CN115490400B - 一种适用于山地的人工湿地净化系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于山地的人工湿地净化系统，包括沿水流方向依次设置的水生植物净化池、浮游微生物净化池、物理过滤净化池，所述水生植物净化池、浮游微生物净化池、物理过滤净化池水平高度依次降低且依次连通；所述水生植物净化池内分布有多个植物生长箱，所述水生植物净化池出口位置设置有植物净化尾部组件，这样的的设计可以实现一种水流通畅、环保节能的适用于山地的人工湿地净化系统。

Description

一种适用于山地的人工湿地净化系统

技术领域

本发明涉及环境治理技术领域，具体为一种适用于山地的人工湿地净化系统。

背景技术

人工湿地净化系统是一种由人工建造和调控的湿地系统，适用于山地的人工湿地净化系统一般由基质和生长在其上的水生植物组成，形成基质-微生物-植物生态系统，在水流经过时，污染物被系统吸附、吸收、转化或分解，达到污染物去除的目的，具有建造及运行费用低、维护简单和适用面广等优点，适合于大面积水体治理领域。

在一些多山地区，例如重庆、贵州等地，多个净化区域依山而建，利用山体自身的高度差形成水流压力，自上而下进行净化。但是在净化区域连接位置，容易形成淤堵，导致水流流动不畅，影响净化效果。现有技术急需一种水流通畅、环保节能的适用于山地的人工湿地净化系统。

发明内容

本发明的目的在于提供适用于山地的人工湿地净化系统，以解决上述背景技术中提出的现有适用于山地的人工湿地净化系统不能重复利用和持续使用过程中存在湿地资源浪费的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：适用于山地的人工湿地净化系统，包括沿水流方向依次设置的水生植物净化池、浮游微生物净化池、物理过滤净化池，所述水生植物净化池、浮游微生物净化池、物理过滤净化池水平高度依次降低且依次连通；所述水生植物净化池内分布有多个植物生长箱，所述水生植物净化池出口位置设置有植物净化尾部组件；

所述浮游微生物净化池内设置有多孔附着层，多孔附着层上附着有生成生物净化膜的微生物；所述物理过滤净化池沿水流方向设置多层物理过滤结构。

作为优选，所述水生植物净化池出口位置设置有多条出水渠，所述出水渠之间为渠坝，所述渠坝上设置有基座；所述植物净化尾部组件活动安装在基座上；还包括：

升降部件，用于连接所述基座和植物净化尾部组件，以驱使所述植物净化尾部组件相对基座进行升降；及

定位部件，设置在所述基座上，用于将所述基座在使用位置固定。

作为优选，所述植物净化尾部组件包括有顶部开口的箱体，在所述箱体两侧分别设置有进水口和出水口，且在所述箱体内设置有多个导流板，以将所述箱体内部空间分为多个种植区，且在每个种植区内均设置有镂空挂盒，以利用所述镂空挂盒在箱体内种植植物；

并在所述箱体内靠近出水口的位置设置有自活动式过滤组件，以将水体中淤泥过滤并留在自活动式过滤组件上集中收集。

作为优选，所述自活动式过滤组件包括有钩挂在箱体上靠近出水口位置的L型隔板，在所述L型隔板的立起位置贯穿设置有滤泥网，且在所述L型隔板靠近出水口一侧安装有伸缩杆，且在所述伸缩杆端部安装有与箱体接触的弧边接触顶块，并在所述伸缩杆上套设有两端分别与弧边接触顶块和L型隔板接触的弹簧；

并在所述箱体内还设置有倾斜的封板，所述封板与L型隔板的端部无缝抵接。

作为优选，在所述基座上设置有安装支架，所述安装支架为端部外凸的L型结构；

所述升降部件包括有安装在贯穿安装在安装支架顶的螺套，所述螺套利用轴承与安装支架转动连接；

且在所述植物净化尾部组件上安装有固定承载支架，在所述固定承载支架上安装有螺杆，所述螺杆螺旋穿过螺套；

并在所述基座上设置有用于限制螺杆旋转的限制部件，以在旋转所述螺套时驱使螺杆带动固定承载支架及植物净化尾部组件升降。

作为优选，所述限制部件包括有转动安装在基座上的立轴，在所述立轴顶端固定有摇把；

所述安装支架、螺套及螺杆均对应设置有两个，并在两个所述螺套及立轴上均安装有齿轮一，且在所述齿轮一外侧设置有同时与各齿轮一咬合的链条一，以在旋转所述螺套时限制螺杆旋转。

作为优选，所述定位部件包括有贯穿安装在基座上的螺旋钻杆，并在所述螺旋钻杆顶端安装有握持旋钮，旋转所述握持旋钮来将螺旋钻杆从基座上钻入地面进行定位。

作为优选，在所述植物净化尾部组件上还设置有用于在水体扰动静态水体流动的扰动部件，所述扰动部件包括有安装在植物净化尾部组件两端的轴承座，在所述轴承座转动安装有横轴，且在所述横轴上套设有叶轮；

并在所述植物净化尾部组件上还设置有同步驱动部件，所述同步驱动部件同时与两个横轴连接，以使两个所述叶轮同方向同步转动。

作为优选，所述植物净化尾部组件在同一条出水渠内沿水流方向成对设置。

作为优选，所述同步驱动部件包括有分别安装在横轴端部的齿轮二，且在所述植物净化尾部组件内安装有防水马达，并在所述防水马达的输出端安装有齿轮三；

上述所述同步驱动部件还包括有链条二，所述链条二设置在齿轮二和齿轮三外侧，以使两个所述叶轮同步且同向旋转；

且在所述植物净化尾部组件底部安装有浮囊；

并在所述基座和植物净化尾部组件底部均安装有自锁型万向轮，且在所述基座上设置有扶手围栏。

本发明至少具备以下有益效果：

区别于现有技术，通过植物净化尾部组件、基座、升降部件与定位部件的设计，可根据水体污染情况而合理利用设置植物净化尾部组件资源的分布，避免水生植物净化池出水位置淤堵，保证资源的合理利用，并在使用时有效考虑土壤流失的问题，实现了土壤的收集与再利用，更加环保。

附图说明

图1为本发明水生植物净化池、浮游微生物净化池、物理过滤净化池配合净化分布图；

图2为本发明水生植物净化池中植物净化尾部组件分布图；

图3为本发明整体结构示意图；

图4为本发明植物净化尾部组件局部爆炸结构示意图；

图5为本发明箱体俯视平面结构示意图；

图6为本发明箱体局剖结构示意图；

图7为本发明应用于河道时示意图；

图8为本发明植物净化尾部组件安装状态示意图；

图9为本发明图8中A区放大结构示意图；

图10为本发明图6侧视平面结构示意图；

图11为本发明图5另一方位结构示意图；

图12为本发明浮囊结构示意图。

图中：1、植物净化尾部组件；11、自锁型万向轮；12、扶手围栏；13、安装支架；14、箱体；15、进水口；16、出水口；17、导流板；18、镂空挂盒；19、自活动式过滤组件；191、L型隔板；192、滤泥网；193、伸缩杆；194、弧边接触顶块；195、弹簧；196、封板；2、基座；3、升降部件；31、螺套；32、固定承载支架；33、螺杆；34、限制部件；341、立轴；342、摇把；343、齿轮一；344、链条一；4、定位部件；41、螺旋钻杆；42、握持旋钮；5、扰动部件；51、轴承座；52、横轴；53、叶轮；54、同步驱动部件；541、齿轮二；542、防水马达；543、齿轮三；544、链条二；6、浮囊；7、水生植物净化池；71、浮游微生物净化池；72、物理过滤净化池；73、出水渠；74、渠坝。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-12，本发明提供一种技术方案：适用于山地的人工湿地净化系统包括沿水流方向依次设置的水生植物净化池7、浮游微生物净化池71、物理过滤净化池72，所述水生植物净化池7、浮游微生物净化池71、物理过滤净化池72水平高度依次降低且依次连通；所述水生植物净化池7内分布有多个植物生长箱，所述水生植物净化池7出口位置设置有植物净化尾部组件1；

所述浮游微生物净化池71内设置有多孔附着层，多孔附着层上附着有生成生物净化膜的微生物；所述物理过滤净化池72沿水流方向设置多层物理过滤结构。

所述水生植物净化池7出口位置设置有多条出水渠73，所述出水渠73之间为渠坝74，所述渠坝74上设置有基座2；所述植物净化尾部组件1活动安装在基座2上；还包括：

升降部件3，用于连接所述基座2和植物净化尾部组件1，以驱使所述植物净化尾部组件1相对基座2进行升降；及

定位部件4，设置在所述基座2上，用于将所述基座2在使用位置固定。

进而通过植物净化尾部组件1、基座2、升降部件3与定位部件4的设计，使得本申请植物净化尾部组件1可方便移动，并可根据需求而设置在任意使用位置；

此外，水体完全修复后，可直接将植物净化尾部组件1及其他组件转移，能够方便其保持适用于山地的人工湿地净化系统的职能而继续发挥水体治理的作用，有效避免湿地资源浪费的问题。

进一步的，在基座2和植物净化尾部组件1底部均安装有自锁型万向轮11，利用自锁型万向轮11的设计，以有效方便装置的移动。

进一步的，在基座2上设置有扶手围栏12，进而利用扶手围栏12，以进一步的方便装置整体的推送移动。

进一步的，植物净化尾部组件1包括有顶部开口的箱体14，在箱体14两侧分别设置有进水口15和出水口16，且在箱体14内设置有多个导流板17，以将箱体14内部空间分为多个种植区，且在每个种植区内均设置有镂空挂盒18，以利用镂空挂盒18在箱体14内种植植物；

并在箱体14内靠近出水口16的位置设置有自活动式过滤组件19，以将水体中淤泥过滤并留在自活动式过滤组件19上集中收集。

自活动式过滤组件19包括有钩挂在箱体14上靠近出水口16位置的L型隔板191，在L型隔板191的立起位置贯穿设置有滤泥网192，且在L型隔板191靠近出水口16一侧安装有伸缩杆193，且在伸缩杆193端部安装有与箱体14接触的弧边接触顶块194，并在伸缩杆193上套设有两端分别与弧边接触顶块194和L型隔板191接触的弹簧195；

并在箱体14内还设置有倾斜的封板196，封板196与L型隔板191的端部无缝抵接；

通过上述设计，在将其安装在山林位置使用时，可利用山体水流从上至下来将水体自动从植物净化尾部组件1内流通，流通过程中，通过导流板17来延长水体从植物净化尾部组件1内部流动的时间，保证其与湿地系统有足够长的接触时间，保证净化效率，而在水体从自活动式过滤组件19处流通时，淤泥则被滤泥网192过滤下来并在L型隔板191上集中收集，需要注意的是，淤泥容易堵塞滤泥网192，这种情况下，在水体冲击滤泥网192时，会驱使L型隔板191靠近箱体14内壁，及伸缩杆193和弹簧195收缩，且水体流速不同导致冲击力度不同，也就是滤泥网192会不规则的持续晃动，以将滤泥网192上积留的淤泥抖动出来；

进一步的，由于在持续的水体净化过程中，当污水污染程度不高时，那么其实植物净化尾部组件1并不需要那么强的净化能力，也就是意味着此时植物净化尾部组件1内部种植的植物量可以适当减少，这种情况下，在水体污染程度低时，可将镂空挂盒18内植物适当取出，以移动到污染程度高的位置，而在水体污染程度高且需要加装净化植物时，由于此过程中净化植物经运输或从别的植物净化尾部组件1内移动过来再利用时，其植株根部的土壤量往往都是变少的，这种情况下可将该植物净化尾部组件1内L型隔板191内集中的淤泥直接取出并再利用，有效避免了山林土壤流失的问题，且保证植物净化尾部组件1在持续使用过程中更加环保。

进一步的，在基座2上设置有安装支架13，安装支架13为端部外凸的L型结构；

而作为一种实施例，升降部件3包括有安装在贯穿安装在安装支架13顶的螺套31，螺套31利用轴承与安装支架13转动连接；

且在植物净化尾部组件1上安装有固定承载支架32，在固定承载支架32上安装有螺杆33，螺杆33螺旋穿过螺套31；

并在基座2上设置有用于限制螺杆33旋转的限制部件34，以在旋转螺套31时驱使螺杆33带动固定承载支架32及植物净化尾部组件1升降；

而做出对上述特征限制部件34的补充，本申请限制部件34包括有转动安装在基座2上的立轴341，在立轴341顶端固定有摇把342；

安装支架13、螺套31及螺杆33均对应设置有两个，并在两个螺套31及立轴341上均安装有齿轮一343，且在齿轮一343外侧设置有同时与各齿轮一343咬合的链条一344，以在旋转螺套31时限制螺杆33旋转；

进而在使用时，利用双螺杆33的设计，以限制每个螺杆33旋转，且双螺杆33的设计还能够有效分担螺杆33驱使植物净化尾部组件1升降过程中的载荷，从而有效延长其使用寿命，而在具体升降植物净化尾部组件1时，旋转摇把342带动立轴341上的齿轮一343旋转，即可利用链条一344来设置各螺套31转动，以稳定驱使螺杆33来驱使植物净化尾部组件1升降。

进一步的，当植物净化尾部组件1在河道位置使用时，可将本申请中摇把342替换为电机，并在植物净化尾部组件1底部增加液位计，液位计与电机控制器连接，以利用液位计检测河道水位，并利用控制器自动控制电机升降，进而自动设置植物净化尾部组件1高度来自动适配河道水位，保证提供有效的湿地环境。

作为实施例，定位部件4包括有贯穿安装在基座2上的螺旋钻杆41，并在螺旋钻杆41顶端安装有握持旋钮42，旋转握持旋钮42来将螺旋钻杆41从基座2上钻入地面进行定位，利用这样的设计，可在使用位置直接将螺旋钻杆41钻入泥土对基座2进行定位，从而保证植物净化尾部组件1在河道的稳定安防使用。

进一步的，扶手围栏12为门字形，安装在基座2顶部且开口朝向植物净化尾部组件1，这样扶手围栏12不仅可以方便装置整体的推送移动，还能够有效的将升降部件3隔离开来，避免行人可方便的直接接触并肆意玩弄升降部。

进一步的，当植物净化尾部组件1内河道位置安放时，在植物净化尾部组件1上还设置有用于在水体扰动静态水体流动的扰动部件5，扰动部件5包括有安装在植物净化尾部组件1两端的轴承座51，在轴承座51转动安装有横轴52，且在横轴52上套设有叶轮53；

并在植物净化尾部组件1上还设置有同步驱动部件54，同步驱动部件54同时与两个横轴52连接，以使两个叶轮53同方向同步转；

进一步的，同步驱动部件54包括有分别安装在横轴52端部的齿轮二541，且在植物净化尾部组件1内安装有防水马达542，并在防水马达542的输出端安装有齿轮三543；

上述同步驱动部件54还包括有链条二544，链条二544设置在齿轮二541和齿轮三543外侧，以使两个叶轮53同步且同向旋转，进而通过防水马达542的使用，以驱使两个叶轮53同向旋转，从而保证水体有效的从植物净化尾部组件1处流过，以保证有效的水体治理使用；

而防水马达542的动力可外接导向连入市政电力系统，也可先用太阳能发电的方式来实现，保证供电即可。

进一步的，在植物净化尾部组件1底部安装有浮囊6，利用浮囊6的设计，以使植物净化尾部组件1放入水中后能够为其进一步的提供浮力，从而降低植物净化尾部组件1及固定承载支架32对基座2的重压，有效提高装置使用寿命，且浮囊6可采用气囊或泡棉等不沉水的材质即可。

在实际使用时，水流依次通过水生植物净化池7、浮游微生物净化池71、物理过滤净化池72，进行净化，在水生植物净化池7底部设置有夯土层，夯土层上活动设置有植物生长箱，植物生长箱底部设置有固定桩，植物生长箱与固定桩可拆卸连接；具体连接方式如专利202210121085.3公开的连接方式，此处不再赘述，净化植物优选挺水植物或沉水植物，挺水植物为芦苇、菖蒲、千屈菜、水葱、水生美人蕉或香蒲；沉水植物为苦草、金鱼藻、狐尾藻或黑藻，在净化水质的同时，还能营造景观效果。

进一步的浮游微生物净化池71多孔附着层上附着有生成生物净化膜的微生物，通过微生物对水流进一步净化，此外，物理过滤净化池中沿水流方向依次设置有碎石层、粗砂层和活性炭层对不溶物杂质和气味进行去除；

进一步的，由于水生植物净化池7出口容易堵塞，所以设置了植物净化尾部组件1，通过自活动式过滤组件19将淤泥杂质收集在滤泥网192的底部，定期对滤泥网192进行清理，清理时，需要通过升降部件3将滤泥网192提升进行清理，保证192的过滤效果。

此外将滤泥网192中收集的淤泥和杂质，还可以再次作为水植的营养土使用，再次回到水生植物净化池中使用，提高了物料的使用率，符合环保的要求。

进一步，所述植物净化尾部组件1在同一条出水渠73内沿水流方向成对设置，当距离较远于水生植物净化池7出口的一个植物净化尾部组件1被提升清理时，距离较近于水生植物净化池7出口的一个植物净化尾部组件1可以保证过滤功能，这样设计，在两个植物净化尾部组件1至少有一个可以保证过滤功能，避免过滤空缺，淤堵出口；

进一步，当其中一个植物净化尾部组件1被提升清理时，单个出水渠73内的过滤效果会降低，此时另外一个植物净化尾部组件1通过扰动部件5产生逆于原水流方向的水流，以便减低水流速度，保证过滤效果，且扰动部件5还可以用于调整人工湿地净化系统本身的水流速度，以便适应更多的应用场景。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种适用于山地的人工湿地净化系统，其特征在于：包括沿水流方向依次设置的水生植物净化池（7）、浮游微生物净化池（71）、物理过滤净化池（72），所述水生植物净化池（7）、浮游微生物净化池（71）、物理过滤净化池（72）水平高度依次降低且依次连通；所述水生植物净化池（7）内分布有多个植物生长箱，所述水生植物净化池（7）出口位置设置有植物净化尾部组件（1）；

所述浮游微生物净化池（71）内设置有多孔附着层，多孔附着层上附着有生成生物净化膜的微生物；所述物理过滤净化池（72）沿水流方向设置多层物理过滤结构；

所述水生植物净化池（7）出口位置设置有多条出水渠（73），所述出水渠（73）之间为渠坝（74），所述渠坝（74）上设置有基座（2）；所述植物净化尾部组件（1）活动安装在基座（2）上；还包括：

升降部件（3），用于连接所述基座（2）和植物净化尾部组件（1），以驱使所述植物净化尾部组件（1）相对基座（2）进行升降；及

定位部件（4），设置在所述基座（2）上，用于将所述基座（2）在使用位置固定。

2.根据权利要求1所述的适用于山地的人工湿地净化系统，其特征在于：所述植物净化尾部组件（1）包括有顶部开口的箱体（14），在所述箱体（14）两侧分别设置有进水口（15）和出水口（16），且在所述箱体（14）内设置有多个导流板（17），以将所述箱体（14）内部空间分为多个种植区，且在每个种植区内均设置有镂空挂盒（18），以利用所述镂空挂盒（18）在箱体（14）内种植植物；

并在所述箱体（14）内靠近出水口（16）的位置设置有自活动式过滤组件（19），以将水体中淤泥过滤并留在自活动式过滤组件（19）上集中收集。

3.根据权利要求2所述的适用于山地的人工湿地净化系统，其特征在于：所述自活动式过滤组件（19）包括有钩挂在箱体（14）上靠近出水口（16）位置的L型隔板（191），在所述L型隔板（191）的立起位置贯穿设置有滤泥网（192），且在所述L型隔板（191）靠近出水口（16）一侧安装有伸缩杆（193），且在所述伸缩杆（193）端部安装有与箱体（14）接触的弧边接触顶块（194），并在所述伸缩杆（193）上套设有两端分别与弧边接触顶块（194）和L型隔板（191）接触的弹簧（195）；

并在所述箱体（14）内还设置有倾斜的封板（196），所述封板（196）与L型隔板（191）的端部无缝抵接。

4.根据权利要求3所述的适用于山地的人工湿地净化系统，其特征在于：在所述基座（2）上设置有安装支架（13），所述安装支架（13）为端部外凸的L型结构；

所述升降部件（3）包括有安装在贯穿安装在安装支架（13）顶的螺套（31），所述螺套（31）利用轴承与安装支架（13）转动连接；

且在所述植物净化尾部组件（1）上安装有固定承载支架（32），在所述固定承载支架（32）上安装有螺杆（33），所述螺杆（33）螺旋穿过螺套（31）；

并在所述基座（2）上设置有用于限制螺杆（33）旋转的限制部件（34），以在旋转所述螺套（31）时驱使螺杆（33）带动固定承载支架（32）及植物净化尾部组件（1）升降。

5.根据权利要求4所述的适用于山地的人工湿地净化系统，其特征在于：所述限制部件（34）包括有转动安装在基座（2）上的立轴（341），在所述立轴（341）顶端固定有摇把（342）；

所述安装支架（13）、螺套（31）及螺杆（33）均对应设置有两个，并在两个所述螺套（31）及立轴（341）上均安装有齿轮一（343），且在所述齿轮一（343）外侧设置有同时与各齿轮一（343）咬合的链条一（344），以在旋转所述螺套（31）时限制螺杆（33）旋转。

6.根据权利要求5所述的适用于山地的人工湿地净化系统，其特征在于：所述定位部件（4）包括有贯穿安装在基座（2）上的螺旋钻杆（41），并在所述螺旋钻杆（41）顶端安装有握持旋钮（42），旋转所述握持旋钮（42）来将螺旋钻杆（41）从基座（2）上钻入地面进行定位。

7.根据权利要求6所述的适用于山地的人工湿地净化系统，其特征在于：在所述植物净化尾部组件（1）上还设置有用于在水体扰动静态水体流动的扰动部件（5），所述扰动部件（5）包括有安装在植物净化尾部组件（1）两端的轴承座（51），在所述轴承座（51）转动安装有横轴（52），且在所述横轴（52）上套设有叶轮（53）；

并在所述植物净化尾部组件（1）上还设置有同步驱动部件（54），所述同步驱动部件（54）同时与两个横轴（52）连接，以使两个所述叶轮（53）同方向同步转动。

8.根据权利要求7所述的适用于山地的人工湿地净化系统，其特征在于：所述植物净化尾部组件（1）在同一条出水渠（73）内沿水流方向成对设置。

9.根据权利要求8所述的适用于山地的人工湿地净化系统，其特征在于：所述同步驱动部件（54）包括有分别安装在横轴（52）端部的齿轮二（541），且在所述植物净化尾部组件（1）内安装有防水马达（542），并在所述防水马达（542）的输出端安装有齿轮三（543）；

上述所述同步驱动部件（54）还包括有链条二（544），所述链条二（544）设置在齿轮二（541）和齿轮三（543）外侧，以使两个所述叶轮（53）同步且同向旋转；

且在所述植物净化尾部组件（1）底部安装有浮囊（6）；

并在所述基座（2）和植物净化尾部组件（1）底部均安装有自锁型万向轮（11），且在所述基座（2）上设置有扶手围栏（12）。

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