CN114735828A - 一种甲烷排放控制的复合垂直流人工湿地系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种甲烷排放控制的复合垂直流人工湿地系统，包括进水池、出水池、布水管、10％坡度的底板、基质层和植物组成。基质层自上而下包括细砂层、粗砂层、碎石层、卵石层和大卵石层。复合垂直流人工湿地系统采用穿孔的导水管，水流先进入系统下行进水池，依靠池体两端水位差推动底部水流前进，进入上行出水池，系统用两种曝气方式可供选择，通过调节水位、曝气时间、间隔时间和曝气面积和点位控制甲烷的排放，同时此复合垂直流人工湿地结构与方法使COD和总氮的去除率分别比普通人工湿地增加了15％和20％。

Description

一种甲烷排放控制的复合垂直流人工湿地系统

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，具体而言，涉及一种甲烷排放控制的复合垂直流人工湿地系统。

背景技术

人工湿地作为一种控制水环境非点源污染的有效工具，已被世界上很多国家所认可。在我国，非点源污染主要发生在经济相对落后的农村或郊区，由于人工湿地系统具有投资省、管理简单、运行费用低廉等优点，尤其适用于发展中国家的污水处理。近年来，人工湿地因其高效低成本和环境友好等优点被广泛应用于处理各种类型的废水，应用日益广泛。

近年来大气中甲烷浓度显著增加，自工业革命以来，全球大气CH4浓度值从工业化前时代的约715ppb增至20世纪90年代初的1732ppb，2005年增至1774ppb，是工业革命前的两倍。根据IPCC(2007)估测，湿地甲烷的年释放量可达100Tg，约占甲烷总源的20％，是大气甲烷的主要自然来源之一。其中人工湿地的甲烷排放率占有相当大的比例，为了有效的控制对大气中人工湿地排放甲烷的占比，为此提出一种甲烷排放控制的复合垂直流人工湿地系统。

发明内容

根据本发明的实施例旨在解决或改善上述技术问题中的至少之一。

根据本发明的实施例的第一方面在于提供一种甲烷排放控制的复合垂直流人工湿地系统。

本发明第一方面的实施例提供了一种甲烷排放控制的复合垂直流人工湿地系统，包括：外壳，所述外壳内设置有相互隔离的进水池和出水池，所述进水池和所述出水池内部分别设置有基质层，所述基质层上端设置有多个植物，所述壳体上罩设有分隔罩，且分别与所述进水池和所述出水池相互隔离，所述外壳底部设置有曝气管，所述分隔罩的顶部和底部分别设置采气管；其中，所述植物茎叶置于所述分隔罩内部，所述曝气管与所述采气管采用间隔轮流作业设置，所述曝气管的曝气端采用预设规则布置，所述基质层上端设置有蓄水层，且采用预设高度设置。

根据本发明提供的一种甲烷排放控制的复合垂直流人工湿地系统，复合垂直流人工湿地是一种独特的下行流-上行流复合水流方式的湿地系统，由两个底部相连的进水池和出水池组成，起到的作用为水流在下行池和上行池的流动，进水池和出水池底部连通且中间及上部相互隔离，污水从一个池体垂直向下(向上)流入另外一个池体中后垂直向上(向下)流出。污水在复合垂直流人工湿地中的流动依靠两池中的水位差提供动力推动水流前进，完全不需要其他动力。复合垂直流人工湿地与单一垂直流相比，有以下特点：水流在基质层中流动更加充分；水流经过两个池体，使污水在系统中的水力停留时间延长而处理更充分，复氧更迅速；此外植物供氧作用，为根区好氧微生物提供有利条件而加强硝化作用，出水无恶臭；由于磷的释放随氧化还原电位的升高而缓慢，营养盐的去除效果较好，同时因底层氧化充足，从而使氮的去除效果好；形成了好氧与厌氧条件并存的复合水处理结构，处理效率显著提高；

通过在壳体上设置分隔罩，且将植物的茎叶设置在分隔罩的内部，由于分隔罩也与进水池和出水池相互隔离，使得植物的茎叶和根部能够相互隔离，以便收集各植物各处排放的甲烷以及对甲烷进行连续测定以观察其变化规律；

通过设置预设高度的蓄水层(预设高度为50mm)，使得壳体上下形成液封，避免了甲烷在上升聚集后再次与底部有曝气管产出的空气剧烈混合，有助于甲烷的顺利集中，蓄水层能够减缓空气向上冲击的力度(甲烷气体密度低于空气)，同时又保持曝出的空气能够带动甲烷气体向上移动，通过分别设置在分隔罩顶部和底部的采气管能够对植物根部和茎叶生成的甲烷进行分别的收取和分类存储分析；

曝气管的曝气端采用预设规则布置，使得曝气端的布置能够更加的符合预定的设计预期，方便与植物距离的设置点位进行对应，有助于甲烷更好的上升聚集，且曝气管和采气管采用间隔轮流作业，使得气体采集和聚集能够分别进行避免彼此干扰，由于甲烷菌的生长周期为6h左右，所以曝气采用电磁压缩机进行曝气，以6h为一个曝气周期，循环曝气，采气管外接外部气泵，且采气的单个作业时间为30分钟，以便将该时间段内富集的甲烷全部排放掉；

通过基质层采用多层填料，以提高人工湿地系统的通透性，总厚度为600mm，采用本发明中的人工湿地结构和方法，使甲烷排放量得到一定的控制，排放量范围在0—0.97mol/m2/day之间，平均排放量为0.355mol/m2/day，处于较低的排放水平。同时使COD和总氮的去除率分别比普通人工湿地增加了15％和20％。

另外，根据本发明的实施例提供的技术方案还可以具有如下附加技术特征：

上述任一技术方案中，所述外壳包括：周向设置的壳体和设置在壳体中部的分隔板，所述分隔板和所述壳体底部分别固定安装底板；其中，所述壳体、所述分隔板和所述底板均采用有机玻璃板材制成，所述进水池和所述出水池分别设置在所述壳体内部，且通过所述分隔板相互隔离。

在该技术方案中，采用机玻璃板材制成的壳体、分隔板和底板，有助于整体的轻量化设置和施工，同时能够为封闭的物质提供阳光照射，同时也能使得外部人员能够最直观的看到内部结构，有助于对内部的各个结构具体作业过程进行检查，以便对最终结构更好的把握。

具体地，为了保证在进水池和出水池内部分别隔离的植物也能在分隔罩内部再次隔离，将分隔板向上纵向置于分隔罩内部，以便形成完整的隔离。

上述任一技术方案中，所述底板与水平面倾斜8°至12°设置，所述底板的顶端纵向对应所述进水池，所述底板的底端纵向对应所述出水池。

在该技术方案中，将底板采用水平面倾斜8°至12°设置(本装置采用10°倾斜)，且底板的顶端纵向对应进水池，使得进水池的内部流水能够在倾斜的导向下被重力导向至纵向对应底板的底端的出水池，使得装置内部的流水能够自动的流动，降低内部动力负担。

上述任一技术方案中，所述底板上表面固定有导流管，且所述导流管贯穿所述分隔板设置。

在该技术方案中，通过导流管能够为底板上方流动的流水提供额外的流动通道，进一步降低了流水的流动阻力。

上述任一技术方案中，所述壳体的左端固定安装有进水管，所述进水管与所述进水池内部相连通，所述壳体的右端固定安装有出水管，所述出水管与所述出水池内部相连通。

在该技术方案中，通过进水管对进水池导通，使得外部能够时刻对进水池内部导入无污染的流水，保障内部的水分供应，通过出水管与出水池内部相连通，在出水池内部蓄积的流水已经完成了一个完整的循环，可由出水管排出，以便对内部进行及时的水质更新，避免长期循环造成内部污染过重，同时由于出水管的设置，能够对内部最高页面形成限定，避免内部流水泛滥。

上述任一技术方案中，所述进水管为U型弯管，且两端口朝上设置。

在该技术方案中，进水管为U型弯管，且两端口朝上设置，可在流进流水后，在管道内部形成液体残留，并进一步产生液封，避免壳体内部的甲烷向外部溢出。

上述任一技术方案中，所述出水管采用倾斜设置，且顶端与所述壳体相连。

在该技术方案中，出水管采用倾斜设置，且顶端与壳体相连，使得出水管的进水端高于出水端，由于甲烷的密度小于空气，使得内部的甲烷不会从出水管排出，进一步实现了装置的甲烷留存和水流动保障。

上述任一技术方案中，所述分隔罩的顶部和底部分别采用内凹设置。

在该技术方案中，分隔罩的顶部和底部分别采用内凹设置，均下表面为向上内凹，且内凹中心处对应采气管，有助于甲烷气体的顶部蓄积，以保证中间采气管为最高位置，便于采集密度较轻的甲烷气体。

上述任一技术方案中，所述基质层包括依次纵向堆叠的细砂层、粗砂层、碎石层、卵石层和大卵石层，所述大卵石层铺设在所述底板上表面，所述蓄水层设置在所述细砂层上端；其中，所述细砂层、所述粗砂层、所述碎石层、所述卵石层和所述大卵石层包含的颗粒直径，由上到下依次增大。

在该技术方案中，基质层采用多层填料，以提高人工湿地系统的通透性，共分为5层：第一层填充为细砂层，第二层填充为粗砂层，第三层填充为碎石层，第四层填充为卵石层，第五层填充为大卵石层，细砂层选用粒径1mm粒径的细砂，粗砂层选用1～2mm粒径的粗砂，碎石层选用2～10mm粒径的砾石，卵石层选用10～30mm的砾石，大卵石层选用30～60mm的卵石。本例所采用的砾石具有较好的吸附性能和比表面积，对污水有较好的净化效果，另外其具有较大经济效益，砾石价格便宜，容易得到。

上述任一技术方案中，所述分隔罩包括：罩体和固定在罩体底部的塑料膜，两个所述采气管分别贯穿所述罩体，一所述采气管下端口位于所述罩体和所述塑料膜之间，另一所述采气管下端口分别位于所述进水池和所述出水池内。

在该技术方案中，将两个采气管进行进气端分别的设置，可对植物的茎叶和根部进行分别的甲烷收集，由于植物的茎叶设置在分隔罩内部，使得塑料膜能够对植物的茎干进行连接和植物的上下隔离，一方面有助于保证植物在日常的姿态正确，另一方面能够进行上下的隔离密封，避免植物的茎叶和根部产生的甲烷相互对流，塑料膜与植物茎干之间采泡沫胶连接密封。

上述任一技术方案中，所述曝气管的曝气端连接有曝气支管，所述预设规则为所述曝气支管上端口纵向对应所述植物设置，和/或所述曝气支管上端口设置在两个所述植物之间。

在该技术方案中，通过将曝气支管纵向对应植物设置，使得曝气管喷出地气体能够更好的对准植物的根部，并且向上对植物周围甲烷进行连续的带动；

将曝气支管设置在两个植物之间，可以在面对顶部根部较为扩散的生长状态下时，能够对植物进行均匀的接触避免过于集中，造成向外扩散生长的根部难以接触到曝气的空气。

具体地，曝气管连接的曝气机型号为ACO-003，功率为35w，电压/频率为220v/50Hz，排气量为65L/min，压力为0.027mPa，曝气量为3.9m3/h。

上述任一技术方案中，一种甲烷排放控制的复合垂直流人工湿地系统还包括：采水管，所述采水管上连通有采水支管，所述采水支管的进水端设置在所述基质层内部。

在该技术方案中，通过采水管能够对装置内部进行定期的采水，以便进行各种数据的分析，例如TOC、pH、氧化还原电位、电导率、总溶解性固体、盐度、溶解氧、总碳、总有机碳、总氮、氨氮、硝态氮、亚硝态氮，采水管外接外部水泵。

根据本发明的实施例的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过根据本发明的实施例的实践了解到。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的外壳和分隔罩分别纵向剖切后及其连接结构示意图；

图3为本发明的导流管及其连接结构示意图；

图4为本发明的曝气支管的一种布置方式示意图；

图5为本发明的曝气支管的另一种布置方式示意图。

其中，图1至图5中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1外壳、101进水池、102出水池、103壳体、1031进水管、1032出水管、104分隔板、105底板、106导流管、1061穿孔、2植物、3分隔罩、301采气管、3011采气支管、3012第一电磁阀、302罩体、303塑料膜、4曝气管、401曝气支管、5采水管、501采水支管、502第二电磁阀、6细砂层、7粗砂层、8碎石层、9卵石层、10大卵石层。

具体实施方式

为了可以更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

请参阅图1-5，本发明第一方面的实施例提供了一种甲烷排放控制的复合垂直流人工湿地系统，包括：外壳1，外壳1内设置有相互隔离的进水池101和出水池102，进水池101和出水池102内部分别设置有基质层，基质层上端设置有多个植物2，壳体103上罩设有分隔罩3，且分别与进水池101和出水池102相互隔离，外壳1底部设置有曝气管4，分隔罩3的顶部和底部分别设置采气管301；其中，植物2茎叶置于分隔罩3内部，曝气管4与采气管301采用间隔轮流作业设置，曝气管4的曝气端采用预设规则布置，基质层上端设置有蓄水层，且采用预设高度设置。

根据本发明提供的一种甲烷排放控制的复合垂直流人工湿地系统，复合垂直流人工湿地是一种独特的下行流-上行流复合水流方式的湿地系统，由两个底部相连的进水池101和出水池102组成，起到的作用为水流在下行池和上行池的流动，进水池101和出水池102底部连通且中间及上部相互隔离，污水从一个池体垂直向下(向上)流入另外一个池体中后垂直向上(向下)流出。污水在复合垂直流人工湿地中的流动依靠两池中的水位差提供动力推动水流前进，完全不需要其他动力。复合垂直流人工湿地与单一垂直流相比，有以下特点：水流在基质层中流动更加充分；水流经过两个池体，使污水在系统中的水力停留时间延长而处理更充分，复氧更迅速；此外植物2供氧作用，为根区好氧微生物提供有利条件而加强硝化作用，出水无恶臭；由于磷的释放随氧化还原电位的升高而缓慢，营养盐的去除效果较好，同时因底层氧化充足，从而使氮的去除效果好；形成了好氧与厌氧条件并存的复合水处理结构，处理效率显著提高；

通过在壳体103上设置分隔罩3，且将植物2的茎叶设置在分隔罩3的内部，由于分隔罩3也与进水池101和出水池102相互隔离，使得植物2的茎叶和根部能够相互隔离，以便收集各植物2各处排放的甲烷以及对甲烷进行连续测定以观察其变化规律；

通过设置预设高度的蓄水层(预设高度为50mm)，使得壳体103上下形成液封，避免了甲烷在上升聚集后再次与底部有曝气管4产出的空气剧烈混合，有助于甲烷的顺利集中，蓄水层能够减缓空气向上冲击的力度(甲烷气体密度低于空气)，同时又保持曝出的空气能够带动甲烷气体向上移动，通过分别设置在分隔罩3顶部和底部的采气管301能够对植物2根部和茎叶生成的甲烷进行分别的收取和分类存储分析；

曝气管4的曝气端采用预设规则布置，使得曝气端的布置能够更加的符合预定的设计预期，方便与植物2距离的设置点位进行对应，有助于甲烷更好的上升聚集，且曝气管4和采气管301采用间隔轮流作业，使得气体采集和聚集能够分别进行避免彼此干扰，由于甲烷菌的生长周期为6h左右，所以曝气采用电磁压缩机进行曝气，以6h为一个曝气周期，循环曝气，采气管301外接外部气泵，且采气的单个作业时间为30分钟，以便将该时间段内富集的甲烷全部排放掉；

通过基质层采用多层填料，以提高人工湿地系统的通透性，总厚度为600mm，采用本发明中的人工湿地结构和方法，使甲烷排放量得到一定的控制，排放量范围在0—0.97mol/m2/day之间，平均排放量为0.355mol/m2/day，处于较低的排放水平。同时使COD和总氮的去除率分别比普通人工湿地增加了15％和20％。

具体地，采气管301设置有两个采气支管3011，且每个采气支管3011上设置有第一电磁阀3012，由于进水池101和出水池102分别的甲烷提取。

上述任一实施例中，外壳1包括：周向设置的壳体103和设置在壳体103中部的分隔板104，分隔板104和壳体103底部分别固定安装底板105；其中，壳体103、分隔板104和底板105均采用有机玻璃板材制成，进水池101和出水池102分别设置在壳体103内部，且通过分隔板104相互隔离。

在该实施例中，采用机玻璃板材制成的壳体103、分隔板104和底板105，有助于整体的轻量化设置和施工，同时能够为封闭的物质提供阳光照射，同时也能使得外部人员能够最直观的看到内部结构，有助于对内部的各个结构具体作业过程进行检查，以便对最终结构更好的把握。

具体地，为了保证在进水池101和出水池102内部分别隔离的植物2也能在分隔罩3内部再次隔离，将分隔板104向上纵向置于分隔罩3内部，以便形成完整的隔离。

上述任一实施例中，底板105与水平面倾斜8°至12°设置，底板105的顶端纵向对应进水池101，底板105的底端纵向对应出水池102。

在该实施例中，将底板105采用水平面倾斜8°至12°设置(本装置采用10°倾斜)，且底板105的顶端纵向对应进水池101，使得进水池101的内部流水能够在倾斜的导向下被重力导向至纵向对应底板105的底端的出水池102，使得装置内部的流水能够自动的流动，降低内部动力负担。

上述任一实施例中，底板105上表面固定有导流管106，且导流管106贯穿分隔板104设置。

在该实施例中，通过导流管106能够为底板105上方流动的流水提供额外的流动通道，进一步降低了流水的流动阻力。

进一步地，导流管106侧壁开设穿孔1061，以便增强流水的导通能力。

上述任一实施例中，壳体103的左端固定安装有进水管1031，进水管1031与进水池101内部相连通，壳体103的右端固定安装有出水管1032，出水管1032与出水池102内部相连通。

在该实施例中，通过进水管1031对进水池101导通，使得外部能够时刻对进水池101内部导入无污染的流水，保障内部的水分供应，通过出水管1032与出水池102内部相连通，在出水池102内部蓄积的流水已经完成了一个完整的循环，可由出水管1032排出，以便对内部进行及时的水质更新，避免长期循环造成内部污染过重，同时由于出水管1032的设置，能够对内部最高页面形成限定，避免内部流水泛滥。

上述任一实施例中，进水管1031为U型弯管，且两端口朝上设置。

在该实施例中，进水管1031为U型弯管，且两端口朝上设置，可在流进流水后，在管道内部形成液体残留，并进一步产生液封，避免壳体103内部的甲烷向外部溢出。

上述任一实施例中，出水管1032采用倾斜设置，且顶端与壳体103相连。

在该实施例中，出水管1032采用倾斜设置，且顶端与壳体103相连，使得出水管1032的进水端高于出水端，由于甲烷的密度小于空气，使得内部的甲烷不会从出水管1032排出，进一步实现了装置的甲烷留存和水流动保障。

上述任一实施例中，分隔罩3的顶部和底部分别采用内凹设置。

在该实施例中，分隔罩3的顶部和底部分别采用内凹设置，均下表面为向上内凹，且内凹中心处对应采气管301，有助于甲烷气体的顶部蓄积，以保证中间采气管301为最高位置，便于采集密度较轻的甲烷气体。

上述任一实施例中，基质层包括依次纵向堆叠的细砂层6、粗砂层7、碎石层8、卵石层9和大卵石层10，大卵石层10铺设在底板105上表面，蓄水层设置在细砂层6上端；其中，细砂层6、粗砂层7、碎石层8、卵石层9和大卵石层10包含的颗粒直径，由上到下依次增大。

在该实施例中，基质层采用多层填料，以提高人工湿地系统的通透性，共分为5层：第一层填充为细砂层6，第二层填充为粗砂层7，第三层填充为碎石层8，第四层填充为卵石层9，第五层填充为大卵石层10，细砂层6选用粒径1mm粒径的细砂，粗砂层7选用1～2mm粒径的粗砂，碎石层8选用2～10mm粒径的砾石，卵石层9选用10～30mm的砾石，大卵石层10选用30～60mm的卵石。本例所采用的砾石具有较好的吸附性能和比表面积，对污水有较好的净化效果，另外其具有较大经济效益，砾石价格便宜，容易得到。

上述任一实施例中，分隔罩3包括：罩体302和固定在罩体302底部的塑料膜303，两个采气管301分别贯穿罩体302，一采气管301下端口位于罩体302和塑料膜303之间，另一采气管301下端口分别位于进水池101和出水池102内。

在该实施例中，将两个采气管301进行进气端分别的设置，可对植物2的茎叶和根部进行分别的甲烷收集，由于植物2的茎叶设置在分隔罩3内部，使得塑料膜303能够对植物2的茎干进行连接和植物2的上下隔离，一方面有助于保证植物2在日常的姿态正确，另一方面能够进行上下的隔离密封，避免植物2的茎叶和根部产生的甲烷相互对流，塑料膜303与植物2茎干之间采用泡沫胶连接密封。

具体地，罩体302采用带有边部支撑钢丝的塑料薄膜，塑料膜303采用透明的塑料薄膜。

上述任一实施例中，如图4和图5所示，曝气管4的曝气端连接有曝气支管401，预设规则为曝气支管401上端口纵向对应植物2设置，和/或曝气支管401上端口设置在两个植物2之间。

在该实施例中，将进水池101和出水池102横向等分成多个曝气区域(本装置在进水池101和出水池102分别分割九个或者四个)，通过将曝气支管401纵向对应植物2设置，及设置在曝气区域的中部(如图4)，使得曝气管4喷出地气体能够更好的对准植物2的根部，并且向上对植物2周围甲烷进行连续的带动；

将曝气支管401设置在两个植物2之间即为曝气区域的交叉点处(如图5)，可以在面对顶部根部较为扩散的生长状态下时，能够对植物2进行均匀的接触避免过于集中，造成向外扩散生长的根部难以接触到曝气的空气，本装置优选的方案为如图4所示的曝气支管401设置方式，在同数量的植物条件下可降低曝气支管401的布置数量。

具体地，曝气管4连接的曝气机型号为ACO-003，功率为35w，电压/频率为220v/50Hz，排气量为65L/min，压力为0.027mPa，曝气量为3.9m3/h。

上述任一实施例中，一种甲烷排放控制的复合垂直流人工湿地系统还包括：采水管5，采水管5上连通有采水支管501，采水支管501的进水端设置在基质层内部。

在该实施例中，通过采水管5能够对装置内部进行定期的采水，以便进行各种数据的分析，例如TOC、pH、氧化还原电位、电导率、总溶解性固体、盐度、溶解氧、总碳、总有机碳、总氮、氨氮、硝态氮、亚硝态氮。

进一步地，在采水支管501上设置第二电磁阀502，使得能够采水支管501设置五个，分别对应细砂层6、粗砂层7、碎石层8、卵石层9和大卵石层10，以便进行逐层分析。

甲烷样品的测定仪器选用便携式土壤气体通量测量系统进行测定，根据曝气时间的不同，以循环周期6h为一个循环，在系统进行曝气的同时，每隔相应的时间测定一次甲烷的排放量，一个周期的曝气时间结束后，将系统的采气管301打开30min左右，以便将该时间段内富集的甲烷全部排放掉。一天测定完毕后，将分隔罩3的塑料拆掉，去除剩余甲烷的同时，养护植物2。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“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发明，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发明的限制。

以上的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种甲烷排放控制的复合垂直流人工湿地系统，其特征在于，包括：外壳(1)，所述外壳(1)内设置有相互隔离的进水池(101)和出水池(102)，所述进水池(101)和所述出水池(102)内部分别设置有基质层，所述基质层上端设置有多个植物(2)，所述壳体(1)上罩设有分隔罩(3)，且分别与所述进水池(101)和所述出水池(102)相互隔离，所述外壳(1)底部设置有曝气管(4)，所述分隔罩(3)的顶部和底部分别设置采气管(301)；

其中，所述植物(2)茎叶置于所述分隔罩(3)内部，所述曝气管(4)与所述采气管(301)采用间隔轮流作业设置，所述曝气管(4)的曝气端采用预设规则布置，所述基质层上端设置有蓄水层，且采用预设高度设置。

2.根据权利要求1所述的一种甲烷排放控制的复合垂直流人工湿地系统，其特征在于，所述外壳(1)包括：周向设置的壳体(103)和设置在壳体(103)中部的分隔板(104)，所述分隔板(104)和所述壳体(103)底部分别固定安装底板(105)；

其中，所述壳体(103)、所述分隔板(104)和所述底板(105)均采用有机玻璃板材制成，所述进水池(101)和所述出水池(102)分别设置在所述壳体(103)内部，且通过所述分隔板(104)相互隔离。

3.根据权利要求2所述的一种甲烷排放控制的复合垂直流人工湿地系统，其特征在于，所述底板(105)与水平面倾斜8°至12°设置，所述底板(105)的顶端纵向对应所述进水池(101)，所述底板(105)的底端纵向对应所述出水池(102)；和/或

所述底板(105)上表面固定有导流管(106)，且所述导流管(106)贯穿所述分隔板(104)设置。

4.根据权利要求2所述的一种甲烷排放控制的复合垂直流人工湿地系统，其特征在于，所述壳体(103)的左端固定安装有进水管(1031)，所述进水管(1031)与所述进水池(101)内部相连通，所述壳体(103)的右端固定安装有出水管(1032)，所述出水管(1032)与所述出水池(102)内部相连通。

5.根据权利要求4所述的一种甲烷排放控制的复合垂直流人工湿地系统，其特征在于，所述进水管(1031)为U型弯管，且两端口朝上设置；和/或

所述出水管(1032)采用倾斜设置，且顶端与所述壳体(103)相连；和/或

所述分隔罩(3)的顶部和底部分别采用内凹设置。

6.根据权利要求2所述的一种甲烷排放控制的复合垂直流人工湿地系统，其特征在于，所述基质层包括依次纵向堆叠的细砂层(6)、粗砂层(7)、碎石层(8)、卵石层(9)和大卵石层(10)，所述大卵石层(10)铺设在所述底板(105)上表面，所述蓄水层设置在所述细砂层(6)上端；

其中，所述细砂层(6)、所述粗砂层(7)、所述碎石层(8)、所述卵石层(9)和所述大卵石层(10)包含的颗粒直径，由上到下依次增大。

7.根据权利要求1所述的一种甲烷排放控制的复合垂直流人工湿地系统，其特征在于，所述分隔罩(3)包括：罩体(302)和固定在罩体(302)底部的塑料膜(303)，两个所述采气管(301)分别贯穿所述罩体(302)，一所述采气管(301)下端口位于所述罩体(302)和所述塑料膜(303)之间，另一所述采气管(301)下端口分别位于所述进水池(101)和所述出水池(102)内。

8.根据权利要求1所述的一种甲烷排放控制的复合垂直流人工湿地系统，其特征在于，所述曝气管(4)的曝气端连接有曝气支管(401)，所述预设规则为所述曝气支管(401)上端口纵向对应所述植物(2)设置，和/或所述曝气支管(401)上端口设置在两个所述植物(2)之间。

9.根据权利要求1所述的一种甲烷排放控制的复合垂直流人工湿地系统，其特征在于，还包括：采水管(5)，所述采水管(5)上连通有采水支管(501)，所述采水支管(501)的进水端设置在所述基质层内部。

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