一种旁路净化循环协同水生态重建的草型湖泊再生系统技术方案

本发明专利技术提供了一种旁路净化循环协同水生态重建的草型湖泊再生系统，其特征在于：包括依次连接的湖泊下游含藻浊水多点取水系统、岸基物化处理净化系统、清水管道输送上游多点还湖系统，以及草型水生态稳步扩展系统和配套的辅助系统，五个子系统联合运行：从下游多点抽取含藻浊水到湖岸水源厂的水处理设施，经物化法净化处理后，获清澈透明的富氧清水出厂，该清水经过管道长距离输送到上游湖岸，以跌水瀑布水景形式多点还湖，加上扩展系统的生态净化，最终实现草型湖泊再生。本发明专利技术能够协同削减湖泊污染物，水体循环能效高，水草易存活，沉水植被丰茂，水生态健康稳定，有自我调节和抗污染缓冲能力。

【技术实现步骤摘要】
一种旁路净化循环协同水生态重建的草型湖泊再生系统
本专利技术属于湖泊污染治理再生
，具体涉及一种旁路净化循环协同水生态重建的草型湖泊再生系统。
技术介绍
我国共有1km2以上湖泊2759个，绝大多数是半封闭的淡水湖。三四十年来，随着社会经济的快速发展，湖泊周边城镇化兴起，湖泊流域内的人类活动加剧，持续的和累积的污染触目惊心，致使湖泊原有生态系统破坏殆尽，特别是太湖、巢湖、滇池等著名湖泊，在蓝藻水华爆发时鱼类死亡，水草锐减，水体犹如绿油漆一般，以湖泊为水源的自来水厂被迫减产甚至停产或转用其他水源(如滇池)，人居环境恶化，严重影响了人们的生活质量和身心健康。近年来，通过大力建设环湖截污管道和污水处理厂，精细化控制流域面源污染，禁用含磷洗涤剂等，广泛运用海绵城市建设理念，甚至建造大型初雨调蓄处理设施，积极建设大面积河滩河口滨湖湿地，实施河湖底泥清淤、建造生态堤岸，取缔湖泊网箱养鱼，配合生态引水补水稀释换水和开展湖泊生态修复等工作，经过坚持不懈地落实这些系统化的综合措施，极大扭转并减轻了湖泊污染的趋势和程度，湖泊水质出现可喜好转，但要真正恢复到被污染破坏之前的清澈见底、水草摇曳、鱼翔浅底的美好状态，仅仅凭借已有的系统化治理技术措施和管理措施，多年来的实践已经表明仍然难以凑效和根治。究其根本原因是：入湖污染物总量(含底泥缓释量，为便于理解假定总量以无量纲值150计)已大大超过湖泊目前的微弱自净能力(已演变为藻型浊水湖的生态自净能力假定值10)，也明显超过了50年前(1970s)草型清水湖的生态系统自净能力(假定值100)，因此，仅仅将湖泊生态系统简单复原到50年前的生态健康水平(自净量100)，仍然不足以抵御当今超量入湖的污染物总量(150)，最为关键的现实情况是，湖泊流域内的人类活动强度已不可能回到50年前的稀少和纯自然状态(100)，而只会比50年前入湖污染物的总量更多(有可能200)而无法做到更少(≤100)。故，当今必须建立强有力的且持续有效的人工干预措施，才能逐步达成湖泊水生态修复恢复和美好水生态的长久维持。如果仅仅寄希望于湖泊自身的自愈能力，或自愈后的自净能力，不外加人工强制干预任其自然、顺其自然的话，一是实现美好水生态的过程将过于漫长(有可能需要十数年甚至百年之久)，二是极大可能永远无法实现预想目标。这或许是经济社会发展的必然，也是人类活动单向增加和人们对美好生活的要求越来越高的必然。为此，我们有理由认为，成功再造草型清水湖泊的健康生态，并且努力维持其健康生态的可行办法，必定是人工强制干预(无量纲值140～50)和湖泊健康生态(由10逐渐再生到100)两者共同对湖泊更多本底污染物(≥150)进行削减；只有彼此相互协同，才能保障清澈见底、水草摇曳、鱼翔浅底的美好景象得以顺利重现，并长久维持。为了实现上述目标，近年来，污水处理和环保领域、流域治理及湖泊生态修复业界，已经开展人工强制干预和水生态自然净化(前者相对主动，后者略微被动)两相结合的研究和尝试，并取得了一些成果和实际应用，为众多已经演变为藻型浊水湖的水体，转型恢复为草型清水湖带来了希望，但这些方式方法和工程技术措施尚有诸多不足，需要更多开拓创新。专利申请《低碳节能治理湖泊或景观湖污染水质的方法》(授权公告号CN101913708B，公告日2014.07.16，以下简称现有技术1)，是通过设置一个或多个太阳能曝气式增氧设备，对水体充氧和增加水体循环流动性，用人工强制措施和水生态自净措施共同改善污染水质。因该方法必须使用较多曝气式增氧设备，致使景观水体看上去更像养鱼塘，因而推广运用受到极大局限，当今稍微大些的湖泊景观已极少采用该方法(改为多处人工瀑布)。专利申请《一种湖泊景观水体的水质保持与生态修复方法》(申请公布号CN106045213A，公布日2016.10.26，以下简称现有技术2)，是利用曝气生物滤池旁路强化处理系统、水生植物处理系统和球状碳素纤维组合填料处理系统三者联合，该方法对小型水体和无藻类污染水体有一定效果，但因曝气生物滤池进水浓度低而处理效率不高，水生植物处理系统的生态效能占比低，因而总体成本较高，性价比不足，难以应用于稍微大型的藻类污染湖泊的修复。专利申请《一种富营养化湖泊的联合修复方法》(授权公告号CN104512986B，公告日2016.12.07，以下简称现有技术3)，是通过水泵将湖水抽送至生物滤池中处理，然后在曝气生物巢中进行深度处理，此后再进行自然沉淀处理，之后流回湖中经由曝气机和导流墙组成的造流系统、生物膜净化系统、水生态系统等净化处理，又被水泵抽送至生物滤池进入下一循环。鉴于填充沸石分子筛滤料的生物滤池极易被水体生物粘性物质堵塞，且自然沉淀后的水体达不到沉水植物要求的充分透明度，加上湖泊中曝气机造流的整体接力流动效果勉强，实际能耗高，且会误认为是养鱼塘，因而该联合修复方法的可行性和适用性尚存不足。专利申请《一种退化湖泊的修复方法》(申请公布号CN106348449A，公布日2017.01.25，以下简称现有技术4)，是直接向湖泊加入絮凝剂和微生物菌剂，同时在湖泊沿岸建立人工湿地及沿岸种植水生植物的修复方法，确实可以见到短期的局部效果，但因为湖泊并非处于隔绝的静止状态，而是有外源污染不断输入，因而投加制剂难以长久持续而且制剂投加总量巨大，菌剂亦难以成为湖中优势菌种且容易流失，加上湖中水体无法与沿岸湿地或植物进行质能交换，因而难以持续向好地改变湖泊状态，修复时间过于漫长而且可能永远难以真正修复。专利申请《一种用于污染水体快速修复的装置及方法》(申请公布号CN107445240A，公布日2017.12.08，以下简称现有技术5)，是向水体大面积喷洒铝铁混合改性膨润土，以期实现污染水体的原位修复，据称其经过特殊方法改性的水体修复剂，对特定污染物吸收能力可提高数倍，然而，吸附了污染物的膨润土沉降成底泥，其污染物并未降解或移出系统，随着水体污染的持续和日积月累，底泥越积越多反倒增加了水体的污染负担，因为吸附沉降的污染物最终还是会释放回水体内形成新的叠加污染，因此，直接向水体投加物质的方法应归类为临时性应急措施，治标不治本，不是长久之计。专利申请《一种湖泊治理系统》(授权公告号CN106638458B，公告日2019.02.05，以下简称现有技术6)，是通过在湖泊一侧设置漂浮带形成河道，利用底层推流器产生湖泊循环流，利用供氧机提高水体含氧量，再配合水草种植和生态浮岛等水生态，这样的人工强制措施和水生态两者，共同实现微小型湖泊污水治理的目的。鉴于用推流器强制循环湖泊大水体极易短流，能耗高且效率低，实际循环效果大打折扣，故，最终治理成效有待实践检验。专利申请《用于浅水型污染湖泊的生态修复系统》(授权公告号CN211664912U，公告日2020.10.13，以下简称现有技术7)，是通过低污水处理结构、引种结构以及草型清水结构在水体透明度及外界自然条件满足的前提下，逐步削减污染物和逐步改善水质，逐步构建健康的水生态系统。鉴于该系统的水体透明度不可控、污染物在此三种结构中并没有强制循本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种旁路净化循环协同水生态重建的草型湖泊再生系统，其特征在于：包括依次连接的湖泊下游含藻浊水多点取水系统、岸基物化处理净化系统、清水管道输送上游多点还湖系统，以及草型水生态稳步扩展系统和配套的辅助系统，五个子系统联合运行：从下游多点抽取含藻浊水到湖岸水源厂的水处理设施，经物化法净化处理后，获清澈透明的富氧清水出厂，该清水经过管道长距离输送到上游湖岸，以跌水瀑布水景形式多点还湖，加上扩展系统的生态净化，最终实现草型湖泊再生。/n

【技术特征摘要】
1.一种旁路净化循环协同水生态重建的草型湖泊再生系统，其特征在于：包括依次连接的湖泊下游含藻浊水多点取水系统、岸基物化处理净化系统、清水管道输送上游多点还湖系统，以及草型水生态稳步扩展系统和配套的辅助系统，五个子系统联合运行：从下游多点抽取含藻浊水到湖岸水源厂的水处理设施，经物化法净化处理后，获清澈透明的富氧清水出厂，该清水经过管道长距离输送到上游湖岸，以跌水瀑布水景形式多点还湖，加上扩展系统的生态净化，最终实现草型湖泊再生。


2.如权利要求1所述的一种旁路净化循环协同水生态重建的草型湖泊再生系统，其特征在于：所述取水系统，包括湖泊下游或主导风向下风向位置处，与湖泊总体流向垂直的截面上，设置的间距大致相等的若干取水井，取水井的顶部设表层取水口，部分位于深水处的取水井下部接近湖床处设下层取水口，各取水井依次通过湖底引水管道相连，最终与位于湖岸边的取水泵房进口衔接，取水泵房出口经过取水阀门流量计和取水压力管道，与位于岸上的高位格栅配水池相连。


3.如权利要求2所述的一种旁路净化循环协同水生态重建的草型湖泊再生系统，其特征在于：所述取水井的数量不少于2个，表层取水口数量不少于2个，下层取水口数量不少于1个。


4.如权利要求1所述的一种旁路净化循环协同水生态重建的草型湖泊再生系统，其特征在于：所述净化系统，包括高位格栅配水池，高位格栅配水池通过连接管道，依次与混凝沉淀(澄...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘贤斌，
申请(专利权)人：武汉宝捷能环境工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42