1.1仿生態(tài)氧化溝的凈化原理

仿生態(tài)氧化溝是一個模仿自然界污水凈化功能的系統(tǒng)。它利用自然地形的落差實現污水淺層流動溶氧、薄層跌落充氧，同時通過設置多道過濾屏、水體表面種植水生植物等措施降解有機質，并脫氮除磷，最終達到凈化水質的目的。整個系統(tǒng)采用折流流動溝道式構筑物，無需任何設備，無能耗，并可長期運行。

仿生態(tài)氧化溝是通過對自然生態(tài)系統(tǒng)中物理、化學和生物作用進行優(yōu)化組合，利用這3種作用的協調關系來實現污水的凈化。其中物理作用主要是通過過濾、沉淀來實現。污水進入氧化溝，經過多道密集的過濾屏及植物莖葉、根系，過濾、截留污水中的懸浮物，并將其沉積在濾屏和溝底，最后自流至污泥沉井排出；化學作用主要是通過污水分子相互之間的吸附、離子交換、氧化還原、化學沉淀等反應達到降低污水濃度的目的；生物作用主要是通過種植的水生植物的光合作用和水體中微生物好氧、兼氧的生化過程，實現對污染物的降解和去除。

1.2仿生態(tài)氧化溝的構造

仿生態(tài)氧化溝是一種折流流動溝道式構筑物。結構采用折流溝渠形式（如圖1所示），主要由過濾屏、折流板、漫流板、污泥沉井、污泥回流斜面、水生植物等幾個部分組成。根據現場地形和污水濃度、水量，仿生態(tài)氧化溝污水滯留期一般設計為3～6天，溝深0.8～1.0m，溝寬1.0～1.5m，設計泥齡在20天以上，污泥負荷為0.01～0.05kgBOD5/kgMLSS·d。

2.1過濾屏

溝體設置多道升流式過濾屏，過濾屏中安裝了廉價、有彈性、耐腐蝕且輕質的過濾填料，先粗后細地進行過濾，填料隨上行水流的沖擊而浮動。微生物可附著生長在填料表面，形成生物膜，或以活性污泥形式截留在填料空隙內。污水在通過填料被截留污質的同時，水中的有機物與生物膜和活性污泥充分接觸并被微生物吸附、降解。微生物不斷利用氧化還原過程轉化生成新的生物膜，而死亡的生物膜易剝離、脫落，最后經氧化溝底的污泥回流斜面集中到污泥沉井中排出。多道密集過濾屏中填料表面的傳氧機理與生物膜法相同，經過的污水在過濾屏表層大量微生物的吸附以及水面種植的水生植物的吸收等作用下，降解去除有機物并進行脫氮除磷。

2.2折流、漫流板

系統(tǒng)采用折流、漫流板組合構成了充氧結構（見圖2）。污水以折流方式流動，前一級水流由池底潛流進水，經升流式過濾屏在漫流板形成薄層溶氧水面，達到溶氧目的。緊接著的薄水面經漫流板跌落，帶動水體紊動，使空氣與水體充分混合，達到對污水充氧、溶氧和污水與活性污泥混合的目的。

2.3污泥沉井、污泥回流斜面

污泥沉井和污泥回流斜面設在氧化溝底。凈化過程中形成的污泥沿污泥回流斜面流至污泥沉井，當井內污泥積累到一定量時，即可用潛污泵抽至厭氧池重新進行消化、降解處理。

2.4水生植物

仿生態(tài)氧化溝水力停留時間3～6天，水體平均有效深度0.8m，水面可種植各種根挺、闊葉類水生植物。種植水生植物的主要目的就是利用植物光合作用，將氧氣從植物上部輸送到根部，在根區(qū)或根際形成一種好氧環(huán)境，這一環(huán)境能刺激有機物質的分解和硝化細菌的生長，從而達到去除污水中氮、磷等營養(yǎng)物質的目的。

水生植物的莖部和根系為細菌和其他微生物提供生長介質，并形成生物膜，可提高去除污水中CODCr、BOD5的能力；水生植物的生長過程吸收氮磷等營養(yǎng)元素，可提高去除污水中氮磷的能力；水生植物根部具有富集重金屬的功能，可提高去除污水中重金屬的能力。選擇合適的水生植物種類在凈化污水過程中至關重要。它能夠在去除氮、磷等營養(yǎng)物質的同時，將其它有機質轉化為營養(yǎng)物質和能量，達到降解有機質的目的。一般選用耐污能力強、根系發(fā)達、莖葉茂密、抗病蟲害能力強，且有一定經濟價值的高等水生維管植物。

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