一种垂直流、水平流组合人工湿地污水处理系统的制作方法

1.本发明涉及人工湿地污水处理技术领域，具体为一种垂直流、水平流组合人工湿地污水处理系统。


背景技术：

2.人工湿地是由人工建造和控制运行的与沼泽地类似的地面，将污水、污泥有控制的投配到经人工建造的湿地上，污水与污泥在沿一定方向流动的过程中，主要利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用，对污水、污泥进行处理的一种技术。其作用机理包括吸附、滞留、过滤、氧化还原、沉淀、微生物分解、转化、植物遮蔽、残留物积累、蒸腾水分和养分吸收及各类动物的作用。
3.垂直流即污水从上向下在湿地内流动实现过滤的功能，水平流即污水在湿地内水平方向进行潜流实现过滤的功能。但是现有的人工湿地的污水处理，只能实现单纯的水平流或者垂直流进行流动两种中一种，垂直流对污染物处理的效果稳定，单位面积处理效率高，硝化能量高于水平潜流型人工湿地，去除污染物能量强。但是在寒冷的冬天时，湿地上层水面会结一层冰，从而导致水流不能从上向下流动，从而导致垂直流湿地不能工作。垂直流人工湿地管理相对难于水平流人工湿地，有滋生蚊蝇的可能性，有机物的去除能力不如水平流型的人工湿地。因此两种人工湿地的使用都有一定的局限性。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种垂直流、水平流组合人工湿地污水处理系统，具备能更具使用需求在垂直流和水平流之间进行切换，并且能将垂直流产生的水流利用起来实现对湿地层的基质进行震动以及充气，防止结块还能促进植物生长的优点，解决了背景技术中的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种垂直流、水平流组合人工湿地污水处理系统，包括安装在底板上的限位池层，所述限位池层内设置有湿地池组，所述湿地池组包括滑动连接在限位池层内的多个湿地池，多个所述湿地池的左侧均开设有滑槽，多个所述湿地池的右侧均设置有上下限位滑动连接在滑槽内的滑块，多个所述湿地池的上端均固定连接有渗透板，所述渗透板的上端设置有用于处理污水的湿地层，所述多个湿地池的右侧位于渗透板上端的位置均设置有过滤网；所述底板上还设有用于使多个湿地池上升或者下降的升降机组。
6.优选的，多个所述湿地池内均设置有疏通装置，所述疏通装置包括固定连接在湿地池内壁位于渗透板下方位置的支撑圈，所述湿地池的内壁位于渗透板和支撑圈之间的位置滑动连接有鼓风板，所述鼓风板的下表面固定连接有顶杆，所述湿地池的内壁固定连接有滑筒，所述滑筒内滑动连接有滑竿，所述滑竿远离滑筒的一端固定连接有接水斗，所述接水斗上开设有集水口，所述接水斗的下端设置有集中水流的集水筒，所述集水筒内固定连接有固定架，所述固定架内转动连接有转轴，所述转轴的外壁设置有受水流冲击的冲击叶
轮，所述集水筒上贯穿转动连接有转杆，所述转杆远离集水筒的一端固定连接有用于起震的凸轮，所述转杆位于集水筒内的一端以及转轴的外壁均设置有锥齿轮，且两者的锥齿轮相互啮合，所述湿地池的右侧开设有腔口，所述接水斗的下端固定连接有斜板。
7.优选的，所述疏通装置还包括有用于吹气的鼓气装置，所述鼓气装置包括固定连接在鼓风板下表面的鼓气筒，所述顶杆的外壁位于限位圈下方的固定圈，所述固定圈的弧形轮廓上固定连接有活塞杆，所述活塞杆的上端固定连接连接有限位滑动连接在鼓气筒内的活塞，所述活塞的上和鼓风板上位于鼓气筒的位置上均设置有单向阀一，所述鼓气筒上开设有用于吸气的单向阀二。
8.优选的，所述顶杆上还设有用于复位顶杆的复位机构，所述复位机构包括滑动连接在顶杆上的支撑杆，所述支撑杆固定连接在湿地池内壁，所述顶杆上固定连接有限位圈，所述顶杆上固定连接有固定圈，所述顶杆上位于固定圈和支撑杆之间套设有用于复位顶杆的弹簧二。
9.优选的，所述滑筒的内部设置有弹出滑竿的弹簧一，所述滑筒的形状为凹字形且开口处设置有向中间凸出的部分，所述滑竿位于滑筒内的一端设置有直径大于整体的部分。
10.优选的，所述升降机构包括固定连接在底板上的龙门架，所述龙门架的上表面转动连接有卷筒，所述龙门架的上表面固定连接有用于驱动卷筒转动的减速电机，所述卷筒上固定连接有铁链，所述铁链的固定连接有连接架，所述连接架的下端固定连接在最左侧所述湿地池的两侧上。
11.优选的，最左侧所述的湿地池的左侧上设置有用于向湿地池内输送污水的进水管。
12.优选的，所述湿地层由基质和生长在基质上的水生植物组成，所述基质由沸石、蛭石和石灰石组成。
13.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
14.1、本发明将湿地采用多段化，可以实现在水平流以及垂直流之间进行切换，从而可以根据不同的使用需求来进行模式切换，可更具需求来进行切换，适用范围更广。
15.2、通过鼓风板的震动可以使水流上下流动，可以使湿地层的基层震动，从而防止长时间的过滤下，基层被污水中的杂质堵塞形成结块，从而导致过滤功能不能进行。再通过鼓气筒鼓送的气泡可以进一步冲散结块，此外，鼓送的气体还可以将水生植物周围自身产生的氧气吹送走，从而降低其周围的氧气含量，从而增大其周围二氧化碳的浓度，从而可以促进植物的生长。
附图说明
16.图1为整体结构示意图；
17.图2为湿地池组的结构示意图；
18.图3为湿地池组另一视角的结构示意图；
19.图4为多个湿地池之间的连接结构示意图；
20.图5为垂直流模式下湿地池的工作状态结构示意图；
21.图6为滑筒部分的结构示意图；
22.图7为湿地池内部的结构示意图；
23.图8为顶杆部分的结构示意图；
24.图9为集水筒内部的结构示意图。
25.图中：01、底板；02、龙门架；03、卷筒；04、减速电机；05、铁链；06、连接架；07、湿地池；08、进水管；09、限位池层；10、过滤网；11、湿地层；12、渗透板；13、鼓风板；14、支撑圈；15、滑槽；16、滑块；17、腔口；18、接水斗；19、集水口；20、集水筒；21、斜板；22、滑竿；23、滑筒；24、弹簧一；25、转杆；26、凸轮；27、顶杆；28、鼓气筒；29、活塞杆；30、支撑杆；31、限位圈；32、弹簧二；33、固定圈；34、活塞；35、单向阀一；36、固定架；37、转轴；38、冲击叶轮；39、锥齿轮；40、单向阀二。
具体实施方式
26.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。
27.请参阅图1至图4，一种垂直流、水平流组合人工湿地污水处理系统，包括安装在底板01上的限位池层09，限位池层09内设置有湿地池组，湿地池组包括滑动连接在限位池层09内的多个湿地池07，多个湿地池07的左侧均开设有滑槽15，多个湿地池07的右侧均设置有上下限位滑动连接在滑槽15内的滑块16，多个湿地池07的上端均固定连接有渗透板12，渗透板12的上端设置有用于处理污水的湿地层11，多个湿地池07的右侧位于渗透板12上端的位置均设置有过滤网10；底板01上还设有用于使多个湿地池07上升或者下降的升降机组。
28.电机减速电机04通过输出轴驱动卷筒03转动，卷筒03转动后将铁链05卷绕起来，从而铁链05会拉动连接架06来拉动最左侧的湿地池07上升，随着上升，最左侧的湿地池07上的滑块16会在最靠近最左侧湿地池07的湿地池07上的滑槽15内滑动，当滑动到滑槽15的最上端，会拉动最靠近最左侧的湿地池07的湿地池07上升，随着卷筒03的转动会使所有的湿地池07被依次拉动上升，形成阶梯式的排布。此时，进水管08内的污水会流进最左侧的湿地池07内后再从过滤网10流出，再从过滤网10内受重力作用下向下流到下方的湿地池07内，污水会依次从上向下流动。从而实现污水垂直流动实现对污水的过滤。
29.请参阅图5至图9，优选的，多个湿地池07内均设置有疏通装置，疏通装置包括固定连接在湿地池07内壁位于渗透板12下方位置的支撑圈14，湿地池07的内壁位于渗透板12和支撑圈14之间的位置滑动连接有鼓风板13，鼓风板13的下表面固定连接有顶杆27，湿地池07的内壁固定连接有滑筒23，滑筒23内滑动连接有滑竿22，滑竿22远离滑筒23的一端固定连接有接水斗18，接水斗18上开设有集水口19，接水斗18的下端设置有集中水流的集水筒20，集水筒20内固定连接有固定架36，固定架36内转动连接有转轴37，转轴37的外壁设置有受水流冲击的冲击叶轮38，集水筒20上贯穿转动连接有转杆25，转杆25远离集水筒20的一端固定连接有用于起震的凸轮26，转杆25位于集水筒20内的一端以及转轴37的外壁均设置有锥齿轮39，且两者的锥齿轮39相互啮合，湿地池07的右侧开设有腔口17，接水斗18的下端固定连接有斜板21。
30.从过滤网10中流出的水流会流进接水斗18的19内，再集中流到集水筒20内，从而在水流的作用下会冲击鼓气筒28来带动转轴37转动，转轴37转动会通过锥齿轮39的传动带动凸轮26转动。凸轮26转动会推动顶杆27在支撑杆30上向上滑动，弹簧二32被压缩，随着凸轮26的转动又会在弹簧二32的弹力复位作用下以及重力的作用使顶杆27向下运动，从而随着凸轮26的转动会带动顶杆27上下往复运动，从而顶杆27会推动鼓风板13在湿地池07内上下往复运动，从而鼓风板13会推动位于渗透板12和鼓风板13之间的水流不停的向渗透板12上方流动。
31.请参阅图5至图9，优选的，疏通装置还包括有用于吹气的鼓气装置，鼓气装置包括固定连接在鼓风板13下表面的鼓气筒28，顶杆27的外壁位于限位圈31下方的固定圈33，固定圈33的弧形轮廓上固定连接有活塞杆29，活塞杆29的上端固定连接连接有限位滑动连接在鼓气筒28内的活塞34，活塞34的上和鼓风板13上位于鼓气筒28的位置上均设置有单向阀一35，鼓气筒28上开设有用于吸气的单向阀二40。
32.顶杆27的运动会同时带动活塞杆29上下往复运动，从而活塞杆29会带动活塞34在鼓气筒28内上下往复运动配合单向阀一35和单向阀二40，从而实现向鼓风板13内吹气的功能。
33.请参阅图7和图8，优选的，顶杆27上还设有用于复位顶杆27的复位机构，复位机构包括滑动连接在顶杆27上的支撑杆30，支撑杆30固定连接在湿地池07内壁，顶杆27上固定连接有限位圈31，顶杆27上固定连接有固定圈33，顶杆27上位于固定圈33和支撑杆30之间套设有用于复位顶杆27的弹簧二32。
34.当顶杆27上升时固定圈33会同时上升配合支撑杆30将弹簧二32压缩，凸轮26不推动顶杆27上升时弹簧二32又会复位顶杆27向下。
35.请参阅图5和图6，优选的，滑筒23的内部设置有弹出滑竿22的弹簧一24，滑筒23的形状为凹字形且开口处设置有向中间凸出的部分，滑竿22位于滑筒23内的一端设置有直径大于整体的部分。
36.配合斜板21可以实现随着湿地池07的上升或者下降接水斗18可以从湿地池07内运动出来和收进内部。
37.请参阅图1，优选的，升降机构包括固定连接在底板01上的龙门架02，龙门架02的上表面转动连接有卷筒03，龙门架02的上表面固定连接有用于驱动卷筒03转动的减速电机04，卷筒03上固定连接有铁链05，铁链05的固定连接有连接架06，连接架06的下端固定连接在最左侧湿地池07的两侧上。
38.可实现湿地池07向上运动的功能。此处，可以对卷筒03增加制动机构，当湿地池07被拉升后，通过制动机构使卷筒03不再转动，从而可以使湿地池07长时间悬停。
39.请参阅图1，优选的，最左侧的湿地池07的左侧上设置有用于向湿地池07内输送污水的进水管08。
40.可以将污水通过进水管08送进湿地池07内。
41.请参阅图1至图4，优选的，湿地层11由基质和生长在基质上的水生植物组成，基质由沸石、蛭石和石灰石组成。可以与现有人工湿地的实施方式相同。
42.工作原理：
43.水平流模式工作：如附图1所示的状态，所有的湿地池07处于水平状态未被减速电
机04拉动上升。污水从进水管08流进湿地池07内再依次经过多个湿地池07的湿地层11，污水的在多个湿地池07内水平流动实现水平流模式的过滤，过滤后的污水从最右侧湿地池07的过滤网10流出，完成对污水的过滤。
44.垂直流模式工作：请参阅图1、图4和图5，电机减速电机04通过输出轴驱动卷筒03转动，卷筒03转动后将铁链05卷绕起来，从而铁链05会拉动连接架06来拉动最左侧的湿地池07上升，随着上升，最左侧的湿地池07上的滑块16会在最靠近最左侧湿地池07的湿地池07上的滑槽15内滑动，当滑动到滑槽15的最上端，会拉动最靠近最左侧的湿地池07的湿地池07上升，随着卷筒03的转动会使所有的湿地池07被依次拉动上升，形成阶梯式的排布。此时，进水管08内的污水会流进最左侧的湿地池07内后再从过滤网10流出，再从过滤网10内受重力作用下向下流到下方的湿地池07内，污水会依次从上向下流动。从而实现污水垂直流动实现对污水的过滤。
45.相比现有的人工湿地的污水处理，只能实现单纯的水平流或者垂直流进行流动，垂直流对污染物处理的效果稳定，单位面积处理效率高，硝化能量高于水平潜流型人工湿地，去除污染物能量强。但是在寒冷的冬天时，湿地上层水面会结一层冰，从而导致水流不能从上向下流动，从而导致垂直流湿地不能工作。垂直流人工湿地管理相对难于水平流人工湿地，有滋生蚊蝇的可能性，有机物的去除能力不如水平流型的人工湿地。因此两种人工湿地的使用都有一定的局限性，本发明将湿地采用多段化，可以实现在水平流以及垂直流之间进行切换，从而可以根据不同的使用需求来进行模式切换，适用范围更广。
46.此外，在水平流向垂直流切换的过程中，随着湿地池07的上升，失去右侧湿地池07的外壁抵挡，从而在弹簧一24的推力作用下，会推动滑竿22来推动接水斗18从湿地池07内通过腔口17中运动出来，凸轮26会运动到顶杆27的正下方。从过滤网10中流出的水流会流进接水斗18的19内，再集中流到集水筒20内，从而在水流的作用下会冲击鼓气筒28来带动转轴37转动，转轴37转动会通过锥齿轮39的传动带动凸轮26转动。凸轮26转动会推动顶杆27在支撑杆30上向上滑动，弹簧二32被压缩，随着凸轮26的转动又会在弹簧二32的弹力复位作用下以及重力的作用使顶杆27向下运动，从而随着凸轮26的转动会带动顶杆27上下往复运动，从而顶杆27会推动鼓风板13在湿地池07内上下往复运动，从而鼓风板13会推动位于渗透板12和鼓风板13之间的水流不停的向渗透板12上方流动，于此同时顶杆27的运动会同时带动活塞杆29上下往复运动，从而活塞杆29会带动活塞34在鼓气筒28内上下往复运动配合单向阀一35和单向阀二40，从而实现向鼓风板13内吹气的功能。
47.在垂直流向水平流切换时随着湿地池07的下降，下方湿地池07的上端会推动斜板21来推动接水斗18运动进湿地池07内，弹簧一24被压缩。
48.通过鼓风板13的震动可以使水流上下流动，可以使湿地层11的基层震动，从而防止长时间的过滤下，基层被污水中的杂质堵塞形成结块，从而导致过滤功能不能进行。再通过鼓气筒28鼓送的气泡可以进一步冲散结块，此外，鼓送的气体还可以将水生植物周围自身产生的氧气吹送走，从而降低其周围的氧气含量，从而增大其周围二氧化碳的浓度，从而可以促进植物的生长。
49.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。