高效复合生态净水技术是有别于一般人工湿地和传统生化污水处理工艺的一种污水处理技术。根据不同微生物、胞外酶以及植物对各种污染物的降解特性，经精心筛选和培育出高效的专属复合微生物菌群、基质酶和植物，通过人工科学优化基质填料的配比和功能分层，构建出高效的有机净化体系，最大限度的利用微生物和植物的净化作用，从而达到污水中各种污染物的高效降解和净化。

1、工艺流程

系统采用“细格栅+沉砂池+高效复合生态净水技术+紫外线消毒”的处理工艺。

工艺流程简图

工艺流程示意图

（1）预处理（包括粗格栅渠、提升泵站、细格栅池及沉砂池）

生活污水通过截污干管导入格栅井，然后流入沉砂池。

格栅井设置两道格栅，细格栅（网孔0.5cm）和粗格栅（网孔1.5cm），污水中较细的杂物在此得以去除。

污水利用高差重力流至沉砂池，沉淀去除污水中的泥沙。

预处理阶段产生的杂物，砂粒等，可以定期运至垃圾填埋场另行处理。

（2）高效复合生态净水技术处理

经过沉砂预处理后的污水利用高差重力布水至一级净化池。通过净化单元填料内部的微生物、基质酶以及植物的耦合作用，将污水中的污染物去除，处理后出水利用高差重力作用自流二级净化池。

经过一级净化池处理后的出水，绝大部分污染物已经被去除，通过提升泵提升至二级净化池对其中残留的污染物再次进行深化处理，确保污染物浓度达标，处理后出水自流进入消毒池或外排。

2、特征与优势

（1）特征比较

与传统人工湿地和一般的生物活性污泥法相比较，高效复合生态净水技术的主要区别如表1以及表2所示：

表1高效复合生态净水技术与一般人工湿地的区别

表2高效复合生态净水技术与生物活性污泥法的显著区别

（2）高效复合生态净水技术的优势

Ø基建要求低，基建费用低，建造周期大为缩短；

Ø用电设备少，能耗低；

Ø启动调试周期短，一周左右即可完成；

Ø对操作维护人员技术水平要求低，一般无需专业技术人员进行管理维护；

Ø有效避免了人工湿地中因生物膜脱落而产生堵塞现象；

Ø无剩生化余污泥产生，不存在污泥的二次污染，降低污泥处理费用；

Ø出水水质较高，部分出水指标最高可直接满足地表水Ⅲ类水质要求；

Ø对于小水量，可进行模块化组合设计和建设，经济高效。

（3）高效复合生态净水技术的适用范围

Ø  农村生活污水处理

Ø  乡镇生活污水处理

Ø  流域（河流、湖泊等）治理

Ø  自来水厂源水水质提标

Ø  市政污水厂尾水提标

Ø  景观水体循环利用

Ø  绿色建筑中水回用净化

Ø  渔业水循环利用

Ø  养殖废水处理及循环利用

Ø  生活垃圾填埋场渗滤液三级处理

Ø  其他中低浓度有机类和微污染类水体净化

3、工艺流程与净化机制

（1）工艺流程

在运行过程中，整个高效复合生态净水技术系统可连续进出水，系统一般设置4个以上的独立生态净水单元地块，各单元采取干湿交替、间歇进水的方式运行。对于系统中的单个净水单元，运行周期主要分为进水期、落干期（出水）和恢复期。其中运行周期示意图详见下图所示：

如图所示，高效复合生态净水技术核心部分为生态净水单元，子单元内自上而下进行严格的填料基质配制分层，人工创造出稳定的“好氧—缺氧—厌氧—好氧”的多层氧环境层区，同时依赖系统的周期性无动力自主呼吸完成复氧过程，从而为各层区基质填料的微生物高效降解污染物提供了相应的内部氧环境。高效复合生态净水系统中，起主要净化作用的是所构建基质填料中种类丰富和数量庞大的微生物和基质酶，其次是各层填料基质的吸附截留，而植物的净化起辅助作用，各自的主要净化机制如下所述：

（2）净化机制

①微生物

基质填料中的主要微生物包括各种类型的微生物和基质酶。

微生物：研究发现，基质填料中的微生物种类主要包括细菌（如有机磷细菌、无机磷细菌、硝化细菌、反硝化细菌等）、放线菌和真菌三大类，数量上以细菌为最，其次是真菌和放线菌。表层基质（约0~10cm）中以有机磷菌、无机磷菌、真菌、放线菌和硝化细菌都较为丰富，而10cm以下基质的微生物以反硝化细菌为主。污水中的COD、 BOD去除与各种类型的细菌和真菌具有十分明显的相关性，而与放线菌的作用相对较小。总氮的去除与各类细菌、放线菌和真菌的数目均有显著相关，尤其是真菌。微生物的类群数目与总磷的去除相关性不显著。

基质酶：基质中的酶主要包括磷酸酶、蛋白酶、 β-葡萄糖苷酶、纤维素酶、脲酶和脱氢酶。而其中起主要作用的是磷酸酶和脲酶，在物质转化过程中起着非常重要的作用。磷酸酶的活性与磷和COD去除率相关性最大，而总氮的去除与脲酶相关。

②植物

植物在高效复合生态净水系统中的作用主要有以下三方面：生长吸收、构建根系微生物区、分泌化感物质；生长吸收：通过生活污水处理工程实例研究，在种植象草时，植物生长所吸收的氮占总氮去除率的贡献率≤20%；植物生长吸收总磷的贡献率≤15%，植物吸收在整个除磷过程中不占主要作用。

构建根系微生物区：污水在渗过净水基质的过程中，经过植物根区所形成丰富的微生物群落时，可通过微生物旺盛的代谢活动而将营养物质降解、转化和吸收，植物根区是净水基质得以实现净化功能的主要场所之一。

分泌化感物质：高效复合生态净水技术植物的根、茎、叶、花等各部分均可分泌化感物质，分泌的化感物质主要包括脂肪族化合物（如草酸、乙酸等）、脂肪酸（如柠檬酸）、萜类化合物（如单萜烯）、芳香族化合物（如酚、单宁等）。化感物质对净水系统的污水净化功能产生影响主要体现在以下两个方面：一是影响内部基质微生物的特性，进而影响系统的处理效果，一般以抑制作用为主，而基质填料中的微生物是有机污染物和氮分解去除的主要执行者，因此必须采取措施进行有效避免或者减轻此类效应；二是化感物质对藻类的抑制作用，这对防止藻类生长而对基质填料的堵塞是有益的。

③填料基质

基质对磷的吸附固化作用是高效复合生态净水系统除磷的首要因素。在微生物的各种作用下，有机磷首先转化可溶性的无机磷，一部分由植物生长吸收，其余的主要被基质中和根系周围电子活跃元素如Fe、 Al、 Ca等可与磷酸生成不溶性磷酸盐而使磷固定下来。基质的吸附作用对于有机污染物、氨氮主要起到吸附缓冲作用，也可称之为一个大的缓冲器，当污水流过填料基质层时，污染物吸附截首先留在其中，真正起净化是后续微生物的各种降解作用。

（3）高效复合生态净水技术主要技术经济指标