基于强化生态净化的饮用水原水调蓄库制造技术

一种强化生态净化的饮用水原水调蓄库，包括：设置于进水口用于提高入库原水的溶解氧以强化污染物分解，并通过生态浮床植物根系拦截悬浮颗粒物的微曝气生态浮床；设置于出水口的汇流沉水植物区以及中部由潜流生态湿地间隔开、用于改善库区水动力条件、延长原水与潜流生态湿地的接触时间以增强化水体自净能力的若干生态湿地廊道。饮用水原水经微曝气生态浮床增氧并净化后进入潜流生态湿地分隔的生态湿地廊道，维持较高的流速以扰流形式与湿地持续接触实现污染物净化，而后缓流经过沉水植物区并被沉水植物层层过滤净化，净化后的原水作为优质水源输送至自来水厂。本发明专利技术能明显降低原水微污染物及库区富营养化污染，提升饮用水原水水质。

Drinking water storage and storage base on enhanced ecological purification

The utility model relates to a drinking water raw water storage and storage tank for strengthening ecological purification, which comprises a micro-aerated ecological floating bed for intercepting suspended particulate matter through an ecological floating bed plant root system, a confluent submerged water plant area at an outlet, and an ecological wetness from a subsurface flow in the middle part of the reservoir. Some eco-wetland corridors are used to improve the hydrodynamic conditions of the reservoir area, extend the contact time between raw water and subsurface ecological wetlands, and enhance the self-purification capacity of the water body. The raw water of drinking water enters the eco-wetland corridor separated by subsurface flow eco-wetland after aeration and purification by micro-aeration eco-floating bed. The pollutants are purified by continual contact with wetland in the form of turbulence. Then the slowly flowing water passes through the submerged plant area and is filtered and purified by submerged plant layer by layer. The purified raw water is used as high quality water. The source is transported to the waterworks. The invention can obviously reduce micro-pollutants in raw water and eutrophication pollution in reservoir area, and improve the quality of raw water of drinking water.

【技术实现步骤摘要】
基于强化生态净化的饮用水原水调蓄库
本专利技术涉及一种水处理领域的技术，具体是一种基于强化生态净化的饮用水原水调蓄库，通过优化调蓄库的生态布局强化水体自净功能并防止富营养化污染发生。
技术介绍
在饮用水源地建设调蓄水库，将饮用水原水处理提前到水厂之前并为环境风险事件应急处理提供缓冲水量，成为了当前城市饮用水源保障的重要手段。现有的饮用水源的调蓄库更多是强调临时蓄水功能，却并未强化调蓄库的生态净化功能，导致部分调蓄水库尽管占地面积很大，但由于生态功能缺失，不仅未能有效降低原水污染物，甚至出现富营养化污染的问题。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提出一种基于强化生态净化的饮用水原水调蓄库，饮用水原水经微曝气生态浮床增氧并净化后进入潜流生态湿地分隔的生态湿地廊道，维持较高的流速以扰流形式与湿地持续接触实现污染物净化，而后缓流经过沉水植物区并被沉水植物层层过滤净化，净化后的原水作为优质水源输送至自来水厂。本专利技术能明显降低原水微污染物及库区富营养化污染，提升饮用水原水水质。本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术包括：设置于进水口处用于提高入库原水溶解氧以强化污染物分解，并通过生态浮床植物根系拦截颗粒物以减缓潜流生态湿地堵塞的微曝气生态浮床，设置于出水口的汇流沉水植物区以及中部由潜流生态湿地间隔开用于改善库区水动力条件以增强化水体自净能力的生态湿地廊道。所述的微曝气生态浮床包括：垂直于径流方向布设的微曝气管以及间隔距离设置的生态浮床，其中：微曝气管与生态浮床间隔组合不少于三组，且浮床在径流方向上前后活动设置以实现生态浮床渐次轮替，确保需要收割的生态浮床始终处于来水最前排，且原水经过进水口微曝气生态浮床断面的时间不少于0.5h。所述的微曝气管优选采用抗菌型橡胶超细微曝气管或PE微孔纳米管。所述的生态浮床是以水葫芦、水鳖、狐尾藻或空心菜为主体，以PVC、PE管+聚丙烯、聚苯乙烯框架为载体构建的人工生态系统，其中：悬浮于水体的植物根系吸用于收营养物质、固定悬浮颗粒物并为微生物提供附着载体，微生物通过代谢进一步分解水体污染物，从而实现植入水体的净化，达到修复和重建水体生态的目的。所述的微曝气管设置于水面以下1.0-5.0m，在径流方向上间隔1.0-5.0m与生态浮床平行间隔组合，生态浮床在径流方向上宽度不小于20.0m。所述的生态湿地廊道是由潜流生态湿地间隔形成的平行水流通道，生态湿地廊道的宽度不超过10.0m，流速不小于0.2m/s；所述的微曝气生态浮床和生态湿地廊道之间设有生态廊道水闸，根据处理水量要求开启，以确保廊道内流速不低于0.2m/s。所述的潜流生态湿地包括：位于基底的片石、砾石、铺设于中层的炉渣、钢渣、火山石以及铺设与上层的细沙土以及种植于细沙土中的挺水植物。所述的挺水植物包括：芦苇、芦荻、再力花、水菖蒲或千屈菜或其组合，能够利用发达的根系穿透生长介质，并向下输送溶解氧、分泌有机质、促进根系微生物增长，从而通过附着在根茎上的生物膜实现对水体污染物的持续去除。所述的潜流生态湿地基底宽度不超过3.0m，顶层宽度不超过1.0m。所述的汇流沉水植物区的深度为1.0-5.0m，深度在水流方向上逐渐降低；水力表面负荷不高于5.0m3/m2·d。所述的沉水植物为：根据汇水区深度在水流方向上布置黑藻、苦草、沮草和金鱼藻，该沉水植物能有效减少水体悬浮颗粒物并抑制富营养化藻类生长，降低沉积物上覆水的总磷及溶解性有机物含量，增加水体溶解氧并加深其在沉积物中的侵蚀深度，从而在净化水质的同时加速水体沉积物的矿化，防止沉积物二次污染。上述饮用水原水生态净化调蓄库在启用时，饮用水原水流经微曝气管，经微气泡顶托作用将悬浮颗粒物(包括微生物细胞)携带至水体表层，由生态浮床植物根系拦截并被根系上负载的微生物膜吸附或降解；增氧处理后的原水进入库区，在生态湿地廊道内维持较高的流速以扰流的形式前进，与湿地持续接触实现污染物净化并抑制富营养化藻类的增殖；通过生态湿地廊道的原水进入汇流沉水植物区，流速大幅降低并被沉水植物层层过滤净化，净化后的原水作为优质水源由水泵抽送至自来水厂。技术效果与现有技术相比，本专利技术将微孔曝气与生态浮床组合用于饮用水原水调蓄池的一级处理，通过定期清理生态浮床可有效减少进入调蓄池的颗粒物(含微生物)浓度并提高原水溶解氧浓度，减少外源富营养化藻类的入侵并延缓库区生态湿地的堵塞；在库区设置生态湿地廊道分隔水流，有效改善库区水动力条件，抑制富营养化藻类的增殖；在出库前汇流区设置潜水植物区可利用沉水植物逐级吸附过滤并净化水体污染物；该技术能明显降低原水微污染物及库区富营养化污染，提升饮用水原水水质。附图说明图1为本专利技术饮用水原水生态净化调蓄库结构平面图；图中：进水口1、微曝气系统2、生态浮床3、生态廊道水闸4、生态湿地廊道5、潜流生态湿地6、汇流沉水植物区7、出水口8。具体实施方式实施例1如图1所示，为本实施例涉及的饮用水原水生态净化调蓄库，其中包含：进水口1、微曝气系统2与生态浮床3间隔组合的微曝气生态浮床、生态廊道水闸4、潜流生态湿地6分隔的生态湿地廊道5、汇流沉水植物区7以及出水口8。饮用水原水以0.05m/s流速通过布设在水面以下3.0m并以0.4m3/m·h曝气量曝气的微曝气管，原水中悬浮颗粒物(包括微生物细胞)在微气泡顶托作用下上升至水体表层，被设置于微曝气管下游1.0m处宽为25m的空心菜生态浮床根系拦截并吸附；随即进入下两级粉绿狐尾藻生态浮床微曝气生态浮床再次增氧净化。通过调整生态湿地廊道进水口的水闸开关，经三级曝气生态浮床处理后的原水携带充足的溶解氧进入库区生态湿地廊道，维持0.3m/s的流速以扰流的形式通过生态湿地廊道，与湿地持续接触实现污染物净化并抑制富营养化藻类的增殖；通过生态湿地廊道的原水进入汇流沉水植物区，流速大幅降低至0.1m/s以3.0m3/m2·d的负荷被沉水植物层层过滤净化，净化后的原水作为优质水源由水泵抽送至自来水厂。各单元的净化效果如下(mg/L)：参数进水微曝气生态浮床生态湿地廊道沉水植物区SS63.5017.2019.605.40DO4.496.835.645.76CODMn4.373.413.253.62TN3.583.322.672.36TP0.470.430.360.28实施例2与实施例1相比，本实施例的区别在于：对于流量较大的原水，可以通过在进水口加大曝气深度，延长微气泡与原水接触时间，在库区调整生态湿地廊道水闸维持水流流速，同时在沉水植物区提高沉水植物表面负荷来强化生态净化，稳定调蓄库的出水水质。饮用水原水以0.1m/s流速通过布设在水面以下5.0m并以0.6m3/m·h曝气量曝气的微曝气管，原水中悬浮颗粒物(包括微生物细胞)在微气泡顶托作用下上升至水体表层，被设置于微曝气管下游3.0m处宽为20m的水葫芦生态浮床根系拦截并吸附；随即进入两级粉绿狐尾藻生态浮床微曝气生态浮床再次增氧净化。通过调整生态湿地廊道进水口的水闸开关，经三级曝气生态浮床处理后的原水携带充足的溶解氧进入库区生态湿地廊道，维持0.2m/s的流速以扰流的形式通过生态湿地廊道，与湿地持续接触实现污染物净化并抑制富营养化藻类的增殖；通过生态湿地廊道的原水进入汇流沉水植物区，流速大幅降低至0.1m/s以4.0本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于强化生态净化的饮用水原水调蓄库，其特征在于，包括：设置于进水口用于提高入库原水溶解氧以强化污染物分解，并通过生态浮床植物根系拦截颗粒物以减缓潜流生态湿地堵塞的微曝气生态浮床；设置于出水口的汇流沉水植物区以及中部由潜流生态湿地间隔开用于改善库区水动力条件以增强化水体自净能力的生态湿地廊道，饮用水原水流经微曝气生态浮床的微曝气管，经微气泡顶托作用将悬浮颗粒物携带至水体表层，由生态浮床的植物的根系拦截并被根系上负载的微生物膜吸附或降解；增氧处理后的原水进入库区，在生态湿地廊道内维持较高的流速以扰流形式前进，与湿地持续接触实现污染物净化并抑制富营养化藻类的增殖；通过生态湿地廊道的原水进入汇流沉水植物区，流速大幅降低并被沉水植物层层过滤净化，净化后的原水作为优质水源送至自来水厂。

【技术特征摘要】
1.一种基于强化生态净化的饮用水原水调蓄库，其特征在于，包括：设置于进水口用于提高入库原水溶解氧以强化污染物分解，并通过生态浮床植物根系拦截颗粒物以减缓潜流生态湿地堵塞的微曝气生态浮床；设置于出水口的汇流沉水植物区以及中部由潜流生态湿地间隔开用于改善库区水动力条件以增强化水体自净能力的生态湿地廊道，饮用水原水流经微曝气生态浮床的微曝气管，经微气泡顶托作用将悬浮颗粒物携带至水体表层，由生态浮床的植物的根系拦截并被根系上负载的微生物膜吸附或降解；增氧处理后的原水进入库区，在生态湿地廊道内维持较高的流速以扰流形式前进，与湿地持续接触实现污染物净化并抑制富营养化藻类的增殖；通过生态湿地廊道的原水进入汇流沉水植物区，流速大幅降低并被沉水植物层层过滤净化，净化后的原水作为优质水源送至自来水厂。2.根据权利要求1所述的饮用水原水调蓄库，其特征是，所述的微曝气生态浮床包括：垂直于径流方向间隔布设的所述微曝气管以及生态浮床，其中：微曝气管与生态浮床间隔组合不少于三组，且浮床在径流方向上可前后活动设置以实现生态浮床渐次轮替，确保需要收割处理的生态浮床始终处于来水最前排，且原水经过微曝气生态浮床断面的时间不少于0.5h。3.根据权利要求1或2所述的饮用水原水调蓄库，其特征是，所述的微曝气管采用抗菌型橡胶超细微曝气管或PE微孔纳米管；该微曝气管设置于水面以下1.0-5.0m，在径流方向上间隔1.0-5.0m与生态浮床平行间隔组合，生态浮床在径流方向上宽度不小于20....

【专利技术属性】
技术研发人员：王志平，于晓娟，陈辉，余丽娟，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海,31