技术领域
[0001] 本发明涉及净水领域，尤其涉及一种微生态滤床。
相关背景技术
[0002] 目前，随着生活水平的提高和社会的发展，科技的进步同时带来了不可避免的污水及污染，现有的水处理滤床无法满足日益严重的水污染现状，随着工农业的迅速发展，大量的工业、农业和城市污水未经任何处理直接排入河道，使得水质出现氮、磷富营养化等问题，对河道生态造成严重的污染和破坏。因此，对地表水的处理可不容缓。对受污染的江河湖库水体进行修复，已是社会经济发展及生态环境建设的迫切需要。
[0003] 但是，现有的滤床存在以下缺陷：
[0004] 市面上的生态滤床一般结构比较单一，过滤效率低，无法重复使用，限制了人工湿地的推广应用。
具体实施方式
[0022] 下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
[0023] 需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
[0024] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0025] 请参阅图1，一种微生态滤床，包括生态填料1及防渗层3，所述生态填料1填充于所述防渗层3，所述生态填料1包括基质层，所述基质层为不同粒径的颗粒填充；所述防渗层3为黄土层、高密度聚乙稀HDPE或土工布中的一种；景观植物2安置于所述生态填料1的上层，污水在流经所述微生态滤床时，各种污染物在经过所述生态填料1吸附、过滤、挥发、蒸腾、沉淀等物理过程以达到净化污水。所述基质层为水生、沼生、湿生植物生长提供所需要的基质，为污水在其中渗流提供良好的水力条件，为微生物提供良好的生长载体，所述基质层的基质还可以吸附污染物，所述防渗层阻止污水向地下水体的垂直渗透与地表水体侧向渗透，避免污染地下水与地表水。这些对于某些可能造成地下水污染的工业废水来说十分重要。
[0026] 无论在地点的选择、负荷量的承载上，还是在可控性和对污水的处理能力上，都大大超过了自然湿地生态系统。微生态滤床技术由水生景观植物和生态基质层两大系统组成，是集环境工程学、结构工程学、生态林业学之成果，用于水体生态处理和修复的综合性新学科。利用两大系统共同营造的生态系统，综合物理、化学、生物等处理因素并放大功效，使水净化工艺达到最大化。无曝气等机械设备，整个系统自动运行，无需专业化设备和专人管理，使用寿命长，可达到50年以上。
[0027] 优选的，所述生态填料1包括过滤料、火山岩、砾石、铁矿石，所述过滤料、所述火山岩、所述砾石及所述铁矿石沿一定比例混合均匀。具体的，所述过滤料、所述火山岩、所述砾石及所述铁矿石的比例为：6/2/1/1，充分过滤水中的污染成分。所述景观植物2由水生、沼生与湿生植物组成，水生、沼生与湿生植物采用适合在饱和水和基质中生长的植物，一般在保证处理能力的前提下，尽量选择本土生长的水生、沼生与湿生植物。这样能较好的适应当地的气候、土壤等条件，同时还应考虑植物在生态湿地建设地点的越冬能力。不使用化学药剂，不会产生二次污染，具备良好的生态安全性。
[0028] 优选的，所述生态填料1包括若干过滤壳，所述过滤壳设有过滤孔，所述过滤料、所述火山岩、所述砾石及所述铁矿石填充于所述过滤壳内，所述过滤壳呈球状，所述过滤壳内部设有污水过滤膜，所述污水过滤膜粘合固定于所述过滤壳内侧，所述过滤壳均匀分布于所述防渗层3上。所述过滤壳用于对于滤料的回收和再利用，多次重复使用，提高使用效率，提高净水效果。滤床底部的沉积污泥层，在厌氧状态下由微生物代谢作用产生的粘稠分泌物和形成的多糖形成天然防渗层。
[0029] 具体的，在本实施例中，所述生态填料1合理分配为好氧区、兼氧区、厌氧区，促使硝化、反硝化反应能同时同比进行，除氮率高。在植物根区的氧气由根部释放出来并在周围形成一个环状的有氧区域。离根部较远处，由于生化有氧变化对氧气的需求(BOD)而使该区域的氧气浓度减少为零。滤床系统中氮的去除和滤床系统的设计、植物种类、植物根部环境的化学性质、植物摄取量、可利用碳源等条件有关。另外，生态滤床中氮的去除量也依赖于污水在湿地中停留的时间。滤床中氮的循环主要通过一系列复杂生物化学作用方式发生，它包括直接转化成氮化物及其它矿物质结合起来。硝化、反硝化是微生态滤床中除氮的一种重要途径，植物输送氧气到达底部根区，在根区联合形成好氧区，氮在微生物的作用下进行氨氮的硝化过程：
[0030] NH4+—NO2-－NO3-
[0031] 在远离根区的部位，NO3-由于缺氧环境而进行反硝化过程，从而使氮以气体的形式去除：
[0032] NO3-—NO2-—NO—N2O—N2
[0033] 滤床底部有机物的分解和生物降解及底部较低的溶解氧浓度，及充足的有机物作碳源，这些都为反硝化过程提供了条件。
[0034] 滤床中的磷主要通过植物的吸收及与其它有机物结合去除，产生气态物释放到大气中是另一途径。磷在湿地中通过沉淀作用去除的反应为：
[0035] 5Ca2++3PO43-+OH-—Ca5PO43OH
[0036] Al3++PO43-—AlPO4
[0037] Fe3++PO43-—FePO4
[0038] 滤床中植物和基底材料的选择对去除磷有很大影响。主要是基底材料中钙、镁和磷作用形成沉淀。随着时间的推移，基底材料中磷达到饱和，滤床去除磷能力降低，所以为加强湿地初期的除磷能力，在滤床选择中应注意选择含钙、镁较高的土壤作为基底材料，因为初期滤床中植物还没有形成较稳定的生物群。基底材料吸收磷饱和后，又可通过基底中的生物群去除磷。
[0039] 优选的，所述微生态滤床还包括移动板、两个换料驱动电机及连接绳索，所述移动板设有通孔，所述通孔的直径小于所述过滤孔；所述换料驱动电机端部设有收卷轮，所述连接绳索两端分别与所述收卷轮和所述移动板固定连接，所述移动板抵触于所述防渗层3上；两个换料驱动电机位于所述移动板相对两侧；所述连接绳索包括保护膜及内部绳索本体，所述内部绳索本体收容于所述保护膜以避免所述内部绳索被腐蚀。所述移动板用于将所述过滤壳向上带出来，方便人们进行回收，进一步提高了使用效率。
[0040] 优选的，所述微生态滤床还包括植物清水喷洒系统，所述植物清水喷洒系统包括水箱、花洒、移动结构及控制线路板，所述水箱装满植物营养液，所述水箱与所述花洒通过软管连通，所述移动结构与所述花洒固定连接并带动所述花洒沿所述景观植物2移动，所述控制线路板与所述移动结构无线通讯。具体的，所述植物清水喷洒系统还包括摄像头，所述摄像头与所述控制线路板通信，所述摄像头用于监控所述景观植物2周边的状态，所述摄像头与远程终端电脑通信。既监测了周边的状况，另一方面通过植物营养液对所述景观植物2进行补给，保障了所述景观植物2的生长。整个生态滤床系统不含泥土，采用新型生物亲和介质及配比，显著提高生物除污效率，运行稳定且表面干燥无积水，不易滋生蚊虫，与周边景观配合度高，出水水质可达国家Ⅱ类水质标准且出水水质稳定，技术水平远远领先于传统湿地。
[0041] 具体的，所述植物营养液包括硝酸钠、过磷酸钙、硫酸铵、硫酸钾、硫酸镁，在所述植物营养液中，所述硝酸钠、所述过磷酸钙、所述硫酸铵、所述硫酸钾、所述硫酸镁的比例为10：70：25：35：40。促进了所述景观植物2的生长。
[0042] 优选的，所述移动结构包括无杆气缸、移动手臂及限位开关，所述无杆气缸包括移动部，所述移动部与所述移动手臂固定连接并带动所述移动手臂移动，所述移动手臂与所述花洒固定连接，所述限位开关位于所述无杆气缸的两侧，所述限位开关用于限制所述移动手臂的移动范围，所述移动手臂的移动范围正对所述景观植物2。使所述植物营养液向所述景观植物2均匀喷洒。
[0043] 优选的，所述植物清水喷洒系统还包括天气监控模块及水质监测模块，所述天气监控模块用于检测天气，所述水质监测模块用于检测水质的问题，所述天气监控模块及所述水质监测模块分别与一终端电脑连接。监测周边的天气和水质状况，提高反馈速度。
[0044] 上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
