CN102674549B - 城市中水应用于景观水体的处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种城市中水应用于景观水体的处理方法，主要包括建造生态沉淀塘、建立兼性厌氧深水池、砌筑生态曝气坝、建立沉水植物净化塘、建立浮生植物净化塘、营造人工湿地缓冲带等步骤；处理时，城市中水依次流经生态沉淀塘、兼性厌氧深水池、生态曝气坝、沉水植物净化塘、浮生植物净化塘和人工湿地缓冲带后作为景观用水。经本方法处理后的城市中水透明度大于0.5m，溶解氧大于2mg/L，无漂浮物、无腥臭味，完全达到了允许接触的景观娱乐用水B类、C类水质标准。

Description

城市中水应用于景观水体的处理方法

技术领域

本发明涉及城市中水的深化处理及应用，尤其涉及一种城市中水应用于景观水体的处理方法。

背景技术

中水，也称再生水，是指污水经适当处理后，达到一定的水质指标，满足某种使用要求，可以进行有益使用的水，大量的中水用作景观用水。城市中水应用于景观水体，按照其水体性质分为：宜为部分接触的娱乐性景观水体和不允许接触的观赏性景观水体。

城市中水的特点是：经过深度处理后的污水，营养仍然相当丰富，各地污水处理厂出厂中水的水质一般属于Ⅴ类水，需要进一步净化。另外，景观水体水流相对缓慢，水景水体较浅，存在流动死角，初期雨水污染严重，所有这些都是城市中水应用于景观水体的障碍因素。如果处理不好，会造成水体富营养化、水生态环境不断恶化，在感官上表现为水中藻类呈几何级数增长、水中透明度和溶解氧下降、水质恶化、呈现不同颜色，危害水中动植物及人类健康，使水生态和水功能受到阻碍和破坏，水味变腥臭，水透明度下降，水体浑浊，使景观水体丧失观赏、娱乐等美学价值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种城市中水应用于景观水体的处理方法，使处理后的城市中水达到允许接触的景观水质标准，避免城市中水直接排放而造成浪费。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：城市中水应用于景观水体的处理方法，包括以下步骤

（1）建造生态沉淀塘；

（2）在所述生态沉淀塘的下游建立兼性厌氧深水池；

（3）在所述兼性厌氧深水池的下游砌筑生态曝气坝；

（4）在所述生态曝气坝的下游建立沉水植物净化塘；

（5）在所述沉水植物净化塘的下游建立浮生植物净化塘；

（6）在所述浮生植物净化塘的下游营造人工湿地缓冲带；

（7）城市中水依次流经所述生态沉淀塘、兼性厌氧深水池、生态曝气坝、沉水植物净化塘、浮生植物净化塘和人工湿地缓冲带后作为景观用水。

作为优选，所述生态沉淀塘的出水区还设置有生态过滤坝。

作为优选，所述生态沉淀塘的水容量为中水排放流量的1500倍～2000倍。

作为优选，在所述沉水植物净化塘内种植伊乐藻、苦草、蓖齿眼子菜或者菹草。

作为优选，在所述浮生植物净化塘内种植凤眼莲、睡莲或者芡实。

作为优选，在所述浮生植物净化塘的出水区还设置有透水坝。

作为优选，所述人工湿地缓冲带分为浅水区及深潭区，在所述浅水区栽植芦苇、千屈菜、菖蒲或者雨久花，在所述深潭区栽植睡莲、莲花或者芡实。

作为优选，在所述生态沉淀塘的附近还设置有混凝沉淀池。

作为优选，在流动缓慢或静水区域设置水下推进器。

由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：由于本发明的城市中水应用于景观水体的处理方法为使污水处理厂出厂的富含营养的中水依次流经生态沉淀塘、兼性厌氧深水池、生态曝气坝、沉水植物净化塘、浮生植物净化塘和人工湿地缓冲带后，才作为景观用水；城市中水在生态沉淀塘得到初步沉淀过滤，水质得到极大改善；兼性厌氧深水池有利于兼性厌氧菌等微生物的快速繁殖，生态曝气坝可增加水中氧气含量，充分利用微生物将城市中水中的复杂有机物降解；沉水植物净化塘内的大型沉水植物有着巨大的生物量，与环境进行着大量的物质和能量交换，形成十分强大的环境容量和强有力的自净能力；浮生植物净化塘内的浮生植物对城市中水进一步净化；人工湿地缓冲带内栽植的水生植物可进一步去除城市中水中的TOD、BOD、COD、浊度和蓝绿藻。

采用本发明的城市中水应用于景观水体的处理方法处理后的城市中水，能够达到允许接触的景观水质标准，无漂浮物、无腥臭味、透明度大于0.5m，溶解氧大于2mg/L。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

附图是本发明实施例的城市中水处理流程示意图。

具体实施方式

本发明的城市中水应用于景观水体的具体处理方法流程如附图所示。

1、首先建立生态沉淀塘及配套的混凝沉淀池

（1）建立生态沉淀塘：城市中水的排放口设计在生态沉淀塘的中上部，池底高程低于中水排放口2m，生态沉淀塘的水容量约为中水排放流量的1500倍～2000倍；生态沉淀塘深度1000cm，由山皮石做基础，200-800㎜粒径毛石加30-50㎜碎石与原土按6:2:2的比例拌合修筑，生态沉淀塘的顶宽10-15m，在沉淀塘地面以上的出水区设置高3m的生态过滤坝，出水方向设50m长、30m宽的扇形曝水区，曝水区外围为缓冲区，缓冲区宽广开阔，为浅水区，种植香蒲（Typha orientalis Presl）等植物，缓冲区外围仍用毛石、碎石修筑透水坝（同时作为透水园路）。池塘驳岸用卵石和粗砂处理，充分利用砂缸循环过滤原理对中水进行过滤，极大地改善了水质。为了防止因生态沉淀塘较深而存在死水，在生态沉淀塘内设置水下循环设备，使生态沉淀塘内的中水大循环后而自然溢出流向下游。

（2）配建混凝沉淀池，以便多雨季节发生洪水时备用。在生态沉淀塘的附近配置一个约100立方米的硫酸铝溶液池并配套水泵，平时储存满硫酸铝的饱和溶液，在降雨期间根据排出的情况进行箱涵口混合处理，硫酸铝作为絮凝剂使水中污染物尽快沉淀，达到混凝沉淀的目的。池壁采用天然多孔山皮石，结合活性污泥、酵素菌土壤和复合净化菌种（如SUKAZYMIW-01，SKHZYE-IWO11等），能够有效处理水中的富营养化氮或磷等有机物，水很快变清澈，并且微生物得到营养而大量的繁殖，达到良性循环。

在选择池塘坝壁材料及池底基质时，更多考虑生态系统的修复，池坝采用天然的山皮石、石块、粗砂、石子、土壤等天然材料，池底加入底泥并掺入活性污泥和复合净化菌种，驳岸采用大块卵石、粗砂，同时满足自然环境的协调性。

2、在生态沉淀塘的下游建立3米深的兼性厌氧深水池，生态沉淀塘的中水透过生态过滤坝或者坝顶的缓冲区后，进入兼性厌氧深水池，池壁采用生态的多孔材料，如生态多孔混凝土等，有利于兼性厌氧菌等微生物的快速繁殖。

3、在兼性厌氧深水池的下游砌筑生态曝气坝，本实施方式中的生态曝气坝为大型的叠石曝气坝，大型曝气叠石坝的建设将曝气和景观完美结合，具有延时曝气的特点，中水由兼性厌氧深水池流出通过叠石曝气坝时可以增加水中氧气含量，其中的微生物在含氧量较高的条件下将污水中的复杂有机物降解，并释放能量来实现微生物自身的繁殖和运动。中水内富含氮或磷的有机物得以降解脱除，进一步改善了水质，同时增加了水体的观赏性、娱乐性和形成潺潺水流声的效果。

4、在生态曝气坝的下游建立沉水植物净化塘，沉水植物又称水底植物，大型沉水植物通过根部吸收底质中的氮、磷，从而具有比浮水植物更强的富集氮磷的能力。沉水植物有着巨大的生物量，与环境进行着大量的物质和能量交换，形成十分强大的环境容量和强有力的自净能力，栽植的水生植物主要有伊乐藻（Elodea nuttallii）、苦草（Vallisneria natans(Lour.)Hara）、蓖齿眼子菜（potamogeonp pectinatus L)、菹草（Curly pondweed）等，可栽植其中的一种或多种。

5、在沉水植物净化塘的下游建立浮生植物净化塘，浮生植物净化塘的面积约为3600㎡，水容高度为0.5-1.2m,在其中搭筑生态浮床约1800㎡，种植凤眼莲（Eichhornia crassipes）、睡莲（Nymphaea alba）、芡实（Euryale ferox）等浮叶植物和漂浮植物于水面和床体上。并在浮生植物净化塘的下游即其出水区修筑透水坝，透水坝长30m、高2m,由毛石、石子、粗砂、活性污泥、酵素菌、复合净化菌按4:2:2:1.6:0.2:0.2的重量比混合筑成，经过透水坝滤出的水进入下游的人工湿地缓冲带。浮生植物的净化效果好于挺水植物，并且根系附着的活性微生物分解、繁殖效果相当好。

6、在浮生植物净化塘的下游营造人工湿地缓冲带，人工生态湿地以尊重自然为前提，分为浅水区和深潭区，浅水区水深约0.2m-0.5m，深潭区水深约1.5m-2m，当然，根据实际情况水深可具体设计。在浅水区栽植芦苇（Phragmitesaustralis）、千屈菜（Spiked Loosestrlfe）、菖蒲（Acorus calamus Linn）、雨久花（Monochoria Korsakowii）等水生植物，在深潭区栽植睡莲、莲花（Nelumbo nucifera）、芡实等水生植物。

由于湿地是介于水陆之间的特殊生态交替缓冲带，具有独特的水体净化功能，通过反硝化作用吸收氮，通过土壤吸附作用去除磷，可充分利用湿地缓冲带的净化能力，有助于控制水体富营养化。经检测，中水流经人工湿地缓冲带后TOD(即总需氧量)、BOD（即生化需氧量或生化耗氧量）、COD(即化学耗氧量)、浊度和蓝绿藻的去除率分别达到35.6-65.2%、28.7-62.9%、36.0-79.8%、78.0%和63.0%左右。

本方法建立了土壤、水、植物、动物、微生物良性互动大环境，让它们相互作用形成完整的生物链，在生物链的作用下，湿地具有了沉积污染物、净化水体、涵养水源等多种功能。充分利用沉水植物、浮叶植物、漂浮植物、挺水植物来净化水质。水生植物对重金属离子通过固定、挥发、吸收这三种方式去除。大型水生植物如芦苇、黄菖蒲、香蒲、千屈菜、再力花（Thalia dealbata）、梭鱼草（Pontederia cordata）等能抑制浮游生物生长，从而降低藻类现存量。在水生态环境中，漂浮植物对藻类的抑制作用较为明显，并且景观效果明显。

本中水处理方法充分利用生物修复作用，利用特定的植物、微生物、原生动物等吸收转化，清除或降解环境污染物，实现环境净化、生态功能恢复。对无机物、重金属离子等污染物的修复主要通过植物途径，而对有机污染物的修复则主要通过微生物降解、吸收与转化。

城市中水依次流经上述生态沉淀塘、兼性厌氧深水池、生态曝气坝、沉水植物净化塘、浮生植物净化塘和人工湿地缓冲带后，透明度大于0.5m，溶解氧大于2mg/L，无漂浮物、无腥臭味，完全达到了允许接触的景观娱乐用水（B类、C类）水质标准，可由人工湿地缓冲带的浅水区直接进入景观区。

以上各水体池塘在做外型设计时，需要从美学角度出发，尽量体现曲线柔和的自然设计，以形成水流的急流区、缓流区、涌泉区、喷泉区等多样化形态，增加水体动感，同时兼顾再生水作为补充水源的特点，池塘的竖向设计要有利于水体流动，避免死角。

采用本发明的城市中水应用于景观水体的处理方法时，可以根据实际需要在流动缓慢或静水区域设置水下推进器（也称低速推流搅拌机，属于现有市售产品），可以结合景观需要做成涌泉、喷泉等来加强水体流动，流水不腐，丰富水体景观的同时，充分利用水循环与自净功能，防止局部水质恶化。

当然，采用本方法对城市中水进行处理之前，还要深入调查，根据城市中水的季节性变化特点进行处理。国内城市地下管网多为雨污混流，然后进入污水处理厂进行综合处理，在冬春少雨季节能够进行全部处理，出水标准基本达到观赏性水体要求。但在夏秋多雨季节，特别是大雨过后，大量的路面固体悬浮物、营养盐类、交通尾气、大气粉尘类沉降物等随同排出，与雨水一起进入污水处理厂，由于短时负荷过大致使不能全部处理，排出的中水严重不符合景观水质标准，营养物质严重超标，针对这样的情况必须进行再生水的深度处理。

本发明对城市中水深度处理后再应用于景观场所，（1）比远距离引水便宜；（2）比海水淡化经济；（3）可取得显著的经济效益。尤其在水资源日益紧张的今天，充分利用城市的第二水源——污水再生，应用于园林景观工程、生态造林、沿河农业、小型养殖业等，极大改善了下游群众生活水平，实现了生态治理、节能、自然水净化与景观营造有机结合，实属利国利民、造福子孙的新技术工程。

以上所述仅是本发明较佳实施方式的举例，并不用以限制本发明，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本发明的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本发明的技术启示而进行的等效变换，也在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.城市中水应用于景观水体的处理方法，其特征在于：包括以下步骤

（1）建造生态沉淀塘；在所述生态沉淀塘的附近还设置有混凝沉淀池，所述混凝沉淀池为硫酸铝溶液池；

（2）在所述生态沉淀塘的下游建立兼性厌氧深水池；

（3）在所述兼性厌氧深水池的下游砌筑生态曝气坝，所述生态曝气坝为大型的叠石曝气坝；

（4）在所述生态曝气坝的下游建立沉水植物净化塘；

（5）在所述沉水植物净化塘的下游建立浮生植物净化塘；并在浮生植物净化塘的下游即其出水区修筑透水坝，所述透水坝由毛石、石子、粗砂、活性污泥、酵素菌、复合净化菌按4:2:2:1.6:0.2:0.2的重量比混合筑成；

（6）在所述浮生植物净化塘的下游营造人工湿地缓冲带；

（7）城市中水依次流经所述生态沉淀塘、兼性厌氧深水池、生态曝气坝、沉水植物净化塘、浮生植物净化塘和人工湿地缓冲带后作为景观用水。

2.如权利要求1所述的城市中水应用于景观水体的处理方法，其特征在于：所述生态沉淀塘的出水区还设置有生态过滤坝。

3.如权利要求1所述的城市中水应用于景观水体的处理方法，其特征在于：所述生态沉淀塘的水容量为中水排放流量的1500倍～2000倍。

4.如权利要求1所述的城市中水应用于景观水体的处理方法，其特征在于：在所述沉水植物净化塘内种植伊乐藻、苦草、蓖齿眼子菜或者菹草。

5.如权利要求1所述的城市中水应用于景观水体的处理方法，其特征在于：在所述浮生植物净化塘内种植凤眼莲、睡莲或者芡实。

6.如权利要求1所述的城市中水应用于景观水体的处理方法，其特征在于：所述人工湿地缓冲带分为浅水区及深潭区，在所述浅水区栽植芦苇、千屈菜、菖蒲或者雨久花，在所述深潭区栽植睡莲、莲花或者芡实。

7.如权利要求1至6任一项所述的城市中水应用于景观水体的处理方法，其特征在于：在流动缓慢或静水区域设置水下推进器。

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