一种再生水回用河湖潜流带新型有机污染物截污系统及构建方法技术方案

本发明专利技术涉及一种再生水回用河湖潜流带新型有机污染物截污系统及构建方法，所述截污系统包括下垫层、核心净污层、反滤层、保护层，所述核心净污层设置于下垫层的表面，所述反滤层设置于所述核心净污层的表面，所述保护层设置于所述反滤层的表面，所述下垫层设置于河床或湖床表面；其中，所述核心净污层包括生物膜

【技术实现步骤摘要】
一种再生水回用河湖潜流带新型有机污染物截污系统及构建方法


[0001]本专利技术涉及再生水回用河湖地下水污染防治
，特别是涉及一种再生水回用河湖潜流带新型有机污染物截污系统及构建方法。

技术介绍

[0002]再生水回用是建设“幸福河湖”解决水资源短缺问题的关键策略，已经成为维系城市水生态系统可持续健康发展的重要战略水资源。由于现行再生水水质排放标准的局限性，即使达标再生水回用标准仍含有较高浓度的氮、磷、溶解性有机物等营养物质以及有毒有害化学污染物，特别是受处理工艺、技术及处理成本等因素影响，目前传统污水处理工艺对污水中的部分新型有机污染物，如内分泌干扰物(EDCs)、持久性有机污染物(POPs)等无法完全去除，其可通过污水处理厂尾水排放、再生水生态回用等途径进入水环境并引起水生态风险。如，极低浓度的内分泌干扰物，其能通过与细胞内雌激素受体结合，干扰内分泌和生殖系统；持久性有机污染物全氟化合物(PFASs)能在环境中长期存留并迁移，对人类和动物的发育、生殖、免疫、代谢等具有毒害效应，其中全氟辛烷磺酸类、羧酸类等物质已被列入《斯德哥尔摩公约》禁用持久性有机物名录。因此，新型有机污染物引发的环境生态和人体健康风险引起了广泛关注。
[0003]城市河湖作为再生水的重要受纳水体，同时也是地下水重要补给源。污水处理厂中没有得到有效处理的新型有机污染物将会随地下水补给过程引起地下水污染风险，并在地下水对流作用下发生扩散，增加地下水污染防控和治理难度，为此，防控再生水中新型有机污染物的地下水污染已成为再生水回用河湖生态治理中亟须解决的问题。河湖潜流带是再生水回用区域，地表水体入渗进入地下水体的必经通道，对于再生水水质改善有明显效果。因此，可在再生水回用河湖整治工程中，对潜流带进行必要的功能改造和重构，提升其对内分泌干扰物、持久性有机污染物等新型污染物的截留和降解功能，从而达到防控再生水回用导致的地下水新型有机污染物污染风险。
[0004]为解决再生水回用河湖区域地下水新型有机污染物污染问题，中国专利(CN210140519U) 公开了一种基于河岸渗滤的再生水补给河道系统，该系统利用砾石、改性沸石、陶粒、火山岩及涂铁石英等材料，将河岸改造成渗滤
‑
生物处理单元，再生水从河岸顶部经改造渗滤
‑
生物处理系统后排入河道，在再生水进入河道前进行进一步深度处理，防止再生水补给河道富营养化现象的发生，同时降低河道再生水补给的地下水污染风险；中国专利(CN102966071A) 公开了一种浅流再生水河道原位治理方法，通过构建砾石床浅流河道，并在砾石河床内布设人工生物填料和复合纳米纤维填料，实现对再生水补给河道水体的原位深度处理，进而降低地下水污染风险。此外，中国专利(CN210656457U)构建了由循环井管、抽水管以及注入管组成的循环井系统，内设地下水抽提、吹脱塔、布气注入等单元，通过吹脱和药剂投加方式实现地下水中有机污染物的去除；首先利用潜水泵抽提地下水在抽水管内经吹脱塔处理后，进入布气集水池，在布气集水池中进行氧化剂或生物强化药剂的
投加，利用布气管增加含氧量和实现药剂与地下水的充分混合；最后利用注入管将布气集水池中处理过的地下水回灌，实现循环井修复系统的水力循环。中国专利(CN107999531B)提出了一种有机污染物污染地下水原位修复材料及其方法，在地下水层上游修建注入井，井内布设注浆管，利用高压液泵将由铁粉、生物表面活性剂和活化剂等组成修复材料灌入地下水，实现原位地下水中难挥发难氧化的有机污染物联合治理。
[0005]从现有防控再生水回用河湖区域地下水新型有机污染物污染技术来看。有从“源头治理”角度出发，重点在于提升河道内水体水质，但尚未有相关技术将新型有机污染物作为重点关注目标；也有从“末端处理”角度出发，通过构建复杂地下水修复系统来实现地下水的有机污染治理，通常这种地下水污染修复技术成本和能源消耗高，难以满足时代要求。
[0006]综上所述，从再生水回用河湖区域地下水新型有机污染物污染防控角度出发，现有技术中均存在一定缺陷，亟需研发一种新的技术方案，以解决现有技术中存在的问题，满足再生水回用河湖区域地下水新型有机污染物污染防控需求。

技术实现思路

[0007]基于此，本专利技术开发了一种再生水回用河湖潜流带新型有机污染物截污系统及构建方法，通过在再生水补给河湖潜流带中设置活性生物炭层，适当外加微生物碳源，辅助再生水中氮磷等营养物质，刺激本土微生物快速生长并形成大量生物膜，利用微生物生物膜粘结活性生物炭颗粒，构建活性生物炭
‑
生物膜耦合净污层，同时发挥生物膜
‑
活性生物炭复合物的富集和微生物的降解功能，达到对再生水入渗引入新型有机污染物及氮、磷等物质的截留和净化目的，在再生水利用与河湖治理工程领域防控污染物扩散的应用中具有良好的前景。
[0008]本专利技术的一个目的在于，提供一种再生水回用河湖潜流带新型有机污染物截污系统，包括下垫层、核心净污层、反滤层、保护层，所述核心净污层设置于下垫层的表面，所述反滤层设置于所述核心净污层的表面，所述保护层设置于所述反滤层的表面，所述下垫层设置于河床或湖床表面；
[0009]其中，所述核心净污层包括生物膜
‑
活性生物炭复合物，所述生物膜
‑
活性生物炭复合物为河湖原位沉积物中微生物在活性生物炭上生长所得；所述河床或湖床为再生水受纳水体的河床或湖床。
[0010]本专利技术中的再生水回用河湖潜流带新型有机污染物截污系统，重点在于强化河湖整治初期潜流带净污性能，从而防控再生水回用河湖区域地下水受新型有机污染物污染。
[0011]进一步地，所述活性生物炭包括无氧条件下高温煅烧生物材料所得生物炭，所述生物炭的粒径为0.5
‑
2mm。
[0012]进一步地，所述活性生物炭中还包括微生物碳源，所述微生物碳源选自LB培养基、葡萄糖、淀粉、乙酸钠中的一种或多种。
[0013]进一步地，所述生物材料选自市政园林绿化废弃物和农作物废弃物中的一种或多种。
[0014]进一步地，所述原位微生物包括河湖原位沉积物或土壤中含有的微生物。
[0015]本专利技术的另一个目的在于，提供上述再生水回用河湖潜流带新型有机污染物截污系统的构建方法，包括如下步骤：
[0016]S1.将生物材料在无氧条件下进行高温煅烧后，与微生物碳源混合、浸泡，得到富含微生物生长所需营养物质的活性生物炭；
[0017]S2.将河湖原位新鲜沉积物、河沙、所述活性生物炭在饱和含水率下混合混匀，经预培养处理得到核心净污层填充材料；
[0018]S3.将河床或湖床平整后，铺设沙子得到下垫层，然后将所述核心净污层填充材料铺设于所述下垫层表面，得到核心净污层；
[0019]S4.在所述核心净污层表面铺设砂砾得到反滤层，然后在所述反滤层表面铺设卵砾石得到保护层。
[0020]进一步地，步骤S1中，所述高温煅烧的温度为700
‑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种再生水回用河湖潜流带新型有机污染物截污系统，其特征在于，所述再生水回用河湖潜流带新型有机污染物截污系统包括下垫层、核心净污层、反滤层、保护层，所述核心净污层设置于下垫层的表面，所述反滤层设置于所述核心净污层的表面，所述保护层设置于所述反滤层的表面，所述下垫层设置于河床或湖床表面；其中，所述核心净污层包括生物膜
‑
活性生物炭复合物，所述生物膜
‑
活性生物炭复合物为河湖原位沉积物中微生物在活性生物炭上生长所得；所述河床或湖床为再生水受纳水体的河床或湖床。2.根据权利要求1所述再生水回用河湖潜流带新型有机污染物截污系统，其特征在于，所述活性生物炭包括无氧条件下高温煅烧生物材料所得生物炭，所述生物炭的粒径为0.5
‑
2mm。3.根据权利要求2所述再生水回用河湖潜流带新型有机污染物截污系统，其特征在于，所述活性生物炭中还包括微生物碳源，所述微生物碳源选自LB培养基、葡萄糖、淀粉、乙酸钠中的一种或多种。4.根据权利要求2所述再生水回用河湖潜流带新型有机污染物截污系统，其特征在于，所述生物材料选自市政园林绿化废弃物和农作物废弃物中的一种或多种。5.根据权利要求1所述再生水回用河湖潜流带新型有机污染物截污系统，其特征在于，所述原位微生物包括河湖原位沉积物或土壤中含有的微生物。6.权利要求1
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：宁兹功，路璐，杨颖，何欣月，张伟，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳，
类型：发明
国别省市：