一種受汙染飲用水源原水的生態淨化系統的製作方法
2023-12-05 01:12:11 1
專利名稱：一種受汙染飲用水源原水的生態淨化系統的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於生態環境工程技術領域，具體涉及ー種受汙染飲用水源原水的生態淨化系統。
背景技術：
目前在受汙染飲用水源原水淨化領域，應用較為廣泛的生態淨化技術主要有人工 溼地、生態草人工介質、生態浮床、浮島等，其中生態草人工介質、生態浮床及浮島等技術主要應用於中小規模的受汙染飲用水源原水浄化，人工溼地浄化技術可適用於大、中、小各種規模的生態淨化工程。廣為應用的生態溼地浄化技術主要有潛流人工溼地技術和表流人工溼地技木。其中潛流人工溼地具有形式多祥、淨化效率高、衛生條件好的優點，但存在結構複雜、對進水懸浮物濃度要求高、易堵塞、運行管理相對複雜、造價很高及維護費用高等缺點；表流人工溼地對進水懸浮物濃度要求不高，不易堵塞，便於管理，造價低，但汙染物浄化效果相對較低。現有的生態淨化技術均有一定的局限性，在一定程度上限制了生態淨化技術在受汙染飲用水源原水上的應用。
實用新型內容本實用新型針對現有技術的不足，提供了ー種針對受汙染飲用水源原水的生態淨化系統。為實現上述目的，本實用新型採用以下技術方案—種受汙染飲用水源原水的生態淨化系統，其特徵在於，包括依次連接的預處理淨化單元、複合溼地淨化單元、高效氧化淨化單元、沉水植物淨化單元和深度淨化單元。較佳的，所述預處理淨化単元依次由沉澱段、機械增氧段、人工介質攔截段、植物攔截段和淺池出水段串聯構成。優選的，所述機械增氧段設置至少一臺機械曝氣機。優選的，所述沉澱段的長度佔所述淨化単元總長度的5-15% ;所述機械增氧段的長度佔所述淨化単元總長度的15-25% ;所述人工介質攔截段的長度佔所述淨化単元總長度的25-35% ;所述植物攔截段的長度佔所述淨化単元總長度的25-35% ;所述淺池出水段的長度佔所述淨化単元總長度的5-15%。優選的，所述淺池出水段的水深為0. 3-0. 7m。較佳的，所述複合溼地淨化單元底部沿水流方向設有曲線型溝渠，所述曲線型溝渠內種植有弱光性沉水植物，所述曲線型溝渠外種植有挺水植物。優選的，所述曲線型溝渠比所述複合溼地淨化單元底部深0. 2-0. 4m ;所述曲線型溝渠的寬度為所述複合溼地浄化單元寬度的0. 15-0. 25倍。較佳的，所述高效氧化淨化単元分為前、中、後三段；所述前段為礫石墊層，所述中段為人工介質，所述後段為沉水植物。優選的，所述前段佔所述高效氧化淨化単元總面積的30% 40%，所述中段佔所述高效氧化淨化単元總面積的20% 30%，所述後段佔所述高效氧化淨化単元總面積的30% 50%。優選的，所述高效氧化淨化單元的水深在0. 8 I. Om ;所述礫石墊層的高度為
0. 1-0. 6mo較佳的，所述沉水植物淨化單元的水深為I. 5m 2. Om,所述沉水植物淨化單元的底部和水面以下的邊坡處均種植有沉水植物。較佳的，所述深度淨化單元中設有沉水植物種植平臺，所述沉水植物種植平臺邊 緣設有擋水牆。優選的，所述沉水植物種植平臺位於水面下I. 0 I. Sm處，所述沉水植物種植平臺的面積為述深度淨化單元中水面總面積的20% 30%。優選的，所述沉水植物種植平臺上以及所述沉水植物種植平臺以上水面以下的邊坡處種植有沉水植物。進ー步的，所述預處理淨化単元的前端和尾端均設有跌水堰；所述複合溼地浄化単元的尾端設有調節堰。進ー步的，所述預處理淨化単元之前設有水質自動監測與進水流量控制單元；所述水質自動監測與進水流量控制單元由水質自動監測站和取水泵站組成。 本實用新型可以模塊化運行，且具有成型時間短、浄化效果好、應用範圍廣的特點，可用於處理受汙染飲用水源原水等，並且可在短時間內改變飲用水源區的生態環境。各個單元具有以下功能和優點(I)預處理淨化單元預處理浄化單元是生態淨化工藝的重要前置単元，具有以下功能①沉降大顆粒泥沙，通過水流的減緩、創造有利泥沙沉積的緩解，吸附水體中營養物質，初步淨化水質，攔截細小懸浮物，提高水體透明度；②加大水中的溶解氧，増加預處理系統的氧化還原能力，淨化水質；③對後續的生態溼地起緩衝調節作用，起到均勻布(給)水的作用。(2)複合溼地淨化單元複合溼地浄化單元是生態淨化工藝的核心単元，具有以下功能①通過挺水、浮葉及沉水植物的合理布置及局部的基底處理，吸附攔截水中的懸浮物，進ー步提高水體透明度，吸收水中營養鹽，降低水體汙染物濃度；②能較好解決年內植物生長茬ロ問題，保障生態系統浄化功能的有效性與穩定性；③能為微生物的生長創造良好的載體環境，為微生物吸收分解水中汙染物質提供
保障；④溼地生物的生長具有一定的景觀美化作用。(3)高效氧化淨化單元①通過淺池構建、跌水復氧及植物光合作用，恢復水體含氧量；②利用人工介質掛膜作用増加微生物濃度，進ー步去除水中有機汙染物。[0038](4)沉水植物淨化單元沉水植物淨化系統是生態淨化工藝的保障単元，其主要功能如下①利用水生植物及微生物的吸收吸附及降解作用，進ー步降低水中營養鹽濃度；②經本単元處理後，會使水體pH值略微升高，呈現弱鹼性，人體攝入弱鹼性水可以保持人體酸鹼平衡，對人體有保健作用；③本單元光合作用釋放的氧分子不但可 以提升水體溶解氧，且對細菌具有較強的殺滅作用。(5)深度淨化單元深度淨化單元是生態淨化的最後一道エ藝，具有儲水及深度淨化的功能，通過植物浄化、生物操縱、水力調度等技術的應用，浄化功能，維持水質穩定，防止富營養化，改善區域生態景觀。
圖I為本實用新型的結構示意圖。圖2為預處理淨化單元的剖面結構示意圖。圖3為複合溼地淨化單元的俯視結構示意圖。圖4為高效氧化淨化單元的結構示意圖。圖5為沉水植物淨化單元的結構示意圖。圖6為深度淨化單元的結構示意圖。
具體實施方式
下面結合具體實施例進ー步闡述本實用新型，應理解，這些實施例僅用於說明本實用新型而不用於限制本實用新型的保護範圍。如圖I所示，本實用新型提供了ー種受汙染飲用水源原水的生態淨化系統，包括依次連接的預處理淨化單元I、複合溼地淨化單元2、高效氧化淨化單元3、沉水植物淨化單元4和深度淨化單元5。圖中箭頭方向為水流方向，8為受汙染飲用水源原水，在預處理淨化単元I之前還設有水質自動監測與進水流量控制單元。其中(I)水質自動監測與進水流量控制單元水質自動監測與進水流量控制單元由水質自動監測站6和取水泵站7組成。水質自動監測站6設置在取水泵站7取水ロ頭部的外側，可以根據需要設置水質自動監測站6的監測頻率、監測指標及監測報警值，取水泵站7根據預設的水質指標監測值與取水流量關係曲線進行流量控制。(2)預處理淨化單元如圖2所示預處理淨化單元I依次由沉澱段11、機械增氧段12、人工介質攔截段
13、植物攔截段14和淺池出水段15串聯構成。機械增氧段12設置至少一臺機械曝氣機；機械曝氣機臺數根據水質現狀進行布置。人工介質攔截段13由弾性填料、生態草或土工布等介質組成；人工介質的規模根據原水多年平均水質設置。植物攔截段14主要布置長徑型的沉水植物和浮葉植物，具體種類和布置規模的選擇根據原水多年平均水質設定。淺池出水段15的水深一般為0. 5m。整個預處理淨化単元I根據地形可以設置為長方形、U型等多種形式，其功能主要以去除受汙染源飲用水源原水中的SS、提高水體透明度為主，同時兼顧去N、P、COD等營養鹽和有機汙染物。預處理淨化單元I平均水深2. Om，水力停留時間設置為I. 0 I. 5天。進ー步的，所述沉澱段的長度佔所述淨化単元總長度的5-15% ;所述機械增氧段的長度佔所述淨化単元總長度的15-25% ;所述人工介質攔截段的長度佔所述淨化單元總長度的25-35% ;所述植物攔截段的長度佔所述淨化単元總長度的25-35% ;所述淺池出水段的長度佔所述淨化単元總長度的5-15%。進ー步的，在預處理淨化單元I的前端設置跌水堰16，預處理淨化單元I的進水通過跌水堰16進行布水，跌水堰16的跌水高度一般在0. 20m。進ー步的，在預處理淨化單元I的尾端設置跌水堰17，預處理淨化單元I的出水以跌水形式出水至下一単元，跌水堰17高度一般設置為0. 2m。 (3)複合溼地淨化單元如圖3所示複合溼地淨化單元2的底部沿水流方向設有曲線型溝渠21，曲線型溝渠21內種植有弱光性沉水植物22，曲線型溝渠21外種植有挺水植物23 ;具體水生植物的種類由當地氣候、物種、水質淨化要求決定。複合溼地淨化單元2根據地形可以設置為長方形、U型等多種形式，一般水深為0. 5m,水力停留時間設置為0. 5 I. 0天，主要功能為去除N、P等營養鹽，並進一歩去除SS，提高水體的透明度。複合溼地淨化單元2承接預處理淨化單元I的出水，由跌水堰17均勻布水進入。進ー步的，曲線型溝渠21比複合溼地淨化單元2底部深0. 2-0. 4m ;所述曲線型溝渠的寬度為所述複合溼地浄化單元寬度的0. 15-0. 25倍。進ー步的，在複合溼地淨化單元2的尾端設置調節堰24。(4)高效氧化淨化單元如圖4所示高效氧化淨化單元3分為前、中、後三段；前段為礫石墊層31，中段為人工介質32，後段為沉水植物33。礫石墊層31中的礫石粒徑根據原水水質設定；人エ介質32為以生態草等介質為主的高效填料，介質類型和規模根據淨化要求設定；沉水植物33選用生長於各個季節的沉水植物,具體選種類型由當地氣候、物種、水質淨化要求決定。高效氧化淨化単元3根據地形可以設置為長方形、U型等多種形式，一般水深在0. 8 I. Om，水力停留時間設置為0. 5 I. 0天，主要功能為去除有機汙染物，同時兼顧去除N、P等營養鹽。高效氧化淨化單元3承接複合溼地淨化單元2的出水，由底部均勻布水進入。進ー步的，所述前段佔高效氧化淨化單元3總面積的30% 40%，所述中段佔高效氧化淨化單元3總面積的20 % 30 %，後段佔所述高效氧化淨化單元3總面積的30 % 50%。進ー步的，高效氧化淨化單元3的水深在0. 8 I. Om ;礫石墊層31的高度為
0.4-0. 6mo(5)沉水植物淨化單元如圖5所示沉水植物淨化單元4的底部和水面以下的邊坡處均種植有生長於各個季節的多年生沉水植物41，具體選種類型由當地氣候、物種、水質淨化要求決定。沉水植物淨化單元4根據地形布置，一般水深在I. 5m 2. Om，水力停留時間設置為I. 5 2. 5天，主要功能為去除N、P等營養鹽為主，並進ー步提高水體透明度。其進水通過跌水堰由表層均勻跌水布水完成，其出水設置於離進水口最遠處的底部以上0. 5m處，以保證單元內沉水植物生長0. 5m的最小水深要求。(6)深度淨化單元如圖6所示深度淨化單元5中設有沉水植物種植平臺51，沉水植物種植平臺51邊緣設有0. 5m高的擋水牆52。深度淨化單元5根據地形、儲水水量要求布置水深，此淨化単元的主要作用是確保經各單元浄化後儲存於此單元內的水體不發生富營養化，並確保水質達到出水要求。進ー步的,沉水植物種植平臺51位於水面下I. 0 I. 8m處,沉水植物種植平臺51的面積為深度淨化單元5中水面總面積的20% 30%。沉水植物種植平臺51以下部分為深水區。
權利要求1.ー種受汙染飲用水源原水的生態淨化系統，其特徵在於，包括依次連接的預處理淨化単元、複合溼地淨化單元、高效氧化淨化單元、沉水植物淨化單元和深度淨化單元。
2.如權利要求I所述的受汙染飲用水源原水的生態淨化系統，其特徵在於，所述預處理淨化単元依次由沉澱段、機械增氧段、人工介質攔截段、植物攔截段和淺池出水段串聯構成。
3.如權利要求2所述的受汙染飲用水源原水的生態淨化系統，其特徵在於，所述機械增氧段設置至少一臺機械曝氣機。
4.如權利要求2所述的受汙染飲用水源原水的生態淨化系統，其特徵在於，所述沉澱段的長度佔所述淨化単元總長度的5-15% ;所述機械增氧段的長度佔所述淨化単元總長度的15-25% ;所述人工介質攔截段的長度佔所述淨化単元總長度的25-35% ;所述植物攔截段的長度佔所述淨化単元總長度的25-35% ;所述淺池出水段的長度佔所述淨化単元總長度的5-15%。
5.如權利要求2所述的受汙染飲用水源原水的生態淨化系統，其特徵在於，所述淺池出水段的水深為0. 3-0. 7m。
6.如權利要求I所述的受汙染飲用水源原水的生態淨化系統，其特徵在於，所述複合溼地淨化單元底部沿水流方向設有曲線型溝渠，所述曲線型溝渠內種植有弱光性沉水植物，所述曲線型溝渠外種植有挺水植物。
7.如權利要求6所述的受汙染飲用水源原水的生態淨化系統，其特徵在於，所述曲線型溝渠比所述複合溼地淨化單元底部深0. 2-0. 4m ;所述曲線型溝渠的寬度為所述複合溼地淨化單元寬度的0. 15-0. 25倍。
8.如權利要求I所述的受汙染飲用水源原水的生態淨化系統，其特徵在於，所述高效氧化淨化単元分為前、中、後三段；所述前段為礫石墊層，所述中段為人工介質，所述後段為沉水植物。
9.如權利要求8所述的受汙染飲用水源原水的生態淨化系統，其特徵在於，所述前段佔所述高效氧化淨化単元總面積的30% 40%，所述中段佔所述高效氧化淨化單元總面積的20% 30%，所述後段佔所述高效氧化淨化単元總面積的30% 50%。
10.如權利要求8所述的受汙染飲用水源原水的生態淨化系統，其特徵在於，所述高效氧化淨化單元的水深在0. 8 I. Om ;所述礫石墊層的高度為0. 4-0. 6m。
11.如權利要求I所述的受汙染飲用水源原水的生態淨化系統，其特徵在於，所述沉水植物淨化單元的水深為I. 5m 2. 0m，所述沉水植物淨化單元的底部和水面以下的邊坡處均種植有沉水植物。
12.如權利要求I所述的受汙染飲用水源原水的生態淨化系統，其特徵在於，所述深度淨化單元中設有沉水植物種植平臺，所述沉水植物種植平臺邊緣設有擋水牆。
13.如權利要求12所述的受汙染飲用水源原水的生態淨化系統，其特徵在於，所述沉水植物種植平臺位於水面下I. 0 I. 8m處，所述沉水植物種植平臺的面積為述深度淨化單元中水面總面積的20% 30%。
14.如權利要求12所述的受汙染飲用水源原水的生態淨化系統，其特徵在於，所述沉水植物種植平臺上以及所述沉水植物種植平臺以上水面以下的邊坡處種植有沉水植物。
15.如權利要求I所述的受汙染飲用水源原水的生態淨化系統，其特徵在於，所述預處理淨化単元的前端和尾端均設有跌水堰；所述複合溼地淨化單元的尾端設有調節堰。
16.如權利要求1-15任一所述的受汙染飲用水源原水的生態淨化系統，其特徵在幹，所述預處理淨化単元之前設有水質自動監測與進水流量控制單元；所述水質自動監測與進水流量控制單元由水質自動監測站和取水泵站組成。
專利摘要本實用新型涉及一種受汙染飲用水源原水的生態淨化系統，包括依次連接的預處理淨化單元、複合溼地淨化單元、高效氧化淨化單元、沉水植物淨化單元和深度淨化單元。本實用新型可以模塊化運行，且具有成型時間短、淨化效果好、應用範圍廣的特點，可用於處理受汙染飲用水源原水等，並且可在短時間內改變飲用水源區的生態環境。
文檔編號C02F9/14GK202430094SQ20112057117
公開日2012年9月12日 申請日期2011年12月31日 優先權日2011年12月31日
發明者張俊, 朱雪誕, 李巍, 胡偉, 趙井根 申請人:上海勘測設計研究院