申请日2014.02.18
公开(公告)日2014.05.21
IPC分类号C02F3/34; C02F3/32
摘要
本发明提供一种香根草污水净化系统及其方法，主要通过生物工程的方式，包括经过充分腐解的香根草叶子和根冠所制成的垫层、利用香根草的根和茎编织成的香根草底座，香根草种植于香根草底座中，由底座下方的垫层对污水中的污染物进行分解发酵，可初步破坏大颗粒的废水胶体的稳定性，其分解所得的物质为香根草生长所需要的肥料，收割后的香根草可重复制成垫层或底座，循环利用，而香根草底座可提高净化面积，全方位去除污水中全N、全P及重金属。本发明充分利用香根草各部位及其衍生物，组成一种绿色环保并且可重复利用的污水净化系统，其克服了以往净水措施的不足，不仅成本低，可持续性强，同时具有净化范围大、净化效果佳等特点。
权利要求书
1.香根草污水净化系统，其特征在于：包括香根草的叶子和根茎经充分腐解后所制成的垫层(1)、香根草的根和茎编织成的底座(2)及种植在底座(2)范围中的香根草(3)。
2.根据权利要求1所述的香根草污水净化系统，其特征在于：所述垫层(1)上面设有一层过滤网(11)。
3.根据权利要求1所述的香根草污水净化系统，其特征在于：所述垫层(1)为培养基，其上接种香根草(3)。
4.根据权利要求1所述的香根草污水净化系统，其特征在于：所述垫层(1)上接种香根草(3)及少量环境益生菌。
5.根据权利要求1所述的香根草污水净化系统，其特征在于：所述底座(2)为上宽下窄的倒锥形。
6.根据权利要求5所述的香根草污水净化系统，其特征在于：所述底座(2)底部设有若干通孔(21)。
7.一种香根草净污系统的净污方法，其步骤为：
a.平整土地：主要是将污水区域形成的深沟进行平整，以便香根草的种植;
b.种植香根草：每年的4-6月份，将香根草分蘖苗栽种于底座之中，再用土壤覆盖平整;
c.垫层降解发酵：香根草的叶子和根冠经过充分腐解后制成垫层，分解后的香根草堆层变得松软、分散，呈棕黑色，含有主要的作物养分，pH 值为7.0，垫层上布置过滤网，用以固定香根草腐解物，污水首先由污水口进入其中，可过滤大颗粒污染物;基质垫层作为培养基，其上可接种水生环境益生菌，香根草种植在上面，地下污水中所排出的粪尿等有机物均可经微生物完全发酵达到迅速降解;
d.底座全方位净化：底座利用香根草的根和茎制成，以提高香根草资源的综合利用率,使香根草资源化，以此来达到重复再生的目的，同时在净化过程可以提高污水的净化面积，加大净化程度;
e.香根草根与叶净化：在处理污水方面，香根草根部可挥发芳香精油，能够有效解决地下污水的恶臭问题，改善地下的空气质量，香根草的茎叶还可以吸收空气中的二氧化硫等污染物，从而有效的解决大气污染，对于处理医院等地下管道排放出来的污水，其茎叶能够阻挡细菌和病毒的传播，从而降低了污水的危害;
f.香根草管理：当年的11-12月份可收割香根草地上部分，循环利用，任其重复生长，以后每年的11-12月份可继续收割。
8.根据权利要求7的一种香根草净污系统的净污方法，其特征在于：所述香根草在收割后将其叶子和根冠再进行充分腐解，加入垫层中，循环利用。
9.根据权利要求7的一种香根草净污系统的净污方法，其特征在于：所述底座为上宽下窄的倒锥形，水流由底座下方进入，随着系统底座高度的增加，水流速度不断变慢，废水中小而轻的颗粒物则在该系统中下部产生旋流式上升进入香根草过滤区。
说明书
香根草污水净化系统及其方法
技术领域
本发明涉及净污技术领域，特指一种香根草污水净化系统及其方法。
背景技术
随着我国工业和经济的快速发展，工业“三废”排放量持续地增加，再加上过量和不合理地使用农药、化肥和无规划地倾倒垃圾等，使得河道以及地下水资源污染问题日益突出，而且由于其净水条件的不足，使得我国的水污染治理的难度更大。
目前我国的饮用水源的污染也非常严重，符合饮用水标准者只占30%，全国195个城市监测结果表明，97%的城市地下水受到不同程度的污染，40%的城市地下水污染更有逐年加重的趋势。对我国532条河流的污染状况进行的调查表明，已有436条河流受到不同程度的污染，占调查总数的82%。到1994年为止，全国各大江均受到不同程度的污染，并呈发展趋势，工业发达城市附近水域的污染尤为突出。由此，如何实施对水污染的有效控制与整治，以保障社会经济的可持续发展和人体健康，己成为普遍关注的热点问题。
由于香根草是一种生物量特别大，含氮、磷养分高，兼有陆生和水生特点的多年生禾本科植物，所以从一开始就被很多环保部门重视，并用于污染水体的净化。从长远看，随着环保的要求越来越高，香根草净化水体的优越性及相关的环保技术将受到更为广泛的重视和应用，从目前来看，香根草技术在国内的净污领域应用范围十分有限，对香根草的新型环保系统的设计和研究也相对较少，难以适应和满足当代环保领域提出的新要求，因而有必要设计经济、节能、高效的新型香根草环保系统。
发明内容
本发明的目的在于针对已有的技术现状，提供一种香根草污水净化系统及其方法，以生物工程的方式，可迅速降解有机物，去除全N、全P及重金属，达到无臭味、零排放的目的。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
香根草污水净化系统，包括香根草的叶子和根茎经充分腐解后所制成的垫层，香根草的根和茎编织成的底座及种植在底座范围中的香根草。
所述垫层上面设有一层过滤网。
所述垫层为培养基，其上接种香根草。
所述垫层上接种香根草及少量环境益生菌。
所述底座为上宽下窄的倒锥形。
所述底座底部设有若干通孔。
该系统的净污步骤为：
a平整土地：主要是将污水区域形成的深沟进行平整，以便香根草的种植;
b种植香根草：每年的4-6月份，将香根草分蘖苗栽种于底座之中，再用土壤覆盖平整;
c垫层降解发酵：香根草的叶子和根冠经过充分腐解后制成垫层，分解后的香根草堆层变得松软、分散，呈棕黑色，含有主要的作物养分，例如氮、磷、钾、钙和镁，pH 值7.0。该系统垫层内部上布置过滤网，用以固定香根草腐解物，污水首先由污水口进入其中，可过滤大颗粒污染物;基质垫层作为培养基，其上可接种水生环境益生菌，香根草种植在上面，地下污水中所排出的粪尿等有机物均可经微生物完全发酵达到迅速降解，达到无臭味、零排放的目的，同时还可以作为肥料滋养香根草的生长，实现生态环保的目的;
d底座全方位净化：底座利用香根草的根和茎制成，以提高香根草资源的综合利用率,使香根草资源化，以此来达到重复再生的目的，同时在净化过程可以提高污水的净化面积，从而加大净化程度，全方位地去除地下污水中高浓度的全N、全P 及重金属Cu、Zn、As 等;
同时该底座造型设计为上宽下窄的倒锥形，水流由底座下方进入，旋流式上升，可扩大净化面积;也可采用仿生原理，仿生灵感来源于莲花座，一是可以疏通雨水，使得地面上的水流通过底座的水孔通道排出，二是采用了底座结构承载体积大的特点，达到水流限速的作用，使其净化效果更佳;
e香根草根与叶净化：在处理污水方面，香根草根部可挥发芳香精油，能够有效解决地下污水的恶臭问题，改善地下的空气质量。香根草的茎叶还可以吸收空气中的二氧化硫等污染物，从而有效的解决大气污染。对于处理医院等地下管道排放出来的污水，其茎叶能够阻挡细菌和病毒的传播，从而降低了污水的危害;
f香根草管理：当年的11-12月份可收割香根草地上部分，循环利用，任其重复生长，以后每年的11-12月份可继续收割。
本发明的有益效果为：
1.投资成本低
在经济方面，对地下污水进行处理的投资成本和运行费用很大。就目前国内外普遍使用的生物膜技术、物理化学工艺、接触氧化工艺而言，回用水处理成本一般在1.5～3.6 元/m3 之间，在许多地区，这个价格要远高于自来水的价格。所以，传统的地下污水处理技术虽然应用较广泛， 但其建造、管理费用过高，并且不能完全实现污水处理无害化和资源化;
香根草污水净化系统则克服了以往净水措施的不足，在经济方面香根草修复技术以太阳能为能源，投资省，成本仅为工程修复技术的10%～50%，它是一种绿色环保可重复利用的新技术，所需的维护成本也不高。同时，对香根草地上部分进行收割管理，收获的材料可以重复利用于净化系统的垫层以及底座制作等，使其产生一定的重复利用的经济价值。所以这种新型的香根草净化设计具有投资低、生态效益好等优点。
2.环保效果好
我国的净水措施还存在着许多问题，例如除磷技术是城市污水处理的瓶颈问题，因为污水中含有的高量氮、磷、硫等物质在厌氧细菌作用下，极易生恶臭物质污染环境。生物膜法是目前处理污水常用的办法，但该办法只适用于有机污染不太严重的废水区域。而化学修复则是治理污水的应急方法，不能长期使用，否则会造成化学药品的生物富集和生物放大，从而对整个生态系统产生负面影响;
再者，微生物技术也是目前新兴的一种污水处理技术，但该技术也有一定的局限性，尤其投加外来菌种可能造成与土著微生物间的生存竞争，影响受污水体中水生系统的平衡。此外，污水中还含有大量的病原菌、病毒和寄生虫卵等微生物，以及糖类、脂肪、蛋白质等有机物，和系列金属物和盐类物质。所以上述方法的弊端均在于都不能同时较好的处理多种污染物。而该香根草系统可对污水进行全N， 全P 及重金属Cu、Zn、As 的有效去除，同时不对环境造成二次污染，为规模化的地下污水净化提供了可行的方法。
3.美观度高
香根草是一种漂亮的装饰性植物，将其栽植在城市或者工厂附近的地下管道上，可以用来美化地面。净化器上丛丛的香根草覆盖面很大，叶色碧绿，叶身高挺低垂有致，生长浓密，匀称而迷人，使原先的污染程度大的区域顿时焕然生色，富有美学意味。
4.多层功能化
香根草再生集料利用制成整个装置，一可以将有机物含量大的废水多次加以净化还可以使周围空气得到进一步地过滤，造成一定程度的景观绿化影响，再者还可以在雨天时候疏通排水，多层功能化并且性能稳定, 可取代原先传统的地下排水管,具有质轻、制作简单、成本低和利废率高、使用效果好等优点。
