CN116444046A - 漂浮湿地系统 - Google Patents

Abstract

根据本公开的实施例，提供了一种漂浮湿地系统，其包括湿地预处理模块，一个或多个漂浮湿地模块和水循环系统，其中湿地预处理模块从内到外包括控制仓单元、浮力体和过滤单元，该控制仓单元包括气泵和水泵；每个漂浮湿地模块包括漂浮件、种植层、深度处理层、布水机构和曝气气提机构，其中漂浮件围绕种植层设置并包括多个单独的浮力腔体；深度处理层包括位于种植层下方的多个处理区域，每个处理区域内设置有多个水处理填料；曝气气提机构连接控制仓单元的气泵，能够分别对每个处理区域内的水处理填料进行气提，使得填料翻滚并且相互碰撞；水循环系统包括管道，该管道连接控制仓单元的水泵，将湿地预处理模块处理之后的水运送到布水机构。

Description

漂浮湿地系统

技术领域

本公开涉及水处理领域，更具体而言，涉及一种漂浮湿地系统。

背景技术

在现有的人工湿地中，垂直流人工湿地的水处理效果较好，但是垂直流人工湿地的滤料比较重，一般采用构筑在岸边的旁路处理方式，增加了占地面积，建造成本和运行成本都较高。这样的垂直流人工湿地在长期运行过程中存在堵塞的问题，需要定期更换基质。

漂浮湿地主要依靠种植的植物的根系及其上附着的生物膜对水质进行净化，占用水面面积大，其净化能力和净化空间都很有限，对水质变化适应能力差，处理效果不稳定，现场施工难度大。长时间运行之后重量增加，会导致湿地容易下沉，容易堵塞，维护成本较高。

发明内容

为了解决上述技术问题中的至少之一，根据本公开的一方面，提供了一种漂浮湿地系统，其包括湿地预处理模块，一个或多个漂浮湿地模块和水循环系统，其中所述湿地预处理模块从内到外包括控制仓单元、浮力体和过滤单元，该控制仓单元包括气泵和水泵；每个漂浮湿地模块包括漂浮件、种植层、深度处理层、布水机构和曝气气提机构，其中所述漂浮件围绕所述种植层设置并包括多个单独的浮力腔体；所述深度处理层包括位于所述种植层下方的多个处理区域，每个处理区域内设置有多个水处理填料；所述曝气气提机构连接所述控制仓单元的气泵，能够分别对每个处理区域内的水处理填料进行气提，使得填料翻滚并且相互碰撞；所述水循环系统包括管道，该管道连接所述控制仓单元的水泵，将所述湿地预处理模块处理之后的水运送到所述一个或多个漂浮湿地模块的布水机构。

根据本公开的一方面，可选地，所述漂浮湿地系统还包括自动化控制系统，其包括自动水质调节单元，该自动水质调节单元根据设置在所述湿地预处理模块和所述漂浮湿地模块的水质监测点所获得的水质与设定范围比较的结果确定所述湿地预处理模块的水泵的运行频率。

根据本公开的一方面，可选地，所述湿地预处理模块的过滤单元包括粗过滤区和细过滤区，该粗过滤区设置于所述湿地预处理模块的最外侧一周，其包括构成迷宫式通道的过滤通道；该细过滤区设置于所述粗过滤区的内侧一周，包括多个可拆卸的过滤板。

根据本公开的一方面，可选地，所述湿地预处理模块进一步包括气提装置，其连接所述气泵，并且包括设置在所述粗过滤区下方的气体管道。

根据本公开的一方面，可选地，所述粗过滤区包括填充在所述过滤通道内的螺旋针刺滤料，其中螺旋针刺滤料的中间为螺旋状且螺旋状外布满针刺，当所述气提装置向所述粗过滤区释放气体时，至少一部分气体和水流沿着所述螺旋针刺滤料螺旋向上。

根据本公开的一方面，可选地，所述气提装置在细过滤区下方设置有管道，细过滤区的过滤板倾斜设置，当对应于所述细过滤区的管道的控制阀打开时，对所述细过滤区进行冲洗。

根据本公开的一方面，可选地，所述湿地预处理模块进一步包括浮力调节机构，其包括气囊、进气管路和排气管路，气囊固定在所述漂浮湿地模块的底部。

根据本公开的一方面，可选地，所述湿地预处理模块还包括自动冲洗装置，其包括控制阀和高压喷嘴，该自动冲洗装置连接所述控制仓单元的水泵，所述高压喷嘴面对所述细过滤区的过滤板。

根据本公开的一方面，可选地，所述自动化控制系统还包括液位调节单元，其根据所述细过滤区的内部和外部液位之差与设定值的比较结果，确定是否启动自动冲洗装置对其细过滤区进行清洗，或者根据所述漂浮湿地模块的液位高度确定是否调节浮力调节机构来增大浮力。

根据本公开的一方面，可选地，所述漂浮湿地模块的多个浮力腔体中的至少一部分的端部通过连接法兰与连接板连接，相邻的连接板可枢转地相互连接。

根据本公开的一方面，可选地，所述深度处理层通过隔板分割为所述多个处理区域，所述水处理填料为弹性填料，在每个处理区域中，所述弹性填料填充二分之一至五分之四的空间。

根据本公开的一方面，可选地，所述曝气气提机构包括铺设在所述深度处理层下方的双层管道，第一层管道互相连通，第二层管道包括对应于每个处理区域的分段管道，每个分段管道具有各自的控制阀

根据本公开的一方面，可选地，所述曝气气提机构的气体管道铺设在整个所述深度处理层下方，包括分别连接有控制阀的气体主管和气体支管，每个处理区域下方设置有多个气体主管和气体支管，所述气体主管平行设置，所述气体支管位于所述气体主管的两侧且倾斜向下延伸，相邻的气体支管之间形成近似“V”字的低洼区域。

根据本公开的一方面，可选地，所述漂浮湿地系统包括多个漂浮湿地模块，相邻的漂浮湿地模块相互连接构成一整体，漂浮于水体中，所述湿地预处理模块将处理之后的水运送到每个漂浮湿地模块。

本公开的漂浮湿地系统采用浮力材料保证湿地系统的浮力，同时可以将漂浮件设置成多个独立的浮力腔体，由此即使单个浮力腔体出现破损，也不会影响其它腔体的浮力，保证浮力的稳定性。

种植层可以是在浮力体外包裹轻质的丝状结构填料而形成的种植模块，此种方式便于模块化安装，也能为整个湿地提供更大的浮力。植物根系上富集的微生物菌胶团可以吸收降解有机物。

在植物根系下方的深度处理层中的填料可以进一步对有机物进行降解。深度处理层可以被分隔为多个处理区域并且将每个区域填充一半以上体积的填料，这有利于水体在流出漂浮湿地系统之前接触到更多的填料。填料采用弹性或者轻质的球形或者柱形填料，使得填料易于被气体翻动。针对每个深度处理区域分别进行气提作用，可以使得各个区域中的填料充分翻腾碰撞，加快填料表面老化的生物膜的脱落，有利于不断培养生长新的微生物。

根据本公开的漂浮湿地系统采用湿地预处理模块，对水体进行预处理，去除颗粒较大的杂质和部分有机物，可以防止漂浮湿地模块的堵塞，延长漂浮湿地的维护时间。

本公开的湿地预处理模块可以通过粗过滤区过滤颗粒较大的杂质，并且利用粗过滤区的好氧菌初步降解降低COD，后经细过滤区进一步拦截颗粒更细的悬浮杂质并且去除氨氮。为了保证粗过滤区的好氧环境并且防止细过滤区的堵塞，本公开的湿地预处理模块包括气提装置，其可以对粗过滤区进行曝气充氧，也可以用气体对细过滤区进行冲洗，延长维护时间。过滤通道之间例如采用螺旋针刺填料填充，可以在气提装置的作用下，利用螺旋形状形成向上的水流，并且利用多个针刺形成迷宫水流，横向和纵向迷宫有利于水流与填料的充分接触以及气体与水流的充分混合，从而提高水处理效果。

此外，本公开的漂浮湿地系统可以采用模块化结构，其中湿地预处理模块和漂浮湿地模块都可以预先组装，漂浮湿地模块可以根据需要构造为不同形状，组合为各种景观造型，便于安装，结构稳定。此外，湿地预处理模块和漂浮湿地模块可以进行拼装扩容，以适合更大的水面。漂浮湿地模块的安装方式使得其抗风浪及水位波动能力强，具有强抗风浪和良好的消波作用。

实施本公开的任一装置并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。本公开的其它特征和优点将在随后的说明书实施例中阐述，并且，部分地从说明书实施例中变得显而易见，或者通过实施本公开而了解。本公开实施例的目的和优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简要地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例，而非对本公开的限制。

图1是根据本公开一个实施例的漂浮湿地系统的结构示意图；

图2是图1所示的漂浮湿地系统的俯视示意图；

图3是根据本公开的一个实施例的漂浮湿地系统的湿地预处理模块的结构示意图；

图4是根据本公开的一个实施例的漂浮湿地系统的漂浮湿地模块的结构示意图；

图5是根据本公开的另一实施例的漂浮湿地模块的结构示意图；

图6是根据本公开的一个实施例的漂浮湿地模块拼装结构的示意图；

图7是图6所示的B部的放大图。

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。各个不同实施例之间可以进行相互组合，以构成未在以下描述中示出的其他实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

图1是根据本公开一个实施例的漂浮湿地系统的结构示意图。图2是图1所示的漂浮湿地系统的俯视示意图。

如图1和图2所示，漂浮湿地系统包括湿地预处理模块10和至少一个漂浮湿地模块20。湿地预处理模块10和漂浮湿地模块20通过水循环系统30水体连通。漂浮湿地系统还可以包括自动化控制系统(未示出)，其可以控制漂浮湿地系统的水力停留时间，还可以根据需要调节漂浮湿地系统的浮力。

图3是根据本公开的一个实施例的漂浮湿地系统的湿地预处理模块的结构示意图。以下参考图1-3对湿地预处理模块10的主要结构进行描述。

湿地预处理模块10包括控制仓单元11、浮力体12、粗过滤区13、细过滤区14。粗过滤区13和细过滤区14可以组成过滤单元。控制仓单元11设置于模块中央有利于保证模块的平衡稳定。浮力体12可以对称地设置于控制仓单元两侧保证模块的平衡。粗过滤区13可以设置于湿地预处理模块的最外侧一周，主要用于吸附去除水体中悬浮的较大颗粒物，并初步改善水质，分解部分有机物，减轻后续处理压力。细过滤区14设置于粗过滤区13内侧的一周，对预处理后的水体进一步处理，拦截较细的悬浮颗粒物，并分解其中部分有机物，例如COD、NH3-N。

湿地预处理模块10还可以进一步包括气提装置16。气提装置16可以设置于粗过滤区13的底部，为其提供溶解氧充足的水体环境。

更具体来说，控制仓单元11的腔室内设置有水泵111和气泵112。腔体上方可以设置活动式人孔113，便于设备的检查和维护。水泵111和气泵112为漂浮湿地系统提供水动力来源及气动力来源。

浮力体12可以由具有浮力的材料和/或结构构成，为整个模块提供足够的浮力。浮力体12例如可以由金属空心管道或者固体浮力材料构成。进一步，可在浮力体12上方设置人行道(参见图3的附图标记17)，便于工作人员对模块的操作、保养和维修。如果需要，浮力体12还可以包括设置于控制仓单元的底部的一部分(未示出)，为该模块增加浮力。

粗过滤区13可以包括种植层132、过滤通道133、安装件134、滤料136。种植层132可以包括浮力块和浮力块外包裹的轻质结构的填料，诸如椰丝的丝状填料，这种方式可进一步增加整个模块的浮力。种植层上种植植物131，可以使得整个模块更加美观。浮力块可以采用如高密度聚乙烯或者空心金属管。过滤通道133设置在种植层132的下方，可以包括交错的具有过滤填料的过滤板，过滤板可以是平板或者曲面板，可以形成迷宫式通道。过滤通道133可以采用孔隙率大，气体通过的能力大的材料，使得气流在填料层中均匀分布，为好氧菌的生长提供必要的氧气条件，利于生物膜的成长更新。具体来说，过滤通道133还可以采用多孔半软性填料135来替代过滤板，例如海绵。这种材料比表面积较大，气液传质面积较大，液体在填料表面能获得较均匀的分布性能，使液体与微生物的接触更充分，有利于微生物降解水体中的有机物。

滤料136填充在过滤通道133之间。滤料136可以为半软性滤料，例如绑带式滤料，这类滤料对水流流动的影响较小。过滤通道133内可以均匀设置滤料136。滤料136也可以采用中间为螺旋状且螺旋状外部均匀布满针状的滤料(以下称为螺旋针刺滤料)。这种材料的形状有助于水流与气提作用产生的气体均匀混合。具体可以参见下文中对气提装置的说明。

过滤通道133下方通过安装件134连接。安装件134可以设置为防止阻挡水流的网状件，可以为刚性的，也可以为尼龙网。水体在穿过过滤通道133形成的横向迷宫水流的同时，通过滤料136。水体中的较大颗粒在这个阶段被拦截。

细过滤区14包括活动式过滤板141，其可拆卸地插接到固定滑槽142上。活动式过滤板141包括框架和设置在框架内的填料。为了方便拆装，可以在其顶部设置方便操作的手柄。水体中的微生物会在填料表面聚集附着形成生物膜，降解水中的有机物，但是随着生物膜逐渐增厚，可能会出现堵塞现象，影响处理效率。活动式过滤板141可以倾斜设置，由此可以使用底部的气提装置16释放气体来不断地冲击活动式过滤板141的表面，使得过滤板上老化的微生物脱落，防止和延缓堵塞现象的发生。活动式过滤板141可根据水质(例如水中有机物浓度)更换为不同孔径间隙的滤板。

气提装置16可以包括气体管道，其连接到控制仓单元的气泵112。气提装置16从管道中释放气流，使其上方的水体与气体混合。当滤料为螺旋针刺滤料时，气流推动水流围绕螺旋针刺滤料136的形状螺旋上升，同时水流通过接触外部针状部分，形成竖向迷宫水流。竖向迷宫增加了水气混合的均匀性。同时，水体在粗过滤区13通过横向和纵向运动，充分地与过滤通道的填料(例如，多孔半软性填料135)、螺旋针刺滤料136接触，通过填料和滤料表面微生物菌群的吸附降解作用，去除水体中悬浮的较大颗粒物，初步降解有机物，提高水体处理的效果。

参考上文对细过滤区14的说明，气提装置16还可以可选地在活动式过滤板141下方铺设管道，以实现对过滤板141的清洗。通过调节气泵的强度等方式可以使得活动式过滤板141下方比粗过滤区13下方的气流强度更高，这样，在粗过滤区13实现溶解氧的需求，在细过滤区14实现对活动式过滤板141的冲洗。

当水泵111启动后，水体经气提装置16的作用下富含溶解氧，在粗过滤区13的过滤通道133及滤料136的好氧菌作用下初步降解去除部分COD(化学需氧量)，后经细过滤区14拦截颗粒悬浮杂质并且去除氨氮。处理之后的水体，通过水泵111经水循环系统30的管道A1输送到漂浮湿地模块20。

可选地，湿地预处理模块还可以包括自动冲洗装置15，其包括水泵151、控制阀152、高压喷嘴153。自动冲洗装置的水泵151可以设置在控制仓单元11中。高压喷嘴153设置成面对活动式过滤板141，对活动式过滤板141进行冲刷清洗，使得活动式过滤板141得到更彻底的清洁，防止过滤板141堵塞，降低人工维护的频率。

水体经粗过滤区13和细过滤区14进行过滤，然后通过水循环系统进入到各个漂浮湿地处理模块20的布水机构。水循环系统的进水机构进水口设置有压板18，压板一端连接进水口上端，另外一端向下延伸至液面之下，防止空气进入进水管道内。

图4是根据本公开的一个实施例的漂浮湿地系统的漂浮湿地模块的结构示意图。以下参考图1-2和图4对漂浮湿地模块进行描述。

漂浮湿地模块20包括漂浮件21、种植层22、深度处理层23、布水机构24和曝气气提机构25。漂浮湿地模块20的底部还可以设置有浮力机构26，来对湿地提供额外的浮力。

漂浮件21保证湿地漂浮于水面，其可以由高密度聚乙烯(HDPE)和/或不锈钢的空心管等浮力件制成。漂浮件21可以位于漂浮湿地模块20的边缘部分。边缘部分可以包括多个独立的浮力腔体211，每个腔体可以用例如隔片212分隔，腔体可以采用金属空心管。当漂浮件21中的一部分由于长期使用或意外而出现破损时，破损部分不会影响其它部分的浮力，保证浮力的稳定性，同时这类材质使用寿命较长。

漂浮件21的下方可以包括固定件214。固定件214可以用于固定漂浮件21和水体处理区中的种植层22，使得漂浮件21的框架和种植层22的框架结构具有较强的抗风浪能力。此外，固定件214上可以设置接头215，其可以用于将多个漂浮湿地模块彼此连接在一起，根据需要将漂浮湿地模块组装成各种造型。

漂浮件21可以构成矩形、梯形、三角形、弧形等各种形状的框架结构，它们能根据使用环境及景观需求组装成各种造型。整个漂浮件21采用的框架结构具有强抗风浪能力，良好的消波作用。漂浮件21的更具体示例可以参考下文对图6和图7的描述。

种植层22可以根据使用环境及景观需求与漂浮件配合设计为各种造型，例如矩形、梯形、三角形、扇形等，其高度比漂浮件21低，防止水流溢出。种植层221可以采用椰丝等轻质的丝状结构填料，其丝状结构有利于植物根系扩张与穿刺，同时减少湿地浮力压力。如图4所示，种植层22的填料222可以包裹在浮力框架221外面，形成一体的种植模块。种植层22内的种植面积可以达到100％，利用率高，既便于模块化安装，又能为整个湿地提供较大的浮力。种植层可以搭配各种植物，如中间带可以种比较挺拔的美人蕉、再力花、西伯利亚鸢尾等，次圈可以种菖蒲等稍矮一些的植物，最外圈可以种香菇草等，景观效果好。植物在生长过程中在种植层中交织穿梭生长。在植物根系的包裹下，种植层与根系形成稳定的结构，通过根系的传输功能，为后续的水体处理层提供一定的氧量，并且通过根系上富集的微生物菌胶团吸收降解有机物。

深度处理层23位于种植层和布水机构的下方。深度处理层可以根据漂浮湿地系统的大小分成多个处理区域。相邻处理区域由隔板231分隔，同时通过隔板与外部水体分隔。隔板231可以采用海绵或者高密度整体滤料。每个处理区域内部可以填充弹性填料232，例如可以是中空的球状或者柱状填料，此种填料的形状有利于翻滚碰撞。填料可以填满处理区域的一半以上的空间，例如其可以占据达五分之四左右的空间。这种设置有利于水体流经更多填料232，而不是过早地从四周渗透出去或者直接从下部流出。水流缓慢均匀通过填料232，填料表面会形成生物膜来吸收分解水中的有机物(例如COD、NH3-N等)，使水质得到净化。随着微生物的增殖，生物膜会随之增厚。

布水机构24可以设置于种植层的下方，通过水泵111和管道A1将外部的水体引入种植层。如图1所示，布水机构的管道包括横向管道242和延伸到种植层上方的竖向的管道241。水体从布水机构24喷洒出后进入种植层，依次经过种植层和其下方的深度处理层的处理之后流出湿地。这样的布水方式既有利于植物生长，又可以对水体起到充氧作用，此外还有一定的景观效果。布水机构也可以采用其他设置方式，如一部分管道设置在种植层周围或者上方来以喷淋或者以喷泉的方式实现布水。

曝气气提机构25设置于填料的下方。曝气气提机构25包括控制阀251和气体管道。曝气气提机构25可以通过气体管道对深度处理层进行曝气，以保证模块内部微生物的生长环境。控制阀251可以控制曝气气提装置是否通气。同时，为了实现气提功能，可以为深度处理层的每个处理区域设置对应的控制阀，使得每个处理区域下方的气体管道形成分段管道，可以单独开启，由此实现气流量更大的气提功能。气体管道可以包括至少两组气体管道252、253，来分别实现曝气和气提功能。气体管道252可以相互连通，气体管道253设置为分段管道，每段设有单独的控制阀，使得每一段可以单独开启。气体管道也可以包括主管和支管来切换曝气和气提功能。在正常工况下，曝气气提机构25可以以曝气方式工作，对水体进行曝气充氧。在需要对深度处理层的填料进行清理时，开启相应的处理区域的控制阀，空气从相应的气体管道释放以对该处理区域进行气提作用。在气提作用下，弹性填料232翻滚碰撞，弹性填料232上的老化的生物膜会加快脱落，由此不断培养生长新的微生物。脱落的微生物可以通过附加的管道扩散于整个水体中。由此在漂浮湿地模块中获得更深入和稳定的水处理效果的同时，防止填料的堵塞。

图5示出了本公开的另一实施例的漂浮湿地模块的结构示意图。其中只有曝气气提机构与图4所示的实施例不同，因此以下仅对不同部分进行描述，相同部分不再赘述。曝气气提机构35包括控制阀353。控制阀353控制每个处理区域内部的曝气装置是否通气，便于切换曝气气提机构35的曝气和气提功能。曝气气提机构35包括气体主管351和气体支管352，可以针对气体主管351和气体支管352设置不同的控制阀。气体主管351设置于填料下方，以气体主管351作为顶部，气体支管352向两侧倾斜向下设置，以在相邻的两组支管之间形成低洼区域，而气体主管351作为凸起部分，由此形成近似“V”字的结构。气体主管351上设置有较小出气孔，气体支管352上设置有较大的出气孔。这种方式使得气体释放较为均匀。当对水体深度处理层进行曝气作用时，气体主管的控制阀打开，空气从气体主管351的气孔出气，对整个水体深度处理层进行曝气。当水体深度处理层进行气提作用时，对应于相应处理区域的气体主管和气体支管的控制阀打开，其他处理区域的控制阀关闭，空气从该处理区域内的气体主管351及支管352喷出，对该处理区域进行气提作用。在气提作用下，弹性填料流动翻腾，在跌落时回到处理区域的低洼区域，如此循环运动，使得该区域中的所有弹性填料都受到气提作用而处于运动状态，防止部分填料处于气提作用很小的区域，即防止存在厌氧死区现象，从而可以提高水体处理的效果。

浮力调节机构26包括气囊261，由气管及阀组成的进气管路263，和由气管及阀组成的排气管路262。气囊261固定在漂浮湿地模块的底部。浮力调节机构26通过控制气囊内部的气量控制其浮力从而辅助调节漂浮湿地模块的浮力。例如，漂浮湿地模块的液位较高时(植物生长、微生物量增大等情况)，此时可以通过浮力调节机构26增大浮力，使得漂浮湿地模块上升。浮力调节机构26是对漂浮件的浮力的补充调节。

图6示出了根据本公开一种实施例的漂浮湿地模块拼装结构的一种示例。图7是图6所示的B部的放大图。如图6所示，六个漂浮湿地模块61构成六边形的造型的拼装湿地60。这种造型只是示意性的，可以用漂浮湿地模块拼装成各种不同的造型组合。拼装湿地60中间可以设置有喷泉等景观。拼装湿地60的中间还可以设置水循环系统的取水点321，通过水泵将处理之后的水运送到其他地方。每个漂浮湿地模块的漂浮件可以具有多个浮力腔体611。通过浮力腔体的不同形状和长度的拼接可以形成不同形状的漂浮湿地模块，不同形状的漂浮湿地模块再进一步构成不同造型的组合形状。由于漂浮湿地模块是模块化的，因此很容易根据需要进行搭建和扩容。

为了适应各种造型的组合，漂浮湿地模块的漂浮件的浮力腔体611之间可以通过连接法兰612和连接板613来连接。浮力腔体611通过连接法兰612与连接板613连接。相邻的连接板613可以通过铰链、销轴等结构614可枢转地连接，由此可以根据需要调节相邻的浮力腔体611之间的夹角，从而调节漂浮件的整体形状。相邻的漂浮湿地模块之间可以通过链条62连接，这种方式保证水面波动和水位的波动不会使整体湿地系统散架和损坏。

湿地预处理模块10和漂浮湿地模块20都采用模块化设计和构造。通过将一个湿地预处理模块10与一个或者多个漂浮湿地模块20搭配使用，可以构造各种造型，例如图2或图6所示的示例。

水循环系统将湿地预处理模块10处理之后的水体通过管道A1运送到漂浮湿地模块20进行进一步处理。处理之后的水体还可以通过管道A2运送到水体的其他部分，使得整个水域的水体循环得更充分。此外，由于湿地预处理模块10和漂浮湿地模块20漂浮于水中，因此它们可以根据需要漂移到其他位置。

自动化控制系统包括自动水质调节单元和/或液位调节单元。自动水质调节单元根据水质参数智能控制水泵111运行频率f1，从而控制其水流量，即系统水处理量Q。由此控制水体在漂浮湿地系统的相对停留时间t，从而实现最佳的处理效果。液位调节单元可以根据湿地预处理模块10的过滤单元内外液位调节自动冲洗装置15的运行，也可以根据漂浮湿地模块20的液位控制浮力调节机构26的运行。

自动水质调节单元在湿地预处理模块10的进水前端设置水质监测点Ⅰ，在细过滤区14的水流后方设置水质监测点Ⅱ，在漂浮湿地模块20底部出水位置设置水质监测点Ⅲ，以在水质监测点检测水体的COD、氨氮N、溶解氧Do等参数。首先获得正常工况下水质监测点Ⅱ和水质监测点Ⅰ之间氨氮N降比范围(其表示湿地预处理模块10的处理效率)，水质监测点Ⅲ和水质监测点Ⅱ之间氨氮N降比范围(其表示漂浮湿地模块20的处理效率)。当运行过程中，这两处的降比范围小于正常工况下的设定范围时，可降低水处理量Q；当降比范围大于正常工况下的设定范围时，可提高水处理量Q。

液位调节单元通过在细过滤区14内部和外部设置液位计来分别测量其内部液位h1和外部液位h2。当内外液位差△h大于设定值时，表示细过滤区14内部发生堵塞现象，此时需要启动气提装置16和/或自动冲洗装置15对其进行清洗。当漂浮湿地模块20的液位较高时(植物生长、微生物量增大等情况)，可以通过调节浮力调节机构26增大浮力，使得漂浮湿地模块20上升，保证使用安全。

以下是图1所示的实施例的漂浮湿地系统的在南京某河道进行现场实验的结果，其中采用了一个湿地预处理模块和四个漂浮湿地模块的组合。

表1以氨氮指标表示的实验效果(单位：mg/L)

从实验结果上可以看到，河道整体氨氮在3～5mg/L，属于微污染水体，经过处理之后，氨氮指标降低的平均值超过了1.5mg/L，获得了很好的运行效果。

以上所述仅是本公开的示范性实施方式，而非用于限制本公开的保护范围，本公开的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims (12)

1.一种漂浮湿地系统，其包括：

湿地预处理模块，其从内到外包括控制仓单元、浮力体和过滤单元，该控制仓单元包括气泵和水泵；

一个或多个漂浮湿地模块，每个漂浮湿地模块包括漂浮件、种植层、深度处理层、布水机构和曝气气提机构，其中所述漂浮件围绕所述种植层设置并包括多个单独的浮力腔体；所述深度处理层包括位于所述种植层下方的多个处理区域，每个处理区域内设置有多个水处理填料；所述曝气气提机构连接所述控制仓单元的气泵，能够分别对每个处理区域内的水处理填料进行气提，使得填料翻滚并且相互碰撞；和

水循环系统，其包括管道，该管道连接所述控制仓单元的水泵，将所述湿地预处理模块处理之后的水运送到所述一个或多个漂浮湿地模块的布水机构。

2.如权利要求1所述的漂浮湿地系统，其中漂浮湿地系统还包括自动化控制系统，其包括自动水质调节单元，该自动水质调节单元根据设置在所述湿地预处理模块和所述漂浮湿地模块的水质监测点所获得的水质与设定范围比较的结果确定所述湿地预处理模块的水泵的运行频率。

3.如权利要求1所述的漂浮湿地系统，其中所述湿地预处理模块的过滤单元包括粗过滤区和细过滤区，该粗过滤区设置于所述湿地预处理模块的最外侧一周，其包括构成迷宫式通道的过滤通道；该细过滤区设置于所述粗过滤区的内侧一周，包括多个可拆卸的过滤板。

4.如权利要求3所述的漂浮湿地系统，其中所述湿地预处理模块进一步包括气提装置，其连接所述气泵，并且包括设置在所述粗过滤区下方的气体管道。

5.如权利要求4所述的漂浮湿地系统，其中所述粗过滤区包括填充在所述过滤通道内的螺旋针刺滤料，其中螺旋针刺滤料的中间为螺旋状且螺旋状外布满针刺，当所述气提装置向所述粗过滤区释放气体时，至少一部分气体和水流沿着所述螺旋针刺滤料螺旋向上。

6.如权利要求4所述的漂浮湿地系统，其中所述气提装置在所述细过滤区下方设置有管道，所述细过滤区的过滤板倾斜设置，当对应于所述细过滤区的管道的控制阀打开时，对所述细过滤区进行冲洗。

7.如权利要求1所述的漂浮湿地系统，其中所述漂浮湿地模块的多个浮力腔体中的至少一部分的端部通过连接法兰与连接板连接，相邻的连接板可枢转地相互连接。

8.如权利要求1所述的漂浮湿地系统，其中所述深度处理层通过隔板分割为所述多个处理区域，所述水处理填料为弹性填料，在每个处理区域中，所述弹性填料填充二分之一至五分之四的空间。

9.如权利要求1所述的漂浮湿地系统，其中所述曝气气提机构包括铺设在所述深度处理层下方的双层管道，第一层管道互相连通，第二层管道包括对应于每个处理区域的分段管道，每个分段管道具有各自的控制阀。

10.如权利要求1所述的漂浮湿地系统，其中所述曝气气提机构的气体管道铺设在整个所述深度处理层下方，包括分别连接有控制阀的气体主管和气体支管，每个处理区域下方设置有多个气体主管和气体支管，所述气体主管平行设置，所述气体支管位于所述气体主管的两侧且倾斜向下延伸，相邻的气体支管之间形成近似“V”字的低洼区域。

11.如权利要求1所述的漂浮湿地系统，其中所述漂浮湿地系统包括多个漂浮湿地模块，相邻的漂浮湿地模块相互连接构成一整体，漂浮于水体中，所述湿地预处理模块将处理之后的水运送到每个漂浮湿地模块。

12.如权利要求1所述的漂浮湿地系统，其中所述湿地预处理模块还包括自动冲洗装置，其包括控制阀和高压喷嘴，该自动冲洗装置连接所述控制仓单元的水泵，所述高压喷嘴面对所述细过滤区的过滤板。