专利名称：一种佛座莲饮用水生态修复和过滤系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种生物水质净化系统，具体的说是一种利用佛座莲净化受富营养化污染的饮用水的生态修复和过滤系统。
背景技术：
根据国家环保局近年公布的资料，我国河流、湖泊富营养化问题非常普遍，由于富营养化问题导致水质恶化，使不少湖泊难以继续为周边城市提供足够的清洁生活用水，城市用水成本增加。河流、湖泊富营养化的直接后果，是浮游藻类大量繁殖，水中有机质和各种悬浮物质增加，这种情况如不能得到有效控制，将会带来自来水厂过滤系统堵塞的问题， 有可能造成自来水厂停运的风险。
富营养化水体中悬浮物质主要由藻类生长产生，即包含生活着的浮游水藻，也包含死亡藻类的残留物质，而水中的营养盐如磷酸根和硝酸盐可进一步促进浮游水藻的生长。一些科研单位采用絮凝剂和杀藻药物对水质进行控制，由于不能有效削减水中营养盐， 尤其是底泥这一内源，使得营养盐不断从底泥中释放，积累于水体中，促进水藻再次发生， 被杀死水藻不久又死灰复燃，往往难以起到长期效果；一些科研单位采用疏浚底泥的办法， 由于该措施对水中营养盐削减能力弱，而工程本身对底泥表面生态系统破坏严重，又削弱了水体自身的净化能力，加之底泥疏浚工程浩大，费用高昂，难以大面积应用，效果也不佳。
近年来，一些科研单位对采用经济作物净化水体的效果和潜力展开研究，试图采用经济作物吸收水中的营养盐，抑制水藻生长，其中影响比较大的是水培水稻浮床系统。但是由于湖泊中营养盐虽然相对于水藻这类适应低营养盐环境的植物种类是高的，对水稻这类早已为人们所驯化的植物种类而言，往往因营养盐浓度过低而生长不良。因此实际应用效果并不好，难以在中试规模上见到希望。
水生大型漂浮植物是一类比较特殊的植物，它们生长在水中，但并不扎根于土壤，而是随波逐流，四处漂游，由于这一原因，它们的根并不起固定作用，而是它们的养分收集器官，可以从水中收集浓度极低的营养盐，满足自身的生长需要。另外，其根系往往二级根发达，构成很大的吸附表面，易于吸附水中的悬浮物质，对水中的营养盐进行富集。 已经报道的研究表明，水生大型漂浮植物可以有效净化农田面源污染引起的氮磷污染，对水质起到净化作用。同时水生大型漂浮植物还具有抑制藻类生长，去除水中漂浮藻类的作用。它们抑制藻类，净化水质的机理主要有以下方面1、能够适应很低的营养盐环境，从水中收集微量的营养盐，降低生长水域营养盐浓度，通过营养盐的竞争抑制水生藻类的繁殖； 2、分泌抑藻物质，抑制藻类繁殖；3、通过遮光作用，抑制甚至杀灭水中的浮游藻类；4、通过根系强大的吸附作用，吸附去除水中的悬浮有机和无机物质，净化水质。因此，水生大型漂浮植物是一种理想的对富营养化水域进行生态修复的植物材料。
但是长期以来，由于水生大型漂浮植物生长迅速，在富营养化环境下更是如此，尤其是水葫芦这种植物，个体大，难收集，死亡后腐烂迅速，易造成水中耗氧物质快速增加，水质恶化，在人们印象中造成很不好的影响。虽然也有人建议利用水葫芦净化水质，但是并未见实际应用。因此合理应用水生大型漂浮植物净化水质的关键，首先是选择合适的植物种类，并在水质生态净化系统中合理运用。发明内容
本发明的目的是为解决上述技术问题的不足，提供一种佛座莲饮用水生态修复和过滤系统，利用生物学和生态学原理，通过对水生漂浮植物和陆生牧草的适当组合，实现水质的净化，运行和维护成本低，出水水质好。
本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是一种佛座莲饮用水生态修复和过滤系统，其特征在于该系统包括多个U形净化池和一个沙滤池；在U形净化池的一端设有进水口，另一端设有出水口，U形净化池的进水口通过抽水泵连接至水源地，U 形净化池的出水口通过导流管道连通至沙滤池的一端，在沙滤池的另一端设有渗水口，从导流管道排出的水流过沙滤池后从渗水口排出；所述U形净化池的宽度为10m，深度为0. 8m-1. 5m，总长度为2000m，进水口和出水口每小时的通水量均不超过U形净化池容积的1/ ，在U形净化池内种植有佛座莲，佛座莲均勻分布在U形净化池内的水面上，并能够遮挡90%的水面；所述的沙滤池的长度为50m，宽度为10m，深度为2m，在沙滤池的底部铺设有过滤料层， 铺设的过滤料层上均勻的种植有黑麦草，所述的过滤料层由河沙和活性炭混合构成；沙滤池内的水位不超过过滤料层的上表面。
所述沙滤池中过滤料层的高度为1. 4m-l. 8m。
所述沙滤池中过滤料层中河沙和活性炭的比例为2:1。
所述沙滤池的渗水口处设有滤网。
所述导流管道上设置有控制阀。
本发明的有益效果是1、去除浮游藻类和悬浮杂质，净化水质。佛座莲强大的根系可有效吸附过滤水中的杂质，并在根系表面分解净化；密布水面的佛座莲通过遮光作用杀灭水中的浮游藻类，并通过沉淀作用，根系吸附作用而去除；水中少量的营养盐，如磷酸根、硝酸盐等也可通过佛座莲的吸收作用而去除。经过环形水质净化系统的初步处理后，水中所含的微量污染物质则可以通过过滤系统进一步得到净化。
2、环形水质净化系统中生产的佛座莲、过滤系统中生产的黑麦草，都是优质青饲料，可供应当地养殖场，从而产生一定的经济效益。
3、本系统主要利用生物学和生态学原理，通过对水生漂浮植物和陆生牧草的适当组合，实现水质的净化，运行和维护成本低，出水水质好，尤其适合小型城镇地区解决水质问题。
图1是本发明具体实施方式
的结构示意图。
图中标记1、U形净化池，2、沙滤池，3、水源地，4、抽水泵，5、导流管道，6、控制阀。
具体实施方式
如图所示一种佛座莲饮用水生态修复和过滤系统，包括多个U形净化池1和一个沙滤池2，本实施例包括有两个U形净化池，两个U形净化池1并联设置。在U形净化池 1的一端设有进水口，另一端设有出水口，两个U形净化池1的进水口通过管道和抽水泵4 连接至水源地3，两个U形净化池1的出水口分别通过两根导流管道5连通至沙滤池2的一端，在沙滤池2的另一端设有渗水口，从导流管道5排出的水流过沙滤池2后从渗水口排出；所述U形净化池1的水道宽度为10m，水道深度为0. 8m-l. 5m，可采用0. 8m、1. 2m或者 1. 5m, U形净化池1从进水口到出水口的水道总长度为2000m，U形净化池1的进水口和出水口每小时的通水量均不超过U形净化池1容积的1/24，保证进入U形净化池1的水在U 形净化池1内的停留时间不少于M个小时。在U形净化池1内种植有佛座莲，佛座莲均勻分布在U形净化池1内的水面上，并能够遮挡90%的水面。
所述的沙滤池2的长度为50m，宽度为10m，深度为&1。在沙滤池2的底部铺设有过滤料层，过滤料层由河沙和活性炭混合构成，过滤料层中河沙和活性炭的比例为2:1，过滤料层的高度为1. 4m-l. 8m，可以采用1. 4mU. 6m或者1. 8m，最佳高度为1. 6m。在铺设的过滤料层上均勻的种植有黑麦草。沙滤池2内的水位不超过过滤料层的上表面，从导流管道5 弓I入的水渗入沙滤池2中的过滤料层，并从过滤池2的渗水口排出，渗水口处设有滤网，滤网可以过滤水中的杂质。导流管道5上设置有控制阀6，导流管道5可以控制由U形净化池 1进入沙滤池2的水的流量。
佛座莲原产于我国长江中下游地区，也是一种典型的大型浮游植物，生长迅速。它的植株个体比凤眼莲小，便于打捞，营养价值也较凤眼莲高。在农村地区，曾经作为青饲料而大量放养于村边池塘中。佛座莲的根系发达，有很强的吸附能力，可有效去除水中的杂质。是一种理想的水质净化工具植物种质资源。
从水源地3引入的水进入到两个U形净化池1内，在U形净化池1的U形水道流通过程中，水中的藻类及悬浮物质被佛座莲根系所吸附或形成沉淀而去除，氮磷营养盐为佛座莲所吸收，水在U形净化池1内停留的时间不小于M个小时，保证能进行充分的净化。 经过U形净化池1净化过的水通过导流管道5渗入沙滤池2，渗入沙滤池2的水中含有的少量悬浮物质和部分水溶性无机和有机物，被沙滤池2中的河沙、活性炭的吸附去除，水中残余的氮磷营养盐被种植在河沙、和活性炭过滤料层上的黑麦草进一步吸收。进过沙滤池 2进一步过滤的水从沙滤池2的渗水口排出。
权利要求
1.一种佛座莲饮用水生态修复和过滤系统，其特征在于该系统包括多个U形净化池 (1)和一个沙滤池(2);在U形净化池(1)的一端设有进水口，另一端设有出水口，U形净化池(1)的进水口通过抽水泵(4)连接至水源地(3)，U形净化池(1)的出水口通过导流管道 (5)连通至沙滤池(2)的一端，在沙滤池(2)的另一端设有渗水口，从导流管道(5)排出的水流过沙滤池(2)后从渗水口排出；所述U形净化池(1)的宽度为10m，深度为0. 8m-l. 5m，总长度为2000m，进水口和出水口每小时的通水量均不超过U形净化池(1)容积的1/24，在U形净化池(1)内种植有佛座莲，佛座莲均勻分布在U形净化池(1)内的水面上，并能够遮挡90%的水面；所述的沙滤池(2)的长度为50m，宽度为10m，深度为2m，在沙滤池(2)的底部铺设有过滤料层，铺设的过滤料层上均勻的种植有黑麦草，所述的过滤料层由河沙和活性炭混合构成；沙滤池(2)内的水位不超过过滤料层的上表面。
2.如权利要求1所述的一种佛座莲饮用水生态修复和过滤系统，其特征在于所述过滤池(2)中过滤料层的高度为1. 4m-l. 8m。
3.如权利要求1所述的一种佛座莲饮用水生态修复和过滤系统，其特征在于所述过滤池(2)中过滤料层中河沙和活性炭的比例为2:1。
4.如权利要求1所述的一种佛座莲饮用水生态修复和过滤系统，其特征在于所述沙滤池(2 )的渗水口处设有滤网。
5.如权利要求1所述的一种佛座莲饮用水生态修复和过滤系统，其特征在于所述导流管道(5 )上设置有控制阀(6 )。
全文摘要
一种佛座莲饮用水生态修复和过滤系统，该系统包括多个U形净化池和一个沙滤池。U形净化池内种植有佛座莲，沙滤池的池底填充有过滤料层，并在过滤料层上种植有黑麦草。在U形净化池的一端设有进水口，另一端设有出水口，U形净化池的进水口通过抽水泵连接至水源地，U形净化池的出水口通过导流管道连通至沙滤池的一端，在沙滤池的另一端设有渗水口，从导流管道排出的水流过沙滤池后从渗水口排出。本系统主要利用生物学和生态学原理，通过对水生漂浮植物和陆生牧草的适当组合，实现水质的净化，运行和维护成本低，出水水质好，尤其适合小型城镇地区解决水质问题。
文档编号C02F3/32GK102502967SQ20111035193
公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月9日 优先权日2011年11月9日
发明者常会庆, 徐晓峰, 贺娟, 陶士锋 申请人:河南科技大学