一種微生態濾床凈水系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及的是一種凈水系統，尤其是一種微生態濾床凈水系統。
【背景技術】
[0002] 生態濾床凈水系統是由微生態修復技術發展起來的模擬自然濕地的人工生態系 統，由人工建造、監督控制，利用生態系統中的物理、化學和生物的三重協同作用，通過過 濾、吸附、沉淀、離子交換、植物吸收和微生物分解來實現對污水的高效凈化。與自然濕地生 態系統相比，生態濾床凈水系統無論在地點的選擇、負荷量的承載上，還是在可控性和對污 水的處理能力上，都大大超過了自然濕地生態系統。
[0003] 微生態修復技術起源于歐洲，其原始母版技術為生態濕地生態工程學。微生態濾 床技術由水生景觀植物和生態基質層兩大系統組成，是集環境工程學、結構工程學、生態林 業學之成果，用于水體生態處理和修復的綜合性新學科。利用兩大系統共同營造的生態系 統，綜合物理、化學、生物等處理因素并放大功效，使水凈化工藝達到最大化。
[0004] 采用人工濕地凈化廢水始于20世紀50年代德國的馬普研究所，1974年德國開始第 一個人工濕地的試驗，運行結果相當理想。19 9 0年，歐共體水污染控制聯合會（T h e European Community/European Water Pollution Control Association)出版了人工濕 地的使用指南，當時包括奧地利、丹麥、西德和瑞典在內的許多歐洲國家建立了 500多個人 工濕地。而早在20世紀70年代，美國洛杉磯的Wolverton和加利福尼亞的Gersberg也開始了 對人工濕地的研究。田納西河流域管理局（The Tennessee Valley Authority)(TVA)1988 年出版了人工濕地設計手冊，其中包括了新設計標準。隨著美國國家科學基金會、美國國家 航空航天局、美國環保局、美國陸軍工程兵團、美國內政部和美國農業部（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，不斷豐富了人工濕地的使 用。
[0005] 美國東部有400多個廢水排放點是通過人工濕地系統處理后再進入地下水河口、 河流和湖泊的。在密歇根、威斯康辛、佛羅里達、俄勒岡、田納西州等地通過濕地系統處理了 大量的城市和工業廢水、城市暴雨水、農業徑流水酸性礦坑水等。美國政府對于人工濕地建 設給予了充分的支持。此外美國還出版發行了一些有關人工濕地建設的設計導則和指南為 人工濕地建設提供合理的技術方案。而在歐洲一些國家，人工濕地已經進入到普通百姓家 庭真正實現了濕地為人類服務。
[0006] 我國在"七五"期間開始人工濕地的研究工作。國家環保局華南環保所在深圳白坭 坑建造了占地面積為12.6hm2、處理規模為3100m 3/d的碎石床人工濕地示范工程;北京市環 保所在北京市昌平縣建成了處理規模為500m3/d的蘆葦濕地處理系統示范工程;天津市環 保所建成了實驗室規模的人工濕地研究系統，并在1987年建成了我國第一個占地6hm 2、處 理規模為1400m3/d的蘆葦濕地工程。此外，已有不少單位對人工濕地處理系統的機理、設計 及有關問題開展了初步的研究工作。作為一種具有優良特性的污水處理新技術，對于我國 日益嚴重的水污染現狀，不失為一種適宜的處理技術，但推廣到一定程度的時候，又因為其 占地面積較大、出水水質不穩定等因素，限制了人工濕地的推廣應用。
【發明內容】
[0007] 本實用新型的目的是針對上述不足之處提供一種微生態濾床凈水系統，系統由水 生景觀植物和生態基質層兩大部分組成，污水在流經該系統時，各種污染物在經過基質吸 附、過濾、揮發、蒸騰、沉淀等物理過程，及微生物的轉化、氧化分解、還原、吸收等生化過程 后，最終從水體中移出，以達到凈化污水的目的。
[0008] -種微生態濾床凈水系統是采取以下技術方案實現的：
[0009] -種微生態濾床凈水系統由水生景觀植物層和生態基質層兩部分組成，水生景觀 植物層位于生態基質層上部，生態基質層位于生態濾床底部;所述生態基質層從下至上依 次為防滲層和基質層，根據不同地質情況，防滲層能單獨采用黃土層、高密度聚乙稀(HDPE) 或土工布，也能根據實際組合使用，強化防滲效果。
[0010] 所述的基質層為透水性基質層，是微生態濾床的核心部分。基質層分別采用不同 粒徑的生態填料填充，根據處理水質要求配置不同填料層基質及層高，基質層作用在于為 水生、沼生、濕生植物生長提供所需要的基質，為污水在其中滲流提供良好的水力條件，為 微生物提供良好的生長載體。基質層的基質還可以吸附污染物。
[0011] 水生景觀植物層由水生、沼生與濕生植物組成，所述水生、沼生與濕生植物采用適 合在飽和水和基質中生長的植物;在生態濕地中采用高等水生維管植物，如蘆葦、香蒲、菖 蒲、黃菖蒲、美人蕉等，一般要求濕地植物耐污染能力強、根系發達、莖葉茂盛、抗病蟲害能 力強、有一定的經濟價值的植物和具有美化環境的功能。一般在保證處理能力的前提下，盡 量選擇本土生長的水生、沼生與濕生植物。這樣能較好的適應當地的氣候、土壤等條件，同 時還應考慮植物在生態濕地建設地點的越冬能力。
[0012] 在微生態濾床中的植物淹沒的水下莖、枯枝落葉層、基質層中還發育大量的微生 物，有助于降解有機污染物。
[0013] 濾床底部的沉積污泥層，在厭氧狀態下由微生物代謝作用產生的粘稠分泌物和形 成的多糖形成天然防滲層。
[0014] 所述防滲層阻止污水向地下水體的垂直滲透與地表水體側向滲透，避免污染地下 水與地表水。這些對于某些可能造成地下水污染的工業廢水來說十分重要。
[0015] 污水在流經該系統時，各種污染物在經過基質吸附、過濾、揮發、蒸騰、沉淀等物理 過程，及微生物的轉化、氧化分解、還原、吸收等生化過程后，最終從水體中移出，以達到凈 化污水的目的。
[0016] 整個水處理過程綜合了好氧、兼氧、厭氧三種反應。在植物根區的氧氣由根部釋放 出來并在周圍形成一個環狀的有氧區域。離根部較遠處，由于生化有氧變化對氧氣的需求 (B0D)而使該區域的氧氣濃度減少為零。富氧區的半徑由氧氣的需求量(B0D)決定。當高B0D 的污水流經時，富氧區半徑減小以滿足需氧量，當低B0D的污水流經時，富氧區半徑增大。好 氧細菌和厭氧細菌的比例隨著污水濃度、承載率、植被床和根部的深度變化而變化。根部區 域是一個復雜多變的微生態系統，無機化學反應、根系呼吸、有機微生物轉化都與污水處理 的最終出水質量相關。
[0017] -種微生態濾床凈水系統技術特點：
[0018] 1、合理分配好氧、兼氧、厭氧三塊反應區，促使硝化、反硝化反應能同時同比進行， 除氣率尚；
[0019] 2、無曝氣等機械設備，整個系統自動運行，無需專業化設備和專人管理，使用壽命 長，可達到50年以上；
[0020] 3、整個微生態濾床系統不含泥土，采用新型生物親和介質及配比，顯著提高生物 除污效率，運行穩定且表面干燥無積水，不易滋生蚊蟲，與周邊景觀配合度高，出水水質可 達國家Π 類水質標準且出水水質穩定，技術水平遠遠領先于傳統濕地；
[0021 ] 4、不使用化學藥劑，不會產生二次污染，具備良好的生態安全性；