CN114409090A - 一种多流态人工湿地污水处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多流态人工湿地污水处理装置，属于废水处理技术领域。包括布水池、复合流人工湿地池、集水排水池，其中：复合流人工湿地池包括垂直下行流人工湿地池、垂直上行流人工湿地池、水平流人工湿地池，所述布水池、复合流人工湿地池、集水排水池从左至右依次串联邻接设置，底面处于同一水平平面上，且高度相同。本发明专利保证在一套人工湿地装置中实现3种流态的同时减少水体内的生化需氧量、氮、磷和固体悬浮颗粒物等污染物。

Description

一种多流态人工湿地污水处理装置

技术领域

本发明涉及一种多流态人工湿地污水处理装置，属于污水处理领域。

背景技术

现有人工湿地系统多采用水平潜流人工湿地工艺，作为城镇污水处理厂尾水的深度净化工艺，污水处理厂二沉池出水未经沉淀处理直接流进人工湿地系统，存在湿地系统内各部位流量、流速、溶解氧含量分配不均匀，容易造成湿地系统堵塞等诸多问题。同时，现有人工湿地系统多采用定水位溢流的方式出水，出水端不设置液位调节系统，此工艺在南方温暖地区较为适用，而在北方地区冬季低温条件下容易封冻，湿地系统不能稳定运行，进而导致氮、磷、有机物等去除效果差等问题。本发明在现有人工湿地系统前端增设沉淀分离装置，确保湿地系统不堵塞、流量流速分布均匀；将传统的单一流态人工湿地设计为复合流态人工湿地系统，通过流态的改变确保湿地系统内溶解氧含量充足且分布均匀；上述发明内容确保人工湿地系统稳定高效运行。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题而提供的一种多流态人工湿地污水处理装置。

本发明的技术方案是：

一种多流态人工湿地污水处理装置，包括布水池、复合流人工湿地池和集水排水池，所述布水池、复合流人工湿地池、集水排水池从左至右依次串联邻接设置，底面处于同一水平平面上，且高度相同。

作为一种优选的技术方案，所述布水池远离复合流人工湿地池一侧侧壁下部设有进水口，所述进水口外部连接进水管。

作为一种优选的技术方案，所述进水管包括水平进水管和竖直进水管，所述进水口、水平进水管与竖直进水管通过三通管进行连接，所述三通管左侧的水平进水管上、右侧与进水口连接的管路上依次设置第一流量控制阀、第二流量控制阀。

作为一种优选的技术方案，所述复合流人工湿地池包括垂直下行流人工湿地池、垂直上行流人工湿地池、水平流人工湿地池，所述复合流人工湿地池从下至上依次包括防渗层、填料层、隔离层、草炭土层和种植土层。

作为一种优选的技术方案，所述的防渗层厚度为10mm，材料为高密度聚乙烯(HDPE)，防止污水渗漏对土壤和地下水造成二次污染。

所述复合流人工湿地池中填料层铺设高度为60～90cm，包括卵石层、碎石层、豆粒石层，且其沿着水流方向依次铺设，实现污水的分级梯次处理，保证人工湿地系统的净化效率。

作为一种优选的技术方案，所述垂直下行流人工湿地、垂直上行流人工湿地、水平流人工湿地均为长方体结构池型，根据实际处理规模需求沿y轴方向划分为面积相等的一个或两个以上单元，每个单元的长宽比不大于1.5。

作为一种优选的技术方案，所述垂直下行流人工湿地池中填料层从上至下依次为第一卵石层、第一碎石层、第一豆粒石层，所述第一卵石层内卵石粒径为40～80mm，且其铺设厚度为20～30cm，所述第一碎石层内碎石粒径为20～30mm，且其铺设厚度为20～30cm，所述第一豆粒石层内豆粒石粒径为5～8mm，且其铺设厚度为20～30cm。

作为一种优选的技术方案，所述垂直上行流人工湿地池中填料层从下至上依次为第二卵石层、第二碎石层、第二豆粒石层，所述第二卵石层内卵石粒径为40～80mm，且其铺设厚度为20～30cm，所述第二碎石层内碎石粒径为20～30mm，且其铺设厚度为20～30cm，所述第二豆粒石层内豆粒石粒径为5～8mm，且其铺设厚度为20～30cm。

作为一种优选的技术方案，所述水平流人工湿地池中填料层从左至右依次为第三卵石层、第三碎石层、第三豆粒石层，第三卵石层内卵石平均粒径4～8cm，其竖向铺设高度为60～90cm、水平方向铺设宽度为20～30cm；所述第三碎石层内碎石平均粒径为2.0～3.0cm，其竖向铺设高度为60～90cm、水平方向铺设宽度为20～30cm；所述第三豆粒石层内豆粒石平均粒径为1.0～1.5cm，其竖向铺设高度为60～90cm、水平方向铺设宽度为20～30cm。

作为一种优选的技术方案，所述透水隔离层材料为PE材质，沿垂直于隔离层表面的方向均匀开设正方形网孔、开孔率94％～96％、平行于隔离层表面的网孔面积0.0324～0.04mm²，铺设厚度为1cm。，防止种植土和草炭土下移造成卵石层、碎石层或豆粒石层堵塞。

作为一种优选的技术方案，所述草炭土层水平均匀铺设于填料层上方，且其铺设厚度为20～30cm，对复合流人工湿地池启到保温作用

作为一种优选的技术方案，所述种植土层为营养物质含量丰富的粘土或黑土，水平均匀铺设于草炭土层上方，其铺设厚度为25～35cm，为湿地植物种植初期提供生长所必须的营养。

作为一种优选的技术方案，所述人工湿地植物为芦苇、鸢尾、香蒲、菖蒲等一种或二种以上按一定比例组合种植。

作为一种优选的技术方案，沿y轴方向所在的宽边中心线的左右两侧30～40cm处分别布设第五排水口、第六排水口、第七排水口、第八排水口。

作为一种优选的技术方案，所述第五排水口、第七排水口位于中心线左侧，第六排水口、第八排水口位于中心线右侧；所述第五排水口、第六排水口、第七排水口、第八排水口距集水排水池底面高度分别为130～-150cm、100～-120cm、70～-90cm、40～-60cm。

作为一种优选的技术方案，所述第五排水口和第七排水口、第六排水口和第八排水口在底面投影重合。

作为一种优选的技术方案，所述第五排水口、第六排水口、第七排水口、第八排水口分别连接第一排水管、第二排水管、第三排水管、第四排水管。

作为一种优选的技术方案，所述第一排水管、第二排水管、第三排水管、第四排水管分别设有第三流量控制阀、第四流量控制阀、第五流量控制阀、第六流量控制阀，通过开关不同高度的流量控制阀调节湿地排水高度。

本发明主要解决现有人工湿地处理方法单一、布水方式单一、湿地池体中水量水质分布不均匀等问题。本发明专利保证在一套人工湿地装置中实现3种流态的同时减少水体内的生化需氧量、氮、磷和固体悬浮颗粒物等污染物。

与现有技术/装置相比，本发明的有益效果是：

该污水处理装置由调节配水模块、复合流人工湿地模块、集水排水模块3个模块组成。调节配水模块对来水中的剩余污泥等杂质进行分离调节，进一步降低水中SS等悬浮物，保证进水均质、均量、均速；复合流人工湿地模块通过改变湿地系统的流态，提高污水与湿地基质、生物膜和湿地植物的接触时间，提升污水净化效果，确保湿地稳定高效达标运行。

附图说明

图1为本发明装置的结构剖面图(A-A)。

图2为复合流人工湿地池示意图(B-B)。

图3为复合流人工湿地池俯视示意图。

图4为垂直下行流人工湿地池中布水管网示意图。

图5为垂直上行流人工湿地池中布水管网示意图。

图6为水平流人工湿地池中布水管网示意图。

图7为集水排水池出水示意图。

具体实施方式

下面结合本发明的附图，进一步阐述本发明内容。

如图1-7所示，一种多流态人工湿地污水处理装置，包括布水池6、复合流人工湿地池10和集水排水池37，其中：复合流人工湿地池10包括从左向右依次串联设置的垂直下行流人工湿地池101、垂直上行流人工湿地池102、水平流人工湿地池103，所述的布水池6、复合流人工湿地池10和集水排水池37从左至右依次串联邻接设置，它们的底面处于同一水平平面上，且高度相同。

布水池6和集水排水池37内的底部铺设有防渗层13；

所述布水池6远离复合流人工湿地池一侧侧壁下部设有进水口，所述布水池靠近复合流人工湿地池一侧侧壁上部设有第一出水口，并通过布水管向垂直下行流人工湿地池中均匀布水，所述垂直下行流人工湿地池设在布水池第一出水口一侧，所述垂直下行流人工湿地池远离布水池一侧侧壁下部设有第二出水口，并通过布水管向垂直上行流人工湿地池中均匀布水，所述垂直上行流人工湿地池远离垂直下行流人工湿池一侧侧壁上部设有第三出水口与水平流人工湿地池连通，所述水平流人工湿地池远离垂直上行流人工湿地池一侧侧壁下部设有第四排水口，所述集水排水池设在远离水平流人工湿地池第四排水口一侧并通过排水口与水平流人工湿地池连通。本发明专利保证在一套人工湿地装置中实现3种流态的同时减少水体内的生化需氧量、氮、磷和固体悬浮颗粒物等污染物。

所述复合流人工湿地池10包括从左至右依次串联邻接设置的垂直下行流人工湿地池101、垂直上行流人工湿地池102、水平流人工湿地池103，它们的池体内部底面处于同一水平平面上，且高度相同；所述采用垂直下行流人工湿地、垂直上行流人工湿地、水平流人工湿地依次连接方式的优势在于：垂直流人工时单位面积负荷较传统流态人工湿地高于6％～8％；垂直下行流、垂直上行流在前端通过湿地系统内污水流态方式的改变延长于湿地系统中基质填料和生物膜的接触时间，与传统潜流人工湿地相比单位面积处理效率提升10％～15％、硝化能力提升8％～10％，污染物处理效果稳定、处理效率显著提升。另一方面采用优先采用垂直下行流的方式可保证污水携带一定的氧气进入湿地系统，在垂直下行流人工湿地中形成好氧区，保证湿地系统中溶解氧处于有利于污染物去除的水平；当污水进入垂直上行流湿地中时，随着时间的延长，在上行流湿地中溶解氧逐渐降低，逐步形成缺氧-厌氧区，有利于提高湿地系统的硝化与反硝化能力，提升总氮的去除效果。

所述垂直下行流人工湿地池101内上部铺设种植土层12，于种植土层12内设有第一水平布水管9，第一水平布水管9一端与第一排水口8相连通，垂直下行流人工湿地池101内沿水流(从上至下)的方向依次铺设有种植土层12、草炭土层22、第一卵石层11、第一碎石层15、第一豆粒石层14、防渗层13；第二排水口17位于第一豆粒石层14所在区域中下部的侧壁面上。

所述垂直上行流人工湿地池102底部设有防渗层13，防渗层13上部铺设第二卵石层21，于卵石层21内设有第二水平布水管18，第二水平布水管18一端与第二排水口17相连通，垂直上行流人工湿地池102内沿水流(从下至上)的方向依次铺设有防渗层13、第二卵石层21、第二碎石层20、第二豆粒石层19、草炭土层22和种植土层12；第三排水口24位于种植土层12所在区域中上部的侧壁面上。

所述水平流人工湿地池103内沿靠近垂直上行流人工湿地池102的左侧壁壁面处垂直设有竖直布水管25，竖直布水管25上端与第三排水口24相连通，于水平流人工湿地池103内底部设有防渗层13，于防渗层13上方依次沿水流方向(从左至右)布设有第三卵石层27、第三碎石层28、第三豆粒石层29，于第三卵石层27、第三碎石层28和第三豆粒石层29上部依次铺设草炭土层22、种植土层12；竖直布水管25置于第三卵石层27及其上方的草炭土层22和种植土层12。

所述湿地系统中采用不同粒径级配的填料，在湿地系统中增加了污水与湿地填料的接触面积，不同级配的填料表面形成不同面积与厚度的生物膜，提升对污水中氮、磷、有机物等污染物的净化；另一方面，对污水形成梯级过滤，降低污水中悬浮物浓度，提升污水的净化效果。

所述草炭土层22，其铺设厚度为20～30cm，在低温环境下有利于维持湿地系统稳定达标运行、不结冰封冻。

所述种植土层12为粘土或黑土，其铺设厚度为25～35cm，为湿地植物种植初期提供必须的营养、稳定植物根系、净化过滤污水的作用。所述种植土层12上种植人工湿地植物，人工湿地植物主要为芦苇、菖蒲、香蒲、鸢尾等土著植物的一种或两种以上，种植密度12～16株/m²、搭配比例为1:1:1:1。

污水经第一水平布水管9均匀流入复合流人工湿地池中，污水在复合流人工湿地池10中依次呈垂直下行流、垂直上行流、水平流等多种流态，通过流态的改变延长污水在湿地系统中流程的同时、增加污水与基质和微生物的接触面接和接触时间，提升污水的净化效果。

所述集水排水池37通过靠近水平流人工湿地池103一侧侧壁下部的第四排水口31与水平流人工湿地池103连接，所述集水排水池37远离水平流人工湿地池103一侧侧壁上沿壁面竖向的中心线两侧30cm处依次错位布设第五排水口33、第六排水口41、第七排水口46、第八排水口49(第五排水口33和第七排水口46位于中心线的一侧，第六排水口41和第八排水口49位于中心线的另一侧)，上述各排水口几何中心距集水排水池37底面高度分别为150cm、120cm、90cm、60cm，所述第五排水口33、第六排水口41、第七排水口46、第八排水口49分别连接第一排水管34、第二排水管43、第三排水管44、第四排水管47，所述第一排水管34、第二排水管43、第三排水管44、第四排水管47分别设有第三流量控制阀35、第四流量控制阀42、第五流量控制阀45、第六流量控制阀48，通过开关不同高度的流量控制阀调节湿地排水高度。

采用本实施例的处理系统污水来源为县城建成区生活污水，处理规模为20000m³/d，湿地系统水力负荷为0.75m³/m²·d，水力停留时间48小时，湿地面积25000m²。复合流人工湿地池依次为垂直下行流人工湿地8000m²、垂直上行流人工湿地8000m²、水平流人工湿地9000m²，工艺流程为原水(生活污水)经过格栅、调节池、初次沉淀池、厌氧池、缺氧池、好氧池、二次沉淀池通过布水池后污水均匀进入复合流人工湿地系统。本实施例处理系统进水水质如表1所示、出水水质如表2所示。

表1设计进水指标

表2设计出水指标

布水池、复合流人工湿地池、集水排水池均为地下式，依次紧邻串联设置，池体均采用混凝土构筑，且池底处于统一水平面上，距地面深度1.6m，池底均铺设防渗层，防渗材料700g/m² HDPE膜，铺设厚度10mm。布水池、复合流人工湿地池、集水排水池顶面与二次沉淀池水高差1.5m，保证二次沉淀池出水不借助外加动力顺利流入人工湿地系统。

布水池：布水池型号为长×宽×高＝160m×1.5m×1.6m的长方形池体，二沉池出水经进水管从远离复合流人工湿地池一侧侧壁下端流入，进水管采用PE材料、管径Φ800mm，进水管靠近布水池进水口一侧设有阀门井，阀门井内布设流量控制阀；靠近复合流人工湿地池一侧侧壁上部距池底1.4m处设有出水口，出水口沿y轴方向均匀布设，每个垂直下行流人工湿地单元等间距设置25个出水口、相邻出水口间距1.6m、出水口直径Φ200mm，合计设置100个出水口。每个出水口外均连接布水管，布水管采用PE材料、管径Φ200mm、长度49.5m略小于垂直下行流人工湿地长度；布水管均匀开设布水孔，孔径Φ15mm；布水管布设于种植土层，埋深0.1m，均匀向垂直下行流人工湿地池中布水。

垂直下行流人工湿地：分为4个单元，每个单元面积为2000m²，尺寸为长(x轴方向)×宽(y轴方向)×高(z轴方向)＝50m×40m×1.6m，4个单元并联排列；垂直下行流人工湿地池中从下到上依次铺设豆粒石层、碎石层、卵石层、隔离层、草炭土层、种植土层。豆粒石层内豆粒石平均粒径为1.5cm，铺设厚度为30cm；碎石层内碎石平均粒径3cm，铺设厚度为30cm；卵石层内卵石平均粒径为8cm，铺设厚度为30cm；所述透水隔离层材料为PE材质，沿垂直于隔离层表面的方向均匀开设正方形网孔、开孔率94％～96％、平行于隔离层表面的网孔面积0.0324～0.04mm²，铺设厚度为1cm；草炭土层铺设厚度为30cm；种植土层铺设厚度为35cm。

垂直上行流人工湿地：分为4个单元，每个单元面积为2000m²，尺寸为长(x轴方向)×宽(y轴方向)×高(z轴方向)＝50m×40m×1.6m，4个单元并联排列；靠近垂直下行流人工湿地一侧侧壁下端距离底面0.1m高度处设有出水口，出水口沿y轴方向均匀布设，每个垂直上行流人工湿地单元等间距设置25个出水口、相邻出水口间距1.6m、出水口直径Φ200mm，合计设置100个出水口。每个出水口均连接布水管，布水管采用PE材料、管径Φ200mm、长度49.5m略小于垂直下行流人工湿地长度；布水管均匀开设布水孔，孔径Φ15mm；布水管布设于卵石层中，距底面0.1m高度处，均匀向池中布水；池中从下到上依次铺设卵石层、碎石层、豆粒石层、隔离层、草炭土层、种植土层。卵石层内卵石平均粒径为7cm，铺设厚度为30cm；碎石层内碎石平均粒径3cm，铺设厚度为30cm；豆粒石层内豆粒石平均粒径为1.5cm，铺设厚度为30cm；所述透水隔离层材料为PE材质，沿平行于隔离层方向均匀开设正方形网孔、开孔率94％～96％、网孔面积0.0324～0.04mm²，铺设厚度为1cm；草炭土层铺设厚度为30cm；种植土层铺设厚度为35cm。

水平流人工湿地：分为4个单元，每个单元面积为2250m²，尺寸为长(x轴方向)×宽(y轴方向)×高(z轴方向)＝50m×45m×1.6m，4个单元沿平行于长边方向(x轴方向)紧邻并联排列，靠近垂直上行流人工湿地一侧侧壁上端距离底面1.4m高度处设有出水口，出水口沿垂直上行流人工湿地与水平流人工湿地连接的重合部位y轴方向均匀布设，每个水平流人工湿地单元等间距设置25个出水口、相邻出水口间距1.6m、出水口直径Φ200mm，合计设置100个出水口。每个出水口均连接布水管，布水管采用PE材料、管径Φ200mm，布水管通过弯头管与出水口连接，沿靠近垂直上行流人工湿地一侧侧壁竖向布设，布水管高度1.35m；布水管均匀开设布水孔，孔径Φ15mm，均匀向池中布水；池中从下到上依次铺设填料层、隔离层、草炭土层、种植土层。填料层沿水流方向依次为卵石层、碎石层、豆粒石层，卵石层内卵石平均粒径为7cm，铺设高度90cm、铺设宽度30cm；碎石层内碎石平均粒径3cm，铺设高度90cm、铺设宽度30cm；豆粒石层内豆粒石平均粒径为1.5cm，铺设高度90cm、铺设厚度30cm；所述透水隔离层材料为PE材质，沿垂直于隔离层表面的方向均匀开设正方形网孔、开孔率94％～96％、平行于隔离层表面的网孔面积0.0324～0.04mm²，铺设厚度为1cm；草炭土层铺设厚度为30cm；种植土层铺设厚度为35cm。

集水排水池：集水排水池型号长×宽×高＝180m×1.0m×1.6m的长方形池体，靠近水平流人工湿地一侧侧壁底部0.1m处设有出水口，出水口等间距设置100个、相邻出水口间距1.6m、出水口直径Φ200mm；集水排水池远离水平流人工湿地池一侧侧壁上部沿沿y轴方向所在的宽边中心线的左右两侧35cm处分别布设1号排水口、2号排水口、3号排水口、4号排水口，其中1号排水口、3号排水口位于中心线左侧，2号排水口、4号排水口位于中心线右侧，高度分别为150cm、120cm、90cm、60cm；排水口外接排水管，直径均为Φ800mm，排水管上均设置流量控制阀，通过开关不同高度的流量控制阀调节湿地出水水位；上述流量控制阀均布设于阀门井内。

植土层为粘土或黑土，种植芦苇、菖蒲、香蒲、鸢尾等湿地植物，种植密度12株/m²、种植比例1：1：1：1。

本实施例中系统处理效果(mg/L)如表3所示。表3对实施例一种多流态人工湿地污水处理后，污水中COD_Cr、BOD₅、SS、TP、TN、NH₃-N的去除效果，出水达《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。

表3一种多流态人工湿地污水处理后的去除效果

通过上表可以看出，采用本发明的处理装置及方法很好的去除了污水中的污染物，保证了处理效果。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种多流态人工湿地污水处理装置，包括依次从左向右串联设置的布水池(6)、复合流人工湿地池(10)和集水排水池(37)，其特征在于：其中：复合流人工湿地池(10)包括从左向右依次串联设置的垂直下行流人工湿地池(101)、垂直上行流人工湿地池(102)、水平流人工湿地池(103)；

所述布水池(6)设置在复合流人工湿地池(10)左侧，通过其上部设置的第一排水口(8)与复合流人工湿地池(10)中的垂直下行流人工湿地池(101)的上部相连通；通过垂直下行流人工湿地池(101)内与第一排水口(8)相连通的、水平设置的第一水平布水管(9)向垂直下行流人工湿地池(101)中均匀布水；

于所述垂直下行流人工湿地池(101)远离布水池(6)的一侧侧壁下部设有第二出水口(17)，所述垂直上行流人工湿地池(102)设在垂直下行流人工湿地池(101)靠近第二排水口(17)一侧、并通过第二排水口(17)与垂直下行流人工湿地池(101)的下部相连通，通过垂直上行流人工湿地池(102)内与第二出水口(17)相连通的、水平设置的第二水平布水管(18)向垂直上行流人工湿地池(102)中均匀布水；

于所述垂直上行流人工湿地池(102)远离垂直下行流人工湿地池(101)的一侧侧壁上部设有第三排水口(24)，所述水平流人工湿地池(103)设在垂直上行流人工湿地池(102)靠近第三排水口(24)一侧，于所述水平流人工湿地池(103)内、沿靠近垂直上行流人工湿地池(102)侧壁一侧垂直设有竖直布水管(25)；通过水平流人工湿地池(103)内与第三排水口(24)相连通的竖直布水管(25)均匀向水平流人工湿地池(103)中布水；

所述水平流人工湿地池(103)远离垂直上行流人工湿地池(102)一侧侧壁下部设有第四排水口(31)，所述集水出水池(37)设在水平流人工湿地池(103)靠近第四排水口(31)一侧、并通过第四排水口(31)与水平流人工湿地池(103)连通；

所述集水出水池(37)远离水平流人工湿地池(103)一侧侧壁上端外部设有第五排水口(33)。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述布水池(6)、复合流人工湿地池(10)、集水排水池(37)从左至右依次串联邻接设置，池体内部底面处于同一水平平面上，且池体内部高度相同；布水池(6)和集水排水池(37)内的底部铺设有防渗层(13)；

复合流人工湿地池(10)包括从左向右依次串联邻接设置的垂直下行流人工湿地池(101)、垂直上行流人工湿地池(102)、水平流人工湿地池(103)，池体内部底面处于同一水平平面上，且池体内部高度相同；

所述布水池(6)靠近复合流人工湿地池(10)一侧侧壁上部设有第一出水口(8)；

所述复合流人工湿地池(10)包括从左至右依次串联邻接设置的垂直下行流人工湿地池(101)、垂直上行流人工湿地池(102)、水平流人工湿地池(103)，它们的池体内部底面处于同一水平平面上，且高度相同；

所述垂直下行流人工湿地池(101)内上部铺设种植土层(12)，于种植土层(12)内设有第一水平布水管(9)，第一水平布水管(9)一端与第一排水口(8)相连通，垂直下行流人工湿地池(101)内沿水流(从上至下)的方向依次铺设有种植土层(12)、草炭土层(22)、第一卵石层(11)、第一碎石层(15)、第一豆粒石层(14)、防渗层(13)；第二排水口(17)位于第一豆粒石层(14)所在区域中下部的侧壁面上；

所述垂直上行流人工湿地池(102)底部设有防渗层(13)，防渗层(13)上部铺设第二卵石层(21)，于卵石层(21)内设有第二水平布水管(18)，第二水平布水管(18)一端与第二排水口(17)相连通，垂直上行流人工湿地池(102)内沿水流(从下至上)的方向依次铺设有防渗层(13)、第二卵石层(21)、第二碎石层(20)、第二豆粒石层(19)、草炭土层(22)和种植土层(12)；第三排水口(24)位于种植土层(12)所在区域中上部的侧壁面上；

所述水平流人工湿地池(103)内沿靠近垂直上行流人工湿地池(102)的左侧壁壁面处垂直设有竖直布水管(25)，竖直布水管(25)上端与第三排水口(24)相连通，于水平流人工湿地池(103)内底部设有防渗层(13)，于防渗层(13)上方依次沿水流方向(从左至右)布设有第三卵石层(27)、第三碎石层(28)、第三豆粒石层(29)，于第三卵石层(27)、第三碎石层(28)和第三豆粒石层(29)上部依次铺设草炭土层(22)、种植土层(12)；竖直布水管(25)置于第三卵石层(27)及其上方的草炭土层(22)和种植土层(12)内；

所述种植土层(12)上种植有人工湿地植物(36)；

所述集水排水池(37)远离水平流人工湿地池(103)一侧侧壁外部设有第五排水口(33)。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：

于所述草炭土层(22)下部靠近草炭土层处铺设有用于防止种植土和草炭土下移造成卵石层、碎石层或豆粒石层堵塞的透水隔离层(30)；

以沿布水池(6)、复合流人工湿地池(10)、集水排水池(37)从左至右依次串联邻接的水平方向为x轴、以x轴所在的水平面内垂直于x轴的方向为y轴、以空间内垂直于水平面的竖直方向为z轴；

第一水平布水管(9)布设于垂直下行流人工湿地池(101)的种植土层(12)内，沿y轴方向等间距于同一水平面内平行布设3根或3根以上，相邻2根的布设间距均为60～80cm；第一水平布水管(9)为管体上设有作为第一布水孔(16)的通孔的管道，其一端与第一排水口(8)相连通、另一端密闭，第一水平布水管(9)均匀地向垂直下行流人工湿地池(101)内的种植土层(12)内布水；

第二水平布水管(18)布设于第二卵石层(21)内，沿y轴方向等间距于同一水平面内平行布设3根或3根以上，相邻2根的布设间距均为60～80cm；第二水平布水管(18)为管体上设有作为第二布水孔(23)的通孔的管道，其一端与第二排水口(17)相连通、另一端密闭，第二水平布水管(18)均匀地向垂直上行流人工湿地池(102)内的卵石层(21)内布水；

竖直布水管(25)布设于第三卵石层(27)内，沿y轴方向等间距于同一竖向平面内竖直平行布设3根或3根以上，相邻2根的布设间距均为60～80cm；竖直布水管(25)为管体上设有作为布水孔(26)的通孔的管道，其一端与第三排水口(24)相连通、另一端密闭，竖直布水管(25)均匀地向水平流人工湿地池(103)内的第三卵石层(27)内布水。

4.根据权利要求2-3任一所述的装置，其特征在于：

所述防渗层(13)厚度为10mm，材料为高密度聚乙烯(HDPE)；

所述草炭土层(22)铺设厚度为20～30cm；所述种植土层(12)铺设厚度为25～35cm；

所述垂直下行流人工湿地池(101)中：第一卵石层(11)内卵石粒径为4～8cm，其铺设厚度为20～30cm；所述第一碎石层(15)内碎石平均粒径2～3cm，其铺设厚度为20～30cm；所述第一豆粒石层(14)内豆粒石粒径为1.0～1.5cm，其铺设厚度为20～30cm；

所述垂直上行流人工湿地池(102)中：第二卵石层(21)内卵石粒径为4～8cm，其铺设厚度为20～30cm；所述第二碎石层(20)内碎石平均粒径2～3cm，其铺设厚度为20～30cm；所述第二豆粒石层(19)内豆粒石粒径为1.0～1.5cm，其铺设厚度为20～30cm；

所述水平流人工湿地池(103)中：第三卵石层(27)内卵石平均粒径4～8cm，其竖向(z轴方向)铺设高度为60～90cm、水平方向(x轴方向)铺设宽度为20～30cm；所述第三碎石层(28)内碎石平均粒径为2.0～3.0cm，其竖向铺设高度为60～90cm、水平方向铺设宽度为20～30cm；所述第三豆粒石层(29)内豆粒石平均粒径为1.0～1.5cm，其竖向铺设高度为60～90cm、水平方向铺设宽度为20～30cm。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述布水池(6)远离复合流人工湿地池(10)一侧侧壁下部设有进水口(7)，所述进水口(7)外部连接进水管(5)，所述进水管(5)包括水平进水管(38)和竖直进水管(1)，所述进水口(7)、水平进水管(38)与竖直进水管(1)通过三通管(3)进行连接，于所述三通管左侧的水平进水管上、右侧与进水口连接的管路上分别设置第一流量控制阀(2)、第二流量控制阀(4)。

6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：布水池(6)靠近复合流人工湿地池(10)一侧侧壁上部布设第一出水口(8)，所述第一出水口(8)沿y轴方向等间距于同一水平面内均匀布设3个或3个以上、相邻2个的间隔60～80cm，其与第一水平布水管(9)数量相同，并且一一对应连通；所述第一出水口(8)连接等数量的第一水平布水管(9)均匀向垂直下行流人工湿地池(101)中布水；

于所述垂直下行流人工湿地池(101)远离布水池(6)的一侧侧壁下部设有第二出水口(17)，所述第二出水口(17)沿y轴方向等间距于同一水平面内均匀布设3个或3个以上、相邻2个的间隔60～80cm，其与第二水平布水管(18)数量相同，并且一一对应连通；

于所述垂直上行流人工湿地池(102)远离垂直下行流人工湿地池(101)的一侧侧壁上部设有第三排水口(24)，所述第三排水口(24)沿y轴方向等间距于同一水平面内均匀布设3个或3个以上、相邻2个的间隔60～80cm，其与竖直布水管(25)数量相同，并且一一对应连通；

所述第一出水口(8)靠近布水池(6)一侧侧壁内部设有过滤网(40)，所述过滤网(40)采用钢丝材质的80～120(优选100)目网，定期进行更换清洗。

7.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述人工湿地植物(36)为芦苇、鸢尾、香蒲、菖蒲等中的一种或二种以上。

8.根据权利要求1或3所述的装置，其特征在于：

所述垂直下行流人工湿地(101)、垂直上行流人工湿地(102)、水平流人工湿地(103)均为长方体结构池型，根据实际处理规模需求沿y轴方向划分为面积相等的一个或两个以上单元，每个单元的长(x轴方向)宽(y轴方向)比不大于1.5，且垂直下行流人工湿地(101)、垂直上行流人工湿地(102)或水平流人工湿地(103)中的每个单元结构相同。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述集水排水池(37)通过靠近水平流人工湿地池(103)一侧侧壁下部的第四排水口(31)与水平流人工湿地池(103)连接，所述集水排水池(37)远离水平流人工湿地池(103)一侧侧壁上从上至下依次错位布设第五排水口(33)、第六排水口(41)、第七排水口(46)、第八排水口(49)；

所述第五排水口(33)、第六排水口(41)、第七排水口(46)、第八排水口(49)分别连接第一排水管(34)、第二排水管(43)、第三排水管(44)、第四排水管(47)，于所述第一排水管(34)、第二排水管(43)、第三排水管(44)、第四排水管(47)分别设有第三流量控制阀(35)、第四流量控制阀(42)、第五流量控制阀(45)、第六流量控制阀(48)；通过开关不同高度的流量控制阀调节湿地排水高度。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述集水排水池(37)长度(y轴方向)、高度(z轴方向)依次于水平流人工湿地池(103)宽度(y轴方向)、高度(z轴方向)相等，所述集水排水池(37)宽度(x轴方向)为100～120cm；

所述集水排水池(37)通过靠近水平流人工湿地池(103)一侧侧壁下部的第四排水口(31)与水平流人工湿地池(103)连接，所述集水排水池(37)远离水平流人工湿地池(103)一侧侧壁上距沿y轴方向所在的宽边中心线的左右两侧30～40cm处分别布设第五排水口(33)、第六排水口(41)、第七排水口(46)、第八排水口(49)，所述第五排水口(33)、第七排水口(46)位于中心线左侧，第六排水口(41)、第八排水口(49)位于中心线右侧，所述第五排水口(33)、第六排水口(41)、第七排水口(46)、第八排水口(49)距集水排水池(37)底面高度分别为130～150cm、100～120cm、70～90cm、40～60cm，所述第五排水口(33)和第七排水口(46)、第六排水口(41)和第八排水口(49)在底面投影重合。

Images