一种微生态滤床净水系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及的是一种净水系统，尤其是一种微生态滤床净水系统。
【背景技术】
[0002] 生态滤床净水系统是由微生态修复技术发展起来的模拟自然湿地的人工生态系 统，由人工建造、监督控制，利用生态系统中的物理、化学和生物的三重协同作用，通过过 滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对污水的高效净化。与自然湿地生 态系统相比，生态滤床净水系统无论在地点的选择、负荷量的承载上，还是在可控性和对污 水的处理能力上，都大大超过了自然湿地生态系统。
[0003] 微生态修复技术起源于欧洲，其原始母版技术为生态湿地生态工程学。微生态滤 床技术由水生景观植物和生态基质层两大系统组成，是集环境工程学、结构工程学、生态林 业学之成果，用于水体生态处理和修复的综合性新学科。利用两大系统共同营造的生态系 统，综合物理、化学、生物等处理因素并放大功效，使水净化工艺达到最大化。
[0004] 采用人工湿地净化废水始于20世纪50年代德国的马普研究所，1974年德国开始第 一个人工湿地的试验，运行结果相当理想。19 9 0年，欧共体水污染控制联合会（T h e European Community/European Water Pollution Control Association)出版了人工湿 地的使用指南，当时包括奥地利、丹麦、西德和瑞典在内的许多欧洲国家建立了 500多个人 工湿地。而早在20世纪70年代，美国洛杉矶的Wolverton和加利福尼亚的Gersberg也开始了 对人工湿地的研究。田纳西河流域管理局（The Tennessee Valley Authority)(TVA)1988 年出版了人工湿地设计手册，其中包括了新设计标准。随着美国国家科学基金会、美国国家 航空航天局、美国环保局、美国陆军工程兵团、美国内政部和美国农业部（National Science Foundation、National Aeronautics and Space Administration、 Environmental Protection Agency、U.S. Army Corps of Engineers、U.S. Dept. of the Interior和the U.S. Dept, of Agriculture)等的成立，不断丰富了人工湿地的使 用。
[0005] 美国东部有400多个废水排放点是通过人工湿地系统处理后再进入地下水河口、 河流和湖泊的。在密歇根、威斯康辛、佛罗里达、俄勒冈、田纳西州等地通过湿地系统处理了 大量的城市和工业废水、城市暴雨水、农业径流水酸性矿坑水等。美国政府对于人工湿地建 设给予了充分的支持。此外美国还出版发行了一些有关人工湿地建设的设计导则和指南为 人工湿地建设提供合理的技术方案。而在欧洲一些国家，人工湿地已经进入到普通百姓家 庭真正实现了湿地为人类服务。
[0006] 我国在"七五"期间开始人工湿地的研究工作。国家环保局华南环保所在深圳白坭 坑建造了占地面积为12.6hm2、处理规模为3100m 3/d的碎石床人工湿地示范工程;北京市环 保所在北京市昌平县建成了处理规模为500m3/d的芦苇湿地处理系统示范工程;天津市环 保所建成了实验室规模的人工湿地研究系统，并在1987年建成了我国第一个占地6hm 2、处 理规模为1400m3/d的芦苇湿地工程。此外，已有不少单位对人工湿地处理系统的机理、设计 及有关问题开展了初步的研究工作。作为一种具有优良特性的污水处理新技术，对于我国 日益严重的水污染现状，不失为一种适宜的处理技术，但推广到一定程度的时候，又因为其 占地面积较大、出水水质不稳定等因素，限制了人工湿地的推广应用。
【发明内容】
[0007] 本实用新型的目的是针对上述不足之处提供一种微生态滤床净水系统，系统由水 生景观植物和生态基质层两大部分组成，污水在流经该系统时，各种污染物在经过基质吸 附、过滤、挥发、蒸腾、沉淀等物理过程，及微生物的转化、氧化分解、还原、吸收等生化过程 后，最终从水体中移出，以达到净化污水的目的。
[0008] -种微生态滤床净水系统是采取以下技术方案实现的：
[0009] -种微生态滤床净水系统由水生景观植物层和生态基质层两部分组成，水生景观 植物层位于生态基质层上部，生态基质层位于生态滤床底部;所述生态基质层从下至上依 次为防渗层和基质层，根据不同地质情况，防渗层能单独采用黄土层、高密度聚乙稀(HDPE) 或土工布，也能根据实际组合使用，强化防渗效果。
[0010] 所述的基质层为透水性基质层，是微生态滤床的核心部分。基质层分别采用不同 粒径的生态填料填充，根据处理水质要求配置不同填料层基质及层高，基质层作用在于为 水生、沼生、湿生植物生长提供所需要的基质，为污水在其中渗流提供良好的水力条件，为 微生物提供良好的生长载体。基质层的基质还可以吸附污染物。
[0011] 水生景观植物层由水生、沼生与湿生植物组成，所述水生、沼生与湿生植物采用适 合在饱和水和基质中生长的植物;在生态湿地中采用高等水生维管植物，如芦苇、香蒲、菖 蒲、黄菖蒲、美人蕉等，一般要求湿地植物耐污染能力强、根系发达、茎叶茂盛、抗病虫害能 力强、有一定的经济价值的植物和具有美化环境的功能。一般在保证处理能力的前提下，尽 量选择本土生长的水生、沼生与湿生植物。这样能较好的适应当地的气候、土壤等条件，同 时还应考虑植物在生态湿地建设地点的越冬能力。
[0012] 在微生态滤床中的植物淹没的水下茎、枯枝落叶层、基质层中还发育大量的微生 物，有助于降解有机污染物。
[0013] 滤床底部的沉积污泥层，在厌氧状态下由微生物代谢作用产生的粘稠分泌物和形 成的多糖形成天然防渗层。
[0014] 所述防渗层阻止污水向地下水体的垂直渗透与地表水体侧向渗透，避免污染地下 水与地表水。这些对于某些可能造成地下水污染的工业废水来说十分重要。
[0015] 污水在流经该系统时，各种污染物在经过基质吸附、过滤、挥发、蒸腾、沉淀等物理 过程，及微生物的转化、氧化分解、还原、吸收等生化过程后，最终从水体中移出，以达到净 化污水的目的。
[0016] 整个水处理过程综合了好氧、兼氧、厌氧三种反应。在植物根区的氧气由根部释放 出来并在周围形成一个环状的有氧区域。离根部较远处，由于生化有氧变化对氧气的需求 (B0D)而使该区域的氧气浓度减少为零。富氧区的半径由氧气的需求量(B0D)决定。当高B0D 的污水流经时，富氧区半径减小以满足需氧量，当低B0D的污水流经时，富氧区半径增大。好 氧细菌和厌氧细菌的比例随着污水浓度、承载率、植被床和根部的深度变化而变化。根部区 域是一个复杂多变的微生态系统，无机化学反应、根系呼吸、有机微生物转化都与污水处理 的最终出水质量相关。
[0017] -种微生态滤床净水系统技术特点：
[0018] 1、合理分配好氧、兼氧、厌氧三块反应区，促使硝化、反硝化反应能同时同比进行， 除氣率尚；
[0019] 2、无曝气等机械设备，整个系统自动运行，无需专业化设备和专人管理，使用寿命 长，可达到50年以上；
[0020] 3、整个微生态滤床系统不含泥土，采用新型生物亲和介质及配比，显著提高生物 除污效率，运行稳定且表面干燥无积水，不易滋生蚊虫，与周边景观配合度高，出水水质可 达国家Π 类水质标准且出水水质稳定，技术水平远远领先于传统湿地；
[0021 ] 4、不使用化学药剂，不会产生二次污染，具备良好的生态安全性；