申请日2006.07.11
公开(公告)日2007.02.28
IPC分类号C02F3/02; C02F3/30; C02F3/32
摘要
本发明具体涉及一种可控生物膜景观湿地污水净化系统及技术。本发明公布的污水净化技术是集可控生物膜技术、人工湿地技术、及人造景观于一体的污水净化技术。属环保技术领域。本发明用一个系统高效、稳定地净化不同类型的污水，其净化效率与范围较已有的技术显著增加;同时把人工湿地与景观结合在一起，于污水净化场地建造合适的景观，在净化污水的同时美化人们的生活和工作环境。本发明的系统具有造价低、使用简单、维护及管理费用低的优点。应用该技术建造的污水净化系统可有效地净化不同类型的污水、美化人们的工作及生活环境。
权利要求书
1、一种可控生物膜景观湿地污水净化系统及技术，由拟处理的污水源(11)、循环使用池(10) 或者预先对重污水进行第一步处理的预处理系统，其特征在于整个污水净化系统由淤泥沉淀池 (1)、淤泥消化池(2)、水解酸化池(3)、漂浮植物氧化池(4)、物理化学方法处理池(5)、多 功能可控培菌池(6)、初级人工湿地处理池(7)、末级人工湿地处理池(8)及湖泊、河流天然水 体人造景观地(9)构成，在上、下级处理池之间不需抽水泵，污水在重力的作用下由管道相通流 向下一级处理池，淤泥沉淀池(1)底部装有淤泥泵，其污水的净化是通过可控的生物膜与人工湿 地系统的相互协同完成，形成由可控的生物膜技术、人工湿地技术和人造景观相互有机结合污水 净化系统。
2、根据权利要求1所述的可控生物膜景观湿地污水净化系统及技术，其特征在于淤泥沉淀 池(1)中的上层污水在流入初级人工湿地处理池(7)、末级人工湿地处理池(8)前，需经曝气 装置加氧，使可控生物膜人工湿地处理池(7、8)中的好氧菌层能正常生长、繁殖，淤泥沉淀池 (1)底部为防渗层(21)。
3、根据权利要求1或2所述的可控生物膜景观湿地污水净化系统及技术，特征在于多功能 可控培菌池(6)内部装有一套可调速的曝气装置，多功能培菌池(6)中能培育好氧菌、兼性好 氧菌和兼性厌氧菌和培育厌氧菌不同菌类的菌群，以添加到生物膜中让生物膜保持一个高效、稳 定的处理污水的工作状态，对污水进行持续的分解、转化和降解，多功能可控培菌池(6)底部为 防渗层(21)。
4、根据权利要求2所述的可控生物膜景观湿地污水净化系统及技术，特征在于在淤泥消化 池(2)底部为防渗层(21)，防渗层(21)上部堆集有淤泥桨(22)，淤泥浆中种植有水生挺生植 物(24)或适水性灌乔木，水生挺生植物(24)不断向上生长，其发达的根系具有固化和消化淤 泥的功能，淤泥浆中的有害物质也可被水生挺生植物和微生物分解净化。
5、根据权利要求2所述的可控生物膜景观湿地污水净化系统及技术，特征在于初级人工湿 地处理池(7)、末级人工湿地处理池(8)中装有由上下二层管网系统构成的潜流式处理系统，下 层排水管网(53)装在多孔传质载体层(41)中间，上层布水管网(45)装在细砂层(43)中间， 初级人工湿地处理池(7)、末级人工湿地处理池(8)底部都为防渗层(21)，上面依序为多孔传 质载体层(41)、公分石层(42)、细砂层(43)和土壤层(47)，初级人工湿地处理池(7)、末级 人工湿地处理池(8)中种植挺生水生植物(24)。
6、根据权利要求5所述的可控生物膜景观湿地污水净化系统及技术，其特征在于多孔传质 载体层(41)由数块多孔传质载体相互搭载而成，每块多孔传质载体中附着多种微生物菌群，形 成一层能对污水进行高效分解、转化和降解的生物膜系统，可控生物膜湿地处理池中的水生挺生 植物发达根系伸入整个处理池内对污水进行净化。
7、根据权利要求5所述的可控生物膜景观湿地污水净化系统及技术，其特征在于每层管网系 统都由主管与支管构成，主管直径大于支管直径。
8、根据权利要求6所述的可控生物膜景观湿地污水净化技术及系统，特征在于每块多孔传质 载体中可控生物膜由好氧菌(71)、兼性好氧菌(72)、兼性厌氧菌(73)和厌氧菌(74)一种或 者多种组成，厌氧菌(74)附着在由生物膜内层的多孔传质载体材料上，在生物膜的表面层为好 氧菌(71)，生物膜的中间层为兼性好氧菌(72)或兼性厌氧菌(73)。
9、根据权利要求6所述的可控生物膜景观湿地污水净化系统及技术，特征在于构成可控生物 膜时所需的菌群可包括以下几大类：A、解磷细菌，B、硫化细菌、反硫化细菌，C、硅酸盐细菌，D、 反硝化细菌，E、硝酸细菌，F、亚硝酸细菌，G、厌氧性纤维素分解菌，H、好氧性纤维素分解菌。
10、根据权利要求1所述的可控生物膜景观湿地污水净化系统及技术，特征在于湖泊、河流 天然水体人造景观地(9)其可根据不同的用途、特点和要求建成绿地、水景、假山、亭阁、水榭、 公园、牧场，使之与周围的环境和需求形成一美丽和谐的整体，使土地资源得到有效的利用。
说明书
可控生物膜景观湿地污水净化系统及技术
技术领域 本发明涉及一种污水净化系统及技术，具体涉及一种可控生物膜景观湿地污水净 化技术及系统。本发明公布的污水净化技术是集可控生物膜技术、人工湿地技术、及人造景观于 一体的污水净化技术。应用该技术建造的污水净化系统可有效地净化不同类型的污水、美化人们 的工作及生活环境。属环保技术领域。
背景技术 人工湿地是近年来国内外一直在应用的污水处理技术。这项技术具有造价低、使 用简单、维护及管理费用低的优点，但有一定的局限性。主要表现为：1、污水的净化仅靠湿地的 土壤、植物及微生物的自净作用来实现，效率低。2、净化污水的范围有限。在处理不同性质的污 水时受到局限，无能力对含特殊化学物质的污水进行净化。3、污水处理场仅有净化污水所必需的 挺生水生植物，景观不尽人意。
现有技术中没有一个有机地把人工湿地技术、生物膜技术和人造景观有机地接合在一起。用 一个系统高效、稳定地净化不同种类的污水，同时在污水净化场建造合适的景观以美化环境。
专利CN 1475448A(胡洪营、刘超翔等)公布了“一种强化人工湿地污水处理方法及系统”。旨 在提高污水中氮、磷的净化效率及污水处理的流量。这个发明的污水处理系统设有一个长方形池 体;其前三分之一段种芦苇，后三分之二段种茭白。池内充填由炉渣、红壤、和腐殖质组成的复 合填料。当污水流过该池时，其污染物在植物，填料及附着在填料表面的微生物的作用下被净化。 该专利没有与可控的生物膜技术和人造景观相接合。
专利CN1390787A(陈章和)公布了一个“人工湿地污水处理装置”。其目的是要增加植物根系 的生长空间和微生物的活动空间以提高污水的净化效果。该装置由多级阶梯状的子人工湿地床构 成，每一级有一个或多个出水口，整体型状呈锥形。被处理的污水先流进最高一级湿地床并经其 出水口流到下一级;最后由最低一级的湿地床流出。这些子湿地床的形状可以是园环形、椭园环 形、长方环形或正方环形等等。人工湿地的植物可根据污水的性质选种。湿地中用于植物生长的 基质是花岗岩，煤渣或其它基质。该专利的核心是提供一种新型的人工湿地污水处理装置。没有 涉及可控的生物膜技术及人造景观。
专利CN1482079A(吴祥德、段志泳)公布了一个“人工湿地污水处理方法及其装置”。该发明 的目的是解决已有的同类技术中治污效率低、占地面积较大的问题。该人工湿地由三个反水池和 两个过滤池串连而成。反水池中无填料，过滤池中有填料、植物及布水管。污水先流入第一个反 水池，然后经连接过滤池的布水管进入过滤池。布水管中的水流方向为上流式。被净化后的污水 流入下一级反水池及过滤池进一步净化;最后由末级反水池流出人工湿地。该专利亦未涉及可控 的生物膜技术及人造景观。
发明内容 本发明目的在于克服现有技术不足，发明一种把可控生物膜技术、人工湿地技 术、及人造景观有机地结合在一起，用一个系统高效、稳定地净化不同种类的污水，同时在污水 净化场建造合适的景观(如绿地、水榭或公园等)以美化人们的生活和工作环境。
本发明公布的可控生物膜景观湿地污水净化系统包括一个预处理设施，一个污水沉淀池，一 个淤泥消化池，一个多功能可控培菌池，及多级湿地处理池(见图1)。所采用的技术方案如下：
①在本系统的入口处设一“预处理系统”以去除污水中的杂物和悬浮物;
②把拟净化的污水引入“淤泥沉淀池”中沉淀其淤泥;
③将沉淀池中的淤泥泵入淤泥消化池中处理;
④根据污染物的成份于多功能可控培菌池中用生物工程技术培养出高效的微生物菌群;不 断补充和添加到生物膜中，使生物膜始终保持高效、稳定的工作状态。
⑤在“初级人工湿地处理池”至“末级人工湿地处理池”中充填透气透水性能好的多孔传 质载体，铺设上下管道网，并在表层选种合适的水生挺生植物;
⑥把培养出来的菌群投放到多级湿地处理池中使之形成能对污水进行分解、转化、和降解 的生物膜系统;
⑦把沉淀后的上层污水引入多级人工湿地处理池进行污水净化处理后排出该系统。
本发明可控生物膜景观湿地污水净化技术及系统的技术方案是：由拟处理的污水源(11)、 循环使用池(10)或者预先对重污水进行第一步处理的预处理系统，其特征在于整个污水净化系 统由淤泥沉淀池(1)、淤泥消化池(2)、水解酸化池(3)、漂浮植物氧化池(4)、物理化学方法 处理池(5)、多功能可控培菌池(6)、初级人工湿地处理池(7)、末级人工湿地处理池(8)及湖 泊、河流天然水体人造景观地(9)构成，在上、下级处理池之间不需抽水泵，污水在重力的作用 下由管道相通流向下一级处理池，淤泥沉淀池(1)底部装有淤泥泵，其污水的净化是通过可控的 生物膜与人工湿地系统的相互协同完成，形成由可控的生物膜技术、人工湿地技术和人造景观相 互有机结合污水净化系统。
淤泥沉淀池(1)中的上层污水在流入初级人工湿地处理池(7)、末级人工湿地处理池(8) 前，需经曝气装置加氧，使可控生物膜人工湿地处理池(7、8)中的好氧菌层能正常生长、繁殖， 淤泥沉淀池(1)底部为防渗层(21)。
多功能可控培菌池(6)内部装有一套可调速的曝气装置，多功能培菌池(6)中能培育好氧 菌、兼性好氧菌和兼性厌氧菌和培育厌氧菌不同菌类的菌群，以添加到生物膜中让生物膜保持一 个高效、稳定的处理污水的工作状态，对污水进行持续的分解、转化和降解，多功能可控培菌池 (6)底部为防渗层(21)。
在淤泥消化池(2)底部为防渗层(21)，防渗层(21)上部堆集有淤泥桨(22)，淤泥浆中 种植有水生挺生植物(24)或适水性灌乔木，水生挺生植物(24)不断向上生长，其发达的根系 具有固化和消化淤泥的功能，淤泥浆中的有害物质也可被水生挺生植物和微生物分解净化。
初级人工湿地处理池(7)、末级人工湿地处理池(8)中装有由上下二层管网系统构成的潜流 式处理系统，下层排水管网(53)装在多孔传质载体层(41)中间，上层布水管网(45)装在细 砂层(43)中间，初级人工湿地处理池(7)、末级人工湿地处理池(8)底部都为防渗层(21)， 上面依序为多孔传质载体层(41)、公分石层(42)、细砂层(43)和土壤层(47)，初级人工湿地 处理池(7)、末级人工湿地处理池(8)中种植挺生水生植物(24)。
多孔传质载体层(41)由数块多孔传质载体相互搭载而成，每块多孔传质载体中附着多种微 生物菌群，形成一层能对污水进行高效分解、转化和降解的生物膜系统，可控生物膜湿地处理池 中的水生挺生植物发达根系伸入整个处理池内对污水进行净化。每层管网系统都由主管与支管构 成，主管直径大于支管直径。
每块多孔传质载体中可控生物膜由好氧菌(71)、兼性好氧菌(72)、兼性厌氧菌(73)和厌 氧菌(74)一种或者多种组成，厌氧菌(74)附着在由生物膜内层的多孔传质载体材料上，在生 物膜的表面层为好氧菌(71)，生物膜的中间层为兼性好氧菌(72)或兼性厌氧菌(73)。
构成可控生物膜时所需的菌群可包括以下几大类：A、解磷细菌，B、硫化细菌、反硫化细菌， C、硅酸盐细菌，D、反硝化细菌，E、硝酸细菌，F、亚硝酸细菌，G、厌氧性纤维素分解菌，H、 好氧性纤维素分解菌。
湖泊、河流天然水体人造景观地(9)其可根据不同的用途、特点和要求建成绿地、水景、假 山、亭阁、水榭、公园、牧场，使之与周围的环境和需求形成一美丽和谐的整体，使土地资源得 到有效的利用。
本发明的可控生物膜景观湿地污水净化系统具有下面特征：
①本发明所述的污水净化系统集可控生物膜技术、人工湿地技术、及人造景观于一体综合 性系统。它既可高效、稳定地净化不同种类的污水又可于污水净化场建造合适的景观(如绿地、 水榭、公园或牧场等)和谐地美化人们的生活和工作环境。
②本系统中的多级人工湿地处理池内含有由多`微生物菌群组成的生物膜系统及天然水生 挺身植物。它们都是针对污水的有害物质成分特意构建和栽培的，能够高效、协同地净化污水。 此外，这些微生物菌群均可以根据不同污水的净化需要来培养或调节。这使本系统的污水净化范 围和能力均显著增强。
③每一级人工湿地处理池的污水净化过程均在地表下完成，在地面上看不到污水。这大大 地降低了污水对空气的污染。
④在本系统的淤泥处理池的地泥层中，种有香蒲、芦苇、美人蕉、水葱、泽泻、花叶芦竹、 再力花、水棱鱼草等水生挺身植物，它们能随淤泥层厚度的增加不断向上生长并且其发达的根系 能够固化和净化淤泥。池中淤泥桨中的水分可自然蒸发，淤泥桨在植物根系的作用下固集。淤泥 不需要随时清理而是待积存到一定厚度才统一清理。
本发明可控生物膜景观湿地污水净化系统具有以下优点及有益效果：
①集人工湿地的污水净化功能和人造景观的环境美化功能于一体，既净化了污水又美化了环 境;而且人工景观可以人性化，与城市、厂矿企业和农村的周围环境形成和谐的统一。
②应用可控生物膜技术和人工湿地技术协同进化污水，污水净化效率高。
③可根据污染物的性质、浓度、成份选择培养合适的微生物菌群并构建相应的生物膜系统， 能有效地净化多种类型的污水。
④可根据地形、地貌及面积因地制宜地建造该系统，土地的利用率高。
⑤污水净化部分的造价低、维护技术易懂、运行费用低。
此发明可用于开发一种既能有效地净化多种类型的污水又有人工景观功能的污水处理系统。 处理后的污水可达到国家规定的水质排放标准;其人工景观可以是环境绿地、水景、休闲地、或 公园等。
