CN109231679A - 生态水环境处理系统及其工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种生态水环境处理系统及其工艺，该处理系统包括岸基隔离系统和水域净化系统；所述岸基隔离系统包括生态绿地和吸附层，所述生态绿地上种植有陆生植物，部分吸附层位于所述生态绿地上，另一部分吸附层位于所述生态绿地的下方；水域净化系统通过斜坡与所述岸基隔离系统连接，所述水域净化系统包括水域及置于所述水域中的生态浮床，所述水域中还设有水生植物。岸基隔离系统和水域净化系统形成了一个完整的生态系统，集合水质净化、景观构建、资源利用等多种功能，具有极大的推广应用价值。

Description

生态水环境处理系统及其工艺

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，更具体地，涉及一种生态水环境处理系统及其工艺。

背景技术

自然水体所形成的局部生态系统本身具备一定的自净功能，其机理包括扩散、稀释、净化，但随着人类活动及工、农业的快速发展，排入水环境中的污染物超过环境本身的自净容量，造成局部水体、生态系统破坏，如水体缺氧形成黑臭水体、富营养化等，严重的可能形成生态灾难，鱼虾、鸟类大量死亡。如何稳妥、高效的解决水环境和生态问题是当务之急。

发明内容

基于此，有必要解决上述生态系统本身无法处理的水环境和生态污染的技术问题，提高一种可靠、高效的生态水环境处理系统及其工艺。

一种生态水环境处理系统，包括岸基隔离系统和水域净化系统；

所述岸基隔离系统包括生态绿地和吸附层，部分吸附层位于所述生态绿地上，另一部分吸附层位于所述生态绿地的下方；

水域净化系统通过斜坡与所述岸基隔离系统连接，所述生态绿地上种植有陆生植物，所述水域净化系统包括水域及置于所述水域中的生态浮床，所述水域中还设有水生植物。

在其中一个实施例中，所述陆生植物包括美人蕉、菖蒲、鸢尾、芦苇、银杏、香樟、红继木或女贞的一种或几种组合。

在其中一个实施例中，所述吸附层包括吸水砖和位于所述吸水砖下方的填料层，所述吸水砖位于所述生态绿地上，所述填料层位于所述生态绿地的下方。

在其中一个实施例中，所述填料层包括碎石、水泥基空心块和陶粒。

在其中一个实施例中，所述填料层上负载有兼氧微生物、好氧微生物和厌氧微生物的一种或几种组合。

在其中一个实施例中，所述斜坡上铺设有碎石填料和砖块，所述砖块位于所述碎石填料的表面。

在其中一个实施例中，所述砖块为六角砖块、长方体砖块或正方体砖块。

在其中一个实施例中，所述吸附层上安装有过滤装置。

在其中一个实施例中，所述过滤装置为格栅和/或筛网。

在其中一个实施例中，所述筛网的孔径为20-30mm，高1-1.8m。

在其中一个实施例中，所述筛网通过镀锌铁丝焊接而成。

在其中一个实施例中，所述水域为水池、河流、湖泊、溪流、畜水池和/或任何其他。

在其中一个实施例中，所述水域中还设有藻类。

在其中一个实施例中，所述藻类为人工藻类。

在其中一个实施例中，所述人工藻类为狐尾藻、金鱼藻和轮叶黑藻的一种或几种组合。

在其中一个实施例中，所述水域中设有增氧机。

在其中一个实施例中，所述生态绿地上安装有风能机构和/或太阳能机构，且所述风能机构、太阳能机构分别与所述增氧机电连接。

在其中一个实施例中，所述生态绿地的一侧设有储水池，所述储水池通过补水管与所述水域连通。

在其中一个实施例中，所述吸附层的下方安装有导水管，所述导水管与所述储水池连通用于浇灌所述生态绿地上的陆生植物。

在其中一个实施例中，所述水生植物为浮叶植物、挺水植物或藻类的一种或几种组合。

在其中一个实施例中，所述生态浮床包括浮床框体、安装所述浮床框体上的浮元件及与所述浮床框体底部连接的生物填料。

在其中一个实施例中，所述浮元件上设有若干个盆，所述盆中种植美人蕉、香蒲、黄菖蒲和风车草的一种或几种组合。

在其中一个实施例中，所述生物填料为聚丙烯组合填料和/或仿生水草。

本发明还提供了一种生态水环境处理工艺，包括上述生态水环境处理系统，包括步骤：

污水进入生态绿地，部分为吸附层吸收，另外一部分排入水域中；

进入水域的污水经过水域中的水生植物和生态浮床的净化，得到净化后的水体。

上述生态水环境处理系统通过生态绿地上的陆生植物使污水中 COD、氨氮、总磷等污染物降低，并通过吸附层过滤、吸附及降解污染物；此外，生态浮床、水生植物也可以吸收COD、氨氮、总磷等污染物，进一步的净化水质，同时还可以防止藻类过度繁殖，浮床的下部能为微生物、水生动物提供载体和栖息环境，而微生物和水生动物可以强化污染物的生物处理过程。岸基隔离系统和水域净化系统形成了一个完整的生态系统，集合水质净化、景观构建、资源利用等多种功能，具有极大的推广应用价值。

附图说明

图1本发明公开的生态水环境处理系统的示意图；

图2为本发明公开的生态浮床的示意图；

图3本发明公开的生态水环境处理工艺的流程示意图；

其中，1生态绿地，11陆生植物，12过滤装置，13太阳能，14 储水池，15补水管，2吸附层，21吸水砖，22填料层，23导水管， 3水域，31水生植物，,32藻类，33增氧机，4生态浮床，41上层， 42下层，5斜坡，51碎石填料，52砖块。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

一种生态水环境处理系统，包括岸基隔离系统和水域净化系统；

岸基隔离系统包括生态绿地1和吸附层2，生态绿地1上种植有陆生植物11，部分吸附层2位于生态绿地1上，另一部分吸附层2位于生态绿地1的下方；

水域净化系统通过斜坡5与岸基隔离系统连接，水域净化系统包括水域3及置于水域3中的生态浮床4，水域3中还设有水生植物31。

上述生态水环境处理系统通过生态绿地上的陆生植物使污水中 COD、氨氮、总磷等污染物降低，并通过吸附层过滤、吸附及降解污染物；此外，生态浮床也可以吸收COD、氨氮、总磷等污染物，参见表1，进一步的净化水质，同时还可以防止藻类过度繁殖。浮床的下部能为微生物、水生动物提供载体和栖息环境。

表1

试验组	COD	氨氮	总磷
				处理前	150	15	2.5
处理后	40	4.5	0.45

可选地，陆生植物11可以根据需求进行选择和调整。在本实施例中，陆生植物11包括但不限于美人蕉、菖蒲、鸢尾、芦苇、银杏、香樟、红继木、女贞、美人蕉和芦苇、银杏和香樟、红继木和女贞等。

可选地，水生植物33可以根据需求进行选择和调整。在本实施例中，水生植物33包括但不限于浮叶植物、挺水植物、藻类、浮叶植物和挺水植物、挺水植物和藻类等。

具体的，陆生植物、水生植物在生长过程中需要吸收大量的矿物质，而生态水环境中含有大量的氮磷可以满足陆生植物、水生植物的生长需求。陆生植物、水生植物吸收污染物的主要部位为根，叶片也能吸收少量的污染物，污染物到达根表面，主要有两条途径：一条是污染物随蒸腾拉力，在植物吸收水分时与水分一起到达根部；另一条是扩散途径，即通过扩散而到达根的表面。

进一步地，吸附层2包括吸水砖21和位于吸水砖21下方的填料层22，吸水砖21位于生态绿地1上，填料层位22于生态绿地1的下方。雨水一部分形成地表径流进入水域，一部分通过吸水砖21进入填料层22被吸收。通过吸收砖21可以过滤掉一部污染物，渗入吸收砖 21的水分可以被填料层22吸收。

更进一步地，填料层22采用专用的轻质多孔吸附填料铺砌，具体包括但不限于碎石、水泥基空心块和陶粒。

为了能够更好的降解污染物，填料层上负载有兼氧微生物、好氧微生物和厌氧微生物的一种或几种组合。

好氧、兼氧和厌氧微生物可共存于同一装置中，通过兼氧微生物的桥梁作用，将氧化、氨化、亚硝化、硝化、反硝化等反应在装置中同时进行，提高了氧的利用效率，降低了能耗。

可发挥厌氧去除有机物绝对量高、好氧对有机物去除率高的各自优点，而且，由于在兼氧阶段的水解酸化作用，使一些难降解的有机物和微生物尸体等初步分解，相对分子质量降低，可生化性提高，因此，总体有机物处理效率提高。

岸基隔离系统与水域净化系统之间通过斜坡5连接，该斜坡上铺设有碎石填料51和砖块52，砖块52位于碎石填料51的表面。

可选地，砖块52的形状可以根据需求进行选择和调整。在本实施例中，砖块52为六角砖块、长方体砖块或正方体砖块。

为了防止浮渣、固体垃圾进入水域，在生态绿地上安装有过滤装置12。通过过滤装置12可以过滤掉粒径较大的浮渣和固体垃圾。

进一步地，过滤装置12为格栅和/或筛网。更进一步地，筛网的孔径包括但不限于20mm、21mm、22mm、23mm、24mm、25mm、26mm、 27mm、28mm、29mm和30mm，筛网的高度可以根据需求进行调整，在本实施例中，筛网的高度可以为1m、1.1m、1.2m、1.3m、1.4m、1.5m、 1.6m、1.7m和1.8m。

在一个优选实施例中，筛网通过镀锌铁丝焊接而成。具体采用镀锌铁丝的优点如下：

1)由于镀锌铁丝的表面有进行镀锌保护，能够增强其抗腐蚀能力。当然除此之外，还可以改变铁丝本身材料的特性，从材料上增强其防腐性能。

2)镀锌铁丝采用优质低碳钢盘条加工而成，是采用优质低碳钢，经过拉拔成型、酸洗除锈、高温退火、热镀锌、冷却等工艺流程加工而成的，这让它能够在外界环境使用的时候不容易出现问题。

3)镀锌铁丝的镀锌层防护作用的持续时间与镀层厚度的关系很大，它的镀锌层在进行钝化处理置换，能够生成一层光亮旧美观的彩色钝化膜，可显著提高其防护性能扣桨饰性能。

可选地，水域3可以为任何含有水体的水域。在本实施例中，水域3为水池、河流、湖泊、溪流、畜水池和/或任何其他。

为了吸收水样中重金属，水域3中还设有藻类31。更进一步地，在一个优选实施例中，藻类31为人工藻类。人工藻类为伊乐藻、狐尾藻、金鱼藻和轮叶黑藻的一种或几种组合。通过藻类31来防止形成黑臭水体，同时为水体中微生物、动物提供氧气。

为了增加水体中的氧气，在水域3中设有曝气机或增氧机31，在本实施例中，在水域3中设有增氧机32来增加水中的氧气。

生态绿地1上安装有风能机构和/或太阳能机构13，且风能机构、太阳能机构分别与增氧机电连接提供电能，参见图1所示。

在一个优选实施例中，生态绿地1的一侧设有储水池14，储水池 14通过补水管15与水域3连通。当雨季水位过高时，储水池会储存一部分水分，在旱季时通过吸附层下方的导水管为岸基植物提供水源，降低了工作人员灌溉的劳动强度，甚至多余的水还可以外用灌溉。

在一个优选实施例中，生态浮床4包括浮床框体41、安装浮床框体41上的浮元件42及与浮床框体41底部连接的生物填料44。

浮元件42上设有若干个盆43，盆43中种植但不限于美人蕉、香蒲、黄菖蒲、风车草、美人蕉和香蒲、风车草和黄菖蒲、美人蕉和黄菖蒲等。生态浮床及水生植物可吸收水体中的COD、氨氮、总磷等污染物，进一步净化水质，还可防止藻类繁殖过度。

进一步地，生物填料为聚丙烯组合填料和/或仿生水草，浮床区下部的生物填料为微生物、水生动物提供载体和栖息环境，强化污染物的生物处理过程。

本发明还提供了一种生态水环境处理工艺，包括上述生态水环境处理系统，包括步骤：

S1、污水进入生态绿地，部分为吸附层吸收，另外一部分排入水域中；

S2、进入水域的污水经过水域中的水生植物和生态浮床的净化，得到净化后的水体。

具体的，污水排入生态绿地，其中一部分形成地表径流进入水域，另一部分通过吸水砖进入专用填料层。整个填料层采用专用的轻质多孔吸附填料铺砌，填料包括碎石、水泥基空心块和陶粒，填料层上附着微生物，微生物为兼氧微生物、厌氧微生物和好氧微生物的一种或几种组合，使整个填料层具有过滤、吸附、微生物降解污染物的功能，结合生态绿地植物如美人蕉、菖蒲、鸢尾、芦苇等，以及其他乔木如银杏、香樟等，辅助灌木如红继木、女贞等的吸收，使水中COD、氨氮、总磷等污染物大为降低。岸坡顶部的隔离网可以避免浮渣、固体垃圾进入水域，同时避免人畜进入，防治安全隐患。隔离网采用镀锌铁丝焊接而成，表面进行防腐防锈处置，隔离网孔径约20-30mm，高 1-1.8m。

经岸基隔离系统净化后的水进入水域，该水域可以是池体、河流、湖泊等，水域中采用人工-藻类复合增氧，防止形成黑臭水体，人工增氧采用水下曝气机或表面曝气机、增氧机等，供能方式为太阳能和/或风能。藻类增氧采用狐尾藻、金鱼藻等利用光合作用产生氧气。除为水体增氧外，同时为水体中的微生物、动物提供氧气。水域中的生态浮床、挺水植物、浮叶植物第一可吸收水体中的COD、氨氮、总磷等污染物，进一步净化水质，第二可防止藻类繁殖过度。浮床区下部的生物填料为微生物、水生动物提供载体和栖息环境，强化污染物的生物处理过程，该生物填料为聚丙烯材质组合填料。

雨季水域水位高时，生态绿地一侧的储水池会积蓄一部分水，储水池体积可根据岸基植物面积确定，绿化定额用水1-3L/m².d，储水池储水满足7-10d灌溉，旱季通过导流管为岸基植物提供水源，省去人工灌溉，多余的水甚至可以外用灌溉，导流管铺设在填料层下面，保证蓄水池中水能灌溉。

由上述可知，在生态水环境处理工艺中，岸基隔离系统和水域净化系统形成一个完整的生态系统，集合了水质净化、景观构建、资源利用等多重功能，具有极大的推广应用价值，同时采用风能、太阳能等清洁能源，既不造成浪费，又没有二次污染。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (24)

1.一种生态水环境处理系统，其特征在于，包括岸基隔离系统和水域净化系统；

所述岸基隔离系统包括生态绿地和吸附层，所述生态绿地上种植有陆生植物，部分吸附层位于所述生态绿地上，另一部分吸附层位于所述生态绿地的下方；

水域净化系统通过斜坡与所述岸基隔离系统连接，所述水域净化系统包括水域及置于所述水域中的生态浮床，所述水域中还设有水生植物。

2.根据权利要求1所述的生态水环境处理系统，其特征在于，所述陆生植物包括美人蕉、菖蒲、鸢尾、芦苇、银杏、香樟、红继木或女贞的一种或几种组合。

3.根据权利要求1所述的生态水环境处理系统，其特征在于，所述水生植物为浮叶植物、挺水植物或藻类的一种或几种组合。

4.根据权利要求1所述的生态水环境处理系统，其特征在于，所述吸附层包括吸水砖和位于所述吸水砖下方的填料层，所述吸水砖位于所述生态绿地上，所述填料层位于所述生态绿地的下方。

5.根据权利要求4所述的生态水环境处理系统，其特征在于，所述填料层包括碎石、水泥基空心块和陶粒。

6.根据权利要求4或5所述的生态水环境处理系统，其特征在于，所述填料层上负载有兼氧微生物、好氧微生物和厌氧微生物的一种或几种组合。

7.根据权利要求1所述的生态水环境处理系统，其特征在于，所述斜坡上铺设有碎石填料和砖块，所述砖块位于所述碎石填料的表面。

8.根据权利要求7所述的生态水环境处理系统，其特征在于，所述砖块为六角砖块、长方体砖块或正方体砖块。

9.根据权利要求1所述的生态水环境处理系统，其特征在于，所述生态绿地上安装有过滤装置。

10.根据权利要求9所述的生态水环境处理系统，其特征在于，所述过滤装置为格栅和/或筛网。

11.根据权利要求10所述的生态水环境处理系统，其特征在于，所述筛网的孔径为20-30mm，高1-1.8m。

12.根据权利要求10或11所述的生态水环境处理系统，其特征在于，所述筛网通过镀锌铁丝焊接而成。

13.根据权利要求1所述的生态水环境处理系统，其特征在于，所述水域为水池、河流、湖泊、溪流、畜水池和/或任何其他。

14.根据权利要求1所述的生态水环境处理系统，其特征在于，所述水域中还设有藻类。

15.根据权利要求14所述的生态水环境处理系统，其特征在于，所述藻类为人工藻类。

16.根据权利要求15所述的生态水环境处理系统，其特征在于，所述人工藻类为狐尾藻、金鱼藻和轮叶黑藻的一种或几种组合。

17.根据权利要求1所述的生态水环境处理系统，其特征在于，所述水域中设有增氧机。

18.根据权利要求17所述的生态水环境处理系统，其特征在于，所述生态绿地上安装有风能机构和/或太阳能机构，且所述风能机构、太阳能机构分别与所述增氧机电连接。

19.根据权利要求1所述的生态水环境处理系统，其特征在于，所述生态绿地的一侧设有储水池，所述储水池通过补水管与所述水域连通。

20.根据权利要求19所述的生态水环境处理系统，其特征在于，所述吸附层的下方安装有导水管，所述导水管与所述储水池连通用于浇灌所述生态绿地上的陆生植物。

21.根据权利要求1所述的生态水环境处理系统，其特征在于，所述生态浮床包括浮床框体、安装所述浮床框体上的浮元件及与所述浮床框体底部连接的生物填料。

22.根据权利要求21所述的生态环境处理系统，其特征在于，所述浮元件上设有若干个盆，所述盆中种植美人蕉、香蒲、黄菖蒲和风车草的一种或几种组合。

23.根据权利要求21所述的生态水环境处理系统，其特征在于，所述生物填料为聚丙烯组合填料和或仿生水草。

24.一种生态水环境处理工艺，其特征在于，包括权利要求1至23任一项所述的生态水环境处理系统，包括步骤：

污水进入生态绿地，部分为吸附层吸收，另外一部分排入水域中；

进入水域的污水经过水域中的水生植物和生态浮床的净化，得到净化后的水体。