CN108503029B - 控制污染物进入水体的生态防护系统 - Google Patents

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Abstract

控制污染物进入水体的生态防护系统，是在污染区种植适宜的草本植物、灌木和乔木，建立植物生长区，形成多盖度的生物群落，拦截、吸附污染物；通过集水沟将污水导入集水池，经集水池、第一净化池、第二净化池、第三净化池和澄清池处理后，污染物达标的水通过排水沟进入自然水体。该系统包括“螺旋形”生态防护系统、“之字形”生态防护系统和“目字形”生态防护系统等类型。由陆地生物群和湿地生物群组成的立体生态防护系统，通过生物与土壤拦截、吸收、分解污染物，控制污染物进入自然水体，具有净化、修复和重建水体生态系统的功能。

Description

控制污染物进入水体的生态防护系统
技术领域
背景技术
水污染后，传统的物理修复法，工程量大、费用高，不适宜大面积推广；而化学修复法对环境有一定的风险（破坏土壤结构，影响土壤生物活性，导致土壤肥力下降，产生二次污染）。单一的修复技术有各自的适用范围，单独实施时其效果不佳，目前还没有一种控制污染物进入水体的生态防护系统。
发明内容
本发明的目的是提供一种控制污染物进入水体的生态防护系统，其目的是：在污染区种植适宜的草本植物、灌木和乔木，建立植物生长区，形成多盖度的生物群落，拦截、吸附污染物；通过集水沟将污水导入集水池，经集水池、第一净化池、第二净化池、第三净化池和澄清池处理后，污染物达标的水通过排水沟进入自然水体。
控制污染物进入水体的生态防护系统，包括“螺旋形”生态防护系统、“之字形”生态防护系统和“目字形”生态防护系统等类型。
在本申请中，所述可进入水体的污染物包括有机物（烷、烯、炔、芳香烃、卤代烃、醇、酚、醚、醛、酮、羧酸、酯等）、无机物（无机盐、无机酸、碱、金属碳化物、氰化物、重金属离子等）、植物营养物（氨、氮、磷化合物等）及漂浮物等引起的水质污染和水质变化的物质。
在本申请中，所述集水池、第一净化池、第二净化池、第三净化池、澄清池，均为生物处理池。
本发明所述在污染区（包括工业废水、生活污水、农业污水和固体废弃物排放区）周边或下游建立植物生长区，种植适应能力和吸附能力强的草本植物、灌木和乔木，形成多盖度的生态防护群落。植物生长区面积、形状依地势而定，植物种群、数量依污染物种类而定。
植物光合作用能直接将无机氮、无机磷合成植物蛋白质、有机氮，植物蒸腾作用能去除部分挥化性污染物。植物在生长中，根系向土壤释放氧气，能促进微生物生长，增加微生物代谢能力。微生物生长过程中释放的酶，可降低、钝化重金属离子的毒性，促进植物对重金属离子的吸收与富集。
土壤通过吸附、截留、过滤污染物，滞留在土壤中的有毒有害物质，在微生物的作用下分解、转化，达到净化水体的目的。
水体污染源很多，主要有工业废水、生活污水、农业污水和工农业生产、生活过程中产生的固体废弃物，受雨水冲淋溶解出的无机污染物和有机污染物。工业废水是水体的主要污染源，包括冶金、化工、电镀、造纸、制糖、食品加工、印染、屠宰、制革等各个环节产生的废水。生活污水是指人们日常生活中排放的各种污水，包括洗涤、沐浴、烹调、冲洗大小便等产生的污水。农业污水是指农业生产和畜牧养殖产生的废水，包括化肥、农药、除草剂和动物粪尿等污染物。
吸附能力强的植物，主要是指对氨、氮、磷、重金属离子等有机物和无机物吸附能力较强的植物。
吸附氨、氮、磷能力较强的陆生植物有：皇竹草、甜象草、苏丹草、黑麦草等；水生植物有：再力花、芦竹、美人蕉、菖蒲、香蒲、芦苇、风车草、香根草、千屈菜、水芹、茭白、莎草、水葱、凤眼莲等。
吸附镉能力较强的陆生草本植物有：东南景天、龙葵、油菜、印度芥菜、黑麦草等；水生草本植物有：芦苇、水芹、美人蕉、菖蒲、香蒲、水葱、香根草、凤眼莲等；木本植物有：冬青、杜鹃、杨树、七叶树、臭椿等。
吸附砷能力较强的陆生草本植物有：蜈蚣草、大叶井口边草、粉叶蕨、凤尾蕨、蜈蚣蕨等；水生草本植物有：芦苇、水芹、美人蕉、水葱、凤眼莲等；木本植物有：柳树、小叶女贞等。
吸附铅、锌、铜能力较强的陆生草本植物有：狗牙根、狗尾草、辣蓼、黑麦草等；水生草本植物有：芦苇、香蒲、千屈菜、水芹、香根草、凤眼莲等；木本植物有：冬青、杜鹃、大叶黄杨、杨树、泡桐、榆树、构树、雪松等。
吸附锑、锌、镍能力较强的陆生草本植物有：芒、苎麻、狗牙根、车前草、黑麦草等；水生草本植物有：芦苇、美人蕉、凤眼莲等；木本植物有：月季、杜鹃、大叶黄杨、构树等。
植物生长区具有拦截泥沙、垃圾，减缓地表径流，减少漂浮物进入水体的作用，还能吸附有机物（烷、烯、炔、芳香烃、卤代烃、醇、酚、醚、醛、酮、羧酸、酯等）、无机物（无机盐、无机酸、碱、金属碳化物、氰化物、重金属离子等）、植物营养物（氨、氮、磷化合物等）等。
植物生长区分陆生植物种植区和水生植物种植区。
陆生植物种植区，是指在雨季不易积水的区域，沿等高线混栽或间种吸附污染物能力强、耐干旱的植物，如：皇竹草、甜象草、黑麦草、蜈蚣草、大叶井口边草、粉叶蕨、凤尾蕨、蜈蚣蕨、狗牙根、东南景天、龙葵、油菜、印度芥菜、狗尾草、辣蓼、苎麻、冬青、杜鹃、榆树、构树等。
水生植物种植区，是指地势低洼、雨季易积水的区域，沿等高线混栽或间种吸附污染物能力强、耐水淹浸的植物，如：芦苇、芦竹、再力花、泽芹、美人蕉、藨草、香根草、水杉、水松、河柳、乌桕、白蜡、夹竹桃等。
植物生长区植物优选狗牙根、皇竹草、甜象草、黑麦草、苎麻、芦苇、芦竹、香根草、杜鹃、大叶黄杨、小叶女贞、构树等。植物生长区宽10～500m，长度依地形、污染面积和污染物数量而定，优选植物生长区宽50～150m，呈条状、带状种植。种植前，沿等高线开挖种植沟，在种植沟内增施有机肥和石灰来改良土壤，降低重金属离子等污染物对植物的毒害作用。
在植物生长区下游或周边，依地势修建集水沟。地表水和地下水经植物生长区的植物根系和土壤过滤后，进入集水沟。集水沟通常宽1～50m，深1～10m；根据集水量确定集水沟宽与深，优选集水沟宽3～5m，深1～3m。
在植物生长区下游、集水沟一侧或两侧种植耐水植物，利用耐水植物生长区的地势低洼处，作为降雨量大时容纳、预存地表水的缓冲区，减轻集水池在雨季储存雨水的压力。保障污水在生物处理池存放的时间，保证生态防护系统控制污染物进入自然水体的能力。
集水沟通过进水口与集水池相连，集水池通过第一闸门与第一净化池相连，第一净化池通过第二闸门与第二净化池相连，第二净化池通过第三闸门与第三净化池相连，第三净化池通过第四闸门与澄清池相连，澄清池通过出水口与排水沟相连，排水沟与自然水体相连。
集水沟、集水池、第一净化池、第二净化池、第三净化池、澄清池，均设有防渗漏层；防止收集到的污水在运行、处理过程中渗漏，与地下水相连，形成二次污染。防渗材料包括陶瓷、混凝土、膨润土、塑料、防渗膜、玻璃钢纤维、有机板等。
进水口的高度处于集水池的上方；第一闸门的高度处于集水池的中下方，位置高于池底污泥堆积高度，进水口与第一闸门处于集水池的对角位置；第二闸门的高度处于第一净化池的中上方，与浮岛底板基本平齐，第一闸门与第二闸门处于第一净化池的对角位置；第三闸门的高度处于第二净化池的下方，第二闸门与第三闸门处于第二净化池的对角位置；第四闸门的高度处于第三净化池的上方，第三闸门与第四闸门处于第三净化池的对角位置；出水口的高度处于澄清池的上方，第四闸门与出水口处于澄清池的对角位置。
集水池、第一净化池、第二净化池、第三净化池、澄清池的面积10～10000m2、深2～20m，根据接纳的水量（包括丰水期、平水期、枯水期）、污染物种类、污水处理时间和地形，确定各池的形状与面积。池面优选矩形，面积50～500m2、深2～5m为宜。单个水池容量不够时，可将多个同类水池通过管道（或沟、渠）连在一起使用。
集水池、第一净化池、第二净化池、第三净化池、澄清池依地势而建，集水池位置最高，澄清池位置最低。集水池中的水可依次从第一净化池、第二净化池、第三净化池依势自流至澄清池，减少或避免各池之间人为抽水或排水，节约能源，减少资源消耗。
排水沟通常宽1～100m，深1～20m；根据排水量确定排水沟的宽与深，优选排水沟宽3～5m，深1～3m。
自然水体包括池塘、水库、沟、渠、江、河、湖、海等。
所述集水池具有沉淀泥沙、收集漂浮物的作用。使用前，根据水中氨、氮、磷、重金属离子等污染物的种类和浓度，适当添加石灰（氢氧化钙）、硝化细菌、亚硝化细菌、聚磷菌、假单孢菌、黄杆菌和腐熟的污泥等。
石灰对水体有调节PH值、降低硬度、混凝、除硅和软化的作用。
硝化细菌、亚硝化细菌是好气性细菌，能将氨转化为植物可吸收的硝酸。
聚磷菌可大量地将污水中的磷吸入体内，使体内的含磷量超过一般细菌体内含磷量的数倍。
假单孢菌、黄杆菌分布于土壤、水及各种植物体，具有分解有机物的能力。
腐熟污泥中含有羟基、酞胺基、醚基等活性基团，可吸附和去除水中的氨、氮、磷，转化水中的重金属离子。
优选使用石灰将集水池中的水体PH值调至5.5～6.5，再按100～200m3水体添加假单孢菌、黄杆菌各10～20g，腐熟污泥1m3，发酵5～15天，即完成原水（集水沟从植物生长区收集的水，包括地表水和地下渗水）的沉淀、发酵处理过程。发酵期间适时打捞水面漂浮物，根据气温、污水收集量、污染物种类、污染物浓度和微生物活性，确定发酵时间。当生物酶活性高、污染物浓度低、雨水多时，适当缩短处理时间。当生物酶活性低、污染物浓度高、雨水少时，适当延长处理时间。
长时间使用的集水池，当100m3水中污泥超过5m3时，清除部分腐熟污泥，使其100m3水中污泥少于2m3。
集水池在运行过程中，根据漂浮物种类和数量，在进水口前设置相应的漂浮物拦截、打捞装置；在风的作用下，漂浮物容易聚集在集水池的一边，需及时人工打捞。
第一净化池是生物浮岛池，利用漂浮材料做成人工浮岛，为植物、动物、微生物生存繁衍提供载体，利用生物吸收、吸附、消化、降解水中的污染物。生物浮岛处理污水，不需要投入专业的机械设备及化学药剂，具有投资少、无污染、见效快、运行稳定、维护简单等优点。浮岛上的植物通过根系给水中输送氧气，为各种水生动物、植物、微生物提供适合栖息、附着、繁衍的空间，改善栖息环境，使其达到生态平衡。人工浮岛还能拦截水面漂浮物，具有景观作用。
生物浮岛池建设步骤是：先将发泡聚苯乙烯与树脂加工成浮岛框架（浮岛边框与浮岛底板），通过拼接、组合、搭建成所需要的人工浮岛形状。在浮岛上固定由芦苇（或玉米秆、麦秆、花生秆、稻草等农作物秸秆）、甘蔗渣（或木屑、竹屑等农林加工副产物）、棕榈纤维（或椰子、苎麻等植物纤维）扎成的植物捆（或压缩成的植物块），交叉铺放3～5层植物捆或植物块后，再履盖10～50cm厚的土壤。将经过筛选、驯化、吸收水中污染物能力强的水生或陆生植物移栽到浮岛载体上。
浮岛上铺设的土壤优选腐熟的污泥，或将田园土、腐熟的有机肥、沙土按1:1:1混合成富含有机质的培养土，按1m3培养土添加假单孢菌、黄杆菌各5～10g，混合、起堆培养5～10天后，再铺设到浮岛植物捆或植物块上。
浮岛上栽培的植物有：美人蕉、香蒲、香根草、水葱、千屈菜、水芹、风车草等，优选混栽或间种美人蕉、香蒲、香根草、水葱。
美人蕉可吸收水中的氮、磷、重金属离子及有机污染物。香蒲可吸收水中的氮、磷富集铅、锌、镉等重金属离子。香根草可净化水质，富集镉、铬、铅、镍等重金属离子。水葱对水中有机物（酚类）、氨、氮、磷酸盐及重金属离子有较高的清除率，可杀灭水中的细菌。美人蕉、香蒲、香根草、水葱均为多年生草本植物，根系发达，植株高大，固土保水，适应能力强。生物浮岛建成后，可使用多年。
经多年使用后的浮岛，因植物捆或植物块腐烂、崩解不能继续使用时，将植物捆（或植物块）及覆盖的土壤，从第一净化池打捞出来，清除杂物后作堆肥处理。腐熟后土壤中重金属离子达标，即为富含有机质的营养土。腐熟后土壤中重金属离子超标，按1m3添加10～20kg石灰，混合均匀，制成直径1～5cm泥丸，干燥后在800～1200℃下烧制成陶粒。陶粒可用于建筑、园林及污水处理等领域。
浮岛上的植物生长，根系通过浮岛生长孔延伸至水中，吸收水中的氨、氮、磷及重金属离子等污染物质，同时为水体中的鱼虾、昆虫和微生物等提供生存和附着的环境，释放出抑制藻类生长的化合物。土壤中的假单孢菌、黄杆菌等有益微生物，可转化、吸附水体中的氨、氮、磷及重金属离子。浮岛还能阻挡阳光直接照射水面，降低藻类进行光合作用的光照强度，抑制藻类的生长、繁殖。在植物、动物以及微生物的共同作用下净化水质，修复和重建水体生态系统。
第二净化池是潜流湿地池，先在池底铺直径5～20cm的碎石或卵石，厚度为池子深度的1/5～1/4；在碎石或卵石上铺炉渣或陶粒，厚度为池子深度的1/5～1/4；再在炉渣或陶粒上铺直径1～5mm的细沙或沙土，厚度为池子深度的1/5～1/4；最后在细沙或沙土上铺腐熟的污泥（或将田园土、腐熟的有机肥、沙土按1:1:1混合成富含有机质的培养土），厚度为池子深度的1/4～1/3。
潜流湿地上栽培的植物有：芦苇、芦竹、荻、风车草、香根草、菖蒲、茭白、荸荠、柳树、水杉、构树、泡桐、夹竹桃等，优选混栽或间种芦苇、芦竹、风车草、构树。
芦苇对水中的磷酸盐、有机氮、氨、氯化物和镍、镉、铅、锌等重金属离子有很强的吸收能力。芦竹可净化水质，吸收铜、镍、铅等重金属离子。风车草具有很强的吸收污染物的能力。构树可吸收水体中的氮、磷等富营养化物质及富集铅、镉、铬、锌、镍、锑、砷、汞等重金属离子。芦苇、芦竹、风车草为多年生草本植物，根茎发达，繁殖能力强。构树根系浅，侧根分布很广，生长快，适应性、抗逆性强，耐修剪。
生物浮岛和潜流湿地上栽培的植物，每年冬季寒冷来临前进行收割。自然干燥后进行焚烧（收集焚烧过程中的热量，进行综合利用），收集焚烧后的灰分。将质量比浓度为20%～30%的硫酸与质量比浓度为2%～4%的柠檬酸按体积比1～2:1混合；混合后的溶液与灰分按体积比4～5:1搅拌均匀，在常温下浸泡2小时；澄清后回收硫酸与柠檬酸混合的上清液，沉淀物包括植物灰分、重金属盐等，重金属盐提纯后可应用于工业、化工等领域，进行资源循环利用。从植物生长区收获的植物，重金属含量达标的可作饲料、肥料、造纸，建材、化工原料或燃烧发电等。
第三净化池为浮游生物生长池，根据水中氨、氮、磷、重金属离子的含量，适当添加石灰和腐熟的污泥。先用石灰将第三净化池中的水体PH值调至5.5～6.5，再按100～200m3水体添加1m3腐熟的污泥。长时间使用的第三净化池，当100m3水中污泥超过5m3时，清除部分腐熟污泥，使其100m3水中污泥少于2m3。
第三净化池培养的植物有：凤眼莲、水白菜、水花生等，优选凤眼莲。
凤眼莲为浮水草本植物，须根发达，适应能力强，繁殖快。可富集金、银、汞、铅、镉、铜、锌、铬、砷、镍、铂等，具有净化污水的能力。在凤眼莲生长节季，及时进行打捞，控制凤眼莲疯长，防止凤眼莲在第三净化池中腐烂。
打捞出来的凤眼莲经自然干燥后，当含水量低于30%时粉碎成直径0.5～2cm长的颗粒，加入酵母菌，在55～65℃下发酵3～5天，即可产生酒精，提纯后获得工业乙醇。酒渣重金属含量达标，可作饲料、肥料、造纸，建材、化工原料或燃烧发电等。酒渣重金属含量超标，干燥后与生物浮岛和潜流湿地上栽培的植物一起焚烧，提取重金属。
在第四闸门前设置滤网、格栅等，防止凤眼莲及其它漂浮物随水流进入澄清池。
澄清池具有分离、截留悬浮杂质的作用，从第三净化池流出的水经澄清池后，泥沙进一步沉淀，悬浮物在风的作用下，集中到池面一边，便于集中打捞；水面与空气接触时间增多，水中溶氧量增加，水体自净能力得到恢复。
澄清池通过出水口与排水沟相连；排水沟与自然水体相连。当澄清池中的水，污染物指数达到排放标准后，通过排水沟进入自然水体中。当澄清池中的水，污染物指数达不到排放标准时，则用水泵将澄清池中的水输送至集水池中（或植物生长区内）重新处理，直至达标后才排放至自然水体中。
从集水池、第一净化池、第二净化池、第三净化池和澄清池中打捞出来的污泥，按1m3添加10～20kg石灰，混合均匀，发酵10～15天，土壤中重金属离子含量达标，沥干水后可作为有机肥或营养土直接使用。重金属离子含量超标，沥干水后制成直径1～5cm泥丸或与黏土按体积比1～2:10混合制成砖坯，干燥后在800～1200℃下烧制成陶粒或轻质黏土砖。陶粒可用于建筑、园林及污水处理等领域。轻质黏土砖可替代传统黏土砖、水泥砖、泡沫砖等建材。
由陆地生物群、湿地生物群组成的立体生态防护系统，通过植物、动物和微生物来控制污染物进入自然水体，修复和重建水体生态系统。多重生态防护系统组成了拦截、吸收、分解水体污染物的生态屏障。本发明的优点：
1）石灰能对污水的PH值进行中和与消毒，有助于水中胶体微粒絮凝，可有效去除磷酸根、硫酸根及氟离子等阴离子，能破坏氨基磺酸根等络合剂或鳌合剂对重金属离子的结合。
2）污泥中的有机质可与游离的重金属离子结合，从而降低重金属离子的生物活性。
3）微生物与植物根系形成联合体，提高了植物抗重金属离子毒性的能力，可改善植物生存条件，促进植物生长，增加生物量。
4）植物根系和微生物产生的分泌物能够络合、螯合有机物和重金属离子，提高污染物的活性，有利于生物池中的生物对污染物的分解与吸收，防控有机物和重金属离子进入自然水体。
5）通过植物、微生物吸收、降解、转化水体中的污染物，该防护系统美观、安全、易于操作，没有二次污染。
6）生态防护植物还可资源化利用，产生经济效益，可持续发展。
附图说明
图1是本发明一种实施例的侧视结构示意图（带局部剖视）；
图2是图1所示实施例的俯视结构示意图（带局部剖视）；
图3是本发明一种实施例的布局示意图；
图4是本发明一种实施例的“螺旋形”结构示意图；
图5是本发明一种实施例的“之字形”结构示意图；
图6是本发明一种实施例的“目字形”结构示意图；
图7是本发明浮岛边框的一种实施例结构示意图；
图8是本发明浮岛底板的一种实施例结构示意图。
图中：
1—进水口，2—防渗漏层，3—集水池，4—第一闸门，5—第一净化池，6—第二闸门，7—第二净化池，8—第三闸门，9—第三净化池，10—第四闸门，11—澄清池，12—出水口，13—集水沟，14—排水沟，15—自然水体，16—植物生长区，17—浮岛边框，18、19—浮岛生长孔，20—浮岛底板，21—污泥。
具体的实施方式
下面详细说明本发明优选的技术方案，但本发明不限于所提供的实施例。
实施例1
参见图1至图8，在污染区（包括工业废水、生活污水、农业污水和固体废弃物排放区）周边或下游建立植物生长区16，种植适应能力和吸附能力强的草本植物、灌木和乔木，形成多盖度的生态防护群落。优选沿等高线混栽或间种皇竹草、甜象草、黑麦草、芦苇、芦竹、美人蕉、香根草、杜鹃、小叶女贞、杨树、柳树、构树等植物。
在植物生长区16下游，依地势修建集水沟13。
集水沟13通常宽1～50m，深1～10m；根据集水量确定集水沟13截面积大小，优选集水沟13宽3～5m，深1～3m。
集水沟13通过进水口1与集水池3相连，集水池3通过第一闸门4与第一净化池5相连，第一净化池5通过第二闸门6与第二净化池7相连，第二净化池7通过第三闸门8与第三净化池9相连，第三净化池9通过第四闸门10与澄清池11相连，澄清池11通过出水口12与排水沟14相连，排水沟14与自然水体15相连。
集水沟13、集水池3、第一净化池5、第二净化池7、第三净化池9、澄清池11，均设有防渗漏层2；防止收集到的污染水在运行、处理过程中渗漏，与地下水相连，产生二次污染。
进水口1的高度处于集水池3的上方；第一闸门4的高度处于集水池3的中下方，位置高于池底污泥21堆积高度，进水口1与第一闸门4处于集水池3的对角位置；第二闸门6的高度处于第一净化池5的中上方，与浮岛底板20基本平齐，第一闸门4与第二闸门6处于第一净化池5的对角位置；第三闸门8的高度处于第二净化池7的下方，第二闸门6与第三闸门8处于第二净化池7的对角位置；第四闸门10的高度处于第三净化池9的上方，第三闸门8与第四闸门10处于第三净化池9的对角位置；出水口12的高度处于澄清池11的上方，第四闸门10与出水口12处于澄清池11的对角位置。
集水池3、第一净化池5、第二净化池7、第三净化池9、澄清池11的面积20～2000m2、深2～20m，根据地形和接纳的水量，优选矩形池，面积50～200m2、深2～5m，单个水池容量不够时，可将多个水池并在一起使用。
集水池3、第一净化池5、第二净化池7、第三净化池9、澄清池11依地势而建，集水池3位置最高，澄清池11位置最低，集水池3中的水可依势流至澄清池11。
排水沟14通常宽1～50m，深1～10m；根据排水量确定排水沟14截面积大小，优选排水沟14宽3～5m，深1～3m。
自然水体15包括池塘、水库、沟、渠、江、河、湖、海等。
集水池3具有沉淀泥沙、收集漂浮物的作用。使用前，根据水中氨、氮、磷、重金属离子的含量，适当添加石灰、硝化细菌、亚硝化细菌、聚磷菌、假单孢菌、黄杆菌和腐熟的污泥。腐熟污泥中含有羟基、酞胺基、醚基等活性基团，可去除水中的氨、氮和磷，转化水中的重金属离子。优选先用石灰将集水池3中的水体PH值调至5.5～6.5，再按100～200m3水体添加假单孢菌、黄杆菌各10～20g，腐熟污泥1m3，发酵5～15天，即完成原水的沉淀、发酵处理过程。发酵期间适时打捞水面漂浮物，根据气温、污水收集量和微生物活性，确定发酵时间。当生物酶活性高、污水供应充沛时，适当缩短处理时间。当生物酶活性低、污水供应量少时，适当延长处理时间。长时间使用过的集水池3，当100m3水中污泥21超过5m3时，清除部分腐熟污泥21，使其100m3水中污泥21少于2m3。
集水池3在运行过程中，根据漂浮物种类和数量，在进水口1前设置相应的漂浮物拦截、打捞装置。
第一净化池5是一个生物浮岛池，利用漂浮材料做成人工浮岛，为植物、动物和微生物生存繁衍提供载体。先将发泡聚苯乙烯与树脂加工成浮岛框架（浮岛边框17与浮岛底板20），通过拼接、组合、搭建成所需要的人工浮岛形状。在浮岛上固定用芦苇（或玉米秆、麦秆、花生秆、稻草等农作物秸秆）、甘蔗渣（木屑、竹屑等农林加工副产物）、棕榈纤维（或椰子、苎麻等植物纤维）扎成的植物捆（或压缩成的植物块），交叉铺放3～5层植物捆或植物块后，履盖10～50cm厚富含有机质的土壤。
浮岛上铺设的土壤优选腐熟的污泥，或将田园土、腐熟的有机肥、沙土按1:1:1混合成培养土，按1m3培养土添加假单孢菌、黄杆菌各5～10g，混合、起堆培养5～10天后，再铺设到浮岛植物捆或植物块上。混栽或间种美人蕉、香蒲、香根草、水葱。
第二净化池7是潜流湿地池，先在池底铺直径5～20cm的碎石或卵石，厚度为池子深度的1/5～1/4；在碎石或卵石上铺炉渣或陶粒，厚度为池子深度的1/5～1/4；再在炉渣或陶粒上铺直径1～5mm的细沙或沙土，厚度为池子深度的1/5～1/4；最后在细沙或沙土上铺腐熟的污泥（或将田园土、腐熟的有机肥、沙土按1:1:1混合成富含有机质的培养土），厚度为池子深度的1/4～1/3。混栽或间种芦苇、芦竹、风车草、构树。
生物浮岛和潜流湿地上栽培的植物，每年冬季寒冷来临前进行收割。自然干燥后进行焚烧，利用热量，收集焚烧后的灰分。将质量比浓度为20～30%的硫酸与质量比浓度为2～4%的柠檬酸按质量比1～2:1混合；混合后的溶液中加入体积比为20%～30%的植物灰分，搅拌均匀，在常温下浸泡2小时；回收硫酸与柠檬酸上清液，沉淀物即为重金属盐，提纯后可应用于工业、化工等领域，资源循环利用。从重金属离子污染物较多的植物生长区收获的植物，可参考此方法进行处理。
第三净化池9为浮游生物生长池，先用石灰将第三净化池9中的水体PH值调至5.5～6.5，再按100～200m3水体添加1m3腐熟的污泥21。长时间使用过的第三净化池9，当100m3水中污泥21超过5m3时，清除部分腐熟污泥21，使其100m3水中污泥21少于2m3。优先培育凤眼莲。在凤眼莲生长节季，及时进行打捞，控制凤眼莲疯长，防止凤眼莲在第三净化池9中腐烂。
打捞出来的凤眼莲经自然干燥后，当含量低于30%时粉碎成直径0.5～2cm长的颗粒，加入酵母菌，在55～65℃下发酵3～5天，即可产生酒精，提纯后获得工业乙醇。酒渣干燥后与生物浮岛和潜流湿地上栽培的植物一起焚烧，提取重金属。
在第四闸门10前设置滤网，防止凤眼莲随水流进入澄清池11。
澄清池11具有分离、截留悬浮杂质的作用，从第三净化池9流出的水经澄清池11后，泥沙进一步沉淀，悬浮物在风的作用下，集中到池面一边，便于集中打捞；水面与空气接触时间增多，水中溶氧量增加，水体自净能力得到恢复。
澄清池11通过出水口12与排水沟14相连；排水沟14与自然水体15相连。当澄清池11中的水，污染物指数达到排放标准后，通过排水沟14进入自然水体15中。当澄清池11中的水，污染物指数达不到排放标准，则通过水泵将澄清池11中的水输送至集水池3（或植物生长区16）中重新处理，直至达标后才排放至自然水体中。
从集水池3、第一净化池5、第二净化池7、第三净化池9和澄清池11中打捞出来的污泥21，按1m3添加10～20kg石灰，混合均匀，发酵10～15天，沥干水后制成直径1～5cm泥丸或与黏土按体积比1～2:10混合制成砖坯，干燥后在800～1200℃下烧制成陶粒或轻质黏土砖。
实施例2
参见图4，所述“螺旋形”生态防护系统，主要是针对山地设计的一种控制污染物进入水体的生态防护系统，其方法是：
在污染物下游建立植物生长区16，依地势修建多段螺旋形集水沟13。
每段集水沟13通过进水口1与集水池3相连，集水池3通过第一闸门4与第一净化池5相连，第一净化池5通过第二闸门6与第二净化池7相连，第二净化池7通过第三闸门8与第三净化池9相连，第三净化池9通过第四闸门10与澄清池11相连，澄清池11通过出水口12与排水沟14相连。
多组生态防护系统绕山螺旋形排列，污染物排放达标的水，通过排水沟14进入自然水体15。
实施例3
参见图5，所述“之字形”生态防护系统，主要是针对坡地设计的一种控制污染物进入水体的生态防护系统，其方法是：
在污染物下游建立植物生长区16，沿坡而修建多段之字形集水沟13。
每段集水沟13通过进水口1与集水池3相连，集水池3通过第一闸门4与第一净化池5相连，第一净化池5通过第二闸门6与第二净化池7相连，第二净化池7通过第三闸门8与第三净化池9相连，第三净化池9通过第四闸门10与澄清池11相连，澄清池11通过出水口12与排水沟14相连。
多组生态防护系统沿坡地之字形排列，污染物排放达标的水，通过排水沟14进入自然水体15。
实施例4
参见图6，所述“目字形”生态防护系统，主要是针对平地设计的一种控制污染物进入水体的生态防护系统，也适应于受地形、土地面积、水流等因素影响的山地、坡地，其方法是：
在污染物的周边或下游建立植物生长区16，修建集水沟13。
集水沟13通过进水口1与集水池3相连，集水池3通过第一闸门4与第一净化池5相连，第一净化池5通过第二闸门6与第二净化池7相连，第二净化池7通过第三闸门8与第三净化池9相连，第三净化池9通过第四闸门10与澄清池11相连，澄清池11通过出水口12与排水沟14相连。
集水沟13上设有多个进水口1，多组生物处理池平行排列，增强处理污水的能力，使生态防护能力增强。多组生物处理池的出水口12与排水沟14相连，污染物排放达标的水，通过排水沟14进入自然水体15。

Claims (8)

1.控制污染物进入水体的生态防护系统，包括植物生长区（16）、集水沟（13）、集水池（3）、第一净化池（5）、第二净化池（7）、第三净化池（9）、澄清池（11）、排水沟（14），其特征是，所述植物生长区（16）种植草本植物、灌木、乔木，形成多盖度的生态防护群落；
所述植物生长区（16）周边，依地势修建集水沟（13）；集水沟（13）宽3～5m，深1～3m；
所述集水沟（13）通过进水口（1）与集水池（3）相连；所述集水池（3）通过第一闸门（4）与第一净化池（5）相连；所述第一净化池（5）通过第二闸门（6）与第二净化池（7）相连；所述第二净化池（7）通过第三闸门（8）与第三净化池（9）相连；所述第三净化池（9）通过第四闸门（10）与澄清池（11）相连；所述澄清池（11）通过出水口（12）与排水沟（14）相连；所述排水沟（14）与自然水体（15）相连；
所述集水池（3）用石灰将水体pH 值调至5.5～6.5，再按100～200m3水体添加假单孢菌、黄杆菌各10～20g，腐熟污泥1m3，发酵5～15天；
所述进水口（1）前设置漂浮物拦截、打捞装置；
所述第一净化池（5）中用浮岛边框（17）与浮岛底板（20）搭建成人工浮岛，在浮岛上固定由芦苇、甘蔗渣、棕榈纤维扎成的植物捆；交叉铺放3～5层后，履盖10～50cm厚的土壤；再混栽美人蕉、香蒲、香根草、水葱；
所述第二净化池（7）先在池底铺直径5～20cm的卵石，厚度为池子深度的1/5～1/4；再铺炉渣，厚度为池子深度的1/5～1/4；在炉渣上铺直径1～5mm的细沙，厚度为池子深度的1/5～1/4；最后在细沙上铺培养土，厚度为池子深度的1/4～1/3；混栽芦苇、芦竹、风车草、构树；
所述第三净化池（9）先用石灰将水体pH 值调至5.5～6.5，按100～200m3水体添加1m3腐熟的污泥，再培育凤眼莲；
所述在第四闸门（10）前设置滤网，防止凤眼莲随水流进入澄清池（11）。
2.根据权利要求1所述控制污染物进入水体的生态防护系统，其特征是，所述植物生长区（16）包括陆生植物种植区、水生植物种植区，陆生植物种植区混栽吸附污染物能力强、能耐干旱的植物，水生植物种植区混栽吸附污染物能力强、耐水淹浸的植物。
3.根据权利要求1所述控制污染物进入水体的生态防护系统，其特征是，所述集水沟（13）、集水池（3）、第一净化池（5）、第二净化池（7）、第三净化池（9）、澄清池（11），均设有防渗漏层（2）。
4.根据权利要求1所述控制污染物进入水体的生态防护系统，其特征是，所述进水口（1）的高度处于集水池（3）的上方；所述第一闸门（4）的高度处于集水池（3）的中下方，位置高于池底污泥（21）堆积高度，进水口（1）与第一闸门（4）处于集水池（3）的对角位置；所述第二闸门（6）的高度处于第一净化池（5）的中上方，与浮岛底板（20）基本平齐，第一闸门（4）与第二闸门（6）处于第一净化池（5）的对角位置；所述第三闸门（8）的高度处于第二净化池（7）的下方，第二闸门（6）与第三闸门（8）处于第二净化池（7）的对角位置；所述第四闸门（10）的高度处于第三净化池（9）的上方，第三闸门（8）与第四闸门（10）处于第三净化池（9）的对角位置；所述出水口（12）的高度处于澄清池（11）的上方，第四闸门（10）与出水口（12）处于澄清池（11）的对角位置。
5.根据权利要求1所述控制污染物进入水体的生态防护系统，其特征是，所述集水池（3）、第一净化池（5）、第二净化池（7）、第三净化池（9）、澄清池（11）为矩形池体，面积50～500m2、深2～5m。
6.根据权利要求1所述控制污染物进入水体的生态防护系统，其特征是，所述集水池（3）、第一净化池（5）、第二净化池（7）、第三净化池（9）、澄清池（11）依地势而建，集水池（3）位置最高，澄清池（11）位置最低，集水池（3）中的水可依次自流至澄清池（11）。
7.根据权利要求1所述控制污染物进入水体的生态防护系统，其特征是，所述排水沟（14）宽3～5m，深1～3m。
8.根据权利要求1所述控制污染物进入水体的生态防护系统，其特征是，所述生态防护系统，包括“螺旋形”生态防护系统、“之字形”生态防护系统、“目字形”生态防护系统。
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