[发明专利]水质净化微生物生态单元、水质净化微生物生态系统及其方法

说明书

本发明实施例公开了一种水质净化微生物生态单元，该水质净化微生物生态单元包括框架，框架的底端外壁面上分别设有进水口、出水口，框架内设有滤材层以及出水管道；滤材层自上到下将框架分割成第一容纳腔、第二容纳腔，出水管道具有进水端以及出水端，进水端位于第一容纳腔内，且进水端相对于水平面的高度小于框架顶端相对于水平面的高度，出水端与出水口连通，第二容纳腔与进水口连通，滤材层由若干个火山灰性土质颗粒堆积而成，火山灰性土质颗粒内植入含有脱氮除磷的VBNC菌种。通过在火山灰性土质颗粒内植入异养反硝化聚磷菌群，提高调控本地功能微生物的活性化，形成了稳定的优势菌群，达到提高水质净化效果的目的。

技术领域

本发明实施例涉及水处理技术领域，特别涉及水质净化微生物生态单元、水质净化微生物生态系统及其方法。

背景技术

水是生命之源，人体的百分之七十左右由水构成，因此污染水体的净化，自然生态环境的修复功在当代利在千秋意义深远。水体富营养化的原因主要来自外源性与内源性污染，前者包括来自工农业、城市乡镇农村富含氮磷营养的生活污水以及路面径流进入水域包括农村门口塘、河流以及湖泊，后者主要是富营养化后导致浮游藻类爆发，富营养的动植物性遗骸残体沉积于淤泥最终形成富营养化水体。目前针对富营养化水体治理主要措施：一是利用物理处理方法，包括环境整治的排污纳管雨污分流、底泥清淤、引外来清洁水源稀释、强化增氧曝气等，能够达到暂时或缓慢的自然净化效果，但实践表明单纯用物理方法尚不能有效解决富营养化水体的水质净化问题。二是利用动植物的生物处理方法，目前生物处理方法的主要方法包括：一是安装水泵使水体流动循环增强水中溶氧提高好氧细菌水质净化的效率，但是利用水泵提高水循环曝气增氧、耗能的同时没有通过微生物载体过滤，加之大量处于不起功能的VBNC状态微生物难以达到综合效果；二是投放硝化反硝化细菌，调整水中微生物组成增强脱氮除磷水质净化效果，但是引进外来菌种直接投放水域，因没有可资稳定栖息的载体以及缺乏与本地土著微生物群体之间的相容、难以形成优势菌群而逐渐退化消亡，不能达成稳定可持续效果；三是种植景观植物，包括直接种植水生植物以及基于人工浮岛的圈养植物吸收氮磷营养、改善水体溶氧达到一定水质净化效果，但是大量圈养人工浮岛植物容易导致二次污染，季节性种植以及清除植物遗骸成本较高；四是蓝藻大发生时投放人工养殖的食藻虫，虽有明显洁水感官效果，但不能调控水质，研究表明由于蓝藻爆发留存富含蛋白有机质遗骸累积于水域底泥，厌氧发酵产生大量剧毒H₂S，通常沉于底泥的食藻虫越冬卵一旦接触水域底泥有毒物质H₂S、卵直接死亡或孵化后幼体中毒死亡，种群逐渐消亡，最终导致生态食物链断裂。目前的富营养化水体的生物处理方法中虽然已经意识到投加食藻虫能够减少蓝藻细胞总量，提高水体透明度的感官效果，但是①投加的食藻虫仍然面临不能安全越冬之虐，种群基数难以维持、治标不治本；②虽减少了蓝藻细胞总量但不能有效调控水质，不能形成可持续的生态食物链锁关系。且目前的方法都是零散的净化方式，对流动水体水域效果并不理想，且对非流动水体水域效果也极为缓慢，通常需要2年以上且持续投加外来微生物才能维持一定效果，无法实现可持续地水质净化目的。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种水质净化微生物生态单元、水质净化微生物生态系统及其方法，解决富营养化水体的可持续水质净化问题。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供了一种水质净化微生物生态单元，包括框架，框架的底端外壁面上分别设有进水口、出水口，框架内设有滤材层以及与出水管道；滤材层自上到下将框架分割成第一容纳腔、第二容纳腔，出水管道具有进水端以及出水端，进水端位于第一容纳腔内，且进水端相对于水平面的高度小于框架顶端相对于水平面的高度，出水端与出水口连通，第二容纳腔与进水口连通，滤材层由若干个火山灰性土质颗粒堆积而成，火山灰性土质颗粒内植入含有脱氮除磷的VBNC菌种。