CN105084643B - 一种水源地水质原位预处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水源地水质原位预处理方法，该方法以自来水厂取水口为终点在水源地依地形设置水道，并沿水道分别设置光催化净化区、组合型生态浮床净化区以及水生植物净化区，在水道内对自来水厂进水进行原位预处理。所述的水道由隔离栏围设而成，并且所述的水道进水端设有用于拦截垃圾与漂浮植物的拦网。所述三种净化区可因地制宜进行组合。与现有技术相比，本发明有效耦合了光催化、生态浮床、生物接触氧化填料和植物修复四种原位水质净化技术，结构设计简单，材料成本低，施工和运行对外界干扰小，维护管理简便，无需外部投加化学药剂，安全无二次污染，可有效改善自来水厂进水水质，使主要水质指标提升至少一个等级。

Description

一种水源地水质原位预处理方法

技术领域

本发明属于生态与环境保护技术领域，涉及一种水源地水质原位预处理方法，适用于受污染的地表水水源地、景观水体、浅水湖库及缓流河道的水质改善。

背景技术

紧邻城镇的河流湖库等地表水体是我国大部分地区的主要饮用水水源地。然而，由于长期过量接纳生活污水、工业废水和农业面源污染，这些流经城镇的河段及城乡接合部的湖库沟渠塘坝普遍富营养化且黑臭情况严重，导致近年来我国涉及饮水安全的水环境突发事件频发，严重影响人民群众身体健康和社会经济发展。采用技术手段对自来水厂受污染水源在水源地进行原位预处理和水质改善，对于保障饮用水安全有重要意义。现有的原位水质改善技术可以分为物理法、化学法和生态技术三大类，它们有不同优缺点和适用条件，具体分析如下：

一、物理方法，包括底泥疏浚、换水稀释、人工曝气。底泥疏浚能有效降低内源污染负荷，适用于底泥污染负荷严重地区，但工程量大，成本高，施工对环境扰动大，且存在底泥清除后难以处理问题；换水稀释能在短期内明显改善水质，是截断内外源污染负荷后改善水体水质的有效手段，但该方法要求有清洁可调用水源，且成本高，不适用于未截污水体；人工曝气可加速水体复氧过程，提高水体中好氧微生物和水生动植物的活力，对于氮磷营养盐和有机污染物具有良好的去除效果。但该技术运行成本较高、设备维护要求较高。

二、化学方法，包括化学药剂投加法和光催化技术。化学药剂投加法是向水体中投加絮凝剂、沉磷剂等化学药剂净化水质，对藻类、有机物和磷去除效果好，但该方法有二次污染风险，且需要持续投加，成本较高；光催化技术是在光照条件下利用负载在填料上的光催化剂催化形成的强氧化剂和强还原剂净化污染物，对有机物有良好的去除效果。

三、生态修复方法，包括植物修复、生态浮床、生物接触氧化填料、投加微生物制剂、放养滤食性水生动物等。植物修复是通过利用水生植物及其附着的微生物来净化水质，对各类污染物均有较好的去除效果，但存在水生植物在受污染水体中存活率低的技术难点；生态浮床是利用人工浮体种植挺水植物的方法，拥有植物修复技术的优点，同时克服了水深对挺水植物生长的限制；生物接触氧化填料技术是利用微生物在人工填料上形成的生物膜净化各类污染物。植物浮床下设置生物接触氧化填料的组合式生态浮床技术，则实现了两种技术的有机结合，兼具两者的优点且节省空间；投加微生物制剂法是利用与污染物降解有关的微生物实现水质净化，该方法见效快，效果好，但为维持水质需要持续添加；放养滤食性水生动物法主要用来控制水体藻类数量。总体来说，生态修复技术具有费用省、效果好、对外界干扰少、以及基本没有二次污染等诸多优点。

由于受污染地表水水源地水体中污染物成分复杂、种类繁多，单纯一种技术难以达到预期效果，应将多种技术手段进行有效集成，以保证水源地水质的改善效果。

目前，针对水源地原位水质改善的相关发明和专利较少。

公告号为CN 1858008A的中国发明专利公开了一种防治饮用水源地富营养化水华的方法，将物理遮光与生态浮岛技术相结合。该发明主要针对藻类控制，对其他污染物净化效果不够理想。

公告号为CN 101397166A的中国发明专利公开了一种天然水域饮用水源地靶环式生态修复及水质改良技术，以水源地取水口为靶心，以多个同心圆围栏设置拦污消浪、藻类控制、基础环境改良、微生态环境修复等不同功能分区，对自来水厂取水进行净化。该发明集成了拦污消浪技术、藻类水华控制技术、微生态环境修复技术、水生植被修复技术、基础环境改良技术、水生态系统稳定技术、水生态系统管理技术，对水质净化尤其是藻类控制效果较好。但由于该发明所采用技术过多，技术专业性较强，对施工和管理人员的专业素质要求较高。同时，由于该发明所采用技术和净化功能区主要针对藻类控制，对氮磷及有机物污染负荷较大的小型水源地而言，存在占用空间过大，对氮磷及有机物污染物净化效果不理想的问题。此外，该发明的系统只能通过以取水口为中心的同心圆的单一形态布置，对于复杂地形的水源地，不能有效利用空间，缺少适应性。

公告号为CN 102863125 B的中国发明专利公开了一种村镇重污染河水原位生物强化处理方法，该方法将微纳米气泡复氧、高效净水膜与生物栅过滤、河道底质改性、人工造流、浮岛式湿地、底栖动物控养等技术进行组合，把重度污染河段分隔成净水膜过滤段、生物栅过滤段、人工造流段和湿地布置段4个连续区段作为污水处理单元，对河水进行原位水质改善。该发明由于针对河道特征进行设计，没有用隔离栏设置的水道，无法对进水方向和路径进行约束，不能直接套用于自来水厂水源的水质原位预处理。

与上述专利相比，本发明选用光催化技术，强化了有机污染物的去除效果；采用与生物接触氧化填料相结合的组合式生态浮床技术，实现了水质净化效果的增强和水体空间的更有效利用；本发明无需投加底质改良剂，更为安全可靠；无需曝气和人工造流，节约设备成本，节省运行和维护费用；所用技术维护管理简单，易于推广。

从以上对比可知，本发明专门针对水源地特征和水质特点设计，具有结构设计简单，材料成本低，施工和运行对外界干扰小，维护管理简便，无需外部投加化学药剂，安全无二次污染，水质净化效果好等优点。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于对自来水厂进水在水源地进行原位预处理的方法，该方法也适用于其他各种类型地表水水体的生态修复、水质保护与净化。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种水源地水质原位预处理方法，该方法以自来水厂取水口为终点，在水源地依地形设置水道，并沿水道分别设置光催化净化区、组合型生态浮床净化区以及水生植物净化区，在水道内对自来水厂进水进行原位预处理后，再通过自来水厂取水管供给到自来水厂，其中，所述的水道由隔离栏围设而成，并且所述的水道的进水端设有用于拦截垃圾与漂浮植物的拦网，在水道中，所述的光催化净化区、组合型生态浮床净化区以及水生植物净化区依水源地地形进行组合。

所述的隔离栏包括支撑框架以及设置在支撑框架外侧的防水布或硬质隔板，所述的支撑框架包括多条平行设置的竖桩、用于将相邻两竖桩固定连接的横桩以及多条平行设置用于加固竖桩的斜桩，所述的竖桩间桩距为1-3m。

所述的光催化净化区包括多条沿水道进水方向平行布设的缆绳以及多条垂直挂载在缆绳下方的光催化材料，所述的缆绳的间距为10-50cm，所述的光催化材料在缆绳上的挂载间距为10-50cm。

所述的光催化材料的长度为10-50cm，并且所述的光催化材料采用纤维填料负载纳米半导体光催化剂制备而成，所述的纤维填料的形状为球状、圆柱状、圆盘状、圆筒刷状、长条状或绳状中的一种。

所述的纳米半导体光催化剂包括氧化物半导体、硫化物半导体、掺杂氧化物半导体或掺杂硫化物半导体中的一种或任意两种以上的混合，任意两种以上混合时为任意配备。

所述的纤维填料为人工纤维或天然植物纤维，所述的人工纤维包括聚酯纤维、聚丙烯腈纤维、聚酰胺纤维、聚丙烯纤维或聚乙烯醇甲醛纤维中的一种，所述的天然植物纤维包括丝瓜络、棕榈丝、椰壳、大麻、黄麻、亚麻、蕉麻或剑麻中的一种。

所述的组合型生态浮床净化区包括多块沿水道进水方向呈阵列布设的生态浮床以及多条垂直挂载在生态浮床下方的生物接触氧化填料。

所述的生态浮床上种植有挺水植物，该挺水植物的种植密度为16株/m²。

所述的生物接触氧化填料的挂载密度为9-25条/m²，长度为50-200cm，并且所述的生物接触氧化填料的形状为球状、圆柱状、圆盘状、长条状或绳状中的一种。

所述的生物接触氧化填料的材质包括聚氨脂、聚氯乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、丝瓜络、棉花、棕榈丝、椰壳或竹子中的一种。

所述的水生植物净化区中，在水道水深为0-30cm的开阔处种植挺水植物，在水道水深为30-200cm的开阔处种植沉水植物及浮叶植物，所述的挺水植物的种植密度为9-16株/m²，所述的浮叶植物的种植密度为1-16株/m²，所述的沉水植物的种植密度为10-30丛/m²。

所述的挺水植物包括芦苇、花叶芦荻、香蒲、菖蒲、再力花、美人蕉、风车草、梭鱼草、慈姑或泽泻中的一种或多种，所述的浮叶植物包括荷花、睡莲、萍蓬草或荇菜中的一种或多种，所述的沉水植物包括苦草、金鱼藻、轮叶黑藻、菹草、狐尾藻、大茨藻、马来眼子菜或微齿眼子菜中的一种或多种。其中，沉水植物的种植方法可以选用扦插法或沉栽法。

本发明在实际设计时，需先对水源地进行勘察，并对水源地进行截污整治，确保水源地范围内无污水排入，然后根据水源地水深及自来水厂每日取水量确定工程系统的水域面积和范围，确保水力停留时间不小于1d。

本发明中，水道用于对进水流向及路径进行约束，以便有效利用水源地空间，提高水力停留时间，最大限度发挥各净化单元效能。光催化净化区、组合型生态浮床净化区、水生植物净化区的顺序、位置和面积可根据水质要求、水源地地形和理化环境特征进行调整和重组。

水道以自来水厂取水管为终点，形状依水源地地形设置。为降低进水对隔离栏的冲击力，水道宽度应根据取水量和水深确定，确保水道内水流速度低于0.01m/s。在水道入口设置拦网，用于拦截垃圾和漂浮植物。

水道形状可以是以取取水管为中心点的螺旋形，也可以是折线形、弧线形或者几种形状的组合。

隔离栏建造方法为：(a)将竖桩垂直打入水底固定，竖桩间桩距为1～3m；(b)利用横桩连接固定竖桩；(c)用斜桩加固支撑；(d)将防水布或者硬质隔板固定于支撑框架结构外侧。其中，竖桩、横桩和斜桩选用竹、木、铁等材质均可。

在构建光催化净化区时，将光催化材料挂载在带有浮体的缆绳上，多条缆绳以垂直于进水方向平行布置，缆绳两端于水面处固定于隔离栏上。其中，光催化材料可以根据所选纤维填料的特点制成用绳索连接的球状、圆柱状或圆盘状的串联结构，也可以制成圆筒刷状、长条状或绳状结构。

在构建组合型生态浮床净化区时，将生物接触氧化填料挂载于普通生态浮床下，制成组合型生态浮床，将制作好的组合型生态浮床放置于水道中，生态浮床间用绳索绑定，并固定于隔离栏上。其中，生物接触氧化填料可以根据所选填料原材料的特点制成用绳索连接的球状、圆柱状或圆盘状的串联结构，也可以制成长条状或绳状结构。

在构建水生植物净化区时，在水道水深0-30cm的开阔处种植挺水植物，在水道水深30-200cm的开阔处种植沉水植物、浮叶植物；为防止水生植物残体被吸入自来水厂取水管，在以取水管为中心，半径为2m的范围内，应当避免种植水生植物，同时，在取水口周围设置孔径小于1.5×1.5cm的围栏网。

在对水体进行净化时，光催化净化区主要功能是利用光催化剂在光照条件下催化氧化有机物的特性，降解有机污染物，抑制藻类生长，改善水体透明度；组合型生态浮床净化区主要功能为利用挺水植物和附着于生物接触氧化填料的生物膜改善水质，挺水植物不仅可以直接吸收和降解污染物，还可以通过促进各种微生物在其根系附着和生长实现对污染物的联合降解，同时，生物接触氧化填料由于比表面积较大，适宜各种微生物附着，填料表面经一段时间附着生物膜后，可以有效净化水体中的各种污染物；水生植物净化区主要功能为利用水生植物的水质净化功能改善并稳定水质。

与现有技术相比，本发明具有以下特点：

1)针对受污染地表水饮用水水源地的水质改善及水安全保障难题，提出了耦合光催化、生态浮床、生物接触氧化填料、植物修复四种技术的原位水质改善方案，利用太阳能、水生植物和微生物原位降解污染物，安全可靠，成本低廉，水质改善效果好；

2)系统结构设计简单，材料成本低，施工和运行对外界干扰小，无需外部投加化学药剂，安全无二次污染，满足自来水厂(特别是小型自来水厂)对技术可靠性、维护简易性和成本控制的需要，适合用于饮用水水源地的水质改善；

3)无需外部能源驱动和原料补给，运行维护简单，节省运营成本，原位净化水质，无需占用土地资源。

附图说明

图1为本发明技术流程图；

图2为本发明实施例1中水源区水质预处理工程平面图；

图3为本发明实施例1中隔离栏结构示意图；

图4为本发明实施例1中光催化区剖视图；

图5为本发明实施例1中组合型生态浮床区剖视图；

图6为本发明实施例1中水生植物区剖视图；

图中标记说明：

1—隔离栏、2—光催化净化区、3—组合型生态浮床净化区、4—水生植物净化区、51—挺水植物净化区、52—沉水植物净化区、6—拦网、7—围栏网、8—自来水厂、9—取水管、10—竖桩、11—横桩、12—斜桩、13—防水布、14—光催化材料、15—浮球、16—缆绳、17—生物接触氧化填料、18—生态浮床、19—挺水植物、20—沉水植物。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1：

如图1所示，一种水源地水质原位预处理方法，该系统包括形状依水源地地形设置的水道、沿水道进水端至出水端方向依次设置的光催化净化区2、组合型生态浮床净化区3以及水生植物净化区4，水道由隔离栏1围设而成，并且水道进水端设有用于拦截垃圾与漂浮植物的拦网6，出水端设有自来水厂取水管9与自来水厂8连通。

选取太湖流域平原河网地区某城镇河流型水源地进行自来水厂水质原位预处理工程。该河段两岸均为直立硬质护岸，水流速度约为0.01～0.1m/s，流向为自西向东。水源地为河流向北岸凸出形成的三角形河湾，自来水厂8坐落于其北岸。水源地从河岸向河道中心水深逐渐从0.2m变为3m。该水源区水质较差，总磷为IV类，总氮为劣V类，不能满足饮用水水质要求。通过勘察该河道截污情况，发现水源地范围内已无污水排入。本水源地平均水深约2m，自来水厂8每日取水量为2500吨，设定水力停留时间为1d，根据以上参数确定本工程水域面积为1250m²，如图2所示。

利用隔离栏1设置水道。水道以自来水厂8取水管9为终点，形状依水源地地形设置，最窄处为8m。如图3所示，隔离栏1所用竖桩10、横桩11和斜桩12均为直径约10cm、长约5m的毛竹。将竖桩10垂直打入水底固定，竖桩10间桩距为2m。利用横桩11连接竖桩10，用绳索固定。利用斜桩12加固支撑隔离栏，斜桩12间距为4m。将宽为4m的防水布13用绳索固定于支撑框架结构外侧，防水布13下缘用砖头绑定压入底泥。

在水道进水端构建光催化净化区2，如图4所示，将光催化材料14挂载在带有浮球15的缆绳16上，多条缆绳16以垂直于进水方向平行布置，缆绳16两端于水面处固定于隔离栏竖桩10上。光催化材料14在缆绳16上的挂载间距为30cm，缆绳16间距为30cm。光催化材料14长度为50cm，是将纳米二氧化钛包裹于二氧化硅壳中，然后负载在人工纤维填料上制作而成。人工纤维填料为直径10cm的圆筒刷状结构，是将单根直径0.3-0.4mm的聚丙烯材质的填料丝穿插固着在尼龙材质的中心绳上制成。

在水道中段构建组合型生态浮床净化区3，如图5所示，将生物接触氧化填料17挂载于生态浮床18下，制成组合型生态浮床。生态浮床18上挺水植物19种植密度为16株/m³。生物接触氧化填料17为串状结构，由装有聚氨脂海绵的球状镂空塑料网笼以5cm的间距用绳子串联而成。生物接触氧化填料17长度为1.5m，挂载密度为16条/m³。将制作好的组合型生态浮床放置于水道中，生态浮床18间用绳索绑定，并固定于隔离栏1上。

在水道水深适宜的开阔处构建水生植物净化区4，如图6所示，该水生植物净化区4主要由挺水植物净化区51及沉水植物净化区52构成，其中，挺水植物19选用芦苇、香蒲、再力花，种植在水源区北岸水深0-30cm处，种植密度为9株/m²，沉水植物20选用金鱼藻、轮叶黑藻、苦草，在靠近挺水植物净化区51的水深为30-200cm的开阔处种植，种植密度为20～30丛/m²。

在取水口周围设置孔径为1×1cm的围栏网7。

该水源地水质改善工程建成运行一个月后，监测结果表明自来水厂进水水质氨氮、总磷、COD、溶解氧等主要水质指标均达到地表水III类标准。

实施例2：

本实施例一种水源地水质原位预处理方法，该方法以自来水厂取水口为终点，在水源地依地形设置水道，并沿水道分别设置光催化净化区2、组合型生态浮床净化区3以及水生植物净化区4，在水道内对自来水厂进水进行原位预处理后，再通过自来水厂取水管9供给到自来水厂8，其中，水道由隔离栏1围设而成，并且水道的进水端设有用于拦截垃圾与漂浮植物的拦网6，在水道中，光催化净化区2、组合型生态浮床净化区3以及水生植物净化区4依水源地地形进行组合。

其中，隔离栏1包括支撑框架以及设置在支撑框架外侧的防水布13或硬质隔板，支撑框架包括多条平行设置的竖桩10、用于将相邻两竖桩10固定连接的横桩11以及多条平行设置用于加固竖桩10的斜桩12，竖桩10间桩距为1m，斜桩12间距为2m。

光催化净化区2包括多条垂直于水道进水方向平行布设的缆绳16以及多条垂直挂载在缆绳16下方的光催化材料14，缆绳16的间距为10cm，光催化材料14在缆绳16上的挂载间距为10cm。

光催化材料14的长度为10cm，并且光催化材料14采用纤维填料负载纳米半导体光催化剂制备而成，纤维填料的形状为球状，并用绳索串联。

纳米半导体光催化剂为氧化物半导体与硫化物半导体按质量比为1：2的混合半导体，纤维填料为聚乙烯醇甲醛纤维。

组合型生态浮床净化区3包括多块沿水道进水方向呈阵列布设的生态浮床18以及多条垂直挂载在生态浮床18下方的生物接触氧化填料17。生态浮床18上种植有挺水植物19，该挺水植物19的种植密度为16株/m³。

生物接触氧化填料17的挂载密度为9条/m²，长度为50cm，并且生物接触氧化填料17的形状为圆柱状，并用绳索串联。生物接触氧化填料17的材质为聚乙烯醇。

水生植物净化区21中，在水道水深为0cm的开阔处种植挺水植物19，在水道水深为30cm的开阔处种植沉水植物20及浮叶植物，其中，挺水植物19的种植密度为9株/m²，浮叶植物的种植密度为1株/m²，沉水植物20的种植密度为10丛/m²。

挺水植物19为美人蕉、风车草、梭鱼草、慈姑及泽泻，浮叶植物为荷花、睡莲，沉水植物20为苦草、金鱼藻、轮叶黑藻及菹草，并且沉水植物20采用扦插法进行种植。

在进行水质净化处理时，水源地的水体经拦网6进入水道后，首先流经光催化净化区2进行光催化氧化，降解水体有机污染物，再流经组合型生态浮床净化区3，经生态浮床18及设置在生态浮床18下方的生物接触氧化填料17的立体吸附，进行二次降解水体有机污染物，随后流经水生植物净化区4，经水生植物的净化，进一步改善并稳定水体水质，最后，再通过取水管9供给到自来水厂8中。

实施例3：

本实施例中，竖桩10间桩距为3m，斜桩12间距为6m。

光催化净化区2中，缆绳16的间距为50cm，光催化材料14在缆绳16上的挂载间距为50cm；光催化材料14的长度为50cm，并且光催化材料14采用纤维填料负载纳米半导体光催化剂制备而成，纤维填料的形状为圆盘状，并用绳索串联；纳米半导体光催化剂为氧化物半导体与掺杂氧化物半导体按质量比为1：1的混合半导体，纤维填料为聚丙烯纤维。

组合型生态浮床净化区3中，生物接触氧化填料17的挂载密度为25条/m²，长度为200cm，并且生物接触氧化填料17的形状为圆盘状，并用绳索串联。生物接触氧化填料17的材质为聚氨脂。

水生植物净化区21中，在水道水深为30cm的开阔处种植挺水植物19，在水道水深为200cm的开阔处种植沉水植物20及浮叶植物，其中，挺水植物19的种植密度为16株/m²，浮叶植物的种植密度为16株/m²，沉水植物20的种植密度为30丛/m²。

挺水植物19为芦苇、花叶芦荻、香蒲、菖蒲及再力花，浮叶植物为萍蓬草、荇菜，沉水植物20为狐尾藻、大茨藻、马来眼子菜及微齿眼子菜，并且沉水植物20采用沉栽法进行种植。

其余同实施例2。

实施例4：

本实施例中，竖桩10间桩距为1.5m，斜桩12间距为3m。

光催化净化区2中，缆绳16的间距为30cm，光催化材料14在缆绳16上的挂载间距为40cm；光催化材料14的长度为25cm，并且光催化材料14采用纤维填料负载纳米半导体光催化剂制备而成，纤维填料的形状为长条状；纳米半导体光催化剂为氧硫化物半导体、掺杂硫化物半导体及掺杂氧化物半导体按质量比为1：1：2的混合半导体，纤维填料为聚丙烯腈纤维。

组合型生态浮床净化区3中，生物接触氧化填料17的挂载密度为18条/m²，长度为120cm，并且生物接触氧化填料17的形状为绳状。生物接触氧化填料17的材质为聚氯乙烯。

水生植物净化区21中，在水道水深为15cm的开阔处种植挺水植物19，在水道水深为80cm的开阔处种植沉水植物20及浮叶植物，其中，挺水植物19的种植密度为12株/m²，浮叶植物的种植密度为12株/m²，沉水植物20的种植密度为20丛/m²。

挺水植物19为芦苇、美人蕉、风车草、菖蒲及再力花，浮叶植物为荷花、萍蓬草、荇菜，沉水植物20为狐尾藻、金鱼藻、轮叶黑藻及微齿眼子菜，并且沉水植物20采用沉栽法进行种植。

其余同实施例2。

实施例5：

本实施例中，光催化净化区2中，缆绳16的间距为40cm，光催化材料14在缆绳16上的挂载间距为30cm；光催化材料14的长度为30cm，并且光催化材料14采用纤维填料负载纳米半导体光催化剂制备而成，纤维填料的形状为绳状；纳米半导体光催化剂为掺杂硫化物半导体，纤维填料为聚酰胺纤维。

组合型生态浮床净化区3中，生物接触氧化填料17的挂载密度为24条/m²，长度为180cm，并且生物接触氧化填料17的形状为长条状。生物接触氧化填料17的材质为聚丙烯。

水生植物净化区21中，在水道水深为25cm的开阔处种植挺水植物19，在水道水深为100cm的开阔处种植沉水植物20及浮叶植物，其中，挺水植物19的种植密度为11株/m²，浮叶植物的种植密度为11株/m²，沉水植物20的种植密度为16丛/m²。

其余同实施例2。

实施例6：

本实施例中，光催化净化区2中，光催化材料14采用纤维填料负载纳米半导体光催化剂制备而成，纤维填料的形状为绳状；纳米半导体光催化剂为掺杂硫化物半导体，纤维填料为棕榈丝。

组合型生态浮床净化区3中，生物接触氧化填料17的挂载密度为24条/m²，长度为180cm，并且生物接触氧化填料17的形状为球状，并用绳索串联。生物接触氧化填料17的材质为丝瓜络。

其余同实施例2。

实施例7：

本实施例中，光催化净化区2中，光催化材料14采用纤维填料负载纳米半导体光催化剂制备而成，纤维填料的形状为长条状；纳米半导体光催化剂为掺杂硫化物半导体，纤维填料为黄麻。

组合型生态浮床净化区3中，生物接触氧化填料17的挂载密度为24条/m²，长度为180cm，并且生物接触氧化填料17的形状为球状，并用绳索串联。生物接触氧化填料17的材质为椰壳。

其余同实施例2。

实施例8：

本实施例中，光催化净化区2中，光催化材料14采用纤维填料负载纳米半导体光催化剂制备而成，纤维填料的形状为长条状；纳米半导体光催化剂为掺杂硫化物半导体，纤维填料为蕉麻。

组合型生态浮床净化区3中，生物接触氧化填料17的挂载密度为24条/m²，长度为180cm，并且生物接触氧化填料17的形状为长条状。生物接触氧化填料17的材质为棉花。

其余同实施例2。

实施例9：

本实施例中，光催化净化区2中，光催化材料14采用纤维填料负载纳米半导体光催化剂制备而成，纤维填料的形状为长条状；纳米半导体光催化剂为掺杂硫化物半导体，纤维填料为亚麻。

组合型生态浮床净化区3中，生物接触氧化填料17的挂载密度为16条/m²，长度为150cm，并且生物接触氧化填料17的形状为长条状。生物接触氧化填料17的材质为棕榈丝。

其余同实施例2。

实施例10：

本实施例中，光催化净化区2中，光催化材料14采用纤维填料负载纳米半导体光催化剂制备而成，纤维填料的形状为长条状；纳米半导体光催化剂为掺杂硫化物半导体，纤维填料为剑麻。

组合型生态浮床净化区3中，生物接触氧化填料17的挂载密度为21条/m²，长度为120cm，并且生物接触氧化填料17的形状为长条状。生物接触氧化填料17的材质为聚氯乙烯。

其余同实施例2。

Claims (8)

1.一种水源地水质原位预处理方法，其特征在于，该方法以自来水厂取水口为终点，在水源地依地形设置水道，并沿水道分别设置光催化净化区(2)、组合型生态浮床净化区(3)以及水生植物净化区(4)，在水道内对自来水厂进水进行原位预处理后，再通过自来水厂取水管(9)供给到自来水厂(8)，其中，所述的水道由隔离栏(1)围设而成，并且所述的水道的进水端设有用于拦截垃圾与漂浮植物的拦网(6)，在水道中，所述的光催化净化区(2)、组合型生态浮床净化区(3)以及水生植物净化区(4)依水源地地形进行组合；

所述的光催化净化区(2)包括多条沿水道进水方向平行布设的缆绳(16)以及多条垂直挂载在缆绳(16)下方的光催化材料(14)，所述的缆绳(16)的间距为10-50cm，所述的光催化材料(14)在缆绳(16)上的挂载间距为10-50cm；

所述的光催化材料(14)的长度为10-50cm，并且所述的光催化材料(14)采用纤维填料负载纳米半导体光催化剂制备而成，所述的纤维填料的形状为球状、圆柱状、圆盘状、圆筒刷状、长条状或绳状中的一种。

2.根据权利要求1所述的一种水源地水质原位预处理方法，其特征在于，所述的隔离栏(1)包括支撑框架以及设置在支撑框架外侧的防水布(13)或硬质隔板，所述的支撑框架包括多条平行设置的竖桩(10)、用于将相邻两竖桩(10)固定连接的横桩(11)以及多条平行设置用于加固竖桩(10)的斜桩(12)，所述的竖桩(10)间桩距为1-3m。

3.根据权利要求1所述的一种水源地水质原位预处理方法，其特征在于，所述的纳米半导体光催化剂包括氧化物半导体、硫化物半导体、掺杂氧化物半导体或掺杂硫化物半导体中的一种或多种，所述的纤维填料为人工纤维或天然植物纤维，所述的人工纤维包括聚酯纤维、聚丙烯腈纤维、聚酰胺纤维、聚丙烯纤维或聚乙烯醇甲醛纤维中的一种，所述的天然植物纤维包括丝瓜络、棕榈丝、椰壳、大麻、黄麻、亚麻、蕉麻或剑麻中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种水源地水质原位预处理方法，其特征在于，所述的组合型生态浮床净化区(3)包括多块沿水道进水方向呈阵列布设的生态浮床(18)以及多条垂直挂载在生态浮床(18)下方的生物接触氧化填料(17)。

5.根据权利要求4所述的一种水源地水质原位预处理方法，其特征在于，所述的生物接触氧化填料(17)的挂载密度为9-25条/m²，长度为50-200cm，并且所述的生物接触氧化填料(17)的形状为球状、圆柱状、圆盘状、长条状或绳状中的一种。

6.根据权利要求5所述的一种水源地水质原位预处理方法，其特征在于，所述的生物接触氧化填料(17)的材质包括聚氨脂、聚氯乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、丝瓜络、棉花、棕榈丝、椰壳或竹子中的一种。

7.根据权利要求1所述的一种水源地水质原位预处理方法，其特征在于，所述的水生植物净化区(4)中，在水道水深为0-30cm的开阔处种植挺水植物(19)，在水道水深为30-200cm的开阔处种植沉水植物(20)及浮叶植物，所述的挺水植物(19)的种植密度为9-16株/m²，所述的浮叶植物的种植密度为1-16株/m²，所述的沉水植物(20)的种植密度为10-30丛/m²。

8.根据权利要求7所述的一种水源地水质原位预处理方法，其特征在于，所述的挺水植物(19)包括芦苇、花叶芦荻、香蒲、菖蒲、再力花、美人蕉、风车草、梭鱼草、慈姑或泽泻中的一种或多种，所述的浮叶植物包括荷花、睡莲、萍蓬草或荇菜中的一种或多种，所述的沉水植物(20)包括苦草、金鱼藻、轮叶黑藻、菹草、狐尾藻、大茨藻、马来眼子菜或微齿眼子菜中的一种或多种。