一种湿地净化系统及其净化方法技术方案

本发明专利技术提供了一种湿地净化系统及其净化方法，所述湿地净化系统包括依次连接的预处理系统、砾石植物净化系统、土壤生态净化系统、植物分段净化系统和水质稳定调节净化系统。本发明专利技术通过水生态工程集成技术，从湿地净化系统的适应性、多样性、净化性、安全性、景观性以及效益性等角度出发，在打造拟生态湿地的同时恢复其净化水质的生态功效，形成将Ⅴ类水净化为Ⅲ类水的水生态系统。

【技术实现步骤摘要】
一种湿地净化系统及其净化方法
本专利技术属于环境保护
，涉及一种湿地净化系统及其净化方法，尤其涉及一种集生态水处理、科普教育和风景观赏三大职能于一体的湿地净化系统及其净化方法。
技术介绍
湿地公园是具有湿地保护与利用、科普教育、湿地研究、生态观光、休闲娱乐等多种功能的社会公益性生态公园。湿地公园在保护生物多样性，维持淡水资源，调节气候，降解污染物和为人类提供生产、生活资源，发展城市旅游业诸方面都发挥了重要作用。生态水净化技术在国外起步较早，技术也比较成熟，美国国家环境保护局目前正大力开发北美的生态水处理数据库和地方数据库，以减少重复劳动和改良传统的设计方法，北美湿地工程公司开发出了循环流湿地工艺和通风强化床工艺，并成功应用于数年前还被认为不适宜采用生态技术处理污水的地区，也即气候太冷或污水浓度太高的地区。生态水净化技术在我国起步较晚，但近年来发展迅速，相比传统污水处理厂，生态技术基建投资少、运行费用低、能耗少、操作简单，不仅适用于生活污水，对某些工业废水、农业废水、垃圾渗滤液等也有良好的净化效能。近年来，人们对亲水性生活环境有着较大需求，景观公园数量不断增加，然而普通单一的生态治理方法在应用到具体工程中时，存在着处理污水的效果不稳定，系统运行成本较高，缺乏运营管理等问题，而非生态的污水治理方法，由于只考虑如何处理污染物达到国家相关标准进行排放，缺乏在污染物处理过程中的景观构建和环境美化。CN101172714A公开了一种景观公园水系净化工艺，其将地表水流经沉砂池后进入填料氧化塘，后进入人工湿地，人工湿地出水经稳定塘稳流和沉淀后进入公园景观水体；采用提升设备将其提升至公园的河流湿地，再将河流湿地的水提升至滩涂湿地，让滩涂湿地的水自流返回公园景观水体；景观公园的生活污水经生物质能转化中心处理后再汇入填料氧化塘；生物质能转化工艺为:调节→隔油→厌氧→好氧→沉淀工艺；生物质能转化采用两级厌氧后和普通生活污水混合。然而上述净化工艺过程复杂，且涉及景观水体的问题，如水体水质、景观效果、系统运行成本以及后期管理等综合问题逐渐显露出来。因此，如何寻求一种集景观水体净化以及景观效果和低系统运行成本于一体的综合湿地净化系统，是需要解决的问题。
技术实现思路
针对现有湿地净化技术中存在的工艺过程复杂，净化效果不理想，以及系统运行成本高等问题，本专利技术提供了一种湿地净化系统及其净化方法。本专利技术通过水生态工程集成技术，从湿地净化系统的适应性、多样性、净化性、安全性、景观性以及效益性等角度出发，在打造拟生态湿地的同时恢复其净化水质的生态功效，形成将Ⅴ类水净化为Ⅲ类水的水生态系统。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：第一方面，本专利技术提供了一种湿地净化系统，所述湿地净化系统包括依次连接的预处理系统、砾石植物净化系统、土壤生态净化系统、植物分段净化系统和水质稳定调节净化系统。本专利技术中，所述湿地净化系统中的各个系统之间串联，可增加湿地水与土壤间的接触面积，充分发挥湿地净化的边缘效应，在一个系统内未得到完全净化的水会流到下一个系统进一步发生净化，从而使得湿地的总净化率得以显著提升。本专利技术所述湿地净化系统处理后的清水进入蓄水装置中进行蓄水。以下作为本专利技术优选的技术方案，但不作为本专利技术提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本专利技术的技术目的和有益效果。作为本专利技术优选的技术方案，所述预处理系统前设置动力输送装置。所述动力输送装置可为水泵等设备，其目的在将水位提高，以进入预处理系统。优选地，所述动力输送装置后设过滤装置。优选地，所述过滤装置为格栅和/或筛网。优选地，所述预处理系统为预处理池。优选地，所述预处理池的面积为600m2～800m2，例如600m2、630m2、650m2、670m2、700m2、730m2、750m2、770m2或800m2等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用；平均覆水深度为2m～3m，例如2m、2.2m、2.4m、2.6m、2.8m或3m等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，所述预处理池中种植浮床植物和/或设置生物膜。优选地，所述生物膜中所含生物为食藻虫。优选地，所述预处理系统中水力停留时间为1天～2天，例如1天、1.3天、1.5天、1.7天或2天等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为2天。本专利技术所述预处理池中通过重力-沉淀，并种植浮床植物和/或设置生物膜使预处理池达到蓄水、沉淀、过滤和生物降解等作用。其中，沉淀池中科学配比土壤、沙以及碎石等基质，并布设浮床植物和生物膜可以构建厌氧环境，形成水面封氧效应，沉淀泥沙颗粒，去除蓝绿藻和有机腐屑，使水体澄清，污泥外运。所采用的食藻虫技术，利用经驯化的食藻虫清除微藻、食腐屑和噬菌等使水体快速变清，同时通过生物操纵调节食物链，将微藻蛋白和有机腐屑转为动物蛋白，形成水体自净，减轻后续生物处理的负担，对后续处理起一定的保护作用。作为本专利技术优选的技术方案，所述砾石植物净化系统为表面流型湿地。优选地，所述砾石植物净化系统的长度为90m～110m，例如90m、93m、95m、97m、100m、103m、105m、107m或110m等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用；宽度为15m～25m，例如15m、17m、20m、23m或25m等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选长度为100m，宽度为20m。优选地，所述砾石植物净化系统中铺设砾石填料，所述砾石填料的铺设厚度为5cm～15cm，例如5cm、7cm、9cm、10cm、11cm、13cm或15cm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为10cm。优选地，所述砾石植物净化系统的平均覆水深度为0.1m～0.4m，例如0.1m、0.15m、0.2m、0.25m、0.3m、0.35m或0.4m等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为0.2m。优选地，所述砾石植物净化系统中水力停留时间为0.3天～0.5天，例如0.3天、0.4天或0.5天，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，所述砾石植物净化系统中种植水生植物。优选地，所述种植方式为片植。优选地，所述水生植物为挺水植物，优选为芦苇、石菖蒲、黄菖蒲或水葱中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：芦苇和石菖蒲的组合，石菖蒲和黄菖蒲的组合，黄菖蒲和水葱的组合，芦苇、石菖蒲和黄菖蒲的组合，石菖蒲、黄菖蒲和水葱的组合，芦苇、石菖蒲、黄菖蒲和水葱的组合等。优选地，所述砾石植物净化系统中放养水生动物，所述水生动物的放养密度为0.2kg/亩～1kg/亩，例如0.2kg/亩、0.4kg/亩、0.6kg/亩、0.8kg/亩或1kg/亩等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为0.6kg/亩。优选地，所述水生动物种类为鱼类、底栖动物或土著微生物中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实施例有：鱼类和底栖动物的组合，底栖动物和土著微生物的组合，鱼类、底栖动物和土著微生物的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种湿地净化系统，其特征在于，所述湿地净化系统包括依次连接的预处理系统、砾石植物净化系统、土壤生态净化系统、植物分段净化系统和水质稳定调节净化系统。

【技术特征摘要】
1.一种湿地净化系统，其特征在于，所述湿地净化系统包括依次连接的预处理系统、砾石植物净化系统、土壤生态净化系统、植物分段净化系统和水质稳定调节净化系统。2.根据权利要求1所述的湿地净化系统，其特征在于，所述预处理系统前设置动力输送装置；优选地，所述动力输送装置后设过滤装置；优选地，所述过滤装置为格栅和/或筛网；优选地，所述预处理系统为预处理池；优选地，所述预处理池的面积为600m2～800m2，平均覆水深度为2m～3m；优选地，所述预处理池中种植浮床植物和/或设置生物膜；优选地，所述生物膜中所含生物为食藻虫；优选地，所述预处理系统中水力停留时间为1天～2天，优选为2天。3.根据权利要求1或2所述的湿地净化系统，其特征在于，所述砾石植物净化系统为表面流型湿地；优选地，所述砾石植物净化系统的长度为90m～110m，宽度为15m～25m，优选长度为100m，宽度为20m；优选地，所述砾石植物净化系统中铺设砾石填料，所述砾石填料的铺设厚度为5cm～15cm，优选为10cm；优选地，所述砾石植物净化系统的平均覆水深度为0.1m～0.4m，优选为0.2m；优选地，所述砾石植物净化系统中水力停留时间为0.3天～0.5天；优选地，所述砾石植物净化系统中种植水生植物；优选地，所述种植方式为片植；优选地，所述水生植物为挺水植物，优选为芦苇、石菖蒲、黄菖蒲或水葱中任意一种或至少两种的组合；优选地，所述砾石植物净化系统中放养水生动物，所述水生动物的放养密度为0.2kg/亩～1kg/亩，优选为0.6kg/亩；优选地，所述水生动物种类为鱼类、底栖动物或土著微生物中任意一种或至少两种的组合；优选地，所述鱼类为鲢鱼、鳙鱼、鳜鱼、鲴鱼或锦鲤中至少两种的组合；优选地，所述底栖动物为青虾、蚬、环棱螺、三角帆蚌或螺蛳中至少两种的组合；优选地，所述预处理系统与砾石植物净化系统之间的跌落水深度为0.2～0.5m，优选为0.3m。4.根据权利要求1-3任一项所述的湿地净化系统，其特征在于，所述土壤生态净化系统为垂直潜流型湿地；优选地，所述土壤生态净化系统的长度为80m～120m，宽度为20m～40m，优选长度为100m，宽度为30m；优选地，所述土壤生态净化系统的平均覆水深度为0.1m～0.4m，优选为0.2m；优选地，所述土壤生态净化系统中水力停留时间为0.4天～0.7天；优选地，所述砾石植物净化系统与土壤生态净化系统之间的跌落水深度为0.2m～0.5m，优选为0.3m；优选地，所述土壤生态净化系统中包括土壤过滤层；优选地，所述土壤过滤层的厚度为1m～1.5m，优选为1.2m；优选地，所述土壤过滤层由上至下依次包括沙质土壤层、滤沙层、沸石层和砾石层；优选地，所述沙质土壤层的厚度为30cm～40cm，优选为35cm；优选地，所述滤沙层的厚度为25cm～35cm，优选为30cm；优选地，所述滤沙层中颗粒粒径为0.06mm～2mm，优选为0.3mm；优选地，所述沸石层的厚度为20cm～30cm，优选为25cm；优选地，所述沸石层中颗粒粒径为2mm～4mm，优选为3mm；优选地，所述砾石层的厚度为25cm～35cm，优选为30cm；优选地，所述砾石层中颗粒粒径为2mm～8mm，优选为5mm；优选地，所述土壤生态净化系统中在土壤过滤层表面设有布水管；优选地，所述土壤生态净化系统中种植挺水植物；优选地，所述种植方式为片植；优选地，所述挺水植物为再力花、美人蕉或梭鱼草中任意一种或至少两种的组合；优选地，所述土壤生态净化系统中放养水生动物，所述水生动物的放养密度为0.2kg/亩～1kg/亩，优选为0.6kg/亩；优选地，所述水生动物种类为鱼类、底栖动物或土著微生物中任意一种或至少两种的组合；优选地，所述鱼类为鲢鱼、鳙鱼、鳜鱼、鲴鱼或锦鲤中至少两种的组合；优选地，所述底栖动物为青虾、蚬、环棱螺、三角帆蚌或螺蛳中至少两种的组合。5.根据权利要求1-4任一项所述的湿地净化系统，其特征在于，所述植物分段净化系统为表面流型湿地；优选地，所述植物分段净化系统的总长度为300m～400m，宽度为20～30m，优选总长度为350m，宽度为25m；优选地，所述土壤生态净化系统与植物分段净化系统之间的跌落水深度为0.3m～0.7m，优选为0.5m；优选地，所述植物分段净化系统包括重金属净化区、病原体净化区和营养物净化区；优选地，所述重金属净化区中水力停留时间为1天～1.5天；优选地，所述病原体净化器中水力停留时间为0.5天～1天；优选地，所述营养物净化区中水力停留时间为0.8天～1.3天；优选地，所述植物分段净化系统中各净化区之间的跌落水深度为0.2m～0.5m，优选为0.3m；优选地，所述重金属净化区的长度为130m～150m，宽度为20m～30m，优选长度为140m，宽度为25m；优选地，所述重金属净化区的平均覆水深度为0.2m～1.5m；优选地，所述重金属净化区中主要种植沉水植物；优选地，所述沉水植物为伊乐藻、轮叶黑藻、聚草或金鱼藻中任意一种或至少两种的组合；优选地，所述重金属净化区中还种植挺水植物和/或浮水植物；优选地，所述挺水植物为芦苇和/或香蒲；优选地...

【专利技术属性】
技术研发人员：施朝阳，
申请(专利权)人：上海秦森园林股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31