CN205088059U - 一种农村低污染水深度净化系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种农村低污染水深度净化系统，包括三个子系统：基于生物净化的生物膜净化系统、水生植物净化系统、基于生物质炭的吸附净化系统；生物膜净化系统与水生植物净化系统处于第一个处理单元中，形成生物膜-水生植物净化体系；基于生物质炭的吸附净化系统处于第二个处理单元中，即生物质炭净化系统；第一个处理单元和第二个处理单元设置一定的高度差，且第一个处理单元水面高度高于第二个处理单元，以便通过重力作用实现水流流动；农村低污染水进入第一个处理单元后，根据水质情况的好坏，水利停留时间为1d-10d；待水质较为清澈后通过控制水流控制阀进入第二个处理单元。将三种水体净化技术有机结合在一起，形成了优异的农村低污染水净化效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种农村低污染水深度净化系统，具体而言，是一种结合了生物质炭、自然生物膜以及水生植物的“三位一体”的农村低污染水净化体系。
背景技术
农村低污染水
随着经济的快速发展，我国农业面源污染问题日益严重，使得很多江、河、湖泊水质下降，加剧了水质性缺水的状况。根据报道，生活污水和畜禽养殖废水是农村地区的两大污染源。其中太湖流域养殖废水TN一般在30～40mg/L，TP在2.5～3.5mg/L之间。但由于农村地区污水产生总量大、分布分散、间歇排放等特点，对农村生态环境和民众健康构成了显著的影响。本实用新型针对农田排水、生活污水尾水等农村低污染水的深度处理，这里我们将农村低污染水定义为农业生产或农民生活过程中产生的富含植物生长所需的氮、磷等养分与多种微量元素，但直接排放会造成污染的那部分水体。主要包括经过污水处理厂处理后达标排放的农村生活污水尾水、农田排水以及河道低污染水等，其水质不符合地表水环境质量标准但满足农田灌溉用水标准(GB18918-2002一级B：TN≤20mg/L,TP≤1mg/L)。这种农村低污染水虽然氮磷等营养盐含量相对点源污染、未处理的生活污水等污染源较低，但是由于其分布广泛、产生量高，对水体环境的负面影响也非常显著。这类废水使用工程化措施处理经济性不高，特别是在排放较为分散的偏远农村地区，更加难以实现深度净化处理。因此，有必要针对这类低污染水设置低成本的、易于操作安装的、环境友好的处理体系，以便使相关低污染排水达到或接近地表水排放标准，实现良好的生态与经济效益。
生物炭技术
生物炭(Biochar)是在完全或部分缺氧条件下，以及相对较低的温度条件下(<700℃)，经热解炭化产生的一种含碳量丰富、性质稳定的有机物质。生物炭表面具有大量的孔洞，空隙大小不一。这种孔洞结构有利于土壤微生物的生长。生物炭容重小，水、气吸收能力强，且具有大量的表面负电荷以及高电荷密度的特性，能形成电磁场，构成了生物炭良好的吸附特性，能吸附水、土壤或沉积物中的无机离子及极性或非极性有机化合物，特别是利于吸附土壤和水体中重金属污染物质和有机污染物。在化学成分上，生物炭还包括钙、镁等矿物质以及无机碳酸盐，具有高度的芳香化、生物化学抗分解性和物理的热稳定性，促进植物对营养元素的吸收。此外，生物炭往往呈现一定的碱性，可被用于改良酸性土壤。鉴于上述一系列的优良特性，生物炭在近年来被广泛用于固碳减排、土壤修复改良等方面的研究和实践。生物质炭由于拥有良好的孔隙分布，表面含有丰富的官能团，对水体中的溶质往往具有良好的吸附性能。在此，本实用新型将生物质炭视为一种“养分储存器”，将低污染排水中的氮磷营养盐吸附富集，然后将生物质炭作为一种复合肥或土壤改良剂施加到农田中，实现良好的经济效益与生态效益。
自然生物膜技术
自然生物膜是在一定的环境条件先产生的微生物聚集体。在自然水体中，微生物细胞和非生物物质镶嵌在微生物分泌的有机聚合物基质中，并附着在固体表面。微生物的胞外聚合物形成了整个生物膜的骨架结构，为微生物的附着生长和包裹吸附其它物质提供了物质基础。生物膜的定义普遍的理解为由金属氧化物(铁、锰和铝氧化物)、有机质和少量矿物质组成。有机质包括细菌、真菌、浮游动物、藻类，以及病毒组成的微生物群落，同时包括其生命代谢活动分泌的各种代谢物质，如胞外酶，胞外聚合物。自然生物膜可以有效去除氮磷等无机物。从废水中去除N主要依靠生物硝化作用和反硝化作用的组合实现，硝化作用是一个好氧过程，将氨氧化成亚硝酸盐和硝酸盐，通过两个不同系统的微生物的两个连续的步骤实现，即自养的氨氧化细菌和亚硝酸盐氧化细菌。反硝化是一个缺氧的过程，硝酸盐和亚硝酸盐通过异养菌的厌氧呼吸作用由一氧化氮和二氧化氮转变为氮气，这个过程需要有机碳源。生物膜除磷的机理为：生物膜上的聚磷菌交替处于厌氧/好氧环境是实现生物除磷的关键。在没有溶解氧和硝态氮存在的厌氧条件下，聚磷菌分解体内的聚磷酸盐产生能量，并放出磷酸盐以维持聚磷菌的代谢，同时将胞外大量的短链脂肪酸摄入细胞内并合成聚羟基链烷酸酯；在好氧条件下，由于环境条件有利，聚磷菌可快速生长、繁殖，此时聚磷菌利用分解胞内PHA所产生的ATP将废水中的磷酸盐过量摄取到胞内，并转变成聚磷酸盐。聚磷菌在好氧环境下所摄取的磷远比在厌氧环境下所释放的磷多，使体内的含磷量可超过10％，有时甚至高达30％。淹没式生物膜法除磷工艺中的优势菌属为假单胞菌属，其次依顺序为气单胞菌属、芽孢杆菌属、微球菌属、硝化杆菌属，这些兼性菌属在好氧条件下能超量地将污水中的磷吸入细胞内，被广泛的用于生物除磷。
植物浮床技术
植物浮床技术是按照自然界植物生长的规律，将高等水生植物或经改良的陆生植物人工种植到富营养化水体表面，利用植物根部的吸收作用、吸附作用以及物种之间的竞争化感机制，消解富集于水体的磷、氮和其他有害物质，以达到净化水质的目的。该技术的关键是通过植物吸收富集、植物根系吸附、根区微生物降解等途径来实现净化水质的目的。该项技术在创造良好的环境效益的同时，又能营造赏心悦目的水上生态景观，甚至带来一定程度的经济收益。由于浮床系统具有成本低廉、运行管理简单、生态友好等特点，在控制富营养化水体生态修复中得到了广泛应用。
前述单一技术在农业废水处理方面已有不同程度的研究，单一技术手段存在不同的技术短板。针对农村低污染水，将三种技术集成，取长补短，实现农村污水的深度处理，则未见报道。
实用新型内容
目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种农村低污染水深度净化系统，结合生物质炭、自然生物膜以及水生植物水处理功能，实现“三位一体”的农村低污染水净化功能。通过本实用新型的农村低污染水净化系统，可以实现生物质资源化利用、农村污水减排、氮磷等营养盐的重复利用等目标，具有成本低廉、环境友好、应用面广泛等特点。
技术方案：为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
一种农村低污染水深度净化系统，其特征在于，包括三个子系统：基于生物净化的生物膜净化系统、水生植物净化系统、基于生物质炭的吸附净化系统；生物膜净化系统与水生植物净化系统处于第一个处理单元中，形成生物膜-水生植物净化体系；基于生物质炭的吸附净化系统处于第二个处理单元中，即生物质炭净化系统；第一个处理单元和第二个处理单元设置一定的高度差，且第一个处理单元水面高度高于第二个处理单元，以便通过重力作用实现水流流动；
第一个处理单元下部为生物膜净化系统，生物膜为自然状态下培养的、适应当地环境的自然生物膜，为提高净化效果，自然生物膜应处于指数生长的中后期，即自然生物膜自接种开始需预培养2-6周；弹性填料固定或半固定在第一个处理单元底面，生物膜生长附着在弹性填料上面，防止生长有自然生物膜的弹性填料浮出水面，而影响自然生物膜的生长繁殖和净化效果；
第一个处理单元上部为水生植物净化系统，为方便一些水生植物固定在浮床上面，在水面安置塑料支撑固定网格；水生植物包括水芹、水花生、水葫芦、莲藕、浮萍、空心莲子草、四角菱；水生植物根据季节和温度的不同需进行相应调整；
第二个处理单元中表面和底层分别设置有用于防止生物质炭颗粒随水流失的表面拦截网和底层拦截网；底层拦截网至出水口上方液面之间铺有底层过滤层；底层过滤层和表面拦截网之间放置生物质炭颗粒。
作为优选方案，所述弹性填料所占据空间的体积占第一个处理单元相应水体体积的30％-80％；弹性填料包括丝状、片状、球状、蜂窝状填料类型。
作为优选方案，所述塑料支撑固定网格边长为5-20cm；网格线宽度不超过网格边长的5％。
作为优选方案，第一个处理单元的出水口设置水泵用于将第一个处理单元的排水加入到第二个处理单元；第一个处理单元的出水口处设置有水流控制阀。
所述生物质炭净化系统包括：
1)表面拦截网和底层拦截网：表面拦截网用于防止生物质炭颗粒在水流冲击下漂浮流失，以及在无水干燥状态下被风吹散而流失；底层拦截网用于避免生物质炭颗粒随出水流失到自然水体；
2)生物质炭颗粒：颗粒大小为0.2cm‐2cm；
3)底层过滤层：用于进一步拦截生物质炭颗粒流出，防治出水口堵塞，进一步深度净化营养盐成分。
作为优选方案，所述表面拦截网和底层拦截网的孔径小于生物质炭颗粒粒径均值，孔径范围为0.2cm-2cm，材质为抗老化高分子材料。
所述底层过滤层的为颗粒沸石填料。
所述底层过滤层的颗粒粒径大小控制在0.5cm-4cm。
上述的一种农村低污染水深度净化系统，处理使用方法如下：农村低污染水进入第一个处理单元(生物膜-水生植物净化体系)后，根据水质情况的好坏，水利停留时间为1d-10d；待水质较为清澈后通过控制水流控制阀进入第二个处理单元(生物质炭净化系统)。
有益效果：本实用新型提供的一种农村低污染水深度净化系统，结合了三种环境友好、成本低廉的水处理技术，包括生物膜水净化技术、水生植物净化技术、生物质炭吸附净化技术，将三种水体净化技术有机结合在一起，形成了优异的农村低污染水净化效果。具体而言，本实用新型实现以下有益效果：
1)本实用新型将三种水体净化技术的优点结合在了一起，实现了取长补短的作用：生物膜净化技术和水生植物净化技术对低污染水净化所需时间较久，营养盐浓度较低时净化效率不高，生长受到影响；而生物炭净化系统对微污染成分(如氮磷营养盐和重金属等污染物质)具有良好的吸附性能，且吸附过程是一个物理过程主导的水体净化过程，具有时间短、效率高的特点，但是对于成分复杂的农村低污染水，直接使用吸附技术进行净化效果不佳，容易出现堵塞和吸附饱和现象，因此在吸附过程之前增加前处理过程，即本实用新型提出的生物膜-水生植物净化体系，可以降低后续生物炭吸附处理过程中出现堵塞和饱和的频率，从而实现良好的净化效果。低污染水进入第一个处理单元(即生物膜-水生植物净化体系)后，经过一段时间的吸收净化，将低污染水中营养盐等成分降低60％以上，然后将预处理后的水排入第二个处理单元(即生物质炭净化体系)，进一步降低水体中营养盐和重金属等溶质的含量，实现对污染物质80％以上的去除效果，然后将处理好的废水排入环境水体。
2)本实用新型使用的生物质炭源于农业，主要基于秸秆类生物质资源，在制备过程中可以实现秸秆的减量化、资源化，同时可以收集产生的其他副产品(如焦油等)；此外，吸附饱和后的生物质炭本身可视为一种负载有丰富营养盐的复合肥，将其还田后将改善土壤组分和土壤结构，同时增强土壤的肥力。
3)本实用新型使用水生植物在水体表面吸收营养盐，可以通过控制水生植物的种类，在一定条件下实现经济产出，如种植菱角；亦可实现生态景观效益，如种植荷花等。
4)本实用新型使用自然生物膜作为水面以下的净化系统，可以将生长成熟的自然生物膜取出，还田，实现养分的循环利用，具有一定的经济与环境效益。
综上，本实用新型提出的一种农村低污染水深度净化系统，真正实现了变废为宝，循环利用，符合可持续发展的理念。
附图说明
图1为生物膜-水生植物净化体系换水周期内TN浓度的动态变化；
图2为生物膜-水生植物净化体系换水周期内TN去除浓度的动态变化；
图3为生物膜-水生植物净化体系换水周期内NH4 +-N浓度的动态变化；
图4为生物膜-水生植物净化体系换水周期内TP浓度的动态变化；
图5为生物膜-水生植物净化体系换水周期内TP去除浓度的动态变化；
图6为生物膜-水生植物净化体系换水周期内COD浓度的动态变化；
图7为改良生物炭吸附磷前后的红外光谱对照图；
图8为本实用新型的系统示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型作更进一步的说明。
实施例1
一种农村低污染水深度净化系统，结合生物质炭、自然生物膜以及水生植物水处理功能，实现“三位一体”的农村低污染水净化功能。通过本实用新型的农村低污染水净化系统，可以实现生物质资源化利用、农村污水减排、氮磷等营养盐的重复利用等目标，具有成本低廉、环境友好、应用面广泛等特点。如图8所示，
(1)本实用新型提供的农村低污染水深度净化系统包括三个子系统：基于生物净化的生物膜净化系统、水生植物净化系统、基于生物质炭的吸附净化系统。其中涉及的农村低污染水主要包括种植业排水、养殖业废水、农村预处理后的生物污水等。
(2)生物膜净化系统与水生植物净化系统处于第一个处理单元1中(即生物膜‐水生植物净化体系)，而生物质炭处理系统处于第二个处理单元2中(即生物质炭净化系统)。两个处理单元应该有一定的高度差，保证第一个处理单元水面高度应高于第二个处理单元，以便通过重力作用实现水流流动；若在某些地点难以实现这一点，则需借助外力(如水泵)将第一个处理单元的排水加入到第二个处理单元。
(3)第一个处理单元(生物膜‐水生植物净化体系)上部为水生植物净化系统，其中水生植物3包括水芹、水花生、水葫芦、莲藕、浮萍、空心莲子草、四角菱等。水生植物根据季节和温度的不同需进行相应调整。此外，某些水生植物需要固定在浮床上面，因此需在水面安置塑料支撑固定网格4，网格边长为5‐20cm；为了节省材料同时为了便于水面以下透过更多的光照，网格线宽度不超过网格边长的5％。
(4)第一个处理单元(生物膜‐水生植物净化体系)下部为生物膜净化系统，其生物膜5为自然状态下培养的、适应当地环境的自然生物膜，为提高净化效果，自然生物膜应处于指数生长的中后期，即自然生物膜自接种开始需预培养2‐6周；生物膜生长附着在弹性填料上面，弹性填料6固定或半固定在体系底面，防止生长有自然生物膜的弹性填料浮出水面，而影响自然生物膜的生长繁殖和净化效果。该处理单元中弹性填料所占据空间的体积约占本处理单元相应水体体积的30％‐80％。所使用的弹性填料需有较高的比表面积，以容纳更多量的自然生物膜在上面生长，弹性填料包括但不限于丝状、片状、球状、蜂窝状等填料类型。
(5)农村低污染水进入生物膜‐水生植物净化体系后，根据水质情况的好坏，水利停留时间约为1d‐10d。待水质较为清澈后通过控制水流控制阀进入下一个处理体系：生物质炭净化体系。
(6)第二个处理单元(生物质炭净化系统)主要由以下部分构成：
1)表面拦截网7和底层拦截网8
该网孔径应小于生物质炭颗粒粒径均值，孔径范围一般约0.2cm‐2cm，该拦截网材质为抗老化高分子材料，避免使用金属材质和易老化材质。其中表面拦截网主要用于防止生物质炭颗粒在水流冲击下漂浮流失，以及在无水干燥状态下被风吹散而流失；底层拦截网主要用于避免生物质炭颗粒随出水流失到自然水体。
2)生物质炭颗粒9
生物质炭主要由秸秆等农村大量产生的废弃物制备，生物质炭颗粒在缺氧条件下制备，炭化结束后需经过一定的预处理，如酸碱浸渍、活化等，以提高生物质炭对营养盐和其他污染物质的吸附性能。为保证水流通过效率，生物质炭颗粒大小不易过小，但为了提高吸附效率，颗粒也不宜过大，颗粒大小控制在0.2cm‐2cm为佳。生物质炭材料根据水质情况需及时更换，更换下来的饱和生物炭可以作为一种有益的土壤改良剂施加到农田中。
3)底层过滤层10
底层过滤层主要由沸石等常规大颗粒过滤材料构成，该层主要目的为进一步拦截小颗粒生物炭流出，防治出水口堵塞，进一步深度净化营养盐成分。过滤层滤料颗粒粒径大小控制在0.5cm‐4cm为佳，一方面避免堵塞出水，另一方面提高吸附净化效率。
本实施例展示了生物膜-水生植物净化体系对生物污水氮素净化效果。本实施例中生物膜-水生植物净化体系中的水生植物选取水芹作为供试材料，先用去离子水清洗干净然后置于试验水体中预培养。当水芹苗长到16cm时，选取大小一致、健康的水芹苗开始进行试验。供试水样为江苏省农科院粮作所基地旁化粪池污水，水体经预处理后注入试验容器(生物膜-水生植物净化体系)中。本实施例生物膜-水生植物净化体系尺寸为：外径790mm×565mm×505mm，内径750mm×525mm×490mm，长×宽×高，按16.5cm×14cm的间距开16个孔，每孔栽入1株水芹。本实施例试验设计3个处理组：生活污水处理(TWW)、外加碳源生活污水处理(TWW-HC)以及无水芹生物膜处理作为对照(Control)，每个处理重复3次。试验时间为2014年4月13日～2014年7月4日。其中各处理组于6月4日换水一次，于7月4日收获。试验中每7d取一次水样，每次取样50mL。
如图1、图2、图3所示，可以发现，在45天的采样测试期内，三个处理均实现了较好的TN去除效果。在初始阶段(17d之前)，TWW-HC处理效果最好，其次是TWW处理和control处理。32d之后三个处理对TN的去除效果差异不显著。从对TN的去除率角度，TWW-HC的效果也是最优，且在试验初始运行阶段表现更为突出。需指出的是，control处理在试验进行到25d之后去除效果达到最优，这时培养体系中的生物膜生长达到指数生长期，需消耗较多的氮磷营养盐，从而实现较好的去除效果。因此，对于本实用新型提出的生物膜-水生植物净化体系而言，净化前期水生植物起到的净化效果更为显著，而到了后期生物膜的作用则不可忽视。
实施例2生物膜-水生植物净化体系对磷的去除效果
本实施例考察了生物膜-水生植物净化体系对生活污水中磷的去除效果。本实施例具体操作方式与实施例1类似。如图4、图5所示，生物膜-水生植物净化体系，施加了碳源的TWW-HC处理对磷素的去除效果最好，去除率可达到80％；TWW处理对磷的去除效果在初始阶段比较显著，到试验后期出现一定程度反弹；control处理则表现更为显著，32d之前一直为下降趋势，之后则出现TP含量的上升，可能受环境扰动出现了磷素的释放。由此可见，本实用新型提出使用生物膜-水生植物联合净化水质可实现更好的净化效果，单纯使用生物膜处理则容易受到环境条件的影响，而出现磷去除效果的反弹。
实施例3生物膜-水生植物净化体系对COD的去除效果
本实施例考察了生物膜-水生植物净化体系对生活污水中化学需氧量COD的去除效果。本实施例具体操作方式与实施例1类似。如图6所示，实验初始阶段，control处理与TWW处理走势类似，出现一个显著下降之后又有缓慢的回升，这可能与植物根系分泌物、生物膜分泌物的增多有关。而TWW-HC处理COD数值则总体为下降趋势，只是在最后一次采样出现上升，这可能与植物、生物膜分泌物的增加以及植物脱落物的分解、生物膜新陈代谢产物的累积有关。本实施例说明，若希望实现较好的净化效果，需及时将生物膜-水生植物净化体系中的植物进行及时收割，对生物膜及时进行打捞。
实施例4生物膜-水生植物净化体系植物生长状况
本实施例考察了生物膜-水生植物净化体系中植物生长状况。本实施例具体操作方式与实施例1类似。在适宜的环境条件下，浮床系统中植物的吸收是N、P去除的一个重要的途径。本实施例中除了平均根长没有显著差异，TWW-HC组水芹生物量、平均株高和相对生长速率均极显著高于TWW组，茎中的N、P含量显著低于TWW组，而根、叶中的N含量显著高于TWW组。通过计算，TWW组通过植物的吸收带走的N、P分别占了输入N、P量的7.3％和10.0％，TWW-HC组则上升为50.6％和65.1％。通过外加碳源调节C:N明显促进了植物的生长以及对N、P的去除。
表1生物膜-水生植物净化体系中水生植物(水芹)生长情况
注：*p<0.05，**p<0.01，***p<0.001。
表2生物膜-水生植物净化体系中水生植物(水芹)各组织氮、磷含量
注：*p<0.05。
实施例5生物膜-水生植物净化体系生物膜生长状况
本实施例考察了生物膜-水生植物净化体系中生物膜生长状况。本实施例具体操作方式与实施例1类似，污水中增加了环境胁迫有机污染物质。可以发现，在有胁迫污染物存在条件下，自然生物膜的生长发生一定的变化，胞外分泌物增多，出现了一定程度的黏连现象。这可能是生物膜的一种自我保护机制，以降低外源污染物质对生物膜(藻类、微生物)产生的消极作用。
实施例6生物炭吸附体系对氮磷的吸附效果
本实施例主要考察了生物炭处理体系中不同生物炭选择对废水氮磷吸附净化效果。通过等温吸附试验研究，可以发现，7种生物炭对氨态氮的平衡吸附量分别为：大豆6.560mg/g；花生壳6.120mg/g；油菜秆4.255mg/g；稻草5.900mg/g；葡萄杆5.892mg/g；玉米杆6.255mg/g；小麦秸秆6.785mg/g。对硝氮的平衡吸附量：大豆0.560mg/g；花生壳0.570mg/g；玉米秆0.740mg/g；稻草1.220mg/g；葡萄杆0.950mg/g；油菜杆1.350mg/g；小麦秸秆1.080mg/g。对磷酸根的平衡吸附容量：大豆0.488mg/g；花生壳1.207mg/g；玉米秆0.246mg/g；稻草0.612mg/g；葡萄杆0.437mg/g；油菜杆0.420mg/g；小麦秸秆0.688mg/g。
由此可见，使用原始生物炭对氨氮吸附效果较好，对磷酸根和硝酸根吸附效果稍差。因此，有必要对原始生物炭在一定条件下进行改良，提高其对特定吸附质(主要是是阴离子吸附质)的吸附性能，实现良好的净化效果。为此，本实施例以磷酸根为例，对生物质炭进行改良，在其表面负载稀土元素Ce，获得了对磷酸根具有较好吸附性能的载铈生物炭。其对磷酸根的吸附性能参数如下：
表3不同温度下的改良生物炭吸附磷的等温吸附模型参数
本实施例制作的改性生物炭除磷吸附剂，对磷酸根具有优异的吸附性能，可达到77.52mg/g，是一种环境友好、吸附性能优越的生物炭基材料。此外，吸附体系在较短时间内即可达到平衡。将本实施例制备的改性生物炭加入到本实用新型的生物炭处理体系，将实现良好的除磷效果。
实施例7生物炭吸附体系生物质炭的表征观察
由图7可以发现，吸附磷酸根后的吸收峰出现明显变化，包括1417cm-1处对应的-COOH，1572cm-1处对应的-COO-，3460cm-1处对应的Ar-H，以及1047cm-1处对应的M-O-C都发生了变化，说明这些化学键在吸附磷酸根的过程中起到一定作用。
可以发现，生物炭表面有较多的孔洞分布，为吸附附着污染物质和营养盐提供了良好的条件。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种农村低污染水深度净化系统，其特征在于，包括三个子系统：基于生物净化的生物膜净化系统、水生植物净化系统、基于生物质炭的吸附净化系统；生物膜净化系统与水生植物净化系统处于第一个处理单元中，形成生物膜-水生植物净化体系；基于生物质炭的吸附净化系统处于第二个处理单元中，即生物质炭净化系统；第一个处理单元和第二个处理单元设置一定的高度差，且第一个处理单元水面高度高于第二个处理单元，以便通过重力作用实现水流流动；
第一个处理单元下部为生物膜净化系统，弹性填料固定或半固定在第一个处理单元底面，生物膜生长附着在弹性填料上面；
第一个处理单元上部为水生植物净化系统，在水面安置塑料支撑固定网格，用于方便一些水生植物固定在浮床上面；水生植物包括水芹、水花生、水葫芦、莲藕、浮萍、空心莲子草、四角菱；
第二个处理单元中表面和底层分别设置有用于防止生物质炭颗粒随水流失的表面拦截网和底层拦截网；底层拦截网至出水口上方液面之间铺有底层过滤层；底层过滤层和表面拦截网之间放置生物质炭颗粒。
2.根据权利要求1所述的农村低污染水深度净化系统，其特征在于：所述弹性填料所占据空间的表观体积占第一个处理单元相应水体体积的30%-80%；弹性填料包括丝状、片状、球状、蜂窝状填料类型。
3.根据权利要求1所述的农村低污染水深度净化系统，其特征在于：所述塑料支撑固定网格边长为5-20cm；网格线宽度不超过网格边长的5%。
4.根据权利要求1所述的农村低污染水深度净化系统，其特征在于：第一个处理单元的出水口设置水泵用于将第一个处理单元的排水加入到第二个处理单元；第一个处理单元的出水口处设置有水流控制阀。
5.根据权利要求1所述的农村低污染水深度净化系统，其特征在于：所述生物质炭净化系统包括：
1）表面拦截网和底层拦截网：表面拦截网用于防止生物质炭颗粒在水流冲击下漂浮流失，以及在无水干燥状态下被风吹散而流失；底层拦截网用于避免生物质炭颗粒随出水流失到自然水体；
2）生物质炭颗粒：颗粒大小为0.2cm-2cm；
3）底层过滤层：用于进一步拦截生物质炭颗粒流出，防治出水口堵塞，进一步深度净化营养盐成分。
6.根据权利要求1所述的一种农村低污染水深度净化系统，其特征在于：所述表面拦截网和底层拦截网的孔径小于生物质炭颗粒粒径均值，孔径范围为0.2cm-2cm，材质为抗老化高分子材料。
7.根据权利要求1所述的一种农村低污染水深度净化系统，其特征在于：所述底层过滤层的为颗粒沸石填料。
8.根据权利要求1所述的一种农村低污染水深度净化系统，其特征在于：所述底层过滤层的颗粒粒径大小控制在0.5cm-4cm。
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| CN (1) | CN205088059U (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105036482A (zh) * | 2015-08-11 | 2015-11-11 | 江苏省农业科学院 | 一种农村低污染水深度净化系统 |
| CN106007173A (zh) * | 2016-05-30 | 2016-10-12 | 大连民族大学 | 散户污水及河道水环境净化系统 |
| CN109056638A (zh) * | 2018-07-25 | 2018-12-21 | 江苏省农业科学院 | 一种面向坡地果园面源污染减排的组件式生态拦截设施及使用方法 |
| CN109392345A (zh) * | 2018-12-10 | 2019-03-01 | 扬州大学 | 一种提高土壤增渗去污性能的方法 |
-
2015
- 2015-08-11 CN CN201520601049.2U patent/CN205088059U/zh not_active Withdrawn - After Issue
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|---|---|---|---|---|
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| CN105036482B (zh) * | 2015-08-11 | 2017-03-15 | 江苏省农业科学院 | 一种农村低污染水深度净化系统 |
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