CN105174430A - 一种自加热式低温运行人工湿地净化装置及净化方法 - Google Patents

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Abstract

一种自加热式低温运行人工湿地净化装置及净化方法，它涉及一种人工湿地净化装置及净化方法。本发明解决了现有尚未出现通过提高人工湿地进水温度来提高人工湿地在低温环境下的净化效率的装置和方法的问题。装置包括前置堆肥升温系统、进水管路和保温式人工湿地净化系统，前置堆肥升温系统包括箱体系统和曝氧系统；方法：步骤一、制备堆肥物料；步骤二、调节通风频率和通风量，打开进水阀门，待污水在净化池中净化48h～96h后，打开排水阀门排出净化后的污水，如此循环使污水得到净化；步骤三、堆肥物料进入腐熟期后，关闭风机；步骤四、取出腐熟的堆肥物料；步骤五、制备新的堆肥物料。本发明用于人工湿地污水净化。

Description

一种自加热式低温运行人工湿地净化装置及净化方法
技术领域
本发明涉及一种人工湿地净化装置及净化方法，特别涉及一种自加热式低温运行人工湿地净化装置及净化方法。
背景技术
人工湿地水质净化技术是一种新型的生态污水净化处理技术，它具有污水处理效果好、氮磷去除率高、投资运行维护费用低等优点，已被广泛的应用到生活和养殖业污水处理、矿山石油开采废水处理和农业面源的水质净化等领域。人工湿地水质净化技术的原理为污水中的污染物质(氮、磷、重金属和有毒有害有机物)可通过植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代谢过程而被分解去除，从而使水质得到净化，也就是说，人工湿地是利用基质、植物和水体中所发生的物理、化学和生物反应来共同实现水质净化。
温度是制约人工湿地净化效率的关键因素，在低温环境下，湿地植物将从旺盛的生命活动转为休眠状态，同时，环境微生物也代谢缓慢，甚至代谢中止，从而导致人工湿地净化效率低下。多项研究结果发现，人工湿地水温低于10℃时，湿地的净化效率出现明显降低。硝化速率在水温10℃时受到抑制，4℃以下则趋于停止。
为了提高人工湿地在低温环境下的净化效率，人们采取了许多措施，如通过覆盖地膜或者使用收割的湿地植物对人工湿地进行覆盖保温，均可使湿地温度得到一定提高，进而提高NH4-N(氨氮)、COD(化学需氧量)、BOD(生化需氧量)、SS(悬浮物)、TP(总磷)和TN(总氮)等的去除率。此外，申请号为201410375809.2(授权公告号CN104098185A)的发明专利公开了一种组装式且有保温作用的人工湿地装置，该发明通过组装固定微生物板和设置保温层的方式来维持人工湿地装置的低温运行，使出水水质达到了国家一级A排放标准；申请号为201210004222.1(授权公告号CN102633362A)的发明专利公开了一种低温连续运行的人工湿地污水处理装置，该发明将人工湿地装置的水平流和垂直流相结合，冬季采用冰层空气层保温层和双墙结构的隔离保温方式，使湿地内的水温不受外界温度的影响。以上措施均是在污水进入人工湿地以后，通过各种保温方式来维持人工湿地在低温环境中的有效运行，而通过提高人工湿地进水温度来提高人工湿地在低温环境下的净化效率的装置和方法尚未被报道。
发明内容
本发明为了解决现有尚未出现通过提高人工湿地进水温度来提高人工湿地在低温环境下的净化效率的装置和方法的问题，进而提出一种自加热式低温运行人工湿地净化装置及净化方法。
本发明为了解决上述技术问题采取的技术方案是：
本发明的自加热式低温运行人工湿地净化装置包括前置堆肥升温系统、进水管路和保温式人工湿地净化系统；
前置堆肥升温系统包括箱体系统和曝氧系统，箱体系统包括堆肥箱、堆肥物料、布气层、堆肥箱保温板、温度传感器和排气管，堆肥箱包括箱体和箱盖，箱盖盖设在箱体的上方开口处，堆肥箱保温板包裹在堆肥箱的外部，堆肥物料和布气层均位于堆肥箱内部，堆肥物料与布气层上下设置，堆肥物料的上端与堆肥箱的顶部之间留有间隙层，温度传感器设置在堆肥箱内，温度传感器的测量端插入堆肥物料中；曝氧系统包括流量计、气体调节阀、布气管和风机，流量计、气体调节阀和风机均位于堆肥箱外部，布气管为一端开口的管状结构，风机的供气口与布气管的开口端连通，流量计和气体调节阀均设置在布气管上，布气管的另一端穿入堆肥箱且位于布气层内，位于布气层内部的布气管上设有多个供气孔；
进水管路包括第一进水管、U形管、第二进水管和进水阀门，第一进水管的一端穿入堆肥箱后与U形管的一端连通，第二进水管的一端与U形管的另一端连通，第二进水管的另一端穿出堆肥箱，位于堆肥箱内部的第一进水管、U形管和第二进水管均设置在堆肥物料内部，进水阀门设置在位于堆肥箱外部的第一进水管上；
保温式人工湿地净化系统包括湿地植物、净化池、净化池保温板、湿地填料、排水管和排水阀门，净化池为上端敞口结构，位于堆肥箱外部的第二进水管设置在净化池的上方，排气管为倒U形管，排气管的一端插入间隙层内，排气管的另一端插入净化池内，净化池保温板包裹在净化池的外部，湿地填料填充在净化池内部，湿地植物种植在湿地填料上，排水管位于净化池下端并与净化池连通，排水阀门设置在排水管上；
本发明的自加热式低温运行人工湿地净化方法包括以下步骤：
步骤一、制备堆肥物料；将体积比为1:(3～4)的粪便与秸秆均匀摊开，阳光下晾晒一小时后将其均匀混合制成堆肥物料，将堆肥物料覆盖在布气层上方，将温度传感器的测量端插入堆肥物料中；
步骤二、关闭进水阀门和排水阀门，开启风机和气体调节阀，调节通风频率和通风量，使堆肥物料进入快速升温期，通风2～3天，待堆肥物料的温度升高到40℃后，打开进水阀门，使待处理的污水缓慢进入净化池，同时再次调节通风频率和通风量，使堆肥物料进入高温保持期，当净化池中污水的高度比湿地填料的高度高5cm～8cm后，关闭进水阀门，待污水在净化池中净化48h～96h后，打开排水阀门排出净化后的污水，如此循环使污水得到净化；
步骤三、当堆肥物料进入腐熟期后，关闭风机和气体调节阀；
步骤四、当堆肥物料进入腐熟期且温度下降到30℃时，取出腐熟的堆肥物料；
步骤五、将步骤四中腐熟的堆肥物料与步骤一中制备的堆肥物料按照体积比1:3进行混合制备新的堆肥物料，再次装填到布气层上方，重复步骤二至步骤五进行污水净化。
本发明的有益效果是：
1、本发明的自加热式低温运行人工湿地净化装置设有前置堆肥升温系统，通过曝氧系统向堆肥箱中输送空气，可使堆肥物料中的好氧微生物降解大量的有机质同时释放出热量，使堆肥物料的温度升高，当污水流经堆肥物料时，通过热交换可使污水温度得到提高，即提高了人工湿地的进水温度，在外界环境温度为0℃～10℃的条件下，净化池中的污水温度能够维持在20℃左右，保证了人工湿地在低温环境下也具有高的净化效率，出水水质的氨氮去除率可达70％～85％，总氮去除率可达50％～60％，COD去除率可达80％～90％，并且净化效果稳定；
2、本发明的自加热式低温运行人工湿地净化装置通过将堆肥物料进行氧化分解产生热量，并通过热交换使污水温度提高，进而提高人工湿地在低温环境下的净化效率，达到了同时净化污水和处理有机固体废弃物的双重目的，做到了双赢；
3、本发明的自加热式低温运行人工湿地净化装置的堆肥箱上方设有导气管，导气管可将堆肥箱中产生的氨气等可溶性气体输送至净化池内的污水中，从而达到除臭的目的，避免了二次污染，同时堆肥箱中产生的气体含有大量的热量，输送至净化池后还可提高池内污水的温度；
4、本发明的自加热式低温运行人工湿地净化装置的进水管路包括一段U形管，可延长污水在堆肥箱中的停留时间，使污水能够充分受热，提高了人工湿地的进水温度；
5、本发明的自加热式低温运行人工湿地净化装置造价低，操作简便，堆肥箱保温板和净化池保温板的设置使得本装置在低温下也具有良好的保温效果；
6、本发明的自加热式低温运行人工湿地净化装置的前置堆肥升温系统和保温式人工湿地净化系统既可组合使用，也可分开使用，当环境温度在0℃～10℃时，可将二者组合使用，提高人工湿地的进水温度，进而提高人工湿地在低温环境下的净化效率，当环境温度高于10℃时或环境温度不会影响人工湿地净化效率时，则可将二者分开使用；
7、本发明的自加热式低温运行人工湿地净化方法通过调节通风频率和通风量，使堆肥物料经快速升温期后长时间保持在高温期，使流经堆肥箱的污水能够得到充分的温度供给，最终使流入净化池中的污水温度能够维持在20℃左右，保证了人工湿地在低温环境下也具有高的净化效率，出水水质的氨氮去除率可达70％～85％，总氮去除率可达50％～60％，COD去除率可达80％～90％，净化效果稳定，并且达到了同时净化污水和处理有机固体废弃物的双重目的，做到了双赢；
8、本发明的自加热式低温运行人工湿地净化方法将部分腐熟的堆肥物料进行二次利用制备新的堆肥物料，同时，由于腐熟的堆肥物料中含有大量的营养元素，且具有疏松多孔结构，剩余的腐熟堆肥物料还可用作人工湿地的幼苗栽培基质，如此，既保证了堆肥物料的充分发酵产热，又做到了循环利用，避免了二次污染。
附图说明
图1是本发明的自加热式低温运行人工湿地净化装置的主视图；图2是布气管与堆肥箱的连接关系示意图；图3是堆肥物料为牛粪和秸秆且其体积比为1:3时人工湿地运行温度随堆肥天数的变化曲线；图4是堆肥物料为猪粪和秸秆且其体积比为1:4时人工湿地运行温度随堆肥天数的变化曲线；图5是堆肥物料为牛粪和秸秆且其体积比为1:4时人工湿地运行温度随堆肥天数的变化曲线；
其中，图3、图4和图5中，■代表气温，○代表堆肥温度，△代表人工湿地温度。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的自加热式低温运行人工湿地净化装置包括前置堆肥升温系统、进水管路和保温式人工湿地净化系统；
前置堆肥升温系统包括箱体系统和曝氧系统，箱体系统包括堆肥箱17、堆肥物料3、布气层4、堆肥箱保温板10、温度传感器16和排气管9，堆肥箱17包括箱体17-1和箱盖17-2，箱盖17-2盖设在箱体17-1的上方开口处，堆肥箱保温板10包裹在堆肥箱17的外部，堆肥物料3和布气层4均位于堆肥箱17内部，堆肥物料3与布气层4上下设置，堆肥物料3的上端与堆肥箱17的顶部之间留有间隙层18，温度传感器16设置在堆肥箱17内，温度传感器16的测量端插入堆肥物料3中；曝氧系统包括流量计5、气体调节阀6、布气管7和风机8，流量计5、气体调节阀6和风机8均位于堆肥箱17外部，布气管7为一端开口的管状结构，风机8的供气口与布气管7的开口端连通，流量计5和气体调节阀6均设置在布气管7上，布气管7的另一端穿入堆肥箱17且位于布气层4内，位于布气层4内部的布气管7上设有多个供气孔7-3；
进水管路包括第一进水管1-1、U形管1-2、第二进水管1-3和进水阀门2，第一进水管1-1的一端穿入堆肥箱17后与U形管1-2的一端连通，第二进水管1-3的一端与U形管1-2的另一端连通，第二进水管1-3的另一端穿出堆肥箱17，位于堆肥箱17内部的第一进水管1-1、U形管1-2和第二进水管1-3均设置在堆肥物料3内部，进水阀门2设置在位于堆肥箱17外部的第一进水管1-1上；
保温式人工湿地净化系统包括湿地植物11、净化池12、净化池保温板15、湿地填料13、排水管14和排水阀门19，净化池12为上端敞口结构，位于堆肥箱17外部的第二进水管1-3设置在净化池12的上方，排气管9为倒U形管，排气管9的一端插入间隙层18内，排气管9的另一端插入净化池12内，净化池保温板15包裹在净化池12的外部，湿地填料13填充在净化池12内部，湿地植物11种植在湿地填料13上，排水管14位于净化池12下端并与净化池12连通，排水阀门19设置在排水管14上。
具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式的堆肥物料3为秸秆和粪便的混合物，粪便为牛粪或者猪粪。满足设计和使用要求。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，本实施方式的布气层4由直径为2cm～5cm的碎石铺成。堆肥箱17的内部尺寸选取1.5m×1.5m×1.2m，用2cm～5cm的碎石均匀铺设在堆肥箱17底部，布气层4的铺设高度为20cm，如此设计可使布气管7中的气体均匀的向堆肥物料3中输送。其它组成及连接关系与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：结合图1说明本实施方式，本实施方式的堆肥箱保温板10和净化池保温板15均为厚度60mm的可发性聚苯乙烯板。如此设计可减小外界环境温度对堆肥箱和净化池内的温度的影响。其它组成及连接关系与具体实施方式三相同。
具体实施方式五：结合图1说明本实施方式，本实施方式的第一进水管1-1、U形管1-2和第二进水管1-3均为聚氯乙烯管路，第一进水管1-1和第二进水管1-3水平设置，第二进水管1-3的高度低于第一进水管1-1的高度，U形管1-2位于堆肥物料3的中部。如此设计便于污水的流动，同时也可使污水与堆肥物料3能够充分进行热交换。其它组成及连接关系与具体实施方式一、二或四相同。
具体实施方式六：结合图2说明本实施方式，本实施方式的布气管7包括主气管7-1和多个支气管7-2，多个支气管7-2的直径小于主气管7-1的直径，风机8的供气口与主气管7-1连通，多个支气管7-2均与主气管7-1垂直连通，主气管7-1和多个支气管7-2上沿各自长度方向均布设有多个供气孔7-3，每个供气孔7-3的孔径为4mm～7mm，相邻两个供气孔7-3之间的距离为3cm～4cm。布气管7可选用PVC管，主气管7-1的管径为DN25，支气管7-2的管径为DN20，如此设计可使得布气管7向堆肥物料3进行均匀且充分的空气供给，保证堆肥物料3进行充分发酵产热。其它组成及连接关系与具体实施方式五相同。
具体实施方式七：结合图1说明本实施方式，本实施方式的湿地植物11为美人蕉或者千屈菜。满足设计和使用要求。其它组成及连接关系与具体实施方式一、二、四或六相同。
具体实施方式八：结合图1说明本实施方式，本实施方式的湿地填料13为沸石、砾石、炉渣和土壤的混合物或者沸石、砾石、炉渣和生物炭的混合物或者沸石、砾石、炉渣、土壤和生物炭的混合物。净化池12的内部尺寸选取2.0m×1.2m×1.0m，湿地填料13的高度为50cm～80cm，满足设计和使用要求。其它组成及连接关系与具体实施方式一、二、四或六相同。
具体实施方式九：结合图1说明本实施方式，本实施方式的自加热式低温运行人工湿地净化方法包括以下步骤：
步骤一、制备堆肥物料3；将体积比为1:(3～4)的粪便与秸秆均匀摊开，阳光下晾晒一小时后将其均匀混合制成堆肥物料3，将堆肥物料3覆盖在布气层4上方，将温度传感器16的测量端插入堆肥物料3中；
步骤二、关闭进水阀门2和排水阀门19，开启风机8和气体调节阀6，调节通风频率和通风量，使堆肥物料3进入快速升温期，通风2～3天，待堆肥物料3的温度升高到40℃后，打开进水阀门2，使待处理的污水缓慢进入净化池12，同时再次调节通风频率和通风量，使堆肥物料3进入高温保持期，当净化池12中污水的高度比湿地填料13的高度高5cm～8cm后，关闭进水阀门2，待污水在净化池12中净化48h～96h后，打开排水阀门19排出净化后的污水，如此循环使污水得到净化；
步骤三、当堆肥物料3进入腐熟期后，关闭风机8和气体调节阀6；
步骤四、当堆肥物料3进入腐熟期且温度下降到30℃时，取出腐熟的堆肥物料；
步骤五、将步骤四中腐熟的堆肥物料与步骤一中制备的堆肥物料3按照体积比1:3进行混合制备新的堆肥物料，再次装填到布气层4上方，重复步骤二至步骤五进行污水净化。
具体实施方式十：结合图1说明本实施方式，步骤二中堆肥物料3进入快速升温期时的通风频率为15min/h～30min/h，通风量为2m3/h～3m3/h，堆肥物料3进入高温保持期时的通风频率为30min/h～40min/h，通风量为1m3/h～2m3/h。满足设计和使用要求。其它步骤与具体实施方式九相同。
具体实施方式十一：结合图1和图3说明本实施方式，本实施方式将体积比1:3的牛粪和秸秆在阳光晴好的中午均匀摊开晾晒1个小时，再将其均匀混合，制备的堆肥物料3的含水量约为55％，碳氮比为26，pH为7.2，将堆肥物料3装入堆肥箱17，并在堆肥物料3的表层覆盖20cm的腐熟的堆肥物料，开启风机8，先将通风频率设为20min/h，通风量设为3m3/h，使堆肥物料3进入快速升温期，待堆肥物料3的温度升高到40℃后，再将通风频率设为40min/h，通风量设为2m3/h，堆肥物料3进入腐熟期后停止通风。堆肥物料3一般可使用40天。当堆肥物料3的温度上升至40℃时，打开进水阀门2，缓慢向净化池12中注入污水，进水速度为0.1m3/h，待污水在净化池12中净化72h后排出污水。人工湿地运行温度随堆肥天数的变化曲线如图3所示，当环境温度为0℃～10℃时，净化池中水体的温度可保持在10℃～20℃。出水水质检测结果表明，氨氮的去除率可达72％，总氮的去除率可达54％，COD去除率可达82％。其它步骤与具体实施方式九或十相同。
具体实施方式十二：结合图1和图4说明本实施方式，本实施方式将体积比1:4的猪粪和秸秆在阳光晴好的中午均匀摊开晾晒1个小时，再将其均匀混合，制备的堆肥物料3的含水量约为60％，碳氮比为28，pH为7.3，将堆肥物料3装入堆肥箱17，并在堆肥物料3的表层覆盖20cm的腐熟的堆肥物料，开启风机8，先将通风频率设为30min/h，通风量设为2m3/h，使堆肥物料3进入快速升温期，待堆肥物料3的温度升高到40℃后，再将通风频率设为30min/h，通风量设为2m3/h，堆肥物料3进入腐熟期后停止通风。堆肥物料3一般可使用40天。当堆肥物料3的温度上升至40℃时，打开进水阀门2，缓慢向净化池12中注入污水，进水速度为0.1m3/h，待污水在净化池12中净化72h后排出污水。人工湿地运行温度随堆肥天数的变化曲线如图4所示，当环境温度为0℃～10℃时，净化池中水体的温度可保持在15℃～20℃。出水水质检测结果表明，氨氮的去除率可达78％，总氮的去除率可达53％，COD去除率可达84％。其它步骤与具体实施方式九或十相同。
具体实施方式十三：结合图1和图5说明本实施方式，本实施方式将体积比1:4的牛粪和秸秆在阳光晴好的中午均匀摊开晾晒1个小时，再将其均匀混合，制备的堆肥物料3的含水量约为60％，碳氮比为28，pH为7.3，将堆肥物料3装入堆肥箱17，并在堆肥物料3的表层覆盖20cm的腐熟的堆肥物料，开启风机8，先将通风频率设为30min/h，通风量设为2m3/h，使堆肥物料3进入快速升温期，待堆肥物料3的温度升高到40℃后，再将通风频率设为30min/h，通风量设为2m3/h，堆肥物料3进入腐熟期后停止通风。堆肥物料3一般可使用40天。当堆肥物料3的温度上升至40℃时，打开进水阀门2，缓慢向净化池12中注入污水，进水速度为0.05m3/h，待污水在净化池12中净化72h后排出污水。人工湿地运行温度随堆肥天数的变化曲线如图5所示，当环境温度为0℃～10℃时，净化池中水体的温度可保持在17℃～23℃。出水水质检测结果表明，氨氮的去除率可达82％，总氮的去除率可达57％，COD去除率可达87％。其它步骤与具体实施方式九或十相同。

Claims (10)

1.一种自加热式低温运行人工湿地净化装置，其特征在于：它包括前置堆肥升温系统、进水管路和保温式人工湿地净化系统；
前置堆肥升温系统包括箱体系统和曝氧系统，箱体系统包括堆肥箱(17)、堆肥物料(3)、布气层(4)、堆肥箱保温板(10)、温度传感器(16)和排气管(9)，堆肥箱(17)包括箱体(17-1)和箱盖(17-2)，箱盖(17-2)盖设在箱体(17-1)的上方开口处，堆肥箱保温板(10)包裹在堆肥箱(17)的外部，堆肥物料(3)和布气层(4)均位于堆肥箱(17)内部，堆肥物料(3)与布气层(4)上下设置，堆肥物料(3)的上端与堆肥箱(17)的顶部之间留有间隙层(18)，温度传感器(16)设置在堆肥箱(17)内，温度传感器(16)的测量端插入堆肥物料(3)中；曝氧系统包括流量计(5)、气体调节阀(6)、布气管(7)和风机(8)，流量计(5)、气体调节阀(6)和风机(8)均位于堆肥箱(17)外部，布气管(7)为一端开口的管状结构，风机(8)的供气口与布气管(7)的开口端连通，流量计(5)和气体调节阀(6)均设置在布气管(7)上，布气管(7)的另一端穿入堆肥箱(17)且位于布气层(4)内，位于布气层(4)内部的布气管(7)上设有多个供气孔(7-3)；
进水管路包括第一进水管(1-1)、U形管(1-2)、第二进水管(1-3)和进水阀门(2)，第一进水管(1-1)的一端穿入堆肥箱(17)后与U形管(1-2)的一端连通，第二进水管(1-3)的一端与U形管(1-2)的另一端连通，第二进水管(1-3)的另一端穿出堆肥箱(17)，位于堆肥箱(17)内部的第一进水管(1-1)、U形管(1-2)和第二进水管(1-3)均设置在堆肥物料(3)内部，进水阀门(2)设置在位于堆肥箱(17)外部的第一进水管(1-1)上；
保温式人工湿地净化系统包括湿地植物(11)、净化池(12)、净化池保温板(15)、湿地填料(13)、排水管(14)和排水阀门(19)，净化池(12)为上端敞口结构，位于堆肥箱(17)外部的第二进水管(1-3)设置在净化池(12)的上方，排气管(9)为倒U形管，排气管(9)的一端插入间隙层(18)内，排气管(9)的另一端插入净化池(12)内，净化池保温板(15)包裹在净化池(12)的外部，湿地填料(13)填充在净化池(12)内部，湿地植物(11)种植在湿地填料(13)上，排水管(14)位于净化池(12)下端并与净化池(12)连通，排水阀门(19)设置在排水管(14)上。
2.根据权利要求1所述的一种自加热式低温运行人工湿地净化装置，其特征在于：堆肥物料(3)为秸秆和粪便的混合物，粪便为牛粪或者猪粪。
3.根据权利要求1或2所述的一种自加热式低温运行人工湿地净化装置，其特征在于：布气层(4)由直径为2cm～5cm的碎石铺成。
4.根据权利要求3所述的一种自加热式低温运行人工湿地净化装置，其特征在于：堆肥箱保温板(10)和净化池保温板(15)均为厚度60mm的可发性聚苯乙烯板。
5.根据权利要求1、2或4所述的一种自加热式低温运行人工湿地净化装置，其特征在于：第一进水管(1-1)、U形管(1-2)和第二进水管(1-3)均为聚氯乙烯管路，第一进水管(1-1)和第二进水管(1-3)水平设置，第二进水管(1-3)的高度低于第一进水管(1-1)的高度，U形管(1-2)位于堆肥物料(3)的中部。
6.根据权利要求5所述的一种自加热式低温运行人工湿地净化装置，其特征在于：布气管(7)包括主气管(7-1)和多个支气管(7-2)，多个支气管(7-2)的直径小于主气管(7-1)的直径，风机(8)的供气口与主气管(7-1)连通，多个支气管(7-2)均与主气管(7-1)垂直连通，主气管(7-1)和多个支气管(7-2)上沿各自长度方向均布设有多个供气孔(7-3)，每个供气孔(7-3)的孔径为4mm～7mm，相邻两个供气孔(7-3)之间的距离为3cm～4cm。
7.根据权利要求1、2、4或6所述的一种自加热式低温运行人工湿地净化装置，其特征在于：湿地植物(11)为美人蕉或者千屈菜。
8.根据权利要求1、2、4或6所述的一种自加热式低温运行人工湿地净化装置，其特征在于：湿地填料(13)为沸石、砾石、炉渣和土壤的混合物或者沸石、砾石、炉渣和生物炭的混合物或者沸石、砾石、炉渣、土壤和生物炭的混合物。
9.一种自加热式低温运行人工湿地净化方法，其特征在于：所述自加热式低温运行人工湿地净化方法包括以下步骤：
步骤一、制备堆肥物料(3)；将体积比为1:(3～4)的粪便与秸秆均匀摊开，阳光下晾晒一小时后将其均匀混合制成堆肥物料(3)，将堆肥物料(3)覆盖在布气层(4)上方，将温度传感器(16)的测量端插入堆肥物料(3)中；
步骤二、关闭进水阀门(2)和排水阀门(19)，开启风机(8)和气体调节阀(6)，调节通风频率和通风量，使堆肥物料(3)进入快速升温期，通风2～3天，待堆肥物料(3)的温度升高到40℃后，打开进水阀门(2)，使待处理的污水缓慢进入净化池(12)，同时再次调节通风频率和通风量，使堆肥物料(3)进入高温保持期，当净化池(12)中污水的高度比湿地填料(13)的高度高5cm～8cm后，关闭进水阀门(2)，待污水在净化池(12)中净化48h～96h后，打开排水阀门(19)排出净化后的污水，如此循环使污水得到净化；
步骤三、当堆肥物料(3)进入腐熟期后，关闭风机(8)和气体调节阀(6)；
步骤四、当堆肥物料(3)进入腐熟期且温度下降到30℃时，取出腐熟的堆肥物料；
步骤五、将步骤四中腐熟的堆肥物料与步骤一中制备的堆肥物料(3)按照体积比1:3进行混合制备新的堆肥物料，再次装填到布气层(4)上方，重复步骤二至步骤五进行污水净化。
10.根据权利要求9所述的一种自加热式低温运行人工湿地净化方法，其特征在于：步骤二中堆肥物料(3)进入快速升温期时的通风频率为15min/h～30min/h，通风量为2m3/h～3m3/h，堆肥物料(3)进入高温保持期时的通风频率为30min/h～40min/h，通风量为1m3/h～2m3/h。
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