本發(fā)明涉及濕地系統(tǒng)，特別涉及人工濕地系統(tǒng)及其工作方法。
背景技術(shù)：
人工濕地是模擬天然濕地系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能而建造的、可控制運(yùn)行的濕地系統(tǒng)，主要由填料、植物和微生物組成，利用生態(tài)系統(tǒng)中物理、化學(xué)和生物的直接和協(xié)同作用，通過過濾、吸附、沉淀、離子交換、植物吸收和微生物降解等作用來實(shí)現(xiàn)對(duì)污水高效凈化的一種新型污水處理技術(shù)，廣泛應(yīng)用于城鎮(zhèn)生活污水、受污染城市水體、暴雨徑流、污水處理廠中水、農(nóng)業(yè)面源污染等廢水的處理。
垂直流人工濕地長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)運(yùn)行造成的填料基質(zhì)堵塞、冬季低溫地區(qū)微生物活性降低、以及前期植物根系生長(zhǎng)狀況等問題日漸突出，帶來了人工濕地去除效率降低、濕地系統(tǒng)壽命縮短、冬季低溫地區(qū)無法正常運(yùn)行、植物成活率不高等技術(shù)問題。
為了解決上述問題，現(xiàn)有技術(shù)中采用如下技術(shù)方案：提出進(jìn)水預(yù)處理、更換濕地填料、利用布管反沖洗等方法，解決垂直流濕地填料堵塞問題。采用秸稈覆蓋、薄膜覆蓋、陽光溫棚等保溫措施，解決冬季低溫地區(qū)潛流人工濕地正常運(yùn)行問題。采用人工補(bǔ)植水生植物、清除雜草等方法，補(bǔ)救前期植物生長(zhǎng)勢(shì)差的問題。上述技術(shù)方案仍然具有不足，如：
1.濕地建設(shè)完成后，運(yùn)行維護(hù)中僅單純解決堵塞或保溫的問題。
2.解決垂直流濕地堵塞的方案造價(jià)高、耗能高、控制復(fù)雜、操作繁瑣等缺點(diǎn)。
3.現(xiàn)有冬季低溫運(yùn)行措施，存在造價(jià)高，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，容易造成二次污染等問題。
4.濕地建成初期處理效果較差，春季微生物恢復(fù)過程緩慢，不利于受納水體的凈化。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)方案中的不足，本發(fā)明提供了一種高效持續(xù)運(yùn)行、應(yīng)用前景好的垂直流人工濕地系統(tǒng)。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
一種垂直流人工濕地系統(tǒng)，所述人工濕地系統(tǒng)包括池子、填料及濕地植物；所述垂直流人工濕地系統(tǒng)進(jìn)一步包括：
進(jìn)水管，所述進(jìn)水管連接切換模塊；
切換模塊，所述切換模塊使所述進(jìn)水管選擇性地連通配水管、集水管；
配水管，所述配水管設(shè)置在所述填料內(nèi)的上部；
集水管，所述集水管設(shè)置在所述池子內(nèi)的下部，尾部向上延伸；
至少二個(gè)閥門，所述閥門與所述集水管的尾部連通，連通處沿所述尾部自上而下排列。
本發(fā)明的目的還在于提供了根據(jù)上述的垂直流人工濕地系統(tǒng)的工作方法，所述工作方法為：
切換模塊切換到進(jìn)水管連通配水管狀態(tài)，選擇需要打開的閥門，該閥門與集水管尾部的連通處的高度與池子內(nèi)的水面匹配。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果為：
1.系統(tǒng)簡(jiǎn)單、操作方便、便于維修；
2.逐層調(diào)控濕地運(yùn)行水位，有利于填料基質(zhì)富氧和吸附有機(jī)物的降解，預(yù)防填料堵塞問題；
3.保證垂直流濕地長(zhǎng)期穩(wěn)定的凈化效果；
4.系統(tǒng)操作僅需要通過閥門的自動(dòng)化調(diào)控，便于垂直流濕地的運(yùn)行維護(hù)。
附圖說明
參照附圖，本發(fā)明的公開內(nèi)容將變得更易理解。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是：這些附圖僅僅用于舉例說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而并非意在對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍構(gòu)成限制。圖中：
圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的垂直流人工濕地系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
具體實(shí)施方式
圖1和以下說明描述了本發(fā)明的可選實(shí)施方式以教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員如何實(shí)施和再現(xiàn)本發(fā)明。為了教導(dǎo)本發(fā)明技術(shù)方案，已簡(jiǎn)化或省略了一些常規(guī)方面。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解源自這些實(shí)施方式的變型或替換將在本發(fā)明的范圍內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解下述特征能夠以各種方式組合以形成本發(fā)明的多個(gè)變型。由此，本發(fā)明并不局限于下述可選實(shí)施方式，而僅由權(quán)利要求和它們的等同物限定。
實(shí)施例1：
圖1示意性地給出了本發(fā)明實(shí)施例的垂直流人工濕地系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，如圖1所示，所述垂直流人工濕地系統(tǒng)包括：
池子、填料7-9及濕地植物21；所述填料7-9自上而下地分為三層，每一層的粒徑分別為5-8cm、1-3cm、5-8cm。
進(jìn)水管2，所述進(jìn)水管連接切換模塊3；
切換模塊3，如三通閥，所述切換模塊使所述進(jìn)水管選擇性地連通配水管、集水管；
配水管5，所述配水管設(shè)置在所述填料內(nèi)的上部；池子內(nèi)的所述配水管連接支管6，支管的一端封閉，具有出水孔；
集水管4，所述集水管設(shè)置在所述池子內(nèi)的下部，尾部向上延伸；池子內(nèi)的集水管連接支管11，支管具有進(jìn)水孔；
配水池1，所述配水池具有頂蓋19，所述進(jìn)水管、配水管和集水管的部分、切換模塊處于所述配水池內(nèi)。
集水池18，所述集水池具有頂蓋19，所述集水管的尾部16和至少二個(gè)閥門設(shè)置在所述集水池內(nèi)，所述集水池的底部連接有排水管17，以作為排水口；
至少二個(gè)閥門，所述至少二個(gè)閥門包括高位閥門15、中位閥門14、低位閥門13和放空閥門12，與集水管尾部連通處的位置自上而下排列，且分別高出、低于、低于、低于填料上表面；
上述閥門均是電動(dòng)閥門，可自動(dòng)控制。
根據(jù)上述的垂直流人工濕地系統(tǒng)的工作方法，所述工作方法為：
切換模塊切換到進(jìn)水管連通配水管狀態(tài)，選擇需要打開的閥門，該閥門與集水管尾部的連通處的高度與池子內(nèi)的水面匹配，具體為：
正常運(yùn)行時(shí)，切換模塊3切換到進(jìn)水管2連通配水管5狀態(tài)，打開中位閥門14，污水流經(jīng)進(jìn)水管2、配水管5后進(jìn)入填料內(nèi)，經(jīng)填料7-9、濕地植物21及微生物的協(xié)同作用凈化后進(jìn)入集水管4，從中位閥門14排出到集水池18內(nèi)，最后由出水管17流出；
在維護(hù)(預(yù)防堵塞)時(shí)，切換模塊3切換到進(jìn)水管2連通集水管4狀態(tài)，打開第一閥門，污水流經(jīng)進(jìn)水管2、集水管4，部分進(jìn)入填料7-9內(nèi)，另一部分從低位閥門13排出到集水池18內(nèi)；
關(guān)閉低位閥門13，打開放空閥門12，污水從放空閥門12排出到集水池18內(nèi)；
在冬季運(yùn)行時(shí)，選擇打開高位閥門15，使得池子內(nèi)的水面高出填料上表面，高出30-40cm；
水面結(jié)冰，冰層20底面與填料上表面間的距離大于零；
選擇打開中位閥門14，使得池子內(nèi)的水面低于所述冰層的底面，比填料上表面低10-20cm；凍結(jié)期開始前已完成對(duì)濕地植物的收割，通過冰層與填料間形成的空氣隔離層，達(dá)到冬季保溫的效果；
春季，濕地植物栽培生長(zhǎng)初期運(yùn)行階段，選擇打開高位閥門15，污水經(jīng)進(jìn)水管2、切換模塊3、配水管5進(jìn)入污水凈化系統(tǒng)，控制濕地高水位運(yùn)行，對(duì)濕地植物進(jìn)行淹水處理約15d，防止雜草叢生；然后選擇打開中位閥門14，運(yùn)行至濕地植物生長(zhǎng)良好；再通過調(diào)控低位閥門13，低水位運(yùn)行至植物生長(zhǎng)穩(wěn)定；選擇打開中位閥門14，池子內(nèi)水位在填料上表面下20-30cm處，促進(jìn)植物根系向下生長(zhǎng)，促使根系周圍微生物的生長(zhǎng)，來保證凈水效果。
植物生長(zhǎng)初期，水位調(diào)控運(yùn)行4次，歷時(shí)35-40d左右；冬季低溫運(yùn)行階段，水位調(diào)控2次，歷時(shí)15d左右；預(yù)防堵塞運(yùn)行機(jī)制，水位調(diào)控2次，一年運(yùn)行3次，分別選擇溫度最高時(shí)期、溫度低于10℃的春季、秋季時(shí)期。
實(shí)施例2：
本發(fā)明實(shí)施例的垂直流人工濕地系統(tǒng)，與實(shí)施例1不同的是：
不再設(shè)置配水池。