生态污水处理系统的制作方法

1.本实用新型涉及污水处理技术领域，特别涉及一种生态污水处理系统。


背景技术：

2.随着经济的发展，生活和生产中排放的污水量逐渐增多。污水中常含有大量氨、氮、磷、有机物等污染物质，无法直接排放，需要通过污水处理厂处理后再排放到河道中。污水处理厂一般占地面积较大、建设费用高，同时，污水处理过程中消耗大量能量、产生异味且影响环境的整洁美观。随着现有污水处理厂周边地区人口密集程度的增加，急需找到一个有效的解决方案，在满足污水处理厂出水水质要求的同时还能改善周围社区的环境。
3.目前城镇污水处理多采用两种生物处理方法：活性污泥法和生物膜法。其中，fcr(food chain reactor)污水处理工艺，即食物链反应器污水处理工艺是生物膜法污水处理技术的一种。fcr污水处理工艺包括反应池和种植于该反应池上的水生植物，结合植物根系培养生物膜固定床，利用反应池中的固定生物膜和悬浮生物来降解进水中的污染物质，其中，反应池中参与生化降解的微生物主要附着在自然植物根系和工程化生物填料上。fcr污水处理工艺的生化反应池被阳光棚覆盖，以保护其中的“植物园”，其温室结构颠覆了传统污水处理厂的建设形式，不仅降低了污水处理厂的占地面积和运营成本，同时在建筑和社会功能角度上与周围环境融为一体。
4.现有的食物链反应器污水处理系统仍存在一些缺陷急需改进。例如，上部温室植物一般为特定水生植物，可供选择的植物种类有限，同时，植物根系生长较慢，培育周期长。下部的生物反应池中需要设立独立的填料模块，填料模块易受植物根系影响导致阻塞。除此之外，下部生物反应池内的微生物系统易受土壤中红线虫等生物的影响，导致处理后的水质不达标。


技术实现要素：

5.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种生态污水处理系统，减少对污水处理系统中所用植物种类的限制，提高污水处理后的出水水质。
6.根据本实用新型实施例的生态污水处理系统，包括生物反应池、土壤层、人造纤维和种植于所述土壤层的植物层，其中，
7.所述土壤层位于所述生物反应池位的上部，所述生物反应池和所述土壤层之间设有第一隔板，所述第一隔板上开设有若干孔洞；
8.所述人造纤维穿设于所述孔洞，所述人造纤维的第一端埋设于所述土壤层中，所述人造纤维的第二端伸入所述生物反应池中，所述人造纤维伸入所述生物反应池的部分固定有填料。
9.根据本实用新型实施例提供的生态污水处理系统，至少具有如下有益效果：生态污水处理系统包括由第一隔板间隔开的生物反应池和土壤层，其中，土壤层位于生物反应
池的上部，土壤层种植有植物层。第一隔板上开设有若干孔洞，人造纤维穿设于所述孔洞。人造纤维的第一端埋设于土壤层中，第二端伸入生物反应池内，且伸入所述生物反应池内的部分固定有填料。
10.生物反应池用于承装待处理的污水，人造纤维的两端分别位于生物反应池和土壤层中，用于将生物反应池中的污水及污水中携带的污染物质输送给土壤层，通过被土壤层中种植的植物层吸收来实现净化污水的作用。第一隔板将土壤层和生物反应池分隔开，植物层仅需生长在土壤层中，利用人造纤维替代植物根系来吸收污水中的污染物质，无需限制为水生植物，扩展了可供选择的植物种类。除此之外，第一隔板还起到避免土壤层与生物反应池接触的作用，减少土壤中微生物对污水的进一步污染，提高处理后污水的水质。伸入生物反应池内的人造纤维上还固定有填料，通过生物填料进一步净化污水，同时无需再单独设立填料模块。
11.根据本实用新型的一些实施例，所述生态污水处理系统还包括第二隔板，所述第二隔板位于所述第一隔板与所述土壤层之间，所述第二隔板的材质为橡胶。
12.根据本实用新型的一些实施例，所述生物反应池的池底设置有若干固定装置，用于固定所述人造纤维的第二端。
13.根据本实用新型的一些实施例，所述人造纤维伸入所述生物反应池的长度大于所述生物反应池的深度。
14.根据本实用新型的一些实施例，所述人造纤维伸入所述生物反应池的部分，每间隔第一距离均匀固定有若干填料。
15.根据本实用新型的一些实施例，所述若干孔洞在所述第一隔板上的布置间隔为1米。
16.根据本实用新型的一些实施例，所述土壤层的厚度大于1.5米。
17.根据本实用新型的一些实施例，所述填料的密度大于水的密度。
18.根据本实用新型的一些实施例，所述生物反应池还设有曝气装置。
19.根据本实用新型的一些实施例，所述生态污水处理系统还包括温室大棚，所述温室大棚位于所述植物层的上方并设有通风口，所述温室大棚的高度大于3米。
20.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
21.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
22.图1为本实用新型实施例提供的生态污水处理系统的纵向剖面图。
23.附图标记：温室大棚1、植物层2、土壤层3、第二隔板4、第一隔板5、生物反应池6、人造纤维7、填料8、孔洞9、曝气装置10、固定装置11。
具体实施方式
24.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参
考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
25.在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。
26.在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
27.在本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，例如可以是固定连接或活动连接，也可以是可拆卸连接或不可拆卸连接，或一体式连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，或两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
28.参考图1，本实用新型提供一种生态污水处理系统，包括生物反应池6、第一隔板5、土壤层3和人造纤维7。其中，土壤层3位于生物反应池6的上部，土壤层3与生物反应池6之间通过中间设置的第一隔板5分隔开，土壤层3种植有植物层2，生物反应池6用于承装待处理的污水。第一隔板5上开设有若干孔洞9，人造纤维7穿设于若干孔洞9，人造纤维7的第一端埋设于土壤层3中，穿过第一隔板5的孔洞9后，第二端伸入生物反应池6内。
29.土壤层3中所种植的植物，其根系全部位于土壤层3内，利用穿设于若干孔洞9内的人造纤维7作为人工根系，通过人造纤维7的毛细作用，将生物反应池6内的污水及污水中溶解的有机物、氨氮和磷等污染物质输送给土壤层3。其中，少部分污水及污染物质被土壤中的微生物吸收降解，大部分污水及其中的污染物质被植物的根系吸收。其中，水份被植物吸收和排放，污染物质通过植物的生长代谢后被降解利用，为植物的生长提供养分。
30.需要说明的是，人造纤维7的数量为一根或者多根，可通过适当增加人造纤维7的数量来提高生态污水处理系统的污水处理效率。若干孔洞9在第一隔板5上的开设位置可随机分布，为了使穿设其中的人造纤维7在生物反应池6内均匀分布，可在第一隔板5上均匀地开设若干孔洞9，孔洞9开设位置的间隔距离可根据生物反应池6的平面尺寸而定。本技术中，将若干孔洞9在第一隔板5上的布置间隔设为1米，即横、纵方向上均每隔1米开设一个孔洞9。孔洞9的直径需供人造纤维7顺利穿过，由于人造纤维7为柔性材料，可将孔洞9直径设计为略小于人造纤维7的直径，在供人造纤维7穿过的同时还起到堵塞孔洞9的作用，减少土壤层3中的泥土通过孔洞9落入生物反应池6内。土壤中生存的红线虫等生物落入下方生物反应池6后，会影响生物反应池6内的微生物系统，导致处理后的水质不达标。作为示例，本技术中，孔洞9的直径设计为20mm。
31.进一步地，参考图1，污水处理系统还包括第二隔板4，第二隔板4位于第一隔板5和土壤层3之间，进一步阻止土壤层3中的泥土落入生物反应池6内。其中，第一隔板5为硬质材料，起承重土壤层3及其上所种植物层2的作用。第二隔板4的材质为橡胶，通过锐器刺破橡胶后将人造纤维7的第二端穿过橡胶，再穿过第一隔板5的孔洞9后伸入生物反应池6内。橡胶材质一方面具有弹性，确保刺破处周围的材料夹紧穿过的人造纤维7，避免泥土从第一隔板5刺破处流出，同时，橡胶遮盖在第二隔板4的孔洞9上，避免泥土从第二隔板4的孔洞9处流出；另一方面，橡胶具有防水性能，避免生物反应池6内的污水通过渗透大量进入土壤层3
内，影响土壤层3中植物的生长。需要说明的是，橡胶层的厚度可根据土壤层3的厚度及人造纤维7的直径确定以起到更好的防泥土流失作用，作为示例，本技术中选择5mm厚度的橡胶片作为第二隔板4，覆盖在第一隔板5上。
32.相关技术中的食物链反应器污水处理系统一般将水生植物种植于生物反应池6上，直接利用水生植物的根系吸收污染物。与之相比，本技术中的植物种植于土壤层3内，植物种类不再限制于特定的水生植物，拓宽了可供选择的植物种类。例如可选择一些生长速度较快的各类景观植物，例如草类、灌木和小型乔木等，在净化污水的同时提供观赏价值。除此之外，水生植物需要培养周期才能长出一定长度可利用的根系，本技术中使用人造纤维7代替植物根系，无需培养周期，埋设完成后即可使用，提高了生态污水处理系统的利用率。
33.其中，为了确保植物根系的生长，土壤层3需具有一定的厚度。为了保证乔木类植物根系的生长，土壤层3的厚度大于1.5米。当土壤厚度大于1.5米时，人造纤维7的第一端设置在土壤层3地面以下0.3米处。
34.参考图1，人造纤维7的第一端埋设于土壤层3中，第二端伸入生物反应池6内，其中，伸入反应池的部分固定有填料8。填料8是污水处理中常用的辅助物，其主要作用是容纳附着微生物，是微生物生长的载休，为微生物提供栖息和繁殖的稳定环境，其丰富的内表面为微生物提供附着的表面和内部空间，使生物反应池6内尽可能保持较多的微生物量。微生物会在填料8表面进行累积形成生物膜，以增大与污水的表面接触，生物膜利用水中的溶解氧对污染物进行氧化分解，对污水进行降解处理。
35.需要说明的是，本技术中所用有机填料8的密度大于水的密度，在人造纤维7的固定下，形成半悬浮填料，可增加生物反应池6中的污泥浓度，同时增强水流对填料8表面的冲刷，保持填料8表面生物膜地更新，避免填料8堵塞，并保证填料8不流失，加快污染物质传质速率。本技术中，作为示例，所选填料8的密度约为1.1g/cm3。
36.参考图1，生物反应池6的池底设置有若干固定装置11，用于固定人造纤维7的第二端。固定装置11可以是金属环，能够将人造纤维7的第二端系紧固定；或者是绳结形式，可以与人造纤维7的第二端系紧在一起，本技术在此不将所有形式一一列举。固定装置11将人造纤维7拉伸到生物反应池6的底部，确保填料8悬浮在生物反应池6内部。除此之外，通过固定人造纤维7的第二端，可确保多根人造纤维7之间相互独立，不会在生物反应池6内相互缠绕，确保填料8的分布效果，从而提高污水的处理效率。
37.需要说明的是，每根人造纤维7伸入生物反应池6的部分可以固定多个填料8。其中，多个填料8可以随机分布在人造纤维7伸入生物反应池6的部分。本技术中，为了确保填料8在生物反应池6内的均匀分布，在每根人造纤维7伸入生物反应池6内的部分上，间隔第一距离均匀的固定有若干填料8。第一距离可根据生物反应池6的深度和待处理污水的污染程度确定，第一距离越短，每根人造纤维7上可固定的填料8数量越多，同时生物反应池6内悬浮固定的微生物数量越多，污水净化的效果越好。本技术中，考虑到污水的处理需求，将第一距离设置为50mm，即每根人造纤维7伸入生物反应池6的部分中，每间隔50mm固定一个填料8。
38.进一步地，人造纤维7伸入生物反应池6部分的长度大于生物反应池6的深度，即人造纤维7并非被池底的固定装置11以拉紧的状态固定在生物反应池6内，而是在生物反应池
6内处于松弛地可随水流进行一定幅度摆动的状态。需要说明的是，人造纤维7伸入生物反应池6部分的长度也不可过长，避免相邻的人造纤维7在随水流摆动的过程中相互缠绕，影响填料8上生物膜的污水净化效率。本技术中作为示例，将人造纤维7伸入生物反应池6部分的长度设置为超过生物反应池6深度50mm。
39.本技术中通过在人造纤维7上固定填料8，省去了在生物反应池6中单独设置填料8模块的费用，整体降低了生态污水处理系统的建造成本。与相关技术中的污水处理系统相比，本技术中的生物反应池6内仅有规律分布的人造纤维7作为生物膜的附着载体，减少了水生植物根系导致的填料8堵塞问题。
40.参考图1，本技术提供的生态污水处理系统还包括温室大棚1，温室大棚1遮盖于植物层2的上方起到密封保温的作用，确保冬天室外温度较低时，温室大棚1内的温度仍可以维持在适宜植物生长的范围。温室大棚1采用透明的有机材质，确保阳光穿透照射植物。温室大棚1还开设有通风口(图中未示出)，为植物提供适宜的生长条件。温室大棚1的平面尺寸与土壤层3的平面尺寸一致，将土壤层3上所种植的植物全部遮盖在内。高度尺寸上，温室大棚1应比植物层2的顶部高至少1米，本技术中，温室大棚1的高度不少于3米。除此之外，生物反应池6底部设有曝气装置10，用于为好氧型生物反应池提供生物消耗降解过程中需要的氧气。
41.上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。