1.本发明属于污水处理技术领域，具体是一种模块化组合型强化脱氮人工湿地系统。
背景技术：
2.人工湿地是一种环境友好型的污水处理方法，人工湿地是利用基质、植物、微生物协同作用，通过吸附、沉淀、降解、吸收等作用，净化污水。人工湿地结构简单，操作和维护方便，具有过程稳定性，对水力和有机物负荷波动具有较高的缓冲能力以及低污泥产生，应用越来越广泛。
3.但是传统人工湿地由于溶解氧不足，脱氮效果难以满足严格的排放标准，水体富营养化对人工湿地出水氮含量提出巨大挑战。许多研究表明，湿地系统中脱氮途径主要是微生物硝化反硝化，硝化过程需要氧气，反硝化过程需要有机碳源（例如cod）。空气溶解和植物根的释放是向人工湿地系统中补充氧气的两种传统方法。然而，补充速率总是比氨或cod氧化消耗速率慢得多。因此，提高溶解氧提高硝化程度，有机碳进行硝态氮反硝化是人工湿地高效处理废水的基本策略。而溶解氧被认为是去除有机物和脱氮的最重要因素之一。人工曝气，跌水和潮汐作业是提高溶解氧三种主要方法。而这三种方法都增加了人工湿地运行成本和复杂程度。在中国，对这些技术有很大的需求，但是应用仍然非常有限,原因可能是一些可用的增强型混合动力系统对于当地农民来说太复杂而昂贵。因此，当前的挑战是在降低成本的情况下有效地平衡人工系统系统内的氧气需求和输入以及如何设计一种既能保证处理效率又能使系统在布局，施工和维护方面保持简单，经济的资金投入和效率的系统。而且由于对污水中悬浮物的截留以及基质表面生物膜累积和脱落，实际运行中，容易造成人工湿地堵塞问题。
4.为增强脱氮以及减缓堵塞，如cn1935696a“可更换填料人工湿地强化除磷脱氮方法及强化除磷脱氮槽”可以强化脱氮和减轻部分区域堵塞问题，但整体堵塞问题仍然存在且槽内曝气还是增加了耗能和复杂程度，如cn109502760“一种新型折返式强化脱氮人工湿地”可以一定程度增强脱氮减缓堵塞，但是管道复杂，长期运行堵塞后填料的清洗或更换困难，如cn203200140u“多级串联阶梯式自然型人工湿地”给出较为理想的方案，但存在占地面积大且受季节温度影响大的问题。在各种强化脱氮且兼具减缓堵塞的人工湿地中，同时能占地少、能耗小，且运行灵活的技术未见报道。
技术实现要素：
5.本发明针对上述问题提供了一种模块化组合型强化脱氮人工湿地系统，整体结构占地小，基本无能耗，处理效果受温度影响小，减缓堵塞，操作简单灵活。
6.为实现上述目的，本发明采用技术方案如下：本发明提供了一种模块化组合型强化脱氮人工湿地系统，包括预处理装置和纵向串联布置的多级人工湿地，污水经过所述预处理装置进行沉淀和/或过滤后进入到所述多级人
工湿地内；其中，所述多级人工湿地内共同形成有气体流通通道；位于上方的上一级人工湿地内的污水在经过处理后采用跌水方式通过所述气体流通通道跌入到位于下方的下一级人工湿地中，且每一级人工湿地内的污水在跌入下一级人工湿地的过程中均伴随着氧气溶解。
7.优选地，所述多级人工湿地包括：第一类型人工湿地、第二类型人工湿地和第三类型人工湿地；多级人工湿地中除位于顶部的第一级人工湿地之外的其它级人工湿地内均布置有挡板，每一所述挡板分别和对应的其它级人工湿地的底部之间形成污水通道；每一其它级人工湿地的入水侧的污水分别通过对应的所述污水通道流至其它级人工湿地的出水侧；所述第一类型人工湿地内布置有第一类型填料，所述第二类型人工湿地内布置有第二类型填料，所述第三类型人工湿地内布置有第三类型填料；所述第一类型填料为用于进行cod去除的填料；所述第二类型填料为进行氨氮吸附和氨氮硝化反硝化的填料；所述第三类型填料为进行除磷的填料。
8.优选地，所述第一类型填料包括：在所述第一类型人工湿地的入水侧布置的第一级大粒径砾石基质，在所述第一类型人工湿地的出水侧布置的第一级普通砾石基质和第一级椰丝基质；所述第一普通砾石基质位于所述第一级椰丝基质的上方；所述第二类型填料包括：在所述第二类型人工湿地的入水侧布置的第二级沸石基质，在所述第二类型人工湿地的出水侧布置的第二级椰丝基质；所述第三类型填料包括：从所述第三类型人工湿地的入水侧至出水侧依次布置的第三级钢渣基质、第三级陶粒基质和第三级普通砾石基质。
9.优选地，位于顶部的第一级人工湿地为所述第一类型人工湿地，且所述第一级人工湿地内的第一类型填料上方种植有植物；位于所述第一级人工湿地下方的第二级人工湿地为所述第二类型人工湿地；位于所述第二级人工湿地下方的第三级人工湿地为所述第三类型人工湿地；位于第三级人工湿地下方的其它级人工湿地为所述第二类型人工湿地或所述第三类型人工湿地。
10.优选地，每一级所述人工湿地均为浅层潜流人工湿地，每一级所述人工湿地内的最高污水深度为0.3m；位于顶部的第一级人工湿地内部前端布置有均匀过水的穿孔布水管。
11.优选地，所述预处理装置包括池体，所述池体通过布置在其内部的斜板分隔为位于下方的污水沉淀区域和位于上方的污水过滤区域；所述污水过滤区域内布置有过滤填料；所述污水沉淀区域内布置有排泥管；污水通过进水管进入所述污水沉淀区域内，再进入到所述污水过滤区域内进行过滤，过滤后的污水通过出水管进入到所述多级人工湿地的第一级人工湿地或其它级人工湿地内。
12.优选地，所述过滤填料的粒径从上至下逐渐增大；所述过滤填料通过网布进行包裹，且所述网布的孔径小于所述过滤填料的最大粒径。
13.优选地，所述多级人工湿地中位于顶部的第一级人工湿地的入水侧的底部设置有湿地进水管；多级人工湿地中位于顶部的第一级人工湿地的气体流通通道的入口处设置有过滤筛
网；所述多级人工湿地中位于底部的最后一级人工湿地的出水侧布置有多水位出水管。
14.优选地，所述预处理装置的池体顶部设置有可开闭的顶盖。
15.优选地，多级所述人工湿地中的每一级人工湿地的出水侧均设置有出水堰；除位于底部的最后一级人工湿地的每一其它级人工湿地的出水均通过对应的出水堰溢流进入到所述气体流通通道内再跌入到下一级人工湿地中；位于底部的最后一级人工湿地的出水通过对应的出水堰溢流进入到出水区，并通过出水区布置的多水位出水管排出。
16.本发明的有益效果为：本发明采用多级浅层潜流湿地竖向串联运行的方式，浅层改善人工湿地好氧区域所占比例，跌水能使污水充分与空气接触，提高溶解氧含量，多级串联减弱了单一人工湿地负责有机物氧化和硝化不同类型微生物的竞争关系，且具有类似多级ao工艺缺氧好氧交替强化脱氮的特点，总体优化了反应器流态，提高了处理效率。
17.本发明将多级人工湿地模块化，使每级模块化人工湿地发挥不同的功能，增强脱氮效果。每一级模块化人工湿地又是独立的，建设安装方便，长期运行堵塞后，更换方便。
18.本发明在大幅提升出水水质的同时，占地面积小，无需曝气，无需回流，简化管道，减少能耗（由于人工湿地多在地面及地面以下使用仅在需要控制流量和阀门时需要提供能量），降低成本。
19.本发明有效降低温度对湿地处理污水效果的影响，运行灵活，操作简单。
20.本发明采用预处理装置与多级人工湿地结合，预处理采用沉淀效率更好的斜板沉淀以及可以使堵塞位置提前的沙滤，减少了进入湿地主体的悬浮物浓度，减轻了填料更换难度，延缓湿地堵塞，增长系统使用寿命。
21.本发明可适用所有人工湿地设计，例如分散型污水处理（如农村污水处理）。
附图说明
22.图1为人工湿地系统的剖面图；图2-1为第一级人工湿地结构俯视图；图2-2为图2-1的b-b剖面图；图3为最后一级人工湿地结构剖面图；图4为实施例中第一级人工湿地填料具体设计示意图；图5为实施例中第二级人工湿地填料具体设计示意图；图6为实施例中第三级人工湿地填料具体设计示意图；附图标记说明：1-预处理装置；11-斜板；12-过滤滤料；13-排泥管；14-进水管；15-出水管；16-顶盖；2-多级人工湿地；21-第一类型人工湿地；22-第二类型人工湿地；23-第三类型人工湿地；201-气体流通通道；202-挡板；203-污水通道；204-湿地进水管；205-过滤筛网；206-多水位出水管；207-出水堰；211-第一类型填料；2111-第一级大粒径砾石基质；2112-第一级普通砾石基质；2113-第一级椰丝基质；212-植物；221-第二类型填料；2211-第二级沸石基质；2212-第二级椰丝基质；231-第三类型填料；2311-第三级钢渣基质；2312-第三级陶粒基质；2313-第三级普通砾石基质。
具体实施方式
23.下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。
24.参照图1至图6，本发明实施例提供了一种模块化组合型强化脱氮人工湿地系统，包括预处理装置1和纵向串联布置的多级人工湿地2两部分。
25.如图1，预处理装置1高度为1m，包括顶盖16、进水管14、斜板11、排泥管13、过滤填料12和出水管15，该预处理装置1集沉淀和过滤为一体；当然，本实施例中的该预处理装置1还可以基于所处理的污水对象，选择性地只设计具有沉淀或过滤功能的结构。
26.该预处理装置1中，斜板11斜向布置在预处理装置1池体的中上部，斜板11的一端固接于预处理装置1池体内壁上，另一端则悬空布置在预处理装置1池体中，也就是说，斜板11的另一端和预处理装置1池体内壁之间形成通道。该斜板11将预处理装置1池体分隔为位于斜板11下方的污水沉淀区域和位于斜板11上方的污水过滤区域。污水通过斜向伸入至污水沉淀区域内的进水管14通入到污水沉淀区域中，在该污水沉淀区域中沉淀后通过斜板11和预处理装置1池体之间的通道进入到斜板11上方的污水过滤区域内，污水过滤区域内布置的过滤填料能够对污水中的较大杂质进行过滤，经过过滤后的污水通过设置在污水过滤区域出水侧的出水管15（出水管15的前端可以选择性的布置穿孔集水管）流出到多级人工湿地2中。
27.进水管14水平30
°
向下倾斜，使得流入的污水先与污水沉淀区域底部的污泥层混合接触，使得污水中固体颗粒直接沉降或者颗粒变大，有利于后续沉降。
28.排泥管13连接外部，通过虹吸作用排泥。排泥管13的排泥周期应小于污泥层由最低高度到达进水管14高度的理论时间，对进水的水量水质难以估算时，可根据上部滤料堵塞情况设置同一检查周期，定期排泥。
29.斜板11与预处理装置1的池壁一体铸造，水平60
°
向上倾斜，下部表面应处理光滑，形成斜板11沉淀，上部承托过滤填料，可以根据需要对斜板11进行加固。
30.顶盖16一边与池壁铰接固定，另一边上锁，定期开锁开盖检查内部情况。
31.具体来说，流经格栅的污水，由进水管14进入预处理装置1的池体内，其中进水管14由进水阀门控制，随后污水在池体底部与已经沉积的污泥接触进行澄清作用，污水中悬浮物较大的颗粒直接沉淀，较小的经过澄清作用颗粒变大，在向上流动过程中不断碰撞，在池体内布置的斜板11上进行聚集沉淀，流至池体底部的污泥经排泥管13定期排出。随后污水流经过滤填料，过滤填料进一步截留在下部未沉淀细小颗粒，顶盖16除检查时期均处于关闭状态，污水在整个预处理装置1内处于厌氧状态，污水在预处理阶段经过厌氧处理，提高在后续多级人工湿地2主体中的可生化性，随后由出水管15连接湿地进水管204流入湿地。
32.过滤填料12从上到下粒径由小到大，使堵塞尽量发生在过滤滤料12的上部，减缓过滤填料12下部和出水管15的堵塞。过滤填料12的外部由双层网布包裹，为了便于更换，网布的孔径应小于过滤滤料12的最大粒径。
33.此外，本实施例中的多级人工湿地2由多级独立模块化湿地在纵向方向串联组合而成，可根据需要灵活确定人工湿地的级数n(一般来说2≤n≤6)，每一级人工湿地均为独
立模块化的湿地，独立模块化湿地易于拼装和填料更换。每一级人工湿地均为浅层潜流人工湿地，每一级人工湿地内的水深h≤0.3m。例如，本实施例中，设定独立模块化湿地的级数n设为3，每一级高0.3m，多级人工湿地2的总高度为0.9m；每一级均为浅层潜流人工湿地，宽0.5m，长宽比约为3：1。
34.如图2-1、2-2和4，其中位于顶部的第一级人工湿地为第一类型人工湿地21，其具体包括湿地进水管204、植物212、第一类型填料211及在第一类型填料211上附着的微生物、在出水侧设置的出水堰207及在第一级人工湿地的尾部挖空形成的气体流通通道201。湿地进水管204和预处理装置1的出水管15相连，实现污水进入湿地内；湿地进水管204设置在第一级人工湿地的底部附近，在第一级人工湿地的湿地进水管204和第一类型填料211之间布置有能够均匀步水的穿孔布水管，使污水均匀进入到第一类型填料211内。湿地进水管204的管径20mm。种植在第一类型填料211上方的植物212采用廉价易取的植物212（如风车草）。第一类型填料211为主要进行cod去除的填料，第一类型填料211在第一类型人工湿地21内的填充高度为0.24m，这样第一类型填料211上方留有供气体流通的气体通道（该通道的高为0.06m），该气体通道和尾部挖空区域形成的气体通道相连形成第一级人工湿地的气体流通通道201。出水堰207的设置高度能够控制第一级人工湿地内的有效水深保持在0.2m左右，出水堰207可以直接采用三角堰或者连接一个斜短板进行出水。
35.对于第一类型填料211来说，其具体包括：在入水侧设置的第一级大粒径砾石基质2111和在出水侧上方设置的第一级普通砾石基质2112和在后端下方设置的第一级椰丝基质2113，第一级普通砾石基质2112和在后端下方设置的第一级椰丝基质2113的比例为1:5。本实施例中第一级大粒径砾石基质2111的粒径采用8-14mm之间，第一级普通砾石基质2112的粒径采用4-8mm之间，第一级椰丝基质2113直径在0.2-1mm之间。入水侧使用大粒径砾石可以更均匀的布水以及防止污染物在前端过度积累；后面采用大量椰丝可以在极大减轻第一级人工湿地承重和堵塞情况，少量普通砾石又可以有一定的强度保证植物212稳固生长。
36.进入第一级人工湿地内的污水其内部经过第一类型填料211进行吸附，并通过植物212利用，微生物降解后，由第一级人工湿地的出水堰207垂直跌入下一级人工湿地。污水通过出水堰207跌水时，所有污水均可以与空气密切接触，对进入下一级湿地内的污水具有良好的增氧效果。
37.此外，本实施例中，在第一级人工湿地的气体流通通道201的入口设有过滤筛网205，用于防止垃圾、树叶等杂物和小动物进入湿地内部；可以定期检查清理杂物等。
38.如图5，中间级人工湿地为第二类型人工湿地22，该第二类型人工湿地22的尾部同样挖空形成的挖空区域；同时，第二类型人工湿地22内的第二类型填料221上方形成有供气体流通的气体通道，该气体通道和尾部的挖空区域共同形成第二类型人工湿地22内的气体流通通道201，并且，第二类型人工湿地22内的气体流通通道201和第一类型人工湿地21内的气体流通通道201连通。
39.同时，在第二类型人工湿地22的第二类型填料221中增设防止短流的挡板202，挡板202和第二类型人工湿地22的底部形成污水通道203，使从第一类型人工湿地21跌入至第二类型人工湿地22内的污水在第二类型人工湿地22的入水侧的停留时间能够达到要求，污水从上至下穿过该污水通道203到出水侧。同时，在第二类型填料221上方未种植植物，在出水侧同样设置有使第二类型人工湿地22水深保持在0.2m左右的出水堰207。
40.第二类型填料221可以选用具有高效吸附氨氮和氧化作用的填料，如沸石和普通填料的混合，本实施例中，该第二类型填料221具体包括：在第二类型人工湿地22的入水侧设置有第二级沸石基质2211，出水侧设置有第二级椰丝基质2212，第二级沸石基质2211和第二级椰丝基质2212的比例为1:1。第二级椰丝基质2212的直径在0.2-1mm之间，第二级沸石基质2211的粒径在4-8mm之间。第二级人工湿地内采用沸石吸附氨氮进行硝化反应，椰丝缓释碳源进行反硝化反应。
41.如图3和6，本实施例中，位于底部的最后一级人工湿地为第三类型人工湿地23，该第三类型人工湿地23内的第三类型填料231为具有除磷作用的填料，如钢渣与普通填料混合等。本实施例中，该第三类型填料231具体为：从所述第三类型人工湿地23的入水侧至出水侧依次布置的第三级钢渣基质2311、第三级陶粒基质2312和第三级普通砾石基质2313；第三级钢渣基质2311、第三级陶粒基质2312和第三级普通砾石基质2313比例为2：1：1的横向分布。第三级普通砾石基质2313的粒径采用4-8mm，第三级钢渣基质2311的粒径4-10mm，第三级陶粒基质2312的粒径为10-15mm。第三级人工湿地主要采用钢渣进行磷的吸附去除，陶粒以及砾石是调节钢渣过后污水的碱性，以及调节承重。
42.位于底部的最后一级人工湿地的出水侧也设置有出水堰207，但其尾部不进行挖空处理，而是在尾部形成出水区域，出水区域内设有多水位出水管206。通过出水堰207溢流出的污水进入该出水区域中，可根据出水特点，通过调节多水位出水管206的开启阀，选择不同的水位出水，既可以控制底层湿地水位，调整反硝化程度，也使整个系统有一定的水容积调节能力，应对雨水冲击。
43.本实施例中的第二类型人工湿地22和第三类型人工湿地23内的挡板202设置在对应类型填料的前端0.3m处，高出填料的顶部0.02m，距离填料的底部0.05m。
44.本实施例中，污水在多级人工湿地2内进行不同的作用，具体来说，污水在第一级人工湿地内通过前端设置的第一级大粒径砾石基质2111和在后端设置的第一级普通砾石基质2112和第一级椰丝基质2113进行有机物的氧化。然后污水顺次流过下层的第二级人工湿地，在第二级人工湿地内，由于前端设置有第二级沸石基质2211，可以强化对污水中的氨氮的吸附作用和硝化作用；在后端设置的起到缓释碳源作用的第二级椰丝基质2212，可以强化反硝化作用。在第三级人工湿地中，由于设置有第三级钢渣基质2311和第三级陶粒基质2312，可以强化磷的去除；污水经过有效净化后，由设置的多水位出水管206流出系统。
45.本实施例的整个人工湿地系统基本采用连续进水、连续出水的运行方式，但考虑到来水不稳定以及湿地维修或者缓解堵塞的轮休，可短暂采取间歇进出水方式。
46.本实施例中，可以通过水质和温度来共同决定污水经过预处理装置1后，是被引入第一级人工湿地，依次流过下级人工湿地还是被直接引入第二级人工湿地或第三级人工湿地。在非寒冷时期污水由预处理装置1出水管15连接湿地进水管204而流入第一级人工湿地，再顺次流过下级人工湿地；在寒冷时期污水由预处理出水管15送至第二级或第三级人工湿地，上级人工湿地则可以保温的作用。
47.经过试验，本发明实施例运行期间连续进出水时，水力负荷控制在0.2m3/（m2·
d）以下，污染物浓度（配水）：cod150-250mg/l, 氨氮30-35mg/l，总磷1-5mg/l。总水力停留时间控制在48小时以上。每一级人工湿地的处理效果与设计预期效果基本一致：第一级人工湿地的cod平均下降了75%，氨氮平均下降了10%，证明第一级人工湿地主要进行有机物氧
化；第一级人工湿地到第二级人工湿地的跌水部分，cod平均下降了13%，氨氮平均下降了23%，证明跌水在有机物大幅减少后可以有效增加溶解氧；第二级人工湿地不含跌水cod平均下降了5%，氨氮平均下降了58%，总氮下降了53%，表明第二级沸石基质2211有效吸附氨氮，并经过微生物作用有效脱氮；第三级人工湿地含跌水cod平均下降了3%，氨氮平均下降了4%，总磷下降了45%，表明第三级钢渣基质2311有效除磷。最终系统运行稳定，出水效果良好，化学需氧量去除率可达95%以上、氨氮、总氮、总磷去除率均可达90%以上。
48.本实施例中，当发生堵塞时的具体实施方式：可根据预处理装置1内液面高度不断升高甚至漫过全部滤料时判断是否堵塞。当判断预处理装置1内的滤料堵塞时，解决方法为：先关闭进水阀，打开预处理装置1的顶盖16，取出滤料层清洗或更换。
49.多级竖向人工湿地长期运行后，第一级人工湿地出现壅水时或者最终出水质量显著下降时，先关闭进水阀，打开排空管排净污水，然后将第一级人工湿地整体吊起，反转后更换填料，此时检查第二级人工湿地堵塞情况，若堵塞则同第一级人工湿地处理，清洗或更换填料，继续检查第三级人工湿地堵塞情况；若第二级人工湿地不堵塞，则将清洗好或者更换好的第一级人工湿地重新安放。不充水闲置一段时间后，重新开始运行。沸石、钢渣等功能填料虽未堵塞但是达到使用年限或者出现饱和失效导致出水氮磷含量急剧上升，应冲洗或更换功能填料，方法同上。
50.本发明采用多级浅层潜流湿地竖向串联运行的方式，浅层改善人工湿地好氧区域所占比例，跌水能使污水充分与空气接触，提高溶解氧含量，多级串联具有类似多级ao工艺缺氧好氧交替强化脱氮的特点，总体优化了反应器流态，提高了处理效率。
51.本发明将多级人工湿地2模块化，使每级模块化人工湿地发挥不同的功能，增强脱氮效果。每一级模块化人工湿地又是独立的，建设安装方便，长期运行堵塞后，更换方便。
52.本发明在大幅提升出水水质的同时，占地面积小，无需曝气，无需回流，简化管道，减少能耗（由于人工湿地多在地面及地面以下使用仅在需要控制流量和阀门时需要提供能量），降低成本。
53.本发明有效降低温度对湿地处理污水效果的影响，运行灵活，操作简单。
54.本发明采用预处理装置1与多级人工湿地2结合，预处理采用沉淀效率更好的斜板11沉淀以及可以使堵塞位置提前的沙滤，减少了进入湿地主体的悬浮物浓度，减轻了填料更换难度，延缓湿地堵塞，增长系统使用寿命。
55.本发明可适用所有人工湿地设计，例如分散型污水处理（如农村污水处理）。
技术特征：
1.一种模块化组合型强化脱氮人工湿地系统，其特征在于，包括预处理装置（1）和竖向串联布置的多级人工湿地（2），污水经过所述预处理装置（1）进行沉淀和/或过滤后进入到所述多级人工湿地（2）内；其中，所述多级人工湿地（2）内共同形成有气体流通通道（201）；位于上方的上一级人工湿地内的污水在经过处理后采用跌水方式通过所述气体流通通道（201）跌入到位于下方的下一级人工湿地中，且每一级人工湿地内的污水在跌入下一级人工湿地的过程中均伴随着氧气溶解。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多级人工湿地（2）包括：第一类型人工湿地（21）、第二类型人工湿地（22）和第三类型人工湿地（23）；多级人工湿地（2）中除位于顶部的第一级人工湿地之外的其它级人工湿地内均布置有挡板（202），每一所述挡板（202）分别和对应的其它级人工湿地的底部之间形成污水通道（203）；每一其它级人工湿地的入水侧的污水分别通过对应的所述污水通道（203）流至其它级人工湿地的出水侧；所述第一类型人工湿地（21）内布置有第一类型填料（211），所述第二类型人工湿地（22）内布置有第二类型填料（221），所述第三类型人工湿地（23）内布置有第三类型填料（231）；所述第一类型填料（211）为用于进行cod去除的填料；所述第二类型填料（221）为进行氨氮吸附和氨氮硝化反硝化的填料；所述第三类型填料（231）为进行除磷的填料。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一类型填料（211）包括：在所述第一类型人工湿地（21）的入水侧布置的第一级大粒径砾石基质（2111），在所述第一类型人工湿地（21）的出水侧布置的第一级普通砾石基质（2112）和第一级椰丝基质（2113）；所述第一级普通砾石基质（2112）位于所述第一级椰丝基质（2113）的上方；所述第二类型填料（221）包括：在所述第二类型人工湿地（22）的入水侧布置的第二级沸石基质（2211），在所述第二类型人工湿地（21）的出水侧布置的第二级椰丝基质（2212）；所述第三类型填料（231）包括：从所述第三类型人工湿地（23）的入水侧至出水侧依次布置的第三级钢渣基质（2311）、第三级陶粒基质（2312）和第三级普通砾石基质（2313）。4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，位于顶部的第一级人工湿地为所述第一类型人工湿地（21），且所述第一级人工湿地内的第一类型填料（211）上方种植有植物（212）；位于所述第一级人工湿地下方的第二级人工湿地为所述第二类型人工湿地（22）；位于所述第二级人工湿地下方的第三级人工湿地为所述第三类型人工湿地（23）；位于第三级人工湿地下方的其它级人工湿地为所述第二类型人工湿地（22）或所述第三类型人工湿地（23）。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，每一级所述人工湿地均为浅层潜流人工湿地，每一级所述人工湿地内的最高污水深度为0.3m；位于顶部的第一级人工湿地内部布置有均匀过水的穿孔布水管。6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述预处理装置（1）包括池体，所述池体通过布置在其内部的斜板（11）分隔为位于下方的污水沉淀区域和位于上方的污水过滤区域；所述污水过滤区域内布置有过滤填料（12）；所述污水沉淀区域内布置有排泥管（13）；污水通过进水管（14）进入所述污水沉淀区域内，再进入到所述污水过滤区域内进行过滤，过滤后的污水通过出水管（15）进入到所述多级人工湿地（2）的第一级人工湿地或其它级人工湿地内。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述过滤填料（12）的粒径从上至下逐渐增大；所述过滤填料（12）通过网布进行包裹，且所述网布的孔径小于所述过滤填料（12）的最大粒径。8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多级人工湿地（2）中位于顶部的第一级人工湿地的入水侧的底部设置有湿地进水管（204）；多级人工湿地（2）中位于顶部的第一级人工湿地的气体流通通道（201）的入口处设置有过滤筛网（205）；所述多级人工湿地（2）中位于底部的最后一级人工湿地的出水侧布置有多水位出水管（206）。9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述预处理装置（1）的池体顶部设置有可开闭的顶盖（16）。10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，多级所述人工湿地（2）中的每一级人工湿地的出水侧均设置有出水堰（207）；除位于底部的最后一级人工湿地的每一其它级人工湿地的出水均通过对应的出水堰（207）溢流进入到所述气体流通通道（201）内再跌入到下一级人工湿地中；位于底部的最后一级人工湿地的出水通过对应的出水堰（207）溢流进入到出水区，并通过出水区布置的多水位出水管（206）排出。
技术总结
本方案涉及一种模块化组合型强化脱氮人工湿地系统，包括预处理装置和多级人工湿地，预处理装置集沉淀和粗过滤为一体。可根据需求灵活确定人工湿地级数，易于拼装和填料更换，各级均为浅层潜流人工湿地。第一级湿地包括进水管，植物、填料及附着的微生物、出水堰以及尾部挖空形成的跌水区域和气体通道，中间级人工湿地设有挡板，最后一级湿地设有多水位出水管。在非寒冷时期污水由预处理装置出水管连接湿地进水管而流入第一级湿地，再顺次流过下层湿地；在寒冷时期污水由预处理出水管送至第二级或第三级湿地，上级湿地作为保温层。本发明占地面积小，有效强化人工湿地运行效果，基本无能耗，受温度影响小，减缓堵塞，操作简单灵活，运行稳定。运行稳定。运行稳定。
技术开发人、权利持有人：陈一 何强 李果 水湃湃 严俊
