香根草污水凈化系統(tǒng)及其方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種香根草污水凈化系統(tǒng)及其方法，主要通過(guò)生物工程的方式，包括經(jīng)過(guò)充分腐解的香根草葉子和根冠所制成的墊層、利用香根草的根和莖編織成的香根草底座，香根草種植于香根草底座中，由底座下方的墊層對(duì)污水中的污染物進(jìn)行分解發(fā)酵，可初步破壞大顆粒的廢水膠體的穩(wěn)定性，其分解所得的物質(zhì)為香根草生長(zhǎng)所需要的肥料，收割后的香根草可重復(fù)制成墊層或底座，循環(huán)利用，而香根草底座可提高凈化面積，全方位去除污水中全N、全P及重金屬。本發(fā)明充分利用香根草各部位及其衍生物，組成一種綠色環(huán)保并且可重復(fù)利用的污水凈化系統(tǒng)，其克服了以往凈水措施的不足，不僅成本低，可持續(xù)性強(qiáng)，同時(shí)具有凈化范圍大、凈化效果佳等特點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】香根草污水凈化系統(tǒng)及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及凈污【技術(shù)領(lǐng)域】，特指一種香根草污水凈化系統(tǒng)及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)工業(yè)和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，工業(yè)“三廢”排放量持續(xù)地增加，再加上過(guò)量和不合理地使用農(nóng)藥、化肥和無(wú)規(guī)劃地傾倒垃圾等，使得河道以及地下水資源污染問(wèn)題日益突出，而且由于其凈水條件的不足，使得我國(guó)的水污染治理的難度更大。
[0003]目前我國(guó)的飲用水源的污染也非常嚴(yán)重，符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)者只占30%，全國(guó)195個(gè)城市監(jiān)測(cè)結(jié)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趨勢(shì)。對(duì)我國(guó)532條河流的污染狀況進(jìn)行的調(diào)查表明，已有436條河流受到不同程度的污染，占調(diào)查總數(shù)的82%。到1994年為止，全國(guó)各大江均受到不同程度的污染，并呈發(fā)展趨勢(shì)，工業(yè)發(fā)達(dá)城市附近水域的污染尤為突出。由此，如何實(shí)施對(duì)水污染的有效控制與整治，以保障社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和人體健康，己成為普遍關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。
[0004]由于香根草是一種生物量特別大，含氮、磷養(yǎng)分高，兼有陸生和水生特點(diǎn)的多年生禾本科植物，所以從一開始就被很多環(huán)保部門重視，并用于污染水體的凈化。從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，隨著環(huán)保的要求越來(lái)越高，香根草凈化水體的優(yōu)越性及相關(guān)的環(huán)保技術(shù)將受到更為廣泛的重視和應(yīng)用，從目前來(lái)看，香根草技術(shù)在國(guó)內(nèi)的凈污領(lǐng)域應(yīng)用范圍十分有限，對(duì)香根草的新型環(huán)保系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和研究也相對(duì)較少，難以適應(yīng)和滿足當(dāng)代環(huán)保領(lǐng)域提出的新要求，因而有必要設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)、 節(jié)能、高效的新型香根草環(huán)保系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于針對(duì)已有的技術(shù)現(xiàn)狀，提供一種香根草污水凈化系統(tǒng)及其方法，以生物工程的方式，可迅速降解有機(jī)物，去除全N、全P及重金屬，達(dá)到無(wú)臭味、零排放的目的。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
香根草污水凈化系統(tǒng)，包括香根草的葉子和根莖經(jīng)充分腐解后所制成的墊層，香根草的根和莖編織成的底座及種植在底座范圍中的香根草。
[0007]所述墊層上面設(shè)有一層過(guò)濾網(wǎng)。
[0008]所述墊層為培養(yǎng)基，其上接種香根草。
[0009]所述墊層上接種香根草及少量環(huán)境益生菌。
[0010]所述底座為上寬下窄的倒錐形。
[0011]所述底座底部設(shè)有若干通孔。
[0012]該系統(tǒng)的凈污步驟為:
a平整土地:主要是將污水區(qū)域形成的深溝進(jìn)行平整，以便香根草的種植； b種植香根草:每年的4-6月份，將香根草分蘗苗栽種于底座之中，再用土壤覆蓋平
整；C墊層降解發(fā)酵:香根草的葉子和根冠經(jīng)過(guò)充分腐解后制成墊層，分解后的香根草堆層變得松軟、分散，呈棕黑色，含有主要的作物養(yǎng)分，例如氮、磷、鉀、鈣和鎂，PH值7.0。該系統(tǒng)墊層內(nèi)部上布置過(guò)濾網(wǎng)，用以固定香根草腐解物，污水首先由污水口進(jìn)入其中，可過(guò)濾大顆粒污染物；基質(zhì)墊層作為培養(yǎng)基，其上可接種水生環(huán)境益生菌，香根草種植在上面，地下污水中所排出的糞尿等有機(jī)物均可經(jīng)微生物完全發(fā)酵達(dá)到迅速降解，達(dá)到無(wú)臭味、零排放的目的，同時(shí)還可以作為肥料滋養(yǎng)香根草的生長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)保的目的；
d底座全方位凈化:底座利用香根草的根和莖制成，以提高香根草資源的綜合利用率，使香根草資源化，以此來(lái)達(dá)到重復(fù)再生的目的，同時(shí)在凈化過(guò)程可以提高污水的凈化面積，從而加大凈化程度，全方位地去除地下污水中高濃度的全N、全P及重金屬Cu、Zn、As等；同時(shí)該底座造型設(shè)計(jì)為上寬下窄的倒錐形，水流由底座下方進(jìn)入，旋流式上升，可擴(kuò)大凈化面積；也可采用仿生原理，仿生靈感來(lái)源于蓮花座，一是可以疏通雨水，使得地面上的水流通過(guò)底座的水孔通道排出，二是采用了底座結(jié)構(gòu)承載體積大的特點(diǎn)，達(dá)到水流限速的作用，使其凈化效果更佳；
e香根草根與葉凈化:在處理污水方面，香根草根部可揮發(fā)芳香精油，能夠有效解決地下污水的惡臭問(wèn)題，改善地下的空氣質(zhì)量。香根草的莖葉還可以吸收空氣中的二氧化硫等污染物，從而有效的解決大氣污染。對(duì)于處理醫(yī)院等地下管道排放出來(lái)的污水，其莖葉能夠阻擋細(xì)菌和病毒的傳播，從而降低了污水的危害；
f香根草管理:當(dāng)年的11-12月份可收割香根草地上部分，循環(huán)利用，任其重復(fù)生長(zhǎng)，以后每年的11-12月份可繼續(xù)收割。
[0013]本發(fā)明的有益效果為:
1.投資成本低
在經(jīng)濟(jì)方面，對(duì)地下污水進(jìn)行處理的投資成本和運(yùn)行費(fèi)用很大。就目前國(guó)內(nèi)外普遍使用的生物膜技術(shù)、物理化學(xué)工藝、接觸氧化工藝而言，回用水處理成本一般在1.5~3.6元/m3之間，在許多地區(qū)，這個(gè)價(jià)格要遠(yuǎn)高于自來(lái)水的價(jià)格。所以，傳統(tǒng)的地下污水處理技術(shù)雖然應(yīng)用較廣泛，但其建造、管理費(fèi)用過(guò)高，并且不能完全實(shí)現(xiàn)污水處理無(wú)害化和資源化；
香根草污水凈化系統(tǒng)則克服了以往凈水措施的不足，在經(jīng)濟(jì)方面香根草修復(fù)技術(shù)以太陽(yáng)能為能源，投資省，成本僅為工程修復(fù)技術(shù)的10%~50%，它是一種綠色環(huán)?？芍貜?fù)利用的新技術(shù)，所需的維護(hù)成本也不高。同時(shí)，對(duì)香根草地上部分進(jìn)行收割管理，收獲的材料可以重復(fù)利用于凈化系統(tǒng)的墊層以及底座制作等，使其產(chǎn)生一定的重復(fù)利用的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。所以這種新型的香根草凈化設(shè)計(jì)具有投資低、生態(tài)效益好等優(yōu)點(diǎn)。
[0014]2.環(huán)保效果好
我國(guó)的凈水措施還存在著許多問(wèn)題，例如除磷技術(shù)是城市污水處理的瓶頸問(wèn)題，因?yàn)槲鬯泻械母吡康?、磷、硫等物質(zhì)在厭氧細(xì)菌作用下，極易生惡臭物質(zhì)污染環(huán)境。生物膜法是目前處理污水常用的辦法，但該辦法只適用于有機(jī)污染不太嚴(yán)重的廢水區(qū)域。而化學(xué)修復(fù)則是治理污水的應(yīng)急方法，不能長(zhǎng)期使用，否則會(huì)造成化學(xué)藥品的生物富集和生物放大，從而對(duì)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)面影響；
再者，微生物技術(shù)也是目前新興的一種污 水處理技術(shù)，但該技術(shù)也有一定的局限性，尤其投加外來(lái)菌種可能造成與土著微生物間的生存競(jìng)爭(zhēng)，影響受污水體中水生系統(tǒng)的平衡。此外，污水中還含有大量的病原菌、病毒和寄生蟲卵等微生物，以及糖類、脂肪、蛋白質(zhì)等有機(jī)物，和系列金屬物和鹽類物質(zhì)。所以上述方法的弊端均在于都不能同時(shí)較好的處理多種污染物。而該香根草系統(tǒng)可對(duì)污水進(jìn)行全N，全P及重金屬Cu、Zn、As的有效去除，同時(shí)不對(duì)環(huán)境造成二次污染，為規(guī)?；牡叵挛鬯畠艋峁┝丝尚械姆椒?。
[0015]3.美觀度高
香根草是一種漂亮的裝飾性植物，將其栽植在城市或者工廠附近的地下管道上，可以用來(lái)美化地面。凈化器上叢叢的香根草覆蓋面很大，葉色碧綠，葉身高挺低垂有致，生長(zhǎng)濃密，勻稱而迷人，使原先的污染程度大的區(qū)域頓時(shí)煥然生色，富有美學(xué)意味。
[0016]4.多層功能化
香根草再生集料利用制成整個(gè)裝置，一可以將有機(jī)物含量大的廢水多次加以凈化還可以使周圍空氣得到進(jìn)一步地過(guò)濾，造成一定程度的景觀綠化影響，再者還可以在雨天時(shí)候疏通排水，多層功能化并且性能穩(wěn)定，可取代原先傳統(tǒng)的地下排水管，具有質(zhì)輕、制作簡(jiǎn)單、成本低和利廢率高、使用效果好等優(yōu)點(diǎn)。
[0017]【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】:
附圖1為發(fā)明之系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖2為發(fā)明之系統(tǒng)底座水流旋流式上升示意圖；
附圖3為發(fā)明之系統(tǒng)流程圖。
[0018]【具體實(shí)施方式】:
為了使審查委員能對(duì)本發(fā)明之目的、特征及功能有更進(jìn)一步了解，茲舉較佳實(shí)施例并配合圖式詳細(xì)說(shuō)明如下:
請(qǐng)參閱圖1至圖3所示，系為本發(fā)明之較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，本發(fā)明為香根草污水凈化系統(tǒng)及其方法，包括香根草3的葉子和根莖經(jīng)充分腐解后所制成的墊層1，所述墊層I上面設(shè)有一層過(guò)濾網(wǎng)11，可固定香根草腐解物及過(guò)濾大顆粒污染物，墊層I為培養(yǎng)基，其上接種香根草3或增加少量環(huán)境益生菌，地下污水中所排出的糞尿等有機(jī)物均可經(jīng)微生物完全發(fā)酵達(dá)到迅速降解。
[0019]該系統(tǒng)還包括香根草3的根和莖編織成的底座2及種植在底座2范圍中的香根草3，香根草3所編織的底座為上寬下窄的倒錐形，其一是可以疏通雨水，使得地面上的水流通過(guò)底座的水孔通道排出，二是利用底座2結(jié)構(gòu)承載體積大的特點(diǎn)，達(dá)到水流限速的作用，使其凈化效果更佳，且其底部設(shè)有若干通孔21，方便根系生長(zhǎng)。
[0020]整個(gè)系統(tǒng)置于地下，香根草部分露出地面，廢水由底部切向進(jìn)入，在污水泵前的入水管道上，利用負(fù)壓原理讓廢水首先經(jīng)過(guò)生物降解墊層1，可以初步破壞大顆粒的廢水膠體的穩(wěn)定性，而廢水中如糞便等污染物則可被墊層I截留、分解發(fā)酵，其分解所得的物質(zhì)成為香根草3生長(zhǎng)的肥料，循環(huán)利用，之后廢水輸送到香根草3的根部處進(jìn)行凈化。
[0021]該系統(tǒng)的底座是由香根草的根和莖本身編織而成，可不斷再生利用，隨著系統(tǒng)底座2高度的增加，水流速度不斷變慢，廢水中小而輕的顆粒物則在該系統(tǒng)中下部產(chǎn)生旋流式上升進(jìn)入香根草3過(guò)濾區(qū)，污水與香根草底座2以及香根草葉子的接觸面積也逐漸變大，緩慢地凈化后污水得到全方位的植物性過(guò)濾,有效去除地下污水中高濃度的全N，全P及重金屬Cu、Zn、As等，而過(guò)濾后的污水和已經(jīng)分解的膠體污染物則隨著水流絕大部分由排水管連續(xù)排出去。[0022]香根草污水凈化系統(tǒng)既可以應(yīng)用與面積較大的工廠河流，也可以用于面積較小的臭水溝、下水道等。這種修復(fù)技術(shù)可以全方位的凈化被污染的地下溝渠，增加地表的植被覆蓋，將污染物就地降解和消除，對(duì)周邊環(huán)境干擾小，不會(huì)破壞實(shí)施場(chǎng)所，體現(xiàn)出環(huán)境友好原貝U。由于香根草是一種凈水植物，不會(huì)對(duì)原有的水生生態(tài)系統(tǒng)造成影響。
[0023]香根草污水凈化系統(tǒng)在香根草重生利用的基礎(chǔ)上，有效凈化富營(yíng)養(yǎng)化水體中的N、P、化學(xué)需氧量(C0D)、生化需氧量(B0D)、總氮(TN)和非尚子氨等，具有較好的環(huán)保效益。
[0024]當(dāng)然，以上圖示僅為本發(fā)明較佳實(shí)施方式，并非以此限定本發(fā)明的使用范圍，故，凡是在本發(fā)明原理上做等效改變`均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.香根草污水凈化系統(tǒng)，其特征在于:包括香根草的葉子和根莖經(jīng)充分腐解后所制成的墊層(I)、香根草的根和莖編織成的底座(2)及種植在底座(2)范圍中的香根草(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的香根草污水凈化系統(tǒng)，其特征在于:所述墊層(I)上面設(shè)有一層過(guò)濾網(wǎng)(11)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的香根草污水凈化系統(tǒng)，其特征在于:所述墊層(I)為培養(yǎng)基，其上接種香根草(3)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的香根草污水凈化系統(tǒng)，其特征在于:所述墊層(I)上接種香根草(3)及少量環(huán)境益生菌。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的香根草污水凈化系統(tǒng)，其特征在于:所述底座(2)為上寬下窄的倒錐形。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的香根草污水凈化系統(tǒng)，其特征在于:所述底座(2)底部設(shè)有若干通孔(21)。
7.一種香根草凈污系統(tǒng)的凈污方法，其步驟為: a.平整土地:主要是將污水區(qū)域形成的深溝進(jìn)行平整，以便香根草的種植； b.種植香根草:每年 的4-6月份，將香根草分蘗苗栽種于底座之中，再用土壤覆蓋平整； c.墊層降解發(fā)酵:香根草的葉子和根冠經(jīng)過(guò)充分腐解后制成墊層，分解后的香根草堆層變得松軟、分散，呈棕黑色，含有主要的作物養(yǎng)分，PH值為7.0，墊層上布置過(guò)濾網(wǎng)，用以固定香根草腐解物，污水首先由污水口進(jìn)入其中，可過(guò)濾大顆粒污染物；基質(zhì)墊層作為培養(yǎng)基，其上可接種水生環(huán)境益生菌，香根草種植在上面，地下污水中所排出的糞尿等有機(jī)物均可經(jīng)微生物完全發(fā)酵達(dá)到迅速降解； d.底座全方位凈化:底座利用香根草的根和莖制成，以提高香根草資源的綜合利用率，使香根草資源化，以此來(lái)達(dá)到重復(fù)再生的目的，同時(shí)在凈化過(guò)程可以提高污水的凈化面積，加大凈化程度； e.香根草根與葉凈化:在處理污水方面，香根草根部可揮發(fā)芳香精油，能夠有效解決地下污水的惡臭問(wèn)題，改善地下的空氣質(zhì)量，香根草的莖葉還可以吸收空氣中的二氧化硫等污染物，從而有效的解決大氣污染，對(duì)于處理醫(yī)院等地下管道排放出來(lái)的污水，其莖葉能夠阻擋細(xì)菌和病毒的傳播，從而降低了污水的危害； f.香根草管理:當(dāng)年的11-12月份可收割香根草地上部分，循環(huán)利用，任其重復(fù)生長(zhǎng)，以后每年的11-12月份可繼續(xù)收割。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的一種香根草凈污系統(tǒng)的凈污方法，其特征在于:所述香根草在收割后將其葉子和根冠再進(jìn)行充分腐解，加入墊層中，循環(huán)利用。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的一種香根草凈污系統(tǒng)的凈污方法，其特征在于:所述底座為上寬下窄的倒錐形，水流由底座下方進(jìn)入，隨著系統(tǒng)底座高度的增加，水流速度不斷變慢，廢水中小而輕的顆粒物則在該系統(tǒng)中下部產(chǎn)生旋流式上升進(jìn)入香根草過(guò)濾區(qū)。
【文檔編號(hào)】C02F3/34GK103803709SQ201410054342
【公開日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2014年2月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月18日
【發(fā)明者】楊潔 申請(qǐng)人:楊潔