一种微生态基质和污水净化装置的制作方法

本实用新型涉及一种水处理装置，具体涉及一种微生态基质和污水净化装置。

背景技术：

水环境是人居环境和生态环境的重要基础，而当今世界，水资源已成为一种紧缺的宝贵资源。目前，我国大多数城镇、农村地域面积较广，由于规划滞后、无序排污、治理缺失等原因，水环境质量普遍较差，已严重影响到城镇、农村居民的居住环境，继而影响到人们的身体健康。加强城镇、农村污水治理不仅关系到社会主义新农村建设和城乡一体化发展进程，也关系到由于发展工业而腾出环境容量等基础性问题，因而具有重大而深远的意义。

目前的城镇、农村，其污水主要由大量生活污水、工业废水和禽畜养殖废水构成，在现阶段未能分隔对单一污水水体实施独立有效处理的情况下，势必形成多种污染混合水域，对水资源和水环境造成更严重的破坏，因而对水资源的治理、修复难度也越来越大。

而目前城镇、农村的经济基础比较薄弱，在污水治理上，亟需开发建设成本少、运行成本低、处理效果好，并且适合分散型处理的治理技术。

现有的污水治理技术一般包括物理法、化学法和生物法，物理法和化学法都存在处理成本较高、处理效果及持续性较差，易于引发二次污染等问题，难以实现大规模的推广使用。因此，生物法以其建设成本、运行成本相对较低，无二次污染的优点而得到较为广泛地推广应用。生物法又分为湿地处理技术和微生物处理技术，比较而言，微生物处理技术在建设成本的投入上具有一定优势，但就目前城镇、农村的经济状况，仍然属于负担偏高。而且，对污水处理的效果还不够稳定。

专利号：ZL 2015 1 0025033.6采用点源处置的方式，在污水水域安装微生物菌群母液发生器，由自动运行程序控制器的调控，就地将一些污水吸入，经该发生器中新型生物填料与科学增氧及相关核心配置的共同作用，对原位土著微生物有选择性地进行激活、培殖，生成优良微生物菌株并进行驯化，进而以微生物菌群母液的形式回输到受污染水体。人为创造一个集中培养、驯化优良微生物菌落环境的载体，并在原位连续输送出优势微生物菌液，对污水就地进行修复处理。由于该项技术突破了污水生物处理的传统模式，微生物菌群母液发生器对微生物的培殖、驯化功能得以足够强化，微生物菌群母液输出后又在污染水体中得以成功构建微生物修复生态链，且投入成本和运行成本都较低，治理效果较为明显，设备运行持续稳定，操作维护简单方便，故从示范应用到推广应用都得到社会的高度好评和肯定，从而该项技术和产品明确定位应用于广大城乡分散型复合污染水体的修复。

为了保障优良微生物回输到受污染水体后，能趋于可控性、保持稳定性，发挥功能性，加速成功构建微生物修复生态链，提高微生物修复生态链的功能效率，考虑在被处理的污染水域构建微生态基质，形成与以微生物菌群母液发生器为内载体相对应的外载体，从而更有效承接微生物菌群母液发生器优良微生物菌群的输出，使其往复再繁殖、再降解的功能得以成倍放大，达到更快速、明显的修复处理效果。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种施工方便、与水体接触良好、成本低廉的微生态基质以及应用所述微生态基质的污水净化装置。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：一种微生态基质，所述微生态基质包括微生物载体和中心绳，多个所述微生物载体串连于中心绳上，所述中心绳的上端连接有浮体，所述中心绳的下端连接有坠块。

微生态基质的主体是在水体中呈立体分布的微生物载体，微生物载体沿垂直于水体方向分布于水体中，俯视看是每一个微生物载体都经过一个点呈放射状分布。为了使微生态基质能长期固定于水中某一固定位置的以及使该微生态基质垂直于水体分布，在所述微生物载体的上连接浮体，所述微生物载体的下端连接坠块。这样，当该串微生态基质被抛入水中后，坠块端自然坠入池底，浮体端自然向上浮至最高位或浮出水面，从而完成微生态基质的安装。

微生态基质是微生物的载体，为微生物和藻类呈高生物量的空间立体分布附着提供了一个空间载体，进而为菌藻共生系统的呼吸生存和繁殖、硝化、降解创造了必要的条件。微生态基质投入自然水体后在微生物、藻类、阳光等作用下，在微生物载体上逐渐附着上菌类、藻类，形成一个生物量远远高于天然水体的净水生态系统，此生态系统在太阳光的照射下，藻类光合作用产生氧气，氧气供微生物载体上附着的好氧微生物呼吸，好氧微生物代谢作用将水体中的营养物质、污染物转化为二氧化碳及水，从而实现水体的自净，它利用了好氧微生物的特性及藻类光合作用产氧的特性，好氧微生物和藻类两者共同结成一对，再和太阳光一起组成一个水质净化系统，它无需消耗电力曝气供氧，而是由太阳光为原动力而间接供氧。它没有外源的微生物投入，不至于造成生物入侵。微生态基质不溶于水，本身不造成水体污染。微生态基质为水体的自净提供了一种施工方便、价廉、比表面巨大、挂膜快速、生物量丰富，且与水体接触良好的生物载体。

优选地，坠块的密度大于2500kg/m³；这样坠块能带动微生态基质的一端很快坠入池底。更优选地，所述微生态基质的坠块由镀锌铁线加混凝土块或浸塑铁线加混凝土块组成。

优选地，所述微生物载体为纤维丝。纤维丝不溶于水，也不容易腐烂，不会造成水体的再次污染，比表面积大，与水体接触良好。

优选地，所述纤维丝的长度为200mm。综合使用效果和生产成本，当纤维丝的长度为200mm时最佳。

优选地，所述微生物载体为聚酯纤维丝。聚酯纤维丝不溶于水，不会腐烂，不会造成水体的再次污染，且生产成本低。

优选地，所述微生物载体通过绞织的方式固定在中心绳上。

优选地，所述中心绳为尼龙绳。为了使纤维丝沿水平及沿垂直方向均匀分布固定在尼龙绳上，用二股或三股尼龙绳将其绞织成为一串，上、下方各留一段尼龙绳用于绑结浮体和坠块。

优选地，所述浮体为聚酯泡沫；所述浮体为圆柱形或者圆球形，所述中心绳穿过所述浮体的几何中心。

本实用新型还提供了一种污水净化装置，包括上述微生态基质和微生物菌群母液培殖发生器，所述微生态基质位于所述微生物菌群母液培殖发生器的外周。

微生物菌群母液培殖发生器安装于水中，优选安装于水面，在其周边及外围布设微生态基质，发生器产生的微生物母液从水面输入污染水体，而微生态基质从水底到水面垂直于水体方向的立体分布，有利于菌群(微生物)呈现自上而下的附着。微生态基质是一种浸泡于水中提供微生物、藻类等附着生长以构建一个在水体中呈立体分布的水质净化微生态系统的净水装置。对于有机污染严重的水体，水中的溶解氧整体几乎为零，好氧微生物无法存活。但表面与空气接触形成氧覆盖的表层水尚有一定量的溶解氧。受有机污染严重的水体发黑发臭，透明度极低，阳光很难穿透水体到达水下，而水体表层是阳光能到达之处，因而安装于水面的微生物菌群母液培殖发生器和人工构筑于水体中的微生态基质，加上水面的溶解氧及水面的阳光，共同为水体自净过程最关键的微生物菌群及藻类创造了有利的条件。微生物菌群母液培殖发生器培植出优势的微生物母液并输送出微生物母液，微生态基质为微生物及藻类提供了附着的“床”，水表面微量的溶解氧为好氧微生物提供了氧气，太阳光提供了藻类产氧的源动力，随着菌藻共生系不断地向纵深生长，水体的水质自上而下逐步得到净化，随着水体透明度逐步提高，藻类从上到下逐渐地附着生长在微生态基质上并获得更多的日照，在阳光照射下藻类产生氧气供微生物呼吸，微生物在有氧代谢下消耗掉有机污染物，产生二氧化碳和水，藻类在日夜交替的阳光照射下，持续周期性地产氧、耗氧，微生物不断地利用水体中的溶解氧代谢净水，这样受有机污染的水体得到净化，同时沉积于底泥中的有机污染物也不断地被消耗掉，这样可做到治理水体有机污染而不必清淤，一箭双雕，节能高效，水与泥同治。随着水体中溶解氧的提高及毒物氨和硫化物的降低，原生动物、后生动物、鱼类等高等生物依期而至，形成一条净化修复生态链。另外，藻类在白天阳光的照射下产生氧，夜间由呼吸作用消耗氧，这样在微生态基质附着的藻类为硝化菌制造了一个交替厌好氧的微生态环境，提供了微生物硝化和反硝化的必备条件，因而又在硝化菌的代谢作用下实现水体的脱氮。

优选地，本实用新型所述微生物菌群母液培殖发生器为专利号：ZL 201510025033.6所述微生物菌群母液培殖发生器。

优选地，所述微生态基质均匀分布于微生物菌群母液培殖发生器的四周。微生态基质均匀分布于微生物菌群母液培殖发生器的四周有利于充分利用水域的空间。

优选地，所述污水净化装置包括多组微生态基质，每组微生态基质由至少一个微生态基质组成。

优选地，所述污水净化装置包括6组微生态基质，每组微生态基质包括6个微生态基质。当污水净化装置包括6组微生态基质，每组微生态基质包括6个微生态基质时，对局部水域的污水净化效果最佳。

优选地，所述微生物菌群母液培殖发生器中的上部设有排液口。所述排液口的作用是将微生物菌群母液培殖发生器中的微生物母液排出至水中。将排液口设置于微生物菌群母液培殖发生器的上部，可以使排出的微生物母液较多地分布在污染水体的上部，上部溶解氧更多，更有利于微生物的繁殖。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型提供了一种微生态基质和污水净化装置。与现有技术相比，本实用新型所述微生态基质具有以下优点：

1、本实用新型所述微生态基质为水体的自净提供了一种施工方便、价廉、比表面巨大、挂膜快速、生物量丰富，且与水体接触良好的生物载体。

2、本实用新型所述微生态基质上的微生物载体为附着于其上的微生物创造了呼吸生存和繁殖、硝化、降解的必要条件。藻类光合作用出现巨量放氧，在可控条件下的一定量藻类，经光合作用产生的氧气可以满足微生物硝化、降解的需氧量，因而实现了自然充氧增氧、自然繁殖代谢、自然硝化降解，而且连续不断、往复再现的生态链特征。

与现有技术相比，本实用新型所述污水净化装置具有以下优点：

1、本实用新型所述污水净化装置结合了本实用新型所述微生态基质和微生物菌群母液发生器，微生物菌群母液发生器具有培殖、驯化原位优质微生物菌群的功能，并能向受污染水体源源不断地输出这种优质微生物，同时又能衍生适量可控的藻类，在污染水体中成功构建微生物污水修复净化生态链，从而为污水的微生物治理提供了关键的主体条件；微生态基质，作为相对于微生物菌群母液发生器的外部微生物载体，能够主动式形成广泛的立体分布整体。经微生物菌群母液发生器培殖、驯化后输出的优良微生物和水体中的藻类能够在微生态基质上得到共同寄主的新载体，同时依照人工合理布局体现立体式科学分布，间接引导优势微生物均匀扩散，丰富生物量，并促使优势微生物增强活性，凸显其繁殖、降解功能的快速成倍放大，达到有效承接微生物菌群母液发生器微生物输出的功能优化。

2、本实用新型所述污水净化装置的能耗低。本实用新型所述污水净化装置可以在不需要能耗或极低能耗情况下(微生物菌群母液发生器单机24小时能耗仅为3度电)，完全依托自然能量转换增强微生物修复生态链的功能和效率，实现了高效率、低成本对复合污染水体的修复。

3、本实用新型所述污水净化装置的投资成本极低，操作简单方便。本实用新型所述污水净化装置可以针对具体水域，结合微生物菌群母液发生器的安装，或满足水域水流和排涝等要求，灵活进行多种形式的配置。

附图说明

图1为本实用新型所述微生态基质的一种实施例的结构示意图；

图2为本实用新型所述污水净化装置的一种实施例的结构示意图；

图3为本实用新型所述污水净化装置的一种实施例的主视图；

图4为本实用新型所述污水净化装置的一种实施例的仰视图。

其中：1、微生态基质；2、微生物菌群母液培殖发生器；3、进水口；4、排液口；11、绳结；12、浮体；13、中心绳；14、微生物载体；15、绳结；16、铁线；17、坠块。

具体实施方式

为更好的说明本实用新型的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例1

本实用新型提供的微生态基质的一种实施例，如图1所示，所述微生态基质包括中心绳13和微生物载体14，多个所述微生物载体14串连于中心绳13上，所述中心绳13的上端连接有浮体12，所述中心绳13的下端连接有坠块17。

如图1所示，微生物载体14的固定在中心绳13上，中心绳13的上端从圆柱形的浮体12的柱心穿过，通过绳结11将浮体12限位，中心绳13的下端连接坠块17，坠块17与中心绳13通过铁线16连接，铁线16通过绳结15限位。

较佳地，所述微生物载体14为纤维丝，所述纤维丝的长度为200mm。更佳地，所述微生物载体14为聚酯纤维丝。

较佳地，所述微生物载体14通过绞织的方式固定在中心绳13上。

较佳地，所述中心绳13为尼龙绳。为了使纤维丝沿水平及沿垂直方向的均匀分布地固定在尼龙绳上，用二股或三股尼龙绳将其绞织成为一串，上、下方各留一段尼龙绳用于绑结浮体12和坠块17。

较佳地，所述浮体12为聚酯泡沫；所述浮体12为圆柱形或者圆球形，所述中心绳13穿过所述浮体12的几何中心，所述浮体也可以为任意形状的聚酯泡沫。

较佳地，所述坠块17的密度大于2500kg/m³。更佳地，所述微生态基质的坠块17由镀锌铁线加混凝土块或浸塑铁线加混凝土块组成。

本实施例所述微生态基质，使用时，将组装好的微生态基质投入需要净化的水体中，坠块端自然坠入池底，浮体端自然向上浮至最高位或浮出水面，从而完成微生态基质的安装。微生态基质投入到需要净化的水体后在微生物、藻类、阳光等作用下，在纤维丝上逐渐附着上菌类、藻类，形成一个生物量远远高于天然水体的净水生态系统。

实施例2

本实用新型提供的污水净化装置的一种实施例，如图2～4所示所述污水净化装置包括微生态基质1和微生物菌群母液培殖发生器2，所述微生态基质1位于所述微生物菌群母液培殖发生器2的外周；所述微生物菌群母液培殖发生器2上设有进水口3和排液口4。

较佳地，所述微生态基质1均匀分布于微生物菌群母液培殖发生器2的四周。

较佳地，所述污水净化装置包括多组微生态基质，每组微生态基质包括至少一个微生态基质。更佳地，所述污水净化装置包括6组微生态基质，每组微生态基质包括6个微生态基质。所述污水净化装置也可以根据需要设置多组微生态基质，每组设置多个微生态基质。

较佳地，每组微生态基质由中的微生态基质的浮体串连于硬质塑料杆上。

较佳地，所述微生物菌群母液培殖发生器2中的上部设置排液口4。通过在所述微生物菌群母液培殖发生器2为上部外周向上设置环形浮箱(图中未示出)，环形浮箱使得微生物菌群母液培殖发生器2能够在污水水域水面上保持漂浮状态并达到平衡。

本实施例所述污水净化装置，使用时，将所述微生物菌群母液培殖发生器2投入水中，微生物菌群母液培殖发生器2部分浮于水面上，在微生物菌群母液培殖发生器2的周围布设多组微生态基质1。开启微生物菌群母液培殖发生器2，污水水域的污水从进水口3进入微生物菌群母液培殖发生器2中，微生物菌群母液培殖发生器2中培殖出更强活力、生物量更多的微生物菌群，富含优势微生物菌群的母液从排液口4排出。排液口4设置于微生物菌群母液培殖发生器2的上部，排出的微生物母液较多地分布在污染水体的上部，上部溶解氧更多，更有利于微生物的繁殖。

最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。