CN106045213A - 一种湖泊景观水体的水质保持与生态修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于水体修复技术领域，公开了一种湖泊景观水体的水质保持与生态修复方法，具体为利用旁路强化处理技术与水体原位生态修复技术联合处理湖泊景观水体。具体包括利用曝气生物滤池处理系统、水生植物处理系统和球状碳素纤维组合填料处理系统联合处理。本发明方法集合强化处理与生态修复于一体，弥补单一技术的不足，单独使用旁路处理系统湖泊生态系统脆弱，单独使用生态修复技术处理能力受限制，将旁路处理及生态修复技术有机结合，利用球状碳素纤维组合填料降低悬浮物，减少曝气生物滤池的堵塞，同时污染物去除后利用球状碳素纤维组合填料提供的良好环境，提供适合微生物类生存的条件，重新建立稳定生态系统，使湖泊水质得到长期有效的保持。

Description

一种湖泊景观水体的水质保持与生态修复方法

技术领域

本发明属于水体修复技术领域，特别涉及一种湖泊景观水体的水质保持与生态修复方法，具体为利用旁路强化处理技术与水体原位生态修复技术联合处理湖泊景观水体。

背景技术

湖泊景观水体大多数分布于公园、大型住宅小区等地方，其不仅可以美化环境，同时具有承载水体循环、调节城镇生态环境和解决城市热岛效应的作用，其重要而特殊的景观价值、实用功能价值和生态价值越发受到重视和关注，而城镇人工景观水面也越来越多服务于大众的日常生活。

城镇湖泊景观水体的主要特点是水域面积相对小，水体容量有限，大多为静止或流动性差的封闭缓流水体。根据调查结果表明，这些湖泊景观水体由于大气沉降、雨水和污水的排入、枯枝落叶、湖体内鱼类饵料和排泄物、部分不文明的游客随意向景观水体中丢弃垃圾和杂物等是造成景观水体都遭到不同程度的污染的主要原因，外观表现为藻类爆发、水体浑浊透明度低、水色发绿、蚊蝇滋生，甚至发黑发臭，鱼类大批死亡，生态系统单一且脆弱，成为“死水”，由于水体结构和功能被破坏，多样性丧失，水生资源及其美学价值损害，为改善环境而设的景观水体也失去了它的意义。当前城镇湖泊景观水体修复技术主要有截污、减污和除污技术。截污主要为控制外源性污染，从而为控制内源性污染创造了有利条件。减污技术是指底泥疏浚技术、水动力循环技术和一些化学修复技术，但这些在某种程度上只能作为辅助性的措施，治标不治本。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种湖泊景观水体的水质保持与生态修复方法。

本发明方法具体为利用旁路强化处理技术与水体原位生态修复技术联合处理湖泊景观水体，使得湖泊景观水体的水质得到改善并持续保持。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种湖泊景观水体的水质保持与生态修复方法，利用旁路强化处理技术与水体原位生态修复技术联合处理湖泊景观水体，具体包括利用曝气生物滤池处理系统、水生植物处理系统和球状碳素纤维组合填料处理系统联合处理。

具体为将湖泊景观水体通入旁路的曝气生物滤池处理系统进行处理，处理后的水进入湖泊，在湖泊内经原位的水生植物处理系统和球状碳素纤维组合填料处理系统处理，实现湖泊景观水体的水质保持与生态修复。

湖泊景观水体经过旁路的曝气生物滤池处理系统，处理后的水进入湖泊，在湖泊内经过原位的水生植物处理系统和球状碳素纤维组合填料处理系统两大处理系统净化，从而保证水体的水质。出水主要水质达到地表水IV标准，透明度大于50cm。

所述曝气生物滤池处理系统处于湖泊景观水体的旁路。所述曝气生物滤池处理系统主要为曝气生物滤池(BAF)工艺。所述曝气生物滤池处理系统的日处理能力为整个景观水体容量的0.05～0.5倍，停留时间为0.5～2小时。所述曝气生物滤池处理系统可地埋式、半地埋或地上。

所述水生植物处理系统处于湖泊景观水体中且水深不超过50cm处。所述水生植物处理系统处理指通过种植水生植物原位处理水体。所述水生植物处理系统处理规模为整个景观水体面积的10～90％区域。

所述水生植物处理系统种植挺水植物、沉水植物和浮叶植物中的至少一种，可单独种植一种、两种或三种类型的种植。挺水植物主要品种为香蒲、菱白、芦苇、水葱、美人蕉、鸢尾、菖蒲、芦苇、千屈菜、再力花等。沉水植物主要品种为金鱼藻、苦草、伊乐藻、眼子菜等。浮叶植物主要品种为凤眼莲、浮萍、睡莲等。挺水植物、沉水植物和浮叶植物的种植适用范围为：挺水植物种植水深为0～30cm，沉水植物种植水深为30～50cm，浮叶植物种植水深为20～40cm。

所述球状碳素纤维组合填料处理系统处理处于湖泊景观水体中且水深超过80cm处。所述球状碳素纤维组合填料处理系统处理规模为整个景观水体面积的5～20％区域。

所述球状碳素纤维组合填料处理系统通过利用碳钢上下固定球状碳素纤维组合填料，放置于湖泊水体内，每束间距为100～300mm。通过将球状碳素纤维组合填料置于湖泊中原位处理水体。

本发明上述方法中，所述旁路强化处理技术为曝气生物滤池处理系统，主要为曝气生物滤池(BAF)工艺，主要应用于低浓度的污水处理中。它是一种微生物接触生长系统，通过附着在填料上的微生物的吸收、降解、氧化、合成等作用，去除可生物降解和利用的溶解性物质。该方法集污水处理曝气池和给水快滤池的特点于一体，高比表面积的粒状填料的使用不仅增大了微生物量，而且微生物的活性高，同时使得废水能同填料表面的微生物充分有效地接触，因而使得曝气生物滤池较一般传统的生物处理技术有更高的处理效率。曝气生物滤池的最大特点是集生物氧化和截留悬浮固体于一体，节省了后续二次沉淀池，在保证处理效果的前提下使处理工艺简化。此外，曝气生物滤池工艺有机物容积负荷高、水力负荷大、水力停留时问短、所需基建投资少、能耗及运行成本低及保证较高出水水质的特点。但曝气生物滤池技术对需定期进行反冲洗以清洗滤池中截留的固体悬浮物(SS)以及更新填料上的生物膜，因而要求进入曝气生物滤池的原水SS不能过高，以免使反冲洗频繁进行影响工艺的正常运行。

水体原位生态修复技术主要包括水生植物处理系统、球状碳素纤维组合填料处理系统。

水生植物是湖泊生态系统的初级生产者。它与藻类竞争营养、光照和生态位，具有较大的竞争优势，还能分泌出某些尚不知的它感物质，直接干扰藻类的生长，水生植物的修复对富营养化水体来说具有极其重大的意义。它具有低投资，低能耗，有助于重建和恢复良好水生态系统等优点，日益受到人们的关注。

球状碳素纤维组合填料的特点是它具有很大的比表面积，微生物易附着在其表面，附着的微生物群能够快速形成生物膜，生物膜与污染水体不断接触的过程中将污染物进行吸收、降解和转化。采用球状碳素纤维组合填料净化水质的效果是在短时间内降低悬浮物含量(SS)，同时显著地减低COD、BOD、总氮及总磷含量，最终到达净化水质的效果。球状碳素纤维组合填料具有以下特点：①极大的比表面积；②挂膜性能好；③高度的生物亲和性；④成本较低。

本发明的机理为：

本发明采用旁路的曝气生物滤池处理系统与原位的水生植物处理系统与球状碳素纤维组合填料处理系统联合处理湖泊景观水体，集合了强化处理与生态修复于一体的处理技术，将两种技术有机组合在一起，利用了球状碳素纤维组合填料降低湖泊景观水体的悬浮物，从而可以减少曝气生物滤池的堵塞，提高曝气生物滤池的COD和氨氮的处理效率，使得湖泊景观水体污染物得到有效去除，湖体污染物去除后又可以利用球状碳素纤维组合填料提供的良好环境，提供适合湖体内微生物类生存的条件，重新建立稳定的生态系统，最终使得湖泊景观水体水质得到长期有效的保持。

本发明方法弥补了单一技术的不足，单独使用旁路处理系统湖泊生态系统脆弱水质不容易保持，单独使用生态修复技术处理能力受限制，两者结合既保证了处理效率，又建立的湖泊生态系统，实现有机结合使得水质得到保持。此项技术尤其适用于劣V类水体。

本发明相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果：

(1)高质量的水质。湖泊景观水体劣V类水经过本系统处理后可达到地表水IV标准，透明度大于50cm。

(2)运行维护简单。旁路处理系统曝气生物滤池抗冲击负荷能力强，耐低温，无污泥膨胀之虞，可以避免微生物流失，保持较高的微生物量。因此，日常运行管理简单，处理效果稳定。原位修复主要以植物为主，运行管理与湖泊周边景观植物可以相结合，操作维护简单。

(3)旁路处理系统可建成地埋式，也可与现有景观设计相结合，使得处理系统与周边环境相协调，有一定的景观效果。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

下列实施例中使用的物料均可购买得到。

实施例子1

某公园湖泊景观水体，占地面积为18000平方米，水体容量为20000m³，水质COD40mg/L，氨氮3.5mg/L，总磷0.09mg/L，透明度30cm。采用旁路强化处理技术与水体原位生态修复技术联合处理湖泊景观水体。BAF处于湖泊旁路，水生植物种植于湖泊水深为0～50cm处，球状碳素纤维组合填料(参见实用新型专利ZL201520888024.5)置于湖泊中水深超过80cm处，利用碳钢上下固定球状碳素纤维组合填料，放置于湖泊水体内，每束间距为100～300mm。BAF处理能力为10000t/d，停留时间为0.5小时，挺水植物种植面积为1000平方米，种植的品种主要有香蒲、菱白、芦苇、再力花，沉水植物种植面积为800平方米，种植的品种为苦草、伊乐藻。球状碳素纤维组合填料面积为3600平方米。经过48小时处理后，某公园湖泊景观水体水质COD 20mg/L，氨氮1.2mg/L，总磷0.05mg/L，透明度60cm。

实施例子2

某小区湖泊景观水体，占地面积为2000平方米，水体容量为1800m³，水质COD35mg/L，氨氮2.0mg/L，总磷0.1mg/L，透明度35cm。采用旁路强化处理技术与水体原位生态修复技术联合处理湖泊景观水体。BAF处于湖泊旁路，水生植物种植于湖泊水深为0～50cm处，球状碳素纤维组合填料(参见实用新型专利ZL201520888024.5)置于湖泊中水深超过80cm处，利用碳钢上下固定球状碳素纤维组合填料，放置于湖泊水体内，每束间距为100～300mm。BAF处理能力为100t/d，停留时间为1.0小时，挺水植物种植面积为200平方米，种植的品种主要有美人蕉、鸢尾、菖蒲，沉水植物种植面积为1200平方米，种植的品种为眼子菜，浮叶植物种植面积为400平方米，种植的品种为凤眼莲、浮萍。球状碳素纤维组合填料面积为100平方米。经过48小时处理后，某小区湖泊景观水体水质COD 18mg/L，氨氮1.1mg/L，总磷0.03mg/L，透明度60cm。

实施例子3

某公园湖泊景观水体，占地面积为50000平方米，水体容量为60000m³，水质COD46mg/L，氨氮4.0mg/L，总磷0.11mg/L，透明度25cm。采用旁路强化处理技术与水体原位生态修复技术联合处理湖泊景观水体。BAF处于湖泊旁路，水生植物种植于湖泊水深为0～50cm处，球状碳素纤维组合填料(参见实用新型专利ZL201520888024.5)置于湖泊中水深超过80cm处，利用碳钢上下固定球状碳素纤维组合填料，放置于湖泊水体内，每束间距为100～300mm。BAF处理能力为15000t/d，停留时间为2.0小时，挺水植物种植面积为2000平方米，种植的品种主要有芦苇、千屈菜、再力花，沉水植物种植面积为2000平方米，种植的品种为金鱼藻、苦草，浮叶植物种植面积为1000平方米，种植的品种为睡莲。球状碳素纤维组合填料面积为5000平方米。经过48小时处理后，某小区湖泊景观水体水质COD 20mg/L，氨氮1.4mg/L，总磷0.08mg/L，透明度50cm。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种湖泊景观水体的水质保持与生态修复方法，其特征在于利用旁路强化处理技术与水体原位生态修复技术联合处理湖泊景观水体，具体包括利用曝气生物滤池处理系统、水生植物处理系统和球状碳素纤维组合填料处理系统联合处理。

2.根据权利要求1所述的湖泊景观水体的水质保持与生态修复方法，其特征在于：所述方法具体为将湖泊景观水体通入旁路的曝气生物滤池处理系统进行处理，处理后的水进入湖泊，在湖泊内经原位的水生植物处理系统和球状碳素纤维组合填料处理系统处理，实现湖泊景观水体的水质保持与生态修复。

3.根据权利要求1所述的湖泊景观水体的水质保持与生态修复方法，其特征在于：所述曝气生物滤池处理系统处于湖泊景观水体的旁路；所述曝气生物滤池处理系统为曝气生物滤池工艺。

4.根据权利要求1所述的湖泊景观水体的水质保持与生态修复方法，其特征在于：所述曝气生物滤池处理系统的日处理能力为整个景观水体容量的0.05～0.5倍，停留时间为0.5～2小时；所述曝气生物滤池处理系统为地埋式、半地埋或地上。

5.根据权利要求1所述的湖泊景观水体的水质保持与生态修复方法，其特征在于：所述水生植物处理系统处于湖泊景观水体中且水深不超过50cm处；所述水生植物处理系统处理规模为整个景观水体面积的10～90％区域。

6.根据权利要求1所述的湖泊景观水体的水质保持与生态修复方法，其特征在于：所述水生植物处理系统处理指通过种植水生植物原位处理水体；所述水生植物处理系统种植挺水植物、沉水植物和浮叶植物中的至少一种。

7.根据权利要求6所述的湖泊景观水体的水质保持与生态修复方法，其特征在于：所述的挺水植物为香蒲、菱白、芦苇、水葱、美人蕉、鸢尾、菖蒲、芦苇、千屈菜和再力花中的至少一种；所述的沉水植物为金鱼藻、苦草、伊乐藻和眼子菜中的至少一种；所述的浮叶植物为凤眼莲、浮萍、睡莲中的至少一种。

8.根据权利要求6所述的湖泊景观水体的水质保持与生态修复方法，其特征在于：所述挺水植物种植水深为0～30cm；所述沉水植物种植水深为30～50cm；所述浮叶植物种植水深为20～40cm。

9.根据权利要求1所述的湖泊景观水体的水质保持与生态修复方法，其特征在于：所述球状碳素纤维组合填料处理系统处理处于湖泊景观水体中且水深超过80cm处；所述球状碳素纤维组合填料处理系统处理规模为整个景观水体面积的5～20％区域。

10.根据权利要求1所述的湖泊景观水体的水质保持与生态修复方法，其特征在于：所述球状碳素纤维组合填料处理系统通过利用碳钢上下固定塑料碳素纤维束，放置于湖泊水体内，每束间距为100～300mm。