一种生态净水系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种生态净水系统，包括垂直水流方向并布置于水中的至少一个净水坝，所述净水坝包括平行设置的至少一排第一净水坝和至少一排第二净水坝；所述第一净水坝由净化石笼构成，该净化石笼内设有生物膜载体，该生物膜载体上附着有由生物制剂制成的生物膜，所述生物制剂是通过若干株活性微生物复合培养而成；所述第二净水坝由净化格栅笼构成，该净化格栅笼上固定有微生物。本系统净化效率高，净化彻底，提高水质，投资和运行费用低，施工方便，具有挂膜效果好、不会对环境造成二次污染。
【专利说明】
一种生态净水系统
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种净化系统，具体涉及一种河流生态净水系统。
【背景技术】
[0002]随着国家经济的快速发展，污水收集和处理设施严重滞后，造成大量污水直接入河，目前大部分河流成为黑臭水体，水质标准也不能满足断面考核的要求，因此需采取措施进行治理。
[0003]现在常用的河水净化处理措施主要有管道截污、分散修建小型污水处理站和磁分离临时治污措施这三种。但现有的以上三种污水处理方法中仍存在管道截污的管网投资较大、城区或其它建筑物密集的区域拆迀量较大、一般需随区域规划实施、实现规划的周期较长等不足。分散建处理站缺点是投资和运行管理费用较大，占地问题也不容易解决。磁分离技术仅能去除一部分不溶解污染物，氨氮和总磷的去除率极低，出水水质仍然为劣V类水质，远远满足不了考核的水质要求，并且容易产生大量的化学污泥对环境造成二次污染。
[0004]因此如何充分利用河道的特点，研究开发一种低成本，实施简单，适合城市河湖使用，并且零污染的河湖污水净化系统是非常必要的。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种生态净水系统。本发明的目的是通过以下技术方案来实现:
[0006]—种生态净水系统，包括垂直水流方向并布置于水中的至少一个净水坝，所述净水坝包括平行设置的至少一排第一净水坝和至少一排第二净水坝；
[0007]所述第一净水坝由净化石笼构成，该净化石笼内设有生物膜载体，该生物膜载体上附着有由生物制剂制成的生物膜，所述生物制剂是通过若干株活性微生物复合培养而成；
[0008]所述第二净水坝由净化格栅笼构成，该净化格栅笼上固定有微生物，该微生物包括厌氧微生物、好氧微生物以及兼性微生物;净化格栅笼内种植有水生植物，利用水生植物根系对氧的传递和释放，使净化格栅笼周围的环境中依次呈现出好氧、缺氧和厌氧状态。
[0009]进一步地，所述生物制剂中活性微生物包括放线菌和芽孢菌;所述生物制剂中活性微生物的浓度为2?20亿/g。
[0010]进一步地，所述生物制剂中活性微生物还包括丝状细菌、芽孢杆菌属、光合细菌、酵母菌、霉菌、后生动物、硝化细菌、反硝化细菌、变形杆菌、假单胞菌、不动杆菌、假单胞菌、气单胞菌、多种酵母菌以及脱硫弧菌中的至少一种。
[0011]进一步地，所述芽孢菌为芽孢杆菌。
[0012]进一步地，所述丝状细菌包括球衣细菌和白硫细菌属，所述光合细菌包括红假单胞菌属和红螺菌属，所述霉菌包括青酶、毛酶和地酶，所述后生动物包括轮虫和线虫。
[0013]进一步地，所述生物制剂中还包括复合酶;所述复合酶包括纤维素酶、蛋白酶和淀粉酶中的至少一种。
[0014]进一步地，所述生物制剂中活性微生物是通过载体结合法和/或联合固定化技术附着于生物膜载体上。
[0015]进一步地，所述生物膜载体为多孔材料;所述多孔材料包括加工处理后的建筑垃圾，该建筑垃圾包括碎石、块石、角砾、圆砾和废弃块。
[0016]进一步地，所述多孔材料还包括石英砂、活性炭、陶粒、火山岩、锰砂、海绵铁、无烟煤、鹅卵石、纤维球、硅藻土、多孔玻璃、沸石、新砖、新混凝土、中砂以及粗砂中的一种或几种。
[0017]进一步地，所述净化格栅笼内设有填料，所述水生植物种植于填料上，(水生植物的植株伸出水面)，所述水生植物为包括菖蒲、千屈菜在内的挺水植物；
[0018]进一步地，所述净化石笼顶部也可种植植物；
[0019]进一步地，所述填料为球形填料，其直径为Imm?80mm，优选5mm?50mm;所述生物膜载体为球形载体，其直径为50mm?200mm。
[0020]进一步地，所述第一净水坝设有两排，两排第一净水坝之间设有第二净水坝；
[0021]进一步地，所述第一净水坝的高度(即净化石笼的高度)为0.5m?1.0m，两排第一净水坝的距离为5?20m。
[0022]本发明提供了一种生态净水系统，其主要具有的有益效果为:
[0023]本系统对河水进行净化除污，有效的去除水体内的氨氮和有机污染物，增强河流的自净能力，可以为河道的水体提供自然净化的环境，也可为水生动物提供必要的栖息环境，防止水体富营养化，提高河道的景观效果。
[0024]本系统的投资和运行费用低，施工方便，具有挂膜效果好、除污效果明显、微生物生长繁殖迅速等优点，通过对水深、流速和停留时间进行控制，增加河水的大气富氧效果，为微生物和水生动植物的充分生长提供有利条件，本发明对河道污水的净化除污效果明显，利用微生物净化处理方式，不会对环境造成二次污染。
【附图说明】
[0025]下面根据附图对本发明作进一步详细说明。
[0026]图1是本发明实施例所述的生态净水系统的结构示意图；
[0027]图2是本发明实施例所述的生态净水系统的效果图。
【具体实施方式】
[0028]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0029]在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“垂直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0030]在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0031]本发明实施例所述的一种生态净水系统，包括垂直水流方向并布置于水中的至少一个净水坝，使其在河道中形成一道拦水坝，所述净水坝包括平行设置的至少一排第一净水坝I和至少一排第二净水坝2 ；
[0032]所述第一净水坝I由净化石笼构成，该净化石笼内设有生物膜载体，该生物膜载体上附着有由生物制剂制成的生物膜，所述生物制剂是通过若干株活性微生物复合培养而成；
[0033]所述第二净水坝2由净化格栅笼构成，该净化格栅笼上固定有微生物，该微生物包括厌氧微生物、好氧微生物以及兼性微生物;净化格栅笼内种植有水生植物，利用水生植物根系对氧的传递和释放，使净化格栅笼周围的环境中依次呈现出好氧、缺氧和厌氧状态。
[0034]当河水流过拦水坝层时，生物膜中活性微生物开始作用，对河水进行净化除污，有效的去除水体内的氨氮和有机污染物，增强河流的自净能力，可以为河道的水体提供自然净化的环境，也可为水生动物提供必要的栖息环境，防止水体富营养化，提高河道的景观效果O
[0035]作为进一步优选的实施方式，所述生物制剂中活性微生物的浓度为2?20亿/g，优选5?10亿/g中的任意数值。
[0036]作为进一步优选的实施方式，所述生物制剂中活性微生物包括放线菌和芽孢菌；所述芽孢菌优选为芽孢杆菌。
[0037]作为进一步优选的实施方式，生物制剂中的活性微生物还可包括丝状细菌、芽孢杆菌属、光合细菌、酵母菌、霉菌、后生动物、硝化细菌、反硝化细菌、变形杆菌、假单胞菌、不动杆菌、假单胞菌、气单胞菌、多种酵母菌以及脱硫弧菌中的至少一种微生物，优选包括这些种类中的至少5种，例如包括所有这些微生物。
[0038]作为进一步优选的实施方式，上述的丝状细菌包括球衣细菌和白硫细菌属等，所述光合细菌包括红假单胞菌属和红螺菌属等，所述霉菌包括青酶、毛酶和地酶等，所述后生动物包括轮虫和线虫等。
[0039]作为进一步优选的实施方式，生物制剂中还包括复合酶;所述复合酶包括纤维素酶、蛋白酶、固氮酶、溶菌酶、漆酶和淀粉酶中的至少一种，优选包括这其中的两种或三种或全部的复合酶。
[0040]作为进一步优选的实施方式，所述生物制剂中活性微生物是通过载体结合法和/或联合固定化技术附着于生物膜载体上。
[0041]载体结合法是基于活性微生物与生物膜载体之间通过物理吸附、离子结合、共价结合及生物特异性吸附等作用将微生物固定在非水溶性的生物膜载体上的方法;所述联合固定化是指将多种复合酶和多种微生物细胞与载体联合固定在一起。促进微生物在载体表面的生长和固定，并可在短时间内达到水质净化所需要的生物量，从而达到污水净化的目的。
[0042]作为进一步优选的实施方式，所述生物膜载体为多孔材料。
[0043]作为进一步优选的实施方式，所述多孔材料包括加工处理后的建筑垃圾，该建筑垃圾包括碎石、块石、角砾、圆砾和废弃块等中的一种或几种，具体可根据实际情况而定，哪种建筑垃圾容易获得就用哪种;所述的废弃块可以为使用后的混凝土块等建筑上的废弃物。
[0044]采用建筑垃圾来加工制备生物膜载体，具有投资和运行费用低，微生物挂膜效果好，不会对环境造成二次污染，水体净化除污效果明显的优点;通过对水流的流速和停留时间进行控制，增加河水的大气富氧效果，为微生物的充分生长提供有利条件。
[0045]上述由建筑垃圾加工成成品多孔材料的孔隙率在5% -80 %之间便可。
[0046]作为进一步优选的实施方式，所述多孔材料还包括石英砂、活性炭、陶粒、火山岩、锰砂、海绵铁、无烟煤、鹅卵石、纤维球、硅藻土、多孔玻璃、沸石、新砖、新混凝土、中砂以及粗砂中的一种或几种，在采用建筑垃圾制备生物膜载体时，最好同时添加这些成分中的一种或几种或全部，优选活性炭、海绵铁、无烟煤、陶粒、硅藻土和多孔玻璃等，能够增加净化效率，提高净化后的水质。
[0047]作为进一步优选的实施方式，所述净化格栅笼内设有填料，所述水生植物种植于填料上，水生植物的植株伸出水面，所述水生植物为包括菖蒲、千屈菜等在内的挺水植物；通过格栅笼上进行微生物固定，利用格栅笼内部植物根系对氧的传递和释放，使其周围的环境中依次呈现出好氧、缺氧和厌氧状态，充分利用高效好氧微生物、厌氧微生物、除磷菌、亚硝化细菌和硝化细菌等微生物的作用净化污水，用最少的运行费实现最优的净化效果。保证了河水中的氮、磷不仅能够被植物和微生物作为营养成分而直接吸收，而且还可以通过硝化、反硝化作用及微生物对磷的过量积累作用将其从水体中去除。
[0048]所述净化石笼顶部也可种植植物;增加净化效果和景观效果。
[0049]格栅笼和石笼内载体或填料间的大量空隙还可起到鱼巢作用，从而为水生动物也提供了栖息空间，最终实现水生动物、水生植物和高效微生物于一体的高效净化系统。
[0050]所述填料为球形填料，其直径为Imm?80mm，优选5mm?50mm，更有选为20mm?30mm ；所述生物膜载体为球形载体，其直径为50mm?200_。
[0051]作为进一步优选的实施方式，所述第一净水坝设有两排，两排第一净水坝之间设有第二净水坝，第二净水坝为一个或两个，优选一个。
[0052]作为进一步优选的实施方式，所述第一净水坝的高度(即净化石笼的高度)为0.5m?1.0m，具体可根据水深等情况来调节高度;两排第一净水坝之间的距离为5?20m，根据具体情况调节。
[0053]作为进一步优选的实施方式，格栅笼和石笼由六角格宾网联结而成，表面保护涂PVC，可以有效防止河水的腐蚀。施工中只需将净化球装入笼中封口即可，全部工作均可以带水作业，不需要将河水截流或导流。
[0054]具体实施时，本发明主要应用于水环境污染治理，其主要是采用有效微生物菌群技术，利用细菌的互生和共生作用，人工强化微生物对污染物的分解氧化和吸收能力，提高水体净化效能。
[0055]本发明所用的活性微生物所含菌的属类多、浓度高、活性强、成活率高，成品成孢率达95%以上。所用的活性微生物为菌种粉，该菌种粉为超浓缩、多功能活性干粉剂，贮存时间长，对环境和与之接触的人畜均无害，并已取得中国环境科学学会颁发的《环境友好型技术产品》认证证书、环境管理体系认证证书及职业健康安全管理体系认证证书。
[0056]本
【申请人】生产的含有活性微生物生物制剂在水质净化过程中具有三方面的作用:
[0057]①可以迅速降解和吸收引起藻类大量产生的氮、磷等污染物，从而阻断藻类对氮、磷的利用;②在降解和吸收水中氮、磷的同时分泌出一种抑制藻类生长的生物酶，抑制藻类大量繁殖;③能有效的分解氧化和吸收水体中氮、磷、碳等营养性物质，对增加水体透明度，消除水体异味，创造适宜高等水生植物栽种和生长的环境，具有显著的功效。
[0058]本发明中的净化系统与其他净化工艺和技术相比主要具有以下优点:①该工艺治理的微污染河流湖泊，其水质可稳定保持在国颁地表水环境质量(GB3838-2002)湖泊类ΙΠ-1V类标准。②净化过程包括了物理、化学、生物和水力等诸多过程，不仅有显著的氧化性能，并具有去除传统工艺所无法去除的氮、磷等有机污染物及藻类之新型功能。③管理简便、耐冲击负荷、净化效果稳定。④建设费用低、基本无运转费用。
[0059]最后应说明的是:以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
【主权项】
1.一种生态净水系统，包括垂直水流方向并布置于水中的至少一个净水坝，其特征在于:所述净水坝包括平行设置的至少一排第一净水坝和至少一排第二净水坝； 所述第一净水坝由净化石笼构成，该净化石笼内设有生物膜载体，该生物膜载体上附着有由生物制剂制成的生物膜，所述生物制剂是通过若干株活性微生物复合培养而成； 所述第二净水坝由净化格栅笼构成，该净化格栅笼上固定有微生物，该微生物包括厌氧微生物、好氧微生物以及兼性微生物;净化格栅笼内种植有水生植物，利用水生植物根系对氧的传递和释放，使净化格栅笼周围的环境中依次呈现出好氧、缺氧和厌氧状态。2.根据权利要求1所述的生态净水系统，其特征在于:所述生物制剂中活性微生物包括放线菌和芽孢菌;所述生物制剂中活性微生物的浓度为2?20亿/g。3.根据权利要求2所述的生态净水系统，其特征在于:所述生物制剂中活性微生物还包括丝状细菌、芽孢杆菌属、光合细菌、酵母菌、霉菌、后生动物、硝化细菌、反硝化细菌、变形杆菌、假单胞菌、不动杆菌、假单胞菌、气单胞菌、多种酵母菌以及脱硫弧菌中的至少一种。4.根据权利要求3所述的生态净水系统，其特征在于:所述芽孢菌为芽孢杆菌； 所述丝状细菌包括球衣细菌和白硫细菌属，所述光合细菌包括红假单胞菌属和红螺菌属，所述霉菌包括青酶、毛酶和地酶，所述后生动物包括轮虫和线虫。5.根据权利要求4所述的生态净水系统，其特征在于:所述生物制剂中还包括复合酶；所述复合酶包括纤维素酶、蛋白酶、固氮酶、溶菌酶、漆酶和淀粉酶中的至少一种。6.根据权利要求5所述的生态净水系统，其特征在于:所述生物制剂中活性微生物是通过载体结合法和/或联合固定化技术附着于生物膜载体上； 所述生物膜载体为多孔材料。7.根据权利要求1所述的生态净水系统，其特征在于:所述多孔材料包括加工处理后的建筑垃圾，该建筑垃圾加工成成品多孔材料的孔隙率在5 %-80%；该建筑垃圾包括碎石、块石、角烁、圆烁和废弃块中的至少一种。8.根据权利要求7所述的生态净水系统，其特征在于:所述多孔材料还包括石英砂、活性炭、陶粒、火山岩、锰砂、海绵铁、无烟煤、鹅卵石、纤维球、硅藻土、多孔玻璃、沸石、新砖、新混凝土、中砂以及粗砂中的一种或几种。9.根据权利要求1所述的生态净水系统，其特征在于:所述净化格栅笼内设有填料，所述水生植物种植于填料上，所述水生植物为包括菖蒲、千屈菜在内的挺水植物； 所述净化石笼顶部也可种植植物； 所述填料为球形填料，其直径为Imm?80mm;所述生物膜载体为球形载体，其直径为50mm?200mmo10.根据权利要求9所述的生态净水系统，其特征在于:所述第一净水坝设有两排，两排第一净水坝之间设有第二净水坝； 所述第一净水坝的高度为0.5m?1.0m，两排第一净水坝的距离为5?20m。
【文档编号】C02F3/34GK105836900SQ201610390869
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年6月3日
【发明人】张博鑫
【申请人】北京荣蒂盛环境科技有限公司