CN107352655A - 一种处理有机污水的生物床系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种处理有机污水的生物床系统，属于污水处理领域，包括厚度为30~300cm的生物床体，生物床体的底部和侧面均设置土工膜防渗层，生物床体的中部为数条水平分布的透水布水管，透水布水管一端设置污水进水口，污水进水口一端与过滤池连接，透水布水管的上部铺设无纺布滤膜；无纺布滤膜两侧沿透水布水管长度方向向下倾斜；每立方米污水分布在20‑200平米表面积的生物床体内；本发明的污水处理系统无需电力、无需机械设备，无需化学试剂就能达到对有机污水处理的目的，并且水分可完全在空气中蒸发或者被植物吸收，在处理过程中污染物会被微生物菌彻底分解和被植物吸收。

Description

一种处理有机污水的生物床系统

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，具体说是一种处理有机污水的生物床系统。

背景技术

目前国内外处理污水的方法主要有生物处理法、物化处理法和土地处理法，生物处理法又包括活性污泥法、厌氧生化法和生物膜法等；但是生物处理法对温度和处理设备的要求高，寒冷地区净化效果较差，并且对于高浓度的有机污水比如垃圾渗滤液、养殖污水、屠宰废水、生活污水、食品行业废水的处理效果不突出，臭气严重，并且成本昂贵，达标排放困难；物化处理法需要较大的场地和能耗，一定量的化工原料，只能作为废水处理的预处理工艺，并且并且后续处理工艺复杂；需要溶剂的还需对溶剂进行再回收利用处理，处理成本高。

综上，现有的有机污水处理技术由于涉及能耗问题，污水量问题，工艺管理问题，投资问题，场地问题，操作复杂，彻底去除水中有机污染物等十分困难，达标排放难度大等实际问题，需要添加大量化学制剂才能达标等问题，不能得到很好的使用和发挥好的效果，因此发明一种投资费用低，运行费用低，长期运行不需排泥和清洗，无机械搅拌和机械堵塞问题，无需添加化学制剂等，在污水处理过程中对周围环境不会造成二次污染的有机污水处理系统十分必要。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种处理有机污水的生物床系统。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种处理有机污水的生物床系统，包括厚度为30~300cm的生物床体，生物床体的底部和侧面均设置土工膜防渗层，生物床体的中部设置数条水平分布的透水布水管，透水布水管一端设置污水进水口，污水进水口一端与过滤池连接，透水布水管的上部铺设无纺布滤膜；无纺布滤膜两侧沿透水布水管长度方向向下倾斜；每立方米污水分布在20-200平米表面积的生物床体内；所述无纺布两侧的向下倾斜包括曲线向下倾斜和直线向下倾斜，其中直线向下倾斜时，无纺布滤膜一侧与水平方向的夹角α为5~85度，向下倾斜的无纺布滤膜对称分布在透水布水管的两侧；

所述生物床体以重量份计包括以下原料：生物载体材料1000份，沸石15~25份，吸水石15~25份，纳米碳纤维粉2~4份，高效生物酶5~10份和高效生物菌制剂4~6份；

所述生物载体材料为炉渣、炉灰或火山灰；其中生物载体材料的颗粒物之间孔隙率在70%以上；

所述高效生物酶由淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、琥珀酸脱氢酶、碱性磷酸酶、谷胱甘肽S-转移酶、溶菌酶、辣根过氧化物酶、木质素过氧化物酶、果胶酶和纤维素酶、辅酶Q10按照质量比1~3：1~3：1~3：1~2：1~3：1~3：1~2：1~2：1~2：1~2：1~2：1~2：1~2组成；

所述高效生物菌制剂由EM菌和光合细菌按照质量比4：4组成。

通过纳米材料、生物酶作用，植入活化环境水体中本来存在的微生物、细菌以及后期添加的各类菌体如EM菌和光合细菌等，根据研究文献，酶可以使催化生物反应10¹⁷，纳米材料更是可以发出微生物生长的40~1000微米的“生命光波”，促进生物活性。从而实现生物床内的有机物的彻底分解和食物链搭桥和强化，微生物分解有机质，细菌也能够分解有机物质和死亡的微生物，形成自然界的氮循环，同时也使得生物床常年不易于堵塞和板结。

进一步，无纺布滤膜末端的切线方向与水平方向的夹角α为5~85度。

进一步，无纺布滤膜末端的切线方向与水平方向的夹角α为5~60度。

进一步，无纺布滤膜末端的切线方向与水平方向的夹角α为10~45度。

进一步，生物床体和土工膜防渗层之间设置集水装置，集水装置可以定期用淡水冲刷生物床体底部析出的盐分（渗滤液等高盐废水时），使得生物床体内的盐分保持在一定的水平，生物床体不板结。

进一步，污水进水口和过滤池之间设置有应急储水调节池，应急储水调节池用于储存待处理的污水，应对阴雨天等可以控制对生物床的进水量。

进一步，系统需要排放处理水或回用时，为强化出水水质，生物床前端的过滤池内加装设置低能耗的曝气装置，过滤池加入黑体纤维生物填料，黑体纤维填料填充量为过滤池污体积的30-80%。因为生物床体系统分解和处理了相当的污水量和污染量，为强化水质所增加的设备系统功率和能耗会降低很多甚至能耗为传统机械的十分之一以下。

进一步，生物床体的厚度为70~100cm，每立方米污水分布在50-100平米表面积的生物床体进行有机污水处理。

进一步，所述生物载体材料为火山灰；其中生物载体材料的颗粒物之间孔隙率在80%以上。

进一步，所述生物床体以重量份计包括以下原料：生物载体材料1000份，沸石20份，吸水石20份，纳米碳纤维粉3份，高效生物酶10份和高效生物菌制剂5份；

所述生物载体材料为火山灰；其中生物载体材料的颗粒物之间孔隙率在80%以上

所述高效生物酶由淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、琥珀酸脱氢酶、碱性磷酸酶、谷胱甘肽S-转移酶、溶菌酶、辣根过氧化物酶、木质素过氧化物酶、果胶酶和纤维素酶、辅酶Q10按照质量比3：2：3：1：3：2：1：2：1：1：1：1组成；

所述高效生物菌制剂由EM菌和光合细菌按照质量比4：4组成。

本发明相比现有技术具有以下优点：

本发明的污水处理系统采用孔隙率为70%以上的炉渣炉灰或火山灰适当添加沸石、吸水石等为生物载体材料，在生物床体上半部分的颗粒料之间会含有大量空气，使得水分携带氨氮和有机物分子与空气碰撞产生氧化作用，并且在生物床体的表面也会发生氧化作用，于此同时生物床体内添加的高效生物酶和高效生物菌制剂会使氨氮等有机物分解成氮气或二氧化碳，参与自然界的循环；其中生物床体载体材料之间的缝隙中是水分子，水分子含在这些颗粒物中间，当生物床体表层或上层的水分在日光、风力等作用下蒸发，生物床体下面的水分就会不断向上浸润材料颗粒，沸石、吸水石都会增加浸润效果，水分突破颗粒物之间对水分子的拉力，出现毛细现象，水分不断向上向大气中蒸腾蒸发。

无纺布滤膜两侧沿透水布水管长度方向向下倾斜的设计，使得无纺布滤膜和颗粒料空隙之间形成较大的负压，本身也具有具有吸水作用，能够增加促进该生物床体的蒸腾作用，使得生物床体之间的水分子在虹吸现象、毛细现象和蒸腾作用下向上部大气进行蒸腾蒸发，整个系统不用排放废水。

在生物床体添加了纳米碳纤维粉、生物酶作用，植入活化环境水体中本来存在的微生物、细菌以及后期添加的EM菌和光合细菌等活性，根据研究文献，酶可以使催化生物反应10的17次方。从而实现生物床内的有机物的彻底分解和食物链搭桥和强化，微生物分解有机质，细菌也能够分解有机物质和死亡的微生物，形成自然界的氮循环，同时也使得生物床常年不易于堵塞和板结。

生物床体的各类材料材料材质透水透气，具有吸水性，吸收水分增强水分向上浸润和蒸腾的力量、增加毛细管浸润和蒸腾的作用，特制的无纺布也具有滤水功能，同时具有吸水功能，水分携带溶解在水中的氨氮等物质透过该无纺布及生物床材料向上不断浸润到上层材料颗粒中间，促进水分不断蒸腾蒸发到大气当中，同时氨氮等在材料空隙的空气中被氧化分解。

本发明的污水处理系统以特殊结构促进陆地水分的蒸腾蒸发具有积极意义，水的蒸腾和蒸发作用会调节地区和地球气候、降低温度、增加湿润度、增加降水等。同时也彻底解决了污水处理的难题。在该系统中，有机类污染物质得到彻底分解，实现了污水的“零排放”，同时部分氨氮等变为植物营养，实现了“污水的资源化再利用”。

污水在该处理过程中没有处理水的放流，有机物在生物床内在纳米材料的作用下，被高效生物菌和酶彻底快速分解，转化为溶于水的氨氮等，微生物死亡后，尸体会被细菌再分解，实现生物链的搭接和强化，在系统中氨氮与水分子浸润上升，蒸腾蒸发，氨氮等在生物床体材料缝隙中得到彻底的氧化分解，分解为氮气、二氧化碳和水分，再次参与大自然的生态循环。部分无机物、重金属、磷等被吸附，被植物吸收。这个系统是不耗能、不需要机械设备和化学药剂的生态循环系统，意义重大。

本发明的污水处理系统无需电力、无需机械设备，无需化学试剂就能达到对有机污水处理的目的，并且水分可完全在空气中蒸发或者被植物吸收，没有二次污染，在处理过程中污染物会被微生物菌彻底分解和部分被植物吸收；并且处理后的污水无放流排放，无堵塞和无外溢，对周围环境没有污染，并且在污水处理过程中没有噪音、臭味和蚊蝇产生，也不会产生污泥，由于本申请采用纳米材料提高生物生物活性数倍，同时使用了高效生物酶和高效生物菌制剂，添加和活化了细菌--微生物--细菌的生态循环链，进行了生物床体内的生命循环系统搭桥强化，可以彻底分解有机物和氨氮，同时床体内先半部分厌氧对污水中的病原菌和大肠菌等有害菌杀灭效果好，并且结合绿化不占用土地；本发明优选的方案在生物床体上可种植花草或作物，美化了环境，产生较大的社会效益、经济效益和环境效益。

附图说明

图1为处理有机污水的生物床系统的结构示意图；

图2为无纺布滤膜和透水布水管的结构设置剖面图；

附图标记：1为应急调节储水池，2为污水进水口，3，支架，4为遮雨棚，5为植物，6为无纺布滤膜，7为透水布水管8为集水装置，9为生物床体，10为土工膜防渗层，11为过滤池。

具体实施方式

本发明的目的是提供一种处理有机污水的生物床系统，通过以下技术方案实现：

一种处理有机污水的生物床系统，如图1和图2所示，包括厚度为30~300cm的生物床体9，生物床体9周围围绕普通土壤做围坝，生物床体9底部和侧面均设置土工膜防渗层10，生物床体9的中部设置数条水平分布的透水布水管7，透水布水管7一端设置污水进水口2，污水进水口2一端和过滤池11连接，有机污水在过滤池11过滤后通过污水进水口2进入透水布水管7，透水布水管7将有机污水均匀的浸润在生物床体9中，所述透水布水管4的上部铺设无纺布滤膜6；无纺布滤膜6两侧沿透水布水管长度方向向下倾斜；该膜起到过滤、促进分解和促进蒸腾蒸发的效果；其中每立方米污水分布在20-200平米表面积的生物床体进行有机污水处理；生物床体9的上部安装能够电动推拉收放的遮雨棚4，遮雨棚4由支架3支撑；生物床体9的上表面可以种植植物5，比如花草或者作物；

所述生物床体以重量份计包括以下原料：生物载体材料1000份，沸石15~25份，吸水石15~25份，纳米碳纤维粉2~4份，高效生物酶5~10份和高效生物菌制剂4~6份；通过纳米碳纤维粉、生物酶作用，极大地活化细菌、微生物活性，实现了生物床内的生物分解的强化，使得有机物质快速彻底分解。

所述生物载体材料为炉渣、炉灰或火山灰；其中生物载体材料的颗粒物之间孔隙率在70%以上；

所述高效生物酶由淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、琥珀酸脱氢酶、碱性磷酸酶、谷胱甘肽S-转移酶、溶菌酶、辣根过氧化物酶、木质素过氧化物酶、果胶酶和纤维素酶、辅酶Q10按照质量比1~3：1~3：1~3：1~2：1~3：1~3：1~2：1~2：1~2：1~2：1~2：1~2组成；

所述高效生物菌制剂由EM菌和光合细菌按照质量比4：4组成。

该生物床体中的材料具有透气、透水、吸水、易于微生物生存和繁殖、强化微生物活性等特点，对污水中的有机物进行彻底的分解。经过前期精密过滤的污水经过透水装置和透水膜过滤后，渗透浸润到生物床体内，床体内的微生物对有机污染进行有效的生物分解，生物床下半部分为厌氧，将有机物分解为氨氮，上半部分为好氧，将水中的氨氮分解产生氮气、二氧化碳等排放，污水的水分在生物床毛细管强化促进蒸腾构造等作用下，若上部有植被的情况下叶面的蒸腾作用更强，水分被全部蒸腾蒸发到大气中，一次达到污水的彻底处理和“零排放”。

生物床体内下半部分含住有机类污水，为厌氧生物分解，上半部分是好氧生物分解，富含有机物和氨氮等的废水经过底部厌氧分解后，在虹吸现象、毛细现象和生物床材料之间的负压蒸腾构造作用下向上部大气蒸腾蒸发。在生物床颗粒物缝隙中，水份携带溶于水的氨氮等污染物在经过生物床体内部向上浸润、蒸腾蒸发，与生物床内上半部分的材料颗粒空隙间，含有的空气产生氧化反应，使得有机物污染物氨氮等物质在脱氮菌等好氧菌的作用下得到氧化分解，变为氮气、二氧化碳和水分等。同时水分蒸腾蒸发到的空气当中。水分得到蒸发蒸腾、有机污染物、氨氮等得到彻底的分解。污水中的无机物、重金属、磷等物质被生物床体吸收或者被上部的植被吸收，也不向周围环境排放。整个装置不放流排放处理水，是一个零排放的系统。

该系统装置是高效生物分解装置也是高效生态蒸腾蒸发装置。有机污水持续得到彻底的分解，不会产生堵塞和板结等现象，可以持续使用数十年。根据污水浓度情况，后期定期添加促进促进分解材料和高效生物酶制剂等。

进一步，无纺布滤膜末端的切线方向与水平方向的夹角α为5~85度，优选角度的选择更能促进负压的产生。

进一步，无纺布滤膜末端的切线方向与水平方向的夹角α为5~60度。

进一步，无纺布滤膜末端的切线方向与水平方向的夹角α为10~45度。

进一步，生物床体9和土工膜防渗层10之间设置集水装置8，所述集水装置8为集水管或集水席垫，负责定期用淡水冲刷生物床体9底部析出的盐分（在渗滤液等高盐废水的情况下），使得生物床体内的盐分保持在一定的水平，生物床体不板结，同时定期把毛细现象随着水分溢到生物床表面的盐分刮掉。垃圾渗滤液、养殖废水、屠宰废水、化工等高浓度废水需前端加装有效的过滤装置或絮凝装置、气浮机等装置也可以加装高效生物曝气池进行强化处理。

进一步，污水进水口2和过滤池11之间设置有应急调节储水池1，应急调节储水池1用于储存待处理的污水。比如阴雨天蒸腾蒸发不了的污水暂时储存停放，可以在天晴时，再继续蒸腾蒸发和生物处理。

进一步，如要求达标排放或者回用要求时，过滤池内加装设置曝气装置，并在过滤池加入黑体纤维生物填料，黑体纤维填料体积为过滤池体积的30-80%；曝气装置可以强化有机物的分解，以便于达标排放。因为后面有生物床系统卸载分解蒸腾了相当的水量和大部分有机污染物和氨氮、磷等的成分，所以曝气设备的功率设置基本是普通处理设施应有功率的十分之一就可以，黑体纤维填料可以促进生物活性，能够极大的强化生物繁殖和分解作用。如回用时应后端应加装消毒系统等相应的设施。

进一步，生物床体的厚度为70~100cm，每立方米污水分布在50-100平米表面积的生物床体进行有机污水处理。

进一步，所述生物载体材料为火山灰；生物载体材料的颗粒物之间孔隙率在80%以上。

进一步，所述生物床体以重量份计包括以下原料：所述生物床体以重量份计包括以下原料：生物载体材料1000份，沸石20份，吸水石20份，纳米碳纤维粉3份，高效生物酶10份和高效生物菌制剂5份；

所述生物载体材料为火山灰；其中生物载体材料的颗粒物之间孔隙率在80%以上

所述高效生物酶由淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、琥珀酸脱氢酶、碱性磷酸酶、谷胱甘肽S-转移酶、溶菌酶、辣根过氧化物酶、木质素过氧化物酶、果胶酶和纤维素酶、辅酶Q10按照质量比3：2：3：1：3：2：1：2：1：1：1：1组成；

所述高效生物菌制剂由EM菌和光合细菌按照质量比4：4组成。

本发明的透水布水管为数根，均匀分布在生物床体的中部，两根透水布水管之间的间距为2m，长度不限，根据生物床体的实际长度进行设定；透水布水管的分布保证了污水能够均匀分布在生物床体中，并且在透水布水管的污水进水口处设置流量阀，可对污水的进入量进行统计；

通过纳米碳纤维粉、生物酶作用，植入活化环境水体中本来存在的微生物、细菌以及后期添加的各类菌体红细菌、绿硫细菌等活性，根据研究文献，酶可以使催化生物反应速度10的17次方，纳米材料更是可以发出微生物生长的40--1000微米的生命光波促进生物活性。从而实现生物床内的有机物的彻底分解和食物链搭桥和强化，微生物分解有机质，细菌也能够分解有机物质和死亡的微生物（本身也是有机质），形成自然界的氮循环，同时也使得生物床常年不易于堵塞和板结。并且生物床体9上部种植植物5，如花草或作物。上部种植各类花草或作物，水分和氨氮等一部分也被植物吸收利用，污水变为植物的营养液得到再次利用，同时上部种植的植物的叶面也会大量传递蒸发水分，会起到调节气候、美化和净化空气的作用。在没有植被的情况下，一样可以把水分彻底蒸腾，达到处理和消化废水的效果。

在降雨较多和暴雨集中的地区，为防止雨水进入生物床，上部加装遮雨设施，遮雨设施可选用电动推拉收放的遮雨棚，当雨量超过50mm时，则需要打开遮雨设施，晴天收起来。

以下结合具体实施例来对本发明作进一步的描述。

本发明实施例使用的纳米碳纤维粉、EM菌、光合细菌、生物酶、辅酶Q10均由山东国信国际经济技术合作有限公司提供；EM菌的活菌含量≥50×10⁸CFU/g；纳米碳纤维粉的纯度为99.999999%以上。

光合细菌的活菌含量≥50×10⁸CFU/g，光合细菌包括红细菌属的细菌、绿硫细菌和紫细菌等能够进行光合作用的细菌。

实施例1

一种处理有机污水的生物床系统，包括厚度为300cm的生物床体，生物床体的底部和侧面均设置土工膜防渗层，生物床体的中部为数条水平分布的透水布水管，透水布水管一端设置污水进水口，污水进水口一端与过滤池连接，有机污水在过滤池过滤后通过污水进水口进入透水布水管，透水布水管将有机污水均匀的浸润在生物床体中，透水布水管的上部铺设无纺布滤膜；无纺布滤膜两侧沿透水布水管长度方向向下直线倾斜，无纺布滤膜一侧与水平方向的夹角α为5度，倾斜的无纺布滤膜对称分布在透水布水管的两侧；其中每立方米污水分布在20平米表面积的生物床体进行有机污水处理；

所述生物床体以重量份计包括以下原料：生物载体材料500kg，沸石7.5kg，吸水石7.5kg，纳米碳纤维粉1kg，高效生物酶2kg和高效生物菌制剂2kg；

所述生物载体材料为炉渣；其中生物载体材料的颗粒物之间孔隙率在70%以上；

所述高效生物酶由淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、琥珀酸脱氢酶、碱性磷酸酶、谷胱甘肽S-转移酶、溶菌酶、辣根过氧化物酶、木质素过氧化物酶、果胶酶和纤维素酶、辅酶Q10按照质量比1：1：1：1：1：1：1：1：1：1：1：1组成；

所述高效生物菌制剂由EM菌和光合细菌按照质量比4：4组成。

实施例2

一种处理有机污水的生物床系统，包括厚度为30cm的生物床体，生物床体的底部和侧面均设置土工膜防渗层，生物床体的中部为数条水平分布的透水布水管，透水布水管一端设置污水进水口，污水进水口一端与过滤池连接，有机污水在过滤池过滤后通过污水进水口进入透水布水管，透水布水管将有机污水均匀的浸润在生物床体中，所述透水布水管的上部铺设无纺布滤膜；无纺布滤膜两侧沿透水布水管长度方向向下呈曲线倾斜，其中无纺布滤膜末端的切线方向与水平方向的夹角α为5度，倾斜的无纺布滤膜对称分布在透水布水管的两侧；其中每立方米污水分布在200平米表面积的生物床体进行有机污水处理；

所述生物床体以重量份计包括以下原料：生物载体材料500kg，沸石12.5kg，吸水石12.5kg，纳米碳纤维粉2kg，高效生物酶3kg和高效生物菌制剂3kg；

所述生物载体材料为炉灰；其中生物载体材料的颗粒物之间孔隙率在70%以上；

所述高效生物酶由淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、琥珀酸脱氢酶、碱性磷酸酶、谷胱甘肽S-转移酶、溶菌酶、辣根过氧化物酶、木质素过氧化物酶、果胶酶和纤维素酶按照质量比3：3：3：2：3：3：2：2：2：2：2组成；

所述高效生物菌制剂由EM菌和光合细菌按照质量比4：4组成。

实施例3

一种处理有机污水的生物床系统，包括厚度为100cm的生物床体，生物床体的底部和侧面均设置土工膜防渗层，生物床体的中部为数条水平分布的透水布水管，透水布水管一端设置污水进水口，污水进水口一端与过滤池连接，有机污水在过滤池过滤后通过污水进水口进入透水布水管，透水布水管将有机污水均匀的浸润在生物床体中，所述透水布水管的上部铺设无纺布滤膜；无纺布滤膜两侧沿透水布水管长度方向向下呈曲线倾斜，其中无纺布滤膜末端的切线方向与水平方向的夹角α为85度，倾斜的无纺布滤膜对称分布在透水布水管的两侧；其中每立方米污水分布在100平米表面积的生物床体进行有机污水处理；

所述生物床体以重量份计包括以下原料：生物载体材料1000kg，沸石18kg，吸水石22kg，纳米碳纤维粉3kg，高效生物酶5kg和高效生物菌制剂5kg；

所述生物载体材料为炉渣；其中生物载体材料的颗粒物之间孔隙率在70%以上；

所述高效生物酶由淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、琥珀酸脱氢酶、碱性磷酸酶、谷胱甘肽S-转移酶、溶菌酶、辣根过氧化物酶、木质素过氧化物酶、果胶酶和纤维素酶按照质量比1.5：2.5：2：1.5：1.5：1.5：1.5：1.5：1.5：1.5：1.5组成；

所述高效生物菌制剂由EM菌和光合细菌按照质量比4：4组成。

实施例4

一种处理有机污水的生物床系统，包括厚度为70cm的生物床体，生物床体的底部和侧面均设置土工膜防渗层，生物床体的中部为数条水平分布的透水布水管，透水布水管一端设置污水进水口，污水进水口一端与过滤池连接，有机污水在过滤池过滤后通过污水进水口进入透水布水管，透水布水管将有机污水均匀的浸润在生物床体中，所述透水布水管的上部铺设无纺布滤膜；无纺布滤膜两侧沿透水布水管长度方向向下呈曲线倾斜，其中无纺布滤膜末端的切线方向与水平方向的夹角α为45度，倾斜的无纺布滤膜对称分布在透水布水管的两侧；每立方米污水分布在50平米表面积的生物床体进行有机污水处理；生物床体上部种植花草或作物；生物床体和土工膜防渗层之间设置集水装置，定期淡水冲刷流出的盐分，使得生物床体内的盐分保持在一定的水平，生物床体不板结；污水进水口和过滤池之间设置有应急储水池，应急储水池用于储存待处理的污水；过滤池内设置曝气装置，过滤池加入黑体纤维填料，黑体纤维填料量为过滤池污的80%；

所述生物床体以重量份计包括以下原料：生物载体材料500kg，沸石10kg，吸水石10kg，纳米碳纤维粉1.5kg，高效生物酶2.5kg和高效生物菌制剂2.5kg；

所述生物载体材料为火山灰；其中生物载体材料的颗粒物之间孔隙率在80%以上；

所述高效生物酶由淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、琥珀酸脱氢酶、碱性磷酸酶、谷胱甘肽S-转移酶、溶菌酶、辣根过氧化物酶、木质素过氧化物酶、果胶酶和纤维素酶按照质量比3：2：3：1：3：2：1：2：1：1：1组成；

所述高效生物菌制剂由EM菌和光合细菌按照质量比4：4组成。

实施例5

一种处理有机污水的生物床系统，包括厚度为30~300cm的生物床体，生物床体的底部为土工膜防渗层，生物床体的中部为水平分布的透水布水管，透水布水管一端设置污水进水口，污水进水口一端与过滤池连接，有机污水在过滤池过滤后通过污水进水口进入透水布水管，透水布水管将有机污水均匀的浸润在生物床体中，所述透水布水管的上部铺设无纺布滤膜；无纺布滤膜两侧沿透水布水管长度方向向下呈曲线倾斜，其中无纺布滤膜末端的切线方向与水平方向的夹角α为5~85度，倾斜的无纺布滤膜对称分布在透水布水管的两侧；其中每立方米污水分布在20-200平米表面积的生物床体内进行有机污水处理；

所述生物床体以重量份计包括以下原料：生物载体材料1000份，沸石20份，吸水石20份，碳纤维粉3份，高效生物酶10份和高效生物菌制剂5份；

所述生物载体材料为火山灰；其中生物载体材料的颗粒物之间孔隙率在80%以上；

所述高效生物酶由淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、琥珀酸脱氢酶、碱性磷酸酶、谷胱甘肽S-转移酶、溶菌酶、辣根过氧化物酶、木质素过氧化物酶、果胶酶和纤维素酶、辅酶Q10按照质量比3：2：3：1：3：2：1：2：1：1：1：1组成；

所述高效生物菌制剂由EM菌和光合细菌按照质量比4：4组成。

污水的高效生物分解及蒸腾、蒸发系统实验如下：

（一）针对山东省济南市（位于济阳县）城市生活垃圾渗滤液污水，采用实施例1的处理有机污水的生物床系统，其他参数不变，将厚度调整为70cm，处理效率设置为日2~4方：我们将处理有机污水的生物床系统的上表面积设置为60平方，厚度为300cm，周围围绕普通土壤做围坝，底部做土工膜防渗。污水进入生物床的透水装置前进行了精密过滤，去除细小颗粒物和油脂等，再均匀布入生物床内部。生物床表面一直没有种植作物或花草。

2016年8月开始至2017年7月10日，经前期精密过滤后的渗滤液污水，每天经过布水装置渗入生物床2-4方。夏季晴天时可以进水3-4方，阴天进水1-2方，雨天1方左右，春秋季节进水2-3方，冬季零下时进水1--1.5方。全年日平均进水3方。水分基本上全部蒸腾蒸发掉。水分在生物床体内没有产生连续蓄积，没有任何溢出生物床体的现象。证明该生物床表面积及生物床构造工艺的配比下，负压蒸腾、蒸发效果良好。60平米厚度为70cm的生物床系统，晴天蒸腾蒸发水量约3--4方，阴天1-2方。雨天虽然蒸发微弱，或者直降的雨水在床体蓄积，因为量较小，但是生物床体巨大，雨天积攒在生物床内部的水分在天气放晴时得到更快蒸发蒸腾。

在纳米生物活性促进材料和生物酶作用下，渗滤液的有机物得到分解，生物床体没有任何板结和堵塞现象发生，证明分解效果好。

（二）2016.4-2017.6运行的山东滨州市三河湖镇小王庄村旱改厕污水采用实施例2的处理有机污水的生物床系统，其他参数不变，根据废水的排水量，将生物床厚度调整为80cm，表面积调整为450平方，这样就能对约80户260人居民的生活污水、旱改厕冲厕污水（日污水排放量约10方）进行处理，以地面为水平向下挖土壤0.8m，清除普通土壤后填充生物床体，底部做土工膜防渗层，经过长期观察日10方污水基本全部蒸腾蒸发。春秋夏晴天150平方的表面积可以蒸发蒸腾一方水，冬季及夏季阴天200平方蒸发一方水，雨天蒸发蒸腾微弱，并且在生物床体表面种植黑麦草等植物，生长茂盛，促进了蒸腾作用。

（三）2016.9-2017.6运行的新疆乌鲁木齐市高新区十六户乡哈族新村日32方污水蒸发蒸腾和生物床分解实验，采用实施例3的处理有机污水的生物床系统，每立方米污水分布在100平米表面积，厚度为100cm的生物床体进行有机污水处理；以地面为水平向下挖土壤2.6米，清除普通土壤后填充实施例3的生物床体，由于新疆地区干燥，因而蒸腾蒸发量大，并且由于透水布水管设置在冻土层-1.5米以下，保证了污水水分不结冰，生物处理分解效果好，生物床体无板结和堵塞情况，在冬季，新疆持续零下40度的天气下，32方水也全部蒸发处理完全，到实验结束都没有水分溢出生物床体。

（四）2016.5-2017.6枣庄山亭区北庄镇双涧沟村旱改厕后的冲厕废水的处理情况：

采用实施例4中的处理有机污水的生物床系统，枣庄山亭区北庄镇双涧沟村约300人居民的传统村庄。按照国家的要求进行了旱改厕，村民都用上了水冲厕所。厕所的塑料化粪池都安装了出户的污水管网，冲厕污水集中收集到了村外。我们在村外设置了面积300平米、厚度70CM的处理冲厕有机污水的生物床系统。上部种植长青的黑麦草等花草。每人冲厕废水等据统计每天约为20升，每天平均约6方污水排放量。2016年5月至2017年6月连续实验结果表明，该280平米生物床面积每天平均可以蒸腾6方污水，污水雨水都没有外溢外排现象（雨天的水蒸发弱，但是可以蓄积在生物床体，天气放晴时迅速蒸发）。约50平方对应1方水的蒸腾。生物床体内没有任何堵塞、板结现象。

以上实验表明，70%以上透气透水材料组成的生物床体，在毛细浸润蒸腾蒸发构造和工艺的作用下，在20-200平方米的生物床表面积的条件下，透气生物床能够蒸发蒸腾水分1方甚至7方以上（阴天雨天及梅雨季节除外）。

以上实验表明，该生物床体表面积越大蒸腾蒸发效果越好，生物床体积越大、添加的纳米材料和生物酶越多，生物分解有机物的效果越好越彻底，该系统是一个污水及处理水不对外放流排放的整体。污水有机污染物得到有效生物分解，水分通过浸润生物床特殊构造等得到有效蒸腾蒸发。

在阴雨天及梅雨季节等气候条件下，应该严格做好雨污分流，设置雨水急应池或者水量储存调节池，或者加大该生物床体积和表面积，以便蓄积和调节调整阴雨天没有蒸发的水分或者雨水，在晴天时再送入生物床体内继续蒸腾蒸发或者有效蓄积在生物床大的床体内再次蒸腾蒸发。达到污水得到全部处理的效果和零排放的效果，不再对周围环境放流排放处理水。污水需要回用或者排放时，可以加装曝气装置等。

（五）使用实施例5的生物床体的材料，在全国各地进行各种不同种类的污水处理，其中夹角α的角度、生物床体的厚度和每立方米污水分布的表面积大小和蒸发地、污水的成分、日处理污水量的关系，如表1所示。

表1 实施例5的生物床体的材料对污水处理的结果表

由表1的结果可以看出，本发明的处理有机污水的生物床系统对各种污水均能很好的处理，根据污水的性质和处理地区的环境进行参数调整，可取的很好的效果，该系统可以彻底解决污水难以达标排放、传统处理污水能耗高、高浓度废水难以处理等难题和困境。该系统是纳米和生物科技融合充分激活和利用了大自然力量的一个生态系统。同时实验证明，在生物床体内纳米生物促进材料和高效生物酶的作用下，生物床体内生态食物链得以强化活化，高浓度有机类废水是能够得到彻底分解的，生物床内部没有任何板结和堵塞的现象发生。

Claims (10)

1.一种处理有机污水的生物床系统，其特征在于：包括厚度为30~300cm的生物床体，生物床体的底部和侧面均设置土工膜防渗层，生物床体的中部设置数条水平分布的透水布水管，透水布水管一端设置污水进水口，污水进水口一端与过滤池连接；透水布水管的上部铺设无纺布滤膜，无纺布滤膜两侧沿透水布水管长度方向向下倾斜；每立方米污水分布在20-200平米表面积的生物床体内；

所述生物床体以重量份计包括以下原料：生物载体材料1000份，沸石15~25份，吸水石15~25份，纳米碳纤维粉2~4份，高效生物酶5~10份和高效生物菌制剂4~6份；

所述生物载体材料为炉渣、炉灰或火山灰；其中生物载体材料的颗粒物之间孔隙率在70%以上；

所述高效生物酶由淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、琥珀酸脱氢酶、碱性磷酸酶、谷胱甘肽S-转移酶、溶菌酶、辣根过氧化物酶、木质素过氧化物酶、果胶酶和纤维素酶、辅酶Q10按照质量比1~3：1~3：1~3：1~2：1~3：1~3：1~2：1~2：1~2：1~2：1~2：1~2：1~2组成；

所述高效生物菌制剂由EM菌和光合细菌按照质量比4：4组成。

2.根据权利要求1所述的一种处理有机污水的生物床系统，其特征在于：无纺布滤膜末端的切线方向与水平方向的夹角α为5~85度。

3.根据权利要求2所述的一种处理有机污水的生物床系统，其特征在于：无纺布滤膜末端的切线方向与水平方向的夹角α为5~60度。

4.根据权利要求2所述的一种处理有机污水的生物床系统，其特征在于：无纺布滤膜末端的切线方向与水平方向的夹角α为10~45度。

5.根据权利要求1所述的一种处理有机污水的生物床系统，其特征在于：生物床体和土工膜防渗层之间设置集水装置，集水装置可以定期用淡水冲刷生物床体底部析出的盐分，使得生物床体内的盐分保持在一定的水平，生物床体不板结。

6.根据权利要求1所述的一种处理有机污水的生物床系统，其特征在于：污水进水口和过滤池之间设置有应急调节储水池，应急调节储水池用于储存调节待处理的污水。

7.根据权利要求1~4的任一种处理有机污水的生物床系统，其特征在于：在过滤池内加装设置曝气装置，并且向过滤池加入黑体纤维填料，黑体纤维填料的添加量为过滤池体积的30-80%，起到增强过滤及生物活性的作用。

8.根据权利要求1所述的一种处理有机污水的生物床系统，其特征在于：生物床体的厚度为70~100cm，每立方米污水分布在50-100平米表面积的生物床体进行有机污水处理。

9.根据权利要求1所述的一种处理有机污水的生物床系统，其特征在于：所述生物载体材料为火山灰；生物载体材料的颗粒物之间孔隙率在80%以上。

10.根据权利要求1所述的一种处理有机污水的生物床系统，其特征在于：所述生物床体以重量份计包括以下原料：生物载体材料1000份，沸石20份，吸水石20份，纳米碳纤维粉3份，高效生物酶10份和高效生物菌制剂5份；

所述生物载体材料为火山灰；其中生物载体材料的颗粒物之间孔隙率在80%以上；

所述高效生物酶由淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、琥珀酸脱氢酶、碱性磷酸酶、谷胱甘肽S-转移酶、溶菌酶、辣根过氧化物酶、木质素过氧化物酶、果胶酶和纤维素酶、辅酶Q10按照质量比3：2：3：1：3：2：1：2：1：1：1：1组成；

所述高效生物菌制剂由EM菌和光合细菌按照质量比4：4组成。