一种适用于河道型水源地的微污染水体生态净化系统技术方案

本发明专利技术公开了一种适用于河道型水源地的微污染水体生态净化系统，由进水渠、生态蓄水塘、表面流人工湿地、水平潜流人工湿地和生态氧化塘串联而成；其中进水渠的出水口设有跌水堰与生态蓄水塘连通，生态蓄水塘的出水口设有布水渠与表面流人工湿地连通，生态蓄水塘与布水渠以及表面流人工湿地与水平潜流人工湿地均通过集水管连通，水平潜流人工湿地的出口设有滚水坝与生态氧化塘连通，水平潜流人工湿地内设有碳源投加区，生态氧化塘的出水口与自来水厂连通。本发明专利技术采用生物净化技术，根据污染物转化规律设置连续的好氧—厌氧过程，不仅对水体具有良好的净化作用，同时具有较好的景观价值和良好经济效益。

A micro polluted water ecological purification system suitable for river type water sources

【技术实现步骤摘要】
一种适用于河道型水源地的微污染水体生态净化系统
本专利技术属于水净化领域，具体涉及一种适用于河道型水源地的微污染水体生态净化系统。
技术介绍
饮用水安全关系到人民群众生命健康和社会发展和谐稳定，是实现人类社会可持续发展的重要物质基础。河道型水源地作为人类生活用水的主要供水水源地之一，长期处于一个开放、复杂的环境，其水质较差且不稳定，因此提高河道型水源地饮用水质量，保障居民饮用水安全已成为我国社会可发展迫切需要解决的关键问题。微污染河水是指受到有机物污染，其中一些指标不满足《地表水环境质量标准》III类标准的水体，具有有机物含量偏高、碳氮比偏低的特点，目前我国微污染河水净化技术主要有三大类，分别为物理技术、化学技术以及生物预处理技术，上述技术中物理技术以及化学技术的净化效率都较高，但需要使用到的系统设备复杂昂贵，能耗大，运行、维护和管理费用高，并且化学技术也具有一定的副作用。生物预处理技术污染物去除效果好，污泥生成量少且受外界环境变化的影响较小，但其填料饱和、堵塞等问题仍待深入解决。因此，可将人工湿地这种近自然态的污水处理方法引入到微污染河水净化中，中国专利CN208517204U公开了一种污水生态净化系统，包括有依次连接的格栅水池、水生植被湿地区、颗粒物吸附池、滤膜池，所述的格栅水池内间隔设置有多个过滤栅板，水生植被湿地区上种植水生植物，水生植被湿地区自进水端至出水端呈渐低状，颗粒物吸附池分为缓冲段、吸附段、调节段，吸附段内并置排列有多个过滤芯体，过滤芯体是由化纤滤布包裹活性炭颗粒构成，所述的滤膜池内设有首尾交错排布的引水板，引水板外表面设有帘式超滤膜。然而该净化系统存在缺氧、碳氮比低的问题，导致污水中氮磷等污染物质的去除效果不好。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种按照污染物转化规律设置连续的好氧—厌氧过程，并投加植物碳源，使得水体中不同污染物在不同阶段得到较好的去除，并且养殖和种植具有景观效益和经济效益的水生动植物，在增加系统净化能力的同时，提高系统内部生物多样性，改善系统内部生态环境。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种适用于河道型水源地的微污染水体生态净化系统，由进水渠、生态蓄水塘、表面流人工湿地、水平潜流人工湿地和生态氧化塘串联而成。其中所述进水渠的出水口设置有跌水堰与所述生态蓄水塘连通，微污染河水通过进水渠后，经进水渠出水口处的跌水堰跌水进入生态蓄水塘，跌水堰既可以保证布水均匀，又可增加水体溶解氧浓度，从而有利于后续水质净化。所述生态蓄水塘的出水口设置有布水渠与所述表面流人工湿地连通，布水渠可保障水体均匀进入表面流人工湿地中。所述生态蓄水塘与所述布水渠以及所述表面流人工湿地与所述水平潜流人工湿地均通过集水管连通，所述水平潜流人工湿地的出口设置有滚水坝与所述生态氧化塘连通。所述水平潜流人工湿地内设有碳源投加区，通过向碳源投加区内加入碳源，可增大水体的碳氮比，有利于微生物的反硝化作用以去除水体中的硝酸盐，脱氮效果好。所述生态氧化塘的出水口与自来水厂连通，水体在生态氧化塘内进一步净化达标后，输送至当地自来水厂处理以供居民饮用。优选地，所述进水渠的进水口处设有机械粗格栅，所述进水渠的边坡种植挺水植物，所述进水渠的底坡种植沉水植物。其中机械粗格栅可以拦截河水中较大悬浮物，种植的水生植物可以拦截水体中的不溶性有机物，起到环境绿化的同时增加经济效益。所述进水渠水深1.5～2.5m，边坡比为1:1～1:2，坡度为0.5‰，进水渠的边坡为植被型生态混凝土护坡，进水渠的底坡为土质底坡。优选地，所述跌水堰顶部1/3处嵌有跌水挡板，所述跌水挡板的宽度为30～40cm，所述跌水挡板上设有垂直交叉的开缝，所述开缝的缝隙宽度为3～6mm，缝隙间距为3～5cm。该跌水挡板可进一步增加水体与空气的接触面积，利于后续的水质净化。优选地，所述生态蓄水塘水深4～6m，水力停留时间2～4天，边坡比为1:1～1:2，所述生态蓄水塘内设有丁字坝，所述丁字坝的边坡比为1:2～1:3，所述生态蓄水塘内还设置有太阳能曝气机。生态蓄水塘可以承受进水量大范围的波动,具有较强的适应能力和抗冲击和能力，通过自然沉淀、拦截、植物和微生物的吸收转化等作用提高水体透明度并降低水体污染物浓度。生态态蓄水塘内的丁字坝可增加水体流动路径，改善水体流态，促进大颗粒泥沙沉淀。水体中部分细小颗粒物可被水生植物茎叶拦截去除，水体中部分氮磷及有机污染物可被塘内水生植物有效吸收、吸附。生态蓄水塘内的太阳能曝气机可增加水体中的溶氧量，以提高水体自净能力，并且该曝气机以太阳能为动力，可降低运行电费成本。优选地，所述布水渠水深1.0～2.0m，边坡比为1:1～1:1.5，所述布水渠内种植有浮叶植物和沉水植物，所述布水渠内的水体以溢流的方式进入所述表面流人工湿地。布水渠不仅可保障水体均匀进入表面流人工湿地中，并且布水渠内种植的水生植物具有较好的景观和经济价值，同时还可以对水体污染物起到良好的吸收净化作用。所述表面流人工湿地水深0.2～0.4m，所述表面流人工湿地的基质为当地表层种植土壤，所述基质的厚度为40～60cm，所述表面流人工湿地的滩面上种植挺水植物，并定期对所述挺水植物进行收割。表面流人工湿地由挺水植物、微生物以及湿地土壤共同作用，水深较浅，对有机物及氨氮具有较好的净化效果。定期对表面流人工湿地的挺水植物进行收割可以从系统中移除被植物吸收的氮磷等污染物，并且收割的植物秆经简单加工处理后可作为碳源投入水平潜流人工湿地的碳源投加区中，实现物质的循环利用。优选地，所述碳源投加区设置在水平潜流人工湿地的床体前1/3处且垂直于水流方向放置，所述碳源投加区由直径为40～60cm的PVC管构成，所述PVC管内设置有滤网，所述PVC管上设有滤孔，所述滤孔的孔径为0.5～1.0cm，孔距为10～15cm。将表面流人工湿地收割的芦苇秸秆和千屈菜秸秆简单处理成长度1～2cm的碎屑作为天然植物碳源投加到碳源投加区中，可增加水体的碳氮比，有效提高水平潜流人工湿地的脱氮效果。该天然碳源来源充足并且取材方便，可充分发挥植物的作用。所述水平潜流人工湿地的水力坡度为1‰，所述水平潜流人工湿地的表面种有挺水植物，并且所述水平潜流人工湿地的填料厚度为0.8～1.2m，所述填料包括表层填料和下层填料，所述表层填料为厚度为10～20cm细沙石，所述下层填料为粒径级别不同的砾石和碎石的混合物，所述下层填料的孔隙度为40％，砾石填料价格低廉且对水体中的磷具有较好吸附作用。优选地，所述生态氧化塘水深2～3m，边坡比为1:2～1:3，水力停留时间为7～10天，所述生态氧化塘的边坡上种植有挺水植物，塘底种植有沉水植物，塘内投放有滤食浮游生物，如鳙鱼、鲢鱼以及螺蛳等，其中螺蛳投放密度为100～150g/m2；鳙鱼、鲢鱼比例为10：3，投放密度为200-400尾/亩。因此生态氧化塘中形成了一个完整的、多样性较高的生态系统，可有效降低水体有机物及营养盐浓度，改善水体水质。所述生态氧化塘的进水口和出水口为对角线设置，可加大水体流动性，水体净化效果更好。优选地本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于河道型水源地的微污染水体生态净化系统，其特征在于，所述系统由进水渠、生态蓄水塘、表面流人工湿地、水平潜流人工湿地和生态氧化塘串联而成；/n其中所述进水渠的出水口设置有跌水堰与所述生态蓄水塘连通，所述生态蓄水塘的出水口设置有布水渠与所述表面流人工湿地连通，所述生态蓄水塘与所述布水渠以及所述表面流人工湿地与所述水平潜流人工湿地均通过集水管连通，所述水平潜流人工湿地的出口设置有滚水坝与所述生态氧化塘连通，所述水平潜流人工湿地内设有碳源投加区，所述生态氧化塘的出水口与自来水厂连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种适用于河道型水源地的微污染水体生态净化系统，其特征在于，所述系统由进水渠、生态蓄水塘、表面流人工湿地、水平潜流人工湿地和生态氧化塘串联而成；
其中所述进水渠的出水口设置有跌水堰与所述生态蓄水塘连通，所述生态蓄水塘的出水口设置有布水渠与所述表面流人工湿地连通，所述生态蓄水塘与所述布水渠以及所述表面流人工湿地与所述水平潜流人工湿地均通过集水管连通，所述水平潜流人工湿地的出口设置有滚水坝与所述生态氧化塘连通，所述水平潜流人工湿地内设有碳源投加区，所述生态氧化塘的出水口与自来水厂连通。


2.根据权利要求1所述的一种适用于河道型水源地的微污染水体生态净化系统，其特征在于，所述进水渠的进水口处设有机械粗格栅，所述进水渠的边坡种植挺水植物，所述进水渠的底坡种植沉水植物。


3.根据权利要求1所述的一种适用于河道型水源地的微污染水体生态净化系统，其特征在于，所述跌水堰上设置有跌水挡板。


4.根据权利要求1所述的一种适用于河道型水源地的微污染水体生态净化系统，其特征在于，所述生态蓄水塘的水力停留时间为2～4天，所述生态蓄水塘内设有丁字坝和太阳能曝气机，所述丁字坝和所述生态蓄水塘的边坡均种植挺水植物。


5.根据权利要求1所述的一种适用于河道型水源地的微污染水体生态净化系统，其特征在于，所述布水渠内种植有浮叶植物和沉水植物，所述布水渠内的水体以溢流的方式进入所述表面流人工湿地；
所述表面流人工湿地的基质为当地表层种植土壤，所述基质的厚度为40...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海阔，李一平，朱立琴，陈红卫，杜观超，高旭，秦文凯，张雪，朱伊梦，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32