1.1仿生态氧化沟的净化原理

仿生态氧化沟是一个模仿自然界污水净化功能的系统。它利用自然地形的落差实现污水浅层流动溶氧、薄层跌落充氧，同时通过设置多道过滤屏、水体表面种植水生植物等措施降解有机质，并脱氮除磷，最终达到净化水质的目的。整个系统采用折流流动沟道式构筑物，无需任何设备，无能耗，并可长期运行。

仿生态氧化沟是通过对自然生态系统中物理、化学和生物作用进行优化组合，利用这3种作用的协调关系来实现污水的净化。其中物理作用主要是通过过滤、沉淀来实现。污水进入氧化沟，经过多道密集的过滤屏及植物茎叶、根系，过滤、截留污水中的悬浮物，并将其沉积在滤屏和沟底，最后自流至污泥沉井排出；化学作用主要是通过污水分子相互之间的吸附、离子交换、氧化还原、化学沉淀等反应达到降低污水浓度的目的；生物作用主要是通过种植的水生植物的光合作用和水体中微生物好氧、兼氧的生化过程，实现对污染物的降解和去除。

1.2仿生态氧化沟的构造

仿生态氧化沟是一种折流流动沟道式构筑物。结构采用折流沟渠形式（如图1所示），主要由过滤屏、折流板、漫流板、污泥沉井、污泥回流斜面、水生植物等几个部分组成。根据现场地形和污水浓度、水量，仿生态氧化沟污水滞留期一般设计为3～6天，沟深0.8～1.0m，沟宽1.0～1.5m，设计泥龄在20天以上，污泥负荷为0.01～0.05kgBOD5/kgMLSS·d。

2.1过滤屏

沟体设置多道升流式过滤屏，过滤屏中安装了廉价、有弹性、耐腐蚀且轻质的过滤填料，先粗后细地进行过滤，填料随上行水流的冲击而浮动。微生物可附着生长在填料表面，形成生物膜，或以活性污泥形式截留在填料空隙内。污水在通过填料被截留污质的同时，水中的有机物与生物膜和活性污泥充分接触并被微生物吸附、降解。微生物不断利用氧化还原过程转化生成新的生物膜，而死亡的生物膜易剥离、脱落，最后经氧化沟底的污泥回流斜面集中到污泥沉井中排出。多道密集过滤屏中填料表面的传氧机理与生物膜法相同，经过的污水在过滤屏表层大量微生物的吸附以及水面种植的水生植物的吸收等作用下，降解去除有机物并进行脱氮除磷。

2.2折流、漫流板

系统采用折流、漫流板组合构成了充氧结构（见图2）。污水以折流方式流动，前一级水流由池底潜流进水，经升流式过滤屏在漫流板形成薄层溶氧水面，达到溶氧目的。紧接着的薄水面经漫流板跌落，带动水体紊动，使空气与水体充分混合，达到对污水充氧、溶氧和污水与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设在氧化沟底。净化过程中形成的污泥沿污泥回流斜面流至污泥沉井，当井内污泥积累到一定量时，即可用潜污泵抽至厌氧池重新进行消化、降解处理。

2.4水生植物

仿生态氧化沟水力停留时间3～6天，水体平均有效深度0.8m，水面可种植各种根挺、阔叶类水生植物。种植水生植物的主要目的就是利用植物光合作用，将氧气从植物上部输送到根部，在根区或根际形成一种好氧环境，这一环境能刺激有机物质的分解和硝化细菌的生长，从而达到去除污水中氮、磷等营养物质的目的。

水生植物的茎部和根系为细菌和其他微生物提供生长介质，并形成生物膜，可提高去除污水中CODCr、BOD5的能力；水生植物的生长过程吸收氮磷等营养元素，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属的功能，可提高去除污水中重金属的能力。选择合适的水生植物种类在净化污水过程中至关重要。它能够在去除氮、磷等营养物质的同时，将其它有机质转化为营养物质和能量，达到降解有机质的目的。一般选用耐污能力强、根系发达、茎叶茂密、抗病虫害能力强，且有一定经济价值的高等水生维管植物。