一种低温季节运行的复合生态水处理系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于水处理技术领域，特别涉及一种低温季节运行的复合生态水处理系 统。
【背景技术】
[0002] 在我国，农村地区、校园、景区和高速公路休息区等分散地方的生活污水，大部分 没有经过任何处理直接排放到水体环境中的，严重影响了地表水和地下水的质量，同时是 造成河流和湖泊严重污染的主要来源，因此在我国收集和处理分散地区生活污水一直是一 个大问题。目前，广泛使用于大、中城市的集中式污水处理工艺如活性污泥或细菌床工艺等 存在投资高、能耗高、运行管理要求高以及处理效果受进水水质及水量影响的缺陷，不适 宜在分散地区推广使用。
[0003] 通过对现有技术的检索，在处理分散地区生活污水时，已有蚯蚓生物滤池（ZL 201310612657. 9)、亚热带地区生活污水净化人工湿地（ZL200910044760. 1)和提高人工湿 地微生物活性（ZL201010541825. 6)等方面的专利。上述技术对生活污水有一定的处理效 果，但也存在一些问题。如蚯蚓生物滤池只提供了蚯蚓层滤料制备方法，未设计保温土层和 越冬植物，因此，低温季节污水处理效果较差；亚热带地区生活污水净化人工湿地只提供亚 热带地区冬季植物筛选和配置的方法，有一定的地域局限性，不适宜大面积推广；提高人工 湿地微生物活性的专利是采用水生动物和水生植物协同作用提高人工湿地微生物活性，从 而提高湿地污染物去除能力，所述水生动物和水生植物均不适宜在低温季节生长，因此低 温季节污水处理效果也不佳。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种低温季节运行的复合生态水处理系统，解决在低温季节 其它生物处理系统运行不稳定和污水处理效果较差等问题。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下： 一种低温季节运行的复合生态水处理系统，采用垂直潜流的布水方式，由二级串联结 构组成，每级分为三层；第1层为5~50cm的保温土层，土层上栽种越冬植物；第2层为10~30 cm的蚯蚓活动区，活动区填充填料；第3层为30~80cm的微生物填料层，嗜冷微生物吸附 于填料上。
[0006] 所述的越冬植物为黑麦草、西伯利亚鸢尾、麦冬草、油菜、萱草、石蒜、南天竹或酸 模。
[0007] 所述越冬植物的种植密度为：黑麦草及麦冬草种子12~15g/m2;萱草8~12株/m2; 油菜25~32株/m2;石蒜10~18株/m2;南天竹7~14株/m2;酸模8~16株/m2;西伯利亚鸢尾 4~9 株 /m2〇
[0008] 本发明复合生态水处理系统第1层为保温土层，可根据不同地区冻土层深度调节 土层厚度，北方到南方保温土层逐渐变薄。北方地区一般栽种黑麦草、西伯利亚鸢尾、麦冬 草、油菜，中部地区可栽种萱草、西伯利亚鸢尾、石蒜、南天竹，南方地区可栽种酸模、西伯利 亚鸢尾。
[0009] 所选越冬植物，冬季能够安全越冬、具有较高的生长量、能够保证较好的人工湿地 冬季污水净化效果；即使是北方冬季也有较好的净化效果。此外，所述越冬植物有一定的景 观效果，可以美化环境。
[0010] 第2层所述蚯蚓活动区的填料按照泥炭、木肩和麦壳1~2 : 1~2 : 1体积比混合 而成。
[0011] 所述蚯蚓为"湖北环毛"蚓，"太平二号"蚯蚓或"赤子爱胜"虫弓丨。
[0012] 所述的蚯蚓置于蚯蚓活动区内，蚯蚓的投放密度为每立方分米10~20条。
[0013] 第2层为蚯蚓活动区，传统的填料会造成蚯蚓的体壁组织损伤，故本申请在蚯蚓 的主要活动区域内采用植物性填料，可以减轻蚯蚓表层损伤，利于蚯蚓生存。
[0014] 蚯蚓的有益效果：一是促进微生物与其它土壤动物活动，二可以提高土壤的孔隙 度、改善土壤的通气条件，三是对有机残落物的机械破碎与消化分解作用，最后还能提高土 壤肥力。
[0015] 第3层所述微生物填料层由沸石、陶粒、炉渣、赤玉土和玉米芯按1~2 :1~2 :1~2 : 1 :1体积混合而成。
[0016] 所述的嗜冷微生物为黄单胞杆菌、枯草芽孢杆菌、水生黄杆菌和藤黄微球菌，分别 按10%~15%的接种量接种到人工模拟生活污水培养基中，在10~15°C，150~180 r/min的恒 温摇床上培养3~6天，转接驯化培养进行5次获得的。
[0017] 经驯化后的黄单胞杆菌、枯草芽孢杆菌、水生黄杆菌和藤黄微球菌按1~3 : 1~2 : 1 : 1的体积比混合。
[0018] 将经驯化、混合后的嗜冷微生物，以10%~15%的接种量接种在人工模拟生活污水 反应池中，在10~15°C条件下曝气培养，曝气量为2~3m 3/h，培养4~6天获得混合菌液。将混 合菌液和微生物填料按照1.5 :1的体积比混合，搅拌均匀，然后静置固定30~40 h。嗜冷 微生物吸附在沸石、陶粒、炉渣、赤玉土和玉米芯的内孔及表面上，形成一层固化微生物膜。
[0019] 嗜冷微生物在低温环境下仍具有抗低温特性，能够在低温条件下生长、繁殖，并产 生低温酶。微生物还具有体积小、繁殖力惊人、表面积大等特点，能不断与周围环境快速进 行物质交换。而污水就具备微生物生长繁殖的条件，因而微生物能从污水中获取养分，同时 降解和利用有害物质，从而使污水得到净化。采用耐冷复合菌群比单一菌种有更好的处理 效果，并且抗冲击负荷的能力也增强。
[0020] 形成的固化微生物膜具有以下有益效果：沸石、陶粒、炉渣、赤玉土和玉米芯具有 多孔结构，在与微生物接触时，利用吸附作用和电荷效应，从而把微生物固定。它们内部有 较大的孔隙度，可以容纳不断增殖的微生物，使得载体内细胞浓度增大，提高处理效率。生 物膜一般呈蓬松的絮状结构，微孔较多，表面积很大，有很强的吸附作用。废水中的有机物 流入时，被膜上的微生物吸附，进行生物降解，从而使废水得到净化。生物膜随着微生物群 体的生长增加而逐渐增厚，到一定程度时，它会由于受到水力的冲刷而不断剥落，同时又会 不断地形成新的生物膜，而达到动态平衡。此外利用复合基质材料固定化低温微生物，简单 易行。
[0021] 本发明提供了一种适合处理农村地区、校园、景区和高速公路休息区等地方的生 活污水的复合生态水处理系统。
[0022] 在复合生态系统中同时置入一定数量的嗜冷微生物、耐低温蚯蚓和越冬植物，并 控制其置入的最佳密度和数量，通过三者的协同综合作用提高系统床层中的孔隙率、富氧 能力、微生物密度和数量，提高微生物生存微环境质量，提高微生物的生物活性和污染物的 吸附降解能力，有效的提高复合生态系统低温季节运行的效果，减少建造和运行成本，降低 操作和管理难度。
[0023] 综上，本发明与现有技术相比，具有如下优点： (1) 耐低温蚯蚓延长了复合生态