一种整体式人工湿地废水处理系统

1.本发明涉及人工湿地技术领域，尤其涉及一种整体式人工湿地废水处理系统。


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.其中公开号为cn206814493u4的人工湿地废水处理系统通过整体腔室的设置能够有效地控制占地面积，首先根据整体腔室的大小来规划分池体的大小，能够很好地进行占地面积的控制，提高空间的利用率，但是其还存在一些不足之处，其湿地无法对环境参数进行检测并处理，无法使湿地的净化处于实时饱和状态，造成湿地净化处理效率较低，且当湿地进行长时间运作时，淤泥会被湿地植物吸收消耗一部分，但是湿地还是会沉淀大量的淤泥，由于其沉淀在湿地植物处，因此在清理时，会破坏湿地植物，而湿地植物的根系牢牢抓住淤泥，使清洁湿地淤泥较为困难，当淤泥沉淀到一定程度时，使废水易于流出，还会造成环境污染；
4.针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于：通过设置湿地废水处理单元、湿地信息采集单元、湿地基础运检单元、湿地深度运行单元和文本编辑单元，在使废水在湿地处进行自流动净化的基础上，通过对湿地处环境参数的信息采集、分析、对比和处理，并配合采集湿地净化能力，从而实现湿地处环境参数与湿地净化能力有机结合，使湿地达到最佳饱和状态，从而提高净化的效率和能力；在实现湿地废水自流动净化处理的基础上，通过种植在等比种植台的植物对湿地废水内的固态废物进行多次分解，然后由于湿地废水自流动的作用，将分解后的固态废物进行逐级沉淀汇集到指定区，然后通过设置超声波传感器、喷洒清洁组件、地管和自吸输送器将达到沉淀高度的淤泥进行扬起、打散、吸取、回收，从而实现了湿地的固态废物回收工作，保证工作的持续进行；
6.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
7.一种整体式人工湿地废水处理系统，包括：
8.湿地废水处理单元，用于湿地自流动湿地废水净化的工作；
9.湿地信息采集单元，用于采集湿地废水净化环境信息和湿地淤泥沉淀信息并将其发送给湿地基础运检单元；
10.湿地基础运检单元，用于接收湿地废水净化环境信息和湿地淤泥沉淀信息并进基础分析模型得到湿地整体环境瞬时净化因子和湿地废水瞬时净化量，还将湿地废水瞬时净
化量与预设值进行比较，当湿地废水瞬时净化量＞预设值时，则不产生控制信号，反之，则产生立即控制进水量大小的第二控制信号；
11.还将湿地整体环境瞬时净化因子与预设阈值进行比较并生成将湿地整体环境瞬时净化因子和湿地废水瞬时净化量发送给湿地深度运行单元的第一控制信号；
12.湿地深度评测单元，用于接收湿地整体环境瞬时净化因子和湿地废水瞬时净化量并量化生成湿地环境净化饱和适配度，且将湿地环境净化饱和适配度与预期范围值进行比较并生成评估信号，且将评估信号发送给文本编辑单元；
13.文本编辑单元，用于接收评估信号并立即编辑评估文本。
14.进一步的，湿地废水净化环境信息由湿地废水区域范围内的外部平均温度、湿地废水区域范围内的内部平均温度、湿地废水区域范围内的植株总面积、湿地废水区域范围内的植株单位平均密度、湿地废水顶部含氧量和湿地废水底部含氧量构成；而湿地淤泥沉淀信息为湿地淤泥沉淀单位时间均高、湿地废水透明度和湿地废水进液量构成。
15.进一步的，基础分析模型的具体工作步骤如下：
16.sa：实时接收到湿地废水区域范围内的外部平均温度、湿地废水区域范围内的内部平均温度、湿地废水区域范围内的植株总面积、湿地废水区域范围内的植株单位平均密度、湿地废水顶部含氧量和湿地废水底部含氧量经处理得到湿地整体环境瞬时净化因子a；
17.然后将生成的湿地整体环境净化因子a与预设阈值a进行比较，当amin≤a＜amax时，则不产生控制信号，反之，则产生第一控制信号；
18.sb：将湿地淤泥沉淀单位时间均高、湿地废水透明度和湿地废水进液量将其分别标定为h、m和l，然后依据公式得到湿地废水瞬时净化量b，其中e7、e8和e9为瞬时量化因子；
19.还将湿地废水瞬时净化量b与预设值b进行比较，当b＞b时，则不产生控制信号，反之，则产生控制进水量的第二控制信号；
20.sc：当生成第一控制信号时，将湿地整体环境瞬时净化因子a和湿地废水瞬时净化量b发送给湿地深度运行单元。
21.进一步的，湿地深度评测单元的具体工作步骤如下：
22.湿地深度运行单元在接收到湿地整体环境瞬时净化因子a和湿地废水瞬时净化量b后将其储存并生成湿地整体环境净化历史因子和湿地废水历史净化量；
23.然后提取若干个湿地整体环境净化历史因子和湿地废水历史净化量分别计算得到第一目标量化标准差值aj和第二目标量化标准差值bj，通过第一目标量化标准差值aj和第二目标量化标准差值bj，经公式zs＝|aj-bj|/(aj bj)，得到湿地环境净化饱和适配度zs；
24.还将湿地环境净化饱和适配度zs与预期范围值zq进行比较，当zs＝zq时，则产生非最佳净化环境下的第一评估信号；反之，则产生非最佳净化环境下的第二评估信号；
25.还将生成的湿地环境净化饱和适配度zs、第一评估信号和第二评估信号发送给文本编辑单元。
26.进一步的，文本编辑单元的具体工作步骤如下：
27.当文本编辑单元接收到湿地整体真实评价值zs和第一评估信号后立即编辑第一
评估文本，第一评估文本为“在非最佳净化环境下湿地的湿地环境净化饱和适配度为zs，此时湿地环境长期处于动态净化饱和状态”；
28.当文本编辑模块接收到湿地整体真实评价值zs和第二评估信号后立即编辑第二评估文本，第二评估文本为“在非最佳净化环境下湿地的湿地环境净化饱和适配度为zs，此时湿地环境长期处于非动态净化饱和状态”；非最佳净化环境通常指较冷或较热引发的连锁反应；
29.且将编辑后的第一评估文本和第二评估文本发送到显示终端显示。
30.进一步的，湿地废水处理单元包括湿地废水处理单元包括湿地底基，所述湿地底基对称设置，所述湿地底基的顶端安装有湿地围框，所述湿地底基设有等比种植台和等比隔板，所述等比隔板和等比隔板之间间隙配合构成淤泥汇聚槽，所述等比种植台和等比隔板均设有多个，且等比种植台和等比隔板呈一一对应关系，所述等比种植台和等比隔板的高度均等量依次变小，所述淤泥汇聚槽适配有喷洒清洁组件，所述淤泥汇聚槽的底端贯通连接有地管，所述地管的另一端贯通连接有自吸输送器，所述自吸输送器上安装有控制阀，所述湿地围框贯通连接有废水进口，所述废水进口安装有节流阀，所述湿地围框固定等距安装有若干个分叉支柱，所述分叉支柱上安装有超声波传感器和温度传感器。
31.进一步的，所述喷洒清洁组件包括支撑板，所述支撑板固定设于两个湿地围框之间，所述支撑板的顶面中心处固定设有往复电机，所述往复电机的输出轴固定连接有第一转杆，所述第一转杆的顶部固定套设与均衡盘，所述均衡盘的两端固定连接有l形空心杆，所述l形空心杆的内端与支撑板抵接，所述l形空心杆的外端固定连接有空心斜杆，所述l形空心杆与空心斜杆贯通连接，所述空心斜杆的外端固定连接有空心连接杆，所述空心连接杆等距设有多个，所述空心连接杆与空心斜杆贯通连接，且空心连接杆与淤泥汇聚槽的数量相等，所述空心连接杆远离空心斜杆的一端固定设有空心刮板，所述空心刮板的两侧开设有喷孔，所述空心刮板相邻喷孔的两侧与淤泥汇聚槽滑动抵接，所述空心刮板的底端与淤泥汇聚槽的底壁滑动抵接，空心连接杆与空心刮板贯通连接。
32.进一步的，所述自吸输送器由汇聚壳、第二转杆、螺纹旋叶和伺服电机构成，所述第二转杆转动设于汇聚壳内，所述螺纹旋叶固定套设于第二转杆的外端，所述汇聚壳与地管固定连接，所述伺服电机固定设于汇聚壳的一端，所述第二转杆的一端贯穿汇聚壳的内壁延伸到其外部并与伺服电机的输出轴固定连接，所述控制阀设于伺服电机的相对端。
33.综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
34.1、本发明通过设置湿地废水处理单元、湿地信息采集单元、湿地基础运检单元、湿地深度运行单元和文本编辑单元，在使废水在湿地处进行自流动净化的基础上，通过对湿地处环境参数的信息采集、分析、对比和处理，并配合采集湿地净化能力，从而实现湿地处环境参数与湿地净化能力有机结合，使湿地达到最佳饱和状态，从而提高净化的效率和能力，解决了传统湿地无法对环境参数进行检测并处理，无法使湿地的净化处于实时饱和状态，造成传动湿地净化处理效率较低的问题；
35.2、本发明在实现湿地废水自流动净化处理的基础上，通过种植在等比种植台的植物对湿地废水内的固态废物进行多次分解，然后由于湿地废水自流动的作用，将分解后的固态废物进行逐级沉淀汇集到指定区，然后通过设置超声波传感器、喷洒清洁组件、地管和自吸输送器将达到沉淀高度的淤泥进行扬起、打散、吸取、回收，从而实现了湿地的固态废
物回收工作，保证工作的持续进行，解决了传统湿地当长时间运作后，造成淤泥沉淀较高，不便于清理，易造成环境污染的问题。
附图说明
36.图1示出了本发明的流程框图；
37.图2示出了湿地废水处理单元的示意图；
38.图3示出了湿地废水处理单元的局部剖面图；
39.图4示出了图2的a处局部放大图；
40.图5示出了自吸输送器的结构示意图；
41.图例说明：1、湿地底基；2、湿地围框；3、等比种植台；4、等比隔板；5、淤泥汇聚槽；6、喷洒清洁组件；7、地管；8、自吸输送器；9、废水进口；10、节流阀；11、分叉支柱；12、超声波传感器；13、温度传感器；14、控制阀；601、支撑板；602、往复电机；603、第一转杆；604、均衡盘；605、l形空心杆；606、空心斜杆；607、空心连接杆；608、空心刮板；609、喷孔；801、汇聚壳；802、第二转杆；803、螺纹旋叶；804、伺服电机。
具体实施方式
42.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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
43.实施例1：
44.如图1所示，一种整体式人工湿地废水处理系统，包括湿地废水处理单元、湿地信息采集单元、湿地基础运检单元、湿地深度运行单元和文本编辑单元；
45.湿地废水处理单元，用于湿地自流动净化湿地废水；
46.湿地信息采集单元，用于采集湿地废水净化环境信息和湿地淤泥沉淀信息并将其发送给湿地基础运检单元；
47.其中湿地废水净化环境信息由湿地废水区域范围内的外部平均温度、湿地废水区域范围内的内部平均温度、湿地废水区域范围内的植株总面积、湿地废水区域范围内的植株单位平均密度、湿地废水顶部含氧量和湿地废水底部含氧量构成；
48.湿地废水区域范围内的外部平均温度的升降会影响湿地废水区域范围内的内部平均温度的升降，湿地废水区域范围内的内部平均温度的升降会影响湿地环境内植株的生长，从而影响湿地废水区域范围内的植株总面积和湿地废水区域范围内的植株单位平均密度，当温度较高和较低均会影响湿地环境内植株的生长，而湿地环境内植株的生长会产生或消耗氧气，从而影响到湿地废水内的含氧量，含氧量的大小显然会影响到好氧菌或厌氧菌的多少，好氧菌生活在湿地废水的顶部，因此采集湿地废水顶部含氧量，厌氧菌生长在湿地废水的底部，因此湿地废水底部的含氧量，因此在湿地废水顶部种植光合作用的植物，在湿地废水底部种植呼吸作用的植物，且需要其根系发达，使根系更好捕捉分解废水内固体颗粒；
49.其中湿地淤泥沉淀信息为湿地淤泥沉淀单位时间均高、湿地废水透明度和湿地废
水进液量构成；
50.在湿地净化能力达到饱和后，其湿地废水进液量越多，其湿地净化固淤泥的能力就越差，湿地废水透明度就较低，造成其净化效果较差；因此需要通过湿地淤泥沉淀单位时间均高、湿地废水透明度和湿地废水进液量来整体性判断是否达到湿地净化饱和度；
51.湿地基础运检单元的具体工作步骤如下：
52.湿地基础计算单元实时接收到湿地废水区域范围内的外部平均温度、湿地废水区域范围内的内部平均温度、湿地废水区域范围内的植株总面积、湿地废水区域范围内的植株单位平均密度、湿地废水顶部含氧量和湿地废水底部含氧量将其分别标定为wa、wb、qa、qb、ca和cb，然后依据公式得到湿地整体环境瞬时净化因子a；其中e1、e2、e3、e4、e5和e6为权重修正系数，权重修正系数使模拟计算的结果更加的接近真实值，e1＞e2＞e3＞e4＞e5＞e6，e1 e2 e3 e4 e5 e6＝34.16；
53.其中湿地环境净化总体判断因子a，从环境相互关联性出发，以净化环境的整体性参数通过处理，从而实时检测出湿地整体性净化废水的效率和能力；
54.还将生成的湿地整体环境净化因子a与预设阈值a进行比较，当amin≤a＜amax时，则不产生控制信号，反之，则产生第一控制信号；
55.第一控制信号的产生说明环境使湿地整体净化能力变差，说明湿地处于非最佳净化环境下；
56.当湿地基础运检单元实时接收到湿地淤泥沉淀单位时间均高、湿地废水透明度和湿地废水进液量将其分别标定为h、m和l，然后依据公式得到湿地废水瞬时净化量b，其中e7、e8和e9为瞬时量化因子，瞬时量化因子使计算的结果更加的接近真实值，e9＞e8＞e7，且e9 e8 e7＝7.81；
57.还将湿地废水瞬时净化量b与预设值b进行比较，当b＞b时，则不产生控制信号，反之，则产生第二控制信号；第二控制信号产生后立即降低进水量，增加拉长处理废水的时间，直到湿地废水瞬时净化量b＞预设值b，使废水净化达到最佳；
58.其中产生第二控制信号则说明超过湿地瞬时净化能力，造成其废水透明度快速降低，其中湿地废水透明度0＜m＜1，且废水透明度越高，说明湿地废水越清澈，净化能力越好；
59.当生成第一控制信号时，将湿地整体环境瞬时净化因子a和湿地废水瞬时净化量b发送给湿地深度运行单元；
60.湿地深度评测单元的具体工作步骤如下：
61.湿地深度运行单元接收到湿地整体环境瞬时净化因子a和湿地废水瞬时净化量b后将其储存并生成湿地整体环境净化历史因子和湿地废水历史净化量；
62.然后提取若干个湿地整体环境净化历史因子和湿地废水历史净化量分别计算得到第一目标量化标准差值aj和第二目标量化标准差值bj，通过第一目标量化标准差值aj和第二目标量化标准差值bj，经公式zs＝|aj-bj|/(aj bj)，得到湿地环境净化饱和适配度
zs；
63.还将湿地环境净化饱和适配度zs与预期范围值zq进行比较，当zs＝zq时，则产生非最佳净化环境下的第一评估信号；反之，则产生非最佳净化环境下的第二评估信号；
64.还将生成的湿地环境净化饱和适配度zs、第一评估信号和第二评估信号发送给文本编辑单元：
65.当文本编辑单元接收到湿地整体真实评价值zs和第一评估信号后立即编辑第一评估文本，第一评估文本为“在非最佳净化环境下湿地的湿地环境净化饱和适配度为zs，此时湿地环境长期处于动态净化饱和状态”；
66.当文本编辑模块接收到湿地整体真实评价值zs和第二评估信号后立即编辑第二评估文本，第二评估文本为“在非最佳净化环境下湿地的湿地环境净化饱和适配度为zs，此时湿地环境长期处于非动态净化饱和状态”；非最佳净化环境通常指较冷或较热引发的连锁反应；
67.且将编辑后的第一评估文本和第二评估文本发送到显示终端显示；
68.第二评估文本使工作人员适当的调整对应的应对措施，例如，适当的增减植株、增减温度等，保证非最佳净化环境下湿地处于饱和净化状态；
69.工作原理：本发明通过设置湿地废水处理单元、湿地信息采集单元、湿地基础运检单元、湿地深度运行单元和文本编辑单元，在使废水在湿地处进行自流动净化的基础上，通过对湿地处环境参数的信息采集、分析、对比和处理，并配合采集湿地净化能力，从而实现湿地处环境参数与湿地净化能力有机结合，使湿地达到最佳饱和状态，从而提高净化的效率和能力，解决了传统湿地无法对环境参数进行检测并处理，无法使湿地的净化处于实时饱和状态，造成传动湿地净化处理效率较低的问题。
70.实施例2：
71.如图2-5所示，湿地废水处理单元包括湿地底基1，湿地底基1对称设置，湿地底基1的顶端安装有湿地围框2，湿地底基1和湿地围框2配合防止废水流出污染环境，湿地底基1设有等比种植台3和等比隔板4，等比隔板4和等比隔板4之间间隙配合构成淤泥汇聚槽5，等比种植台3和等比隔板4均设有多个，且等比种植台3和等比隔板4呈一一对应关系，等比种植台3和等比隔板4的高度均等量依次变小，等比隔板4用于限定废水的反应区域，等比种植台3用于种植不同的植株，通过将等比隔板4的高度等量依次变小形成高度差，实现废水的自流动，
72.淤泥汇聚槽5适配有喷洒清洁组件6，淤泥汇聚槽5的底端贯通连接有地管7，地管7的另一端贯通连接有自吸输送器8，喷洒清洁组件6用于刮擦淤泥汇聚槽5的底部，将其内沉淀的淤泥扬起，并喷洒清水，对其进行冲洗，然后自吸输送器8对淤泥进行吸取，使淤泥不会超过河床，导致废水流出，造成二次污染，自吸输送器8上安装有控制阀14，控制阀14用于关闭和打开清洁淤泥时的通路；
73.湿地围框2贯通连接有废水进口9，废水进口9安装有节流阀10，节流阀10用于控制废水进入到湿地的量，湿地围框2固定等距安装有若干个分叉支柱11，分叉支柱11上安装有超声波传感器12和温度传感器13，超声波传感器12采集了整个湿地的三维立体图，湿地的三维立体图扫描出湿地淤泥沉淀高度，扫描出废水体内的杂质，废水内的杂质越多，其透明度就越低，扫描出植株在等比种植台3的面积和密度，温度传感器13用于感应外部环境温
度，其他温度感应器分布于废水内，用于检测废水温度；
74.喷洒清洁组件6包括支撑板601，支撑板601固定设于两个湿地围框2之间，支撑板601的顶面中心处固定设有往复电机602，往复电机602的输出轴固定连接有第一转杆603，第一转杆603的顶部固定套设与均衡盘604，均衡盘604的两端固定连接有l形空心杆605，l形空心杆605的内端与支撑板601抵接，l形空心杆605的外端固定连接有空心斜杆606，l形空心杆605与空心斜杆606贯通连接，空心斜杆606的底端与支撑板601的顶端滑动抵接，空心斜杆606的外端固定连接有空心连接杆607，空心连接杆607等距设有多个，空心连接杆607与空心斜杆606贯通连接，且空心连接杆607与淤泥汇聚槽5的数量相等，空心连接杆607远离空心斜杆606的一端固定设有空心刮板608，空心刮板608的两侧开设有喷孔609，空心刮板608相邻喷孔609的两侧与淤泥汇聚槽5滑动抵接，空心刮板608的底端与淤泥汇聚槽5的底壁滑动抵接，空心连接杆607与空心刮板608贯通连接；
75.启动固定设于支撑板601中心处的往复电机602工作并控制其输出轴往复旋转，往复电机602的输出轴往复旋转后带动与其固定的第一转杆603往复旋转，第一转杆603往复旋转后带动与其固定套设的均衡盘604往复旋转，均衡盘604往复旋转后带动对称固定的两个l形空心杆605往复旋转，两个l形空心杆605此时沿湿地围框2做往复定弧长偏转，使l形空心杆605往复定弧长偏转得更加稳定均衡，l形空心杆605往复定弧长偏转后带动与其固定的空心斜杆606在等比隔板4的顶面往复滑动，空心斜杆606往复滑动后带动与其通过空心连接杆607固定的空心刮板608沿淤泥汇聚槽5做往复滑动，对淤泥汇聚槽5的底面进行刮擦，使淤泥汇聚槽5的沉淀淤泥被扬起推动，且同时打开两个l形空心杆605通过管道外接的水源，使被施加高压的清水进到l形空心杆605内，然后从l形空心杆605依次进入到空心斜杆606、空心连接杆607和空心刮板608，然后清水从空心刮板608的喷孔609喷出，对淤泥进行水压打散，使其更易被吸取；
76.自吸输送器8由汇聚壳801、第二转杆802、螺纹旋叶803和伺服电机804构成，第二转杆802转动设于汇聚壳801内，螺纹旋叶803固定套设于第二转杆802的外端，汇聚壳801与地管7固定连接，这里的地管7还可先汇聚为一条，然后再与汇聚壳801贯通连接，增强自吸输送器8的吸力，伺服电机804固定设于汇聚壳801的一端，第二转杆802的一端贯穿汇聚壳801的内壁延伸到其外部并与伺服电机804的输出轴固定连接，控制阀14设于伺服电机804的相对端，当淤泥被推动扬起打散后，打开控制阀14并启动伺服电机804工作，伺服电机804工作后其输出轴旋转并带动与其固定的第二转杆802旋转，第二转杆802旋转后带动与其固定套接的螺纹旋叶803旋转，螺纹旋叶803旋转后将进入汇聚壳801内的淤泥进行推出回收，当汇聚壳801内的淤泥被持续性推出后，其汇聚壳801内的淤泥变少，使汇聚壳801产生中空后产生负压吸力，汇聚壳801产生负压吸力后通过地管7吸取淤泥汇聚内被扬起打散后的淤泥，当淤泥持续性被收取时，高压清水还对淤泥汇聚槽5进行清洁；
77.本发明在实现湿地废水自流动净化处理的基础上，通过种植在等比种植台3的植物对湿地废水内的固态废物进行多次分解，然后由于湿地废水自流动的作用，将分解后的固态废物进行逐级沉淀汇集到指定区，然后通过设置超声波传感器12、喷洒清洁组件6、地管7和自吸输送器8将达到沉淀高度的淤泥进行扬起、打散、吸取、回收，从而实现了湿地的固态废物回收工作，保证工作的持续进行，解决了传统湿地当长时间运作后，造成淤泥沉淀较高，不便于清理，易造成环境污染的问题。
78.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。