(nèi)的 排渣單向閥(10)，采用機(jī)械或人工在排渣管內(nèi)產(chǎn)生空氣壓差，自動(dòng)將浮沉渣吸出 到砂洲表面。
2.按權(quán)利要求1所述污水處理方法，其特征是在砂洲生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置人能 進(jìn)入砂洲內(nèi)的檢修通道。
3.按權(quán)利要求1所述人工濕地污水處理方法的污水處理系統(tǒng)，其特征是該 系統(tǒng)包括如下構(gòu)件：
i)池體(12)、其內(nèi)填充的砂土(4)和裁種的植物(5);
ii)進(jìn)水口(1)側(cè)池體下方側(cè)裝進(jìn)水單向閥(1A)，進(jìn)水口(1)側(cè)池體上方裝L 型水管(2)，L型水管的溢流口(2a)高于排流口(2b);
iii)在出水口(11)旁裝設(shè)豎直排渣管(9)和其內(nèi)的排渣單向閥(10)以及在 砂洲表面設(shè)置的抽吸浮沉渣(9.2)的機(jī)械;排渣管底端(9.1)插在池底，排渣管 上端(9.3)露于砂洲表面;
iv)進(jìn)水口(1)和出水口(11)間設(shè)隔墻(8);
v)在砂洲生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)，開設(shè)能進(jìn)人的豎井(6)和活動(dòng)井蓋(7)。
4.按權(quán)利要求3所述污水處理系統(tǒng)，其特征是池體(12)為圓柱體形，污水 進(jìn)入方向和清水排除方向均為圓柱體形圓截面切向方向。
5.按權(quán)利要求3所述污水處理系統(tǒng)，其特征是池體底面和周邊側(cè)面設(shè)置防 滲層(13)。
說(shuō)明書
人工濕地生活污水處理方法及系統(tǒng)
(一)技術(shù)領(lǐng)域：本發(fā)明人工濕地生活污水處理方法及系統(tǒng)，屬污水和泥渣的 處理類(C02F)。
(二)背景技術(shù)：
人工濕地包括潛流式的污水生態(tài)處理技術(shù)，由上面栽種的植物、濕地中的 砂土和污水形成砂洲，污水從濕地下部流入，在流動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)污水、砂土 和植物根系形成生物膜，實(shí)現(xiàn)使污水凈化。但是常常因生物膜形成的硬殼而堵 塞，使污水無(wú)法凈化，導(dǎo)致人工濕地的壽命極短。
(三)發(fā)明內(nèi)容：
本發(fā)明提出的人工濕地生活污水處理方法及系統(tǒng)，就是解決現(xiàn)有人工濕地 生物膜堵塞、壽命短的問(wèn)題。其技術(shù)方案如下：
人工濕地生活污水處理方法，其特征是該方法包括下列步驟：
1)在地面開挖一個(gè)池體12;在池體中填充砂土4，在砂土中栽種植物5，進(jìn) 水口1側(cè)池體下方裝進(jìn)水單向閥1A，污水1a從此進(jìn)入池體并向上滲透，使植 物根系、砂土和污水形成含生物模的砂洲生態(tài)系統(tǒng)，通過(guò)生物膜將污水凈化;
2)生物膜形成的硬殼3，用設(shè)置的L型水管2，自動(dòng)澆灌、軟化、下沉;進(jìn) 水單向閥與L型水管的溢流作用相配合，使進(jìn)水單向閥自動(dòng)開閉調(diào)節(jié)進(jìn)水量;
3)對(duì)污水凈化和軟化硬殼沉下的浮沉渣9.2(包括污水中的浮渣和生物膜固 液體沉渣)，設(shè)豎直排渣管9和其內(nèi)的排渣單向閥10，采用機(jī)械或人工在排渣 管內(nèi)產(chǎn)生空氣壓差自動(dòng)將浮沉渣9.2吸出到砂洲表面。
上述污水處理方法采用的污水處理系統(tǒng)，其特征是該系統(tǒng)包括如下構(gòu)件：
i)池體12、其內(nèi)填充的砂土4和裁種的植物5;ii)進(jìn)水口1側(cè)池體下方 裝進(jìn)水單向閥1A，進(jìn)水口1側(cè)池體上方裝L型水管2，L型水管的溢流口2a 高于排流口2b;iii)在出水口11旁，設(shè)置豎直排渣管9和其內(nèi)的排渣單向閥 10以及在砂洲表面設(shè)置的抽吸浮沉渣9.2的機(jī)械;排渣管底端9.1插在池底， 排渣管上端9.3露于砂洲表面;iv)在砂洲生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)，開設(shè)能進(jìn)人的豎井6 和活動(dòng)井蓋7;v)進(jìn)水口1和出水口11間可設(shè)隔墻8。
上述池體12可采用圓柱體形，污水進(jìn)入方向和清水排除方向均為圓柱體圓 截面切向方向。上述池體底面和周邊側(cè)面可設(shè)置防滲層13。
本發(fā)明有益效果：
i.設(shè)豎直排渣管9，將凈化過(guò)程的浮渣和下降沉渣用機(jī)械或人工抽吸方式 排出，可隨時(shí)在砂洲表面進(jìn)行，如：開啟泵或人工提壓?jiǎn)蜗蜷y閥桿便可抽吸排 渣，十分方便，解決了生物膜堵塞，導(dǎo)致壽命短的問(wèn)題。ii.用L型管2自動(dòng) 噴水在生物膜硬殼，使之軟化、下沉后，再用排渣管吸出。在解決污水浮渣堵 塞同時(shí)又解決了生物膜硬殼的堵塞。iii.進(jìn)水口側(cè)池體下方裝進(jìn)水單向閥1A 和上方裝的L型水管2相配合，利用水管溢流作用，產(chǎn)生空氣壓差可使單向閥 自動(dòng)開閉，污水1a自動(dòng)進(jìn)入;同時(shí)可通過(guò)L型水管溢流作用向農(nóng)民提供澆灌 農(nóng)田需要的污水，如：糞水。iv.設(shè)豎井和活動(dòng)蓋，使人可以進(jìn)去化驗(yàn)、檢查、 調(diào)試。解決和防止了生物膜硬殼上厭氧區(qū)高度缺氧，產(chǎn)生濃沼氣引發(fā)的爆炸， 以實(shí)現(xiàn)人工濕地的安全運(yùn)作。v.外形為圓柱體的人工濕地進(jìn)水(污水)切向進(jìn) 入，出水(清水)切向流出，可產(chǎn)生旋流，帶走浮渣，均比徑向流進(jìn)流出效果好。 vi.進(jìn)水口1和出水口11間設(shè)隔墻8，可防止污水從進(jìn)水口1處直接流向排 水口11，污水必須從進(jìn)水口側(cè)繞過(guò)隔墻8流向出水口區(qū)，增大污水流程和凈 化效果。vii.人工濕地池體內(nèi)涂防滲透層，也增加污水凈化效果。
