CN106242169A - 利用污染河流水体作为补充水的良性景观水体系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用污染河流水体作为补充水的良性景观水体系统，包括相连通的污染河流、污水处理单元、表面流人工湿地及景观水体，所述的污染河流先后经过污水处理单元与表面流人工湿地处理后作为补充水进入景观水体，所述的景观水体通过回流管道将部分水体回流至表面流人工湿地。与现有技术相比，本发明通过将城市河流污染水体经过投药混合、絮凝、沉淀措施处理后，作为补充水流入表面流人工湿地中，经过深度净化后进入景观水体中，在景观水体的末端，设置内循环管道，将部分景观水体提升回流至表面流人工湿地中循环净化，通过“体外补水净化+体内循环处理”的模式保持景观水体的水质和水量。

Description

利用污染河流水体作为补充水的良性景观水体系统
技术领域
本发明属于环境工程河流处理技术领域，尤其是涉及一种利用污染河流水体作为补充水的良性景观水体系统。
背景技术
我国地表水体水质的大致特征是：干流水质好于支流，水库好于湖泊，湖泊好于河流，山区水体好于平原河网。以长江三角洲地区为例，长三角是我国最发达的经济核心区之一，其面积仅占全国的1％，人口占全国的6％，国内生产总值却占全国的16％，因此在我国的国民经济中占有举足轻重的地位。长三角区域内水网稠密，湖泊众多，降水充沛，淡水资源非常丰富。但是，近十年来，随着该地区经济的高速发展，区内地表水环境迅速趋于恶化，在全区范围内已普遍出现了质量型缺水现象，严重制约了地区经济的可持续发展，重污染水体引起的恶臭污染同时也对沿河居住人口的身体健康和生活舒适度造成了很大的负面影响。我国河流地表水环境污染的现状为：河网干流水质基本良好，中小河流污染突出；城市河流污染严重，浊度高，水体透明度低，严重者出现黑臭现象，这种环境状况亟待解决。
同时，十八大以来中央明确提出了加强生态文明的建设进程，水环境改善也是生态文明建设的一部分内容。目前，在新城区建设、产业园区建设乃至绿色小区建设过程中，景观水环境构建往往是其中不可或缺的组成部分。如何构建高效、可持续的景观水环境系统具有重要的现实意义。当前，景观水体的维护办法往往是采用自来水作为补充水，在景观水体水质变差时，多数是采用换水的方式来加以维持，这种运营方式不但费用高，且容易造成污染转移，不具有可持续性。因此，如何在新形势下，科学地利用污染河流水资源作为景观水体补充水，并构建形式简易、成本低廉的景观水环境系统，是对社会主义生态文明建设的有益尝试和实践。
发明内容
本发明的目的在于针对现有景观水体构建及运行方式的不足，提供一种利用污染河流水体作为补充水的良性景观水体系统。
本发明通过将城市河流污染水体经过投药混合、絮凝、沉淀措施处理后，作为补充水(补充由于蒸发、渗漏或浇灌等原因而损失的水量)流入表面流人工湿地系统中，经过深度净化后进入景观水体中。在景观水体的末端，设置内循环管道，将部分景观水体提升回流至表面流人工湿地中循环净化，通过“体外补水净化+体内循环处理”的模式保持景观水体的水质和水量。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种利用污染河流水体作为补充水的良性景观水体系统，包括相连通的污染河流、污水处理单元、表面流人工湿地及景观水体，所述的污染河流先后经过污水处理单元与表面流人工湿地处理后作为补充水进入景观水体，所述的景观水体通过回流管道将部分水体回流至表面流人工湿地。
所述的污水处理单元包括顺序设置的静态混合器、折板絮凝池及斜管沉淀池，所述的污染河流经过原水管道与折板絮凝池相连，所述的折板絮凝池与斜管沉淀池的底部连通，所述的静态混合器设置在原水管道上，且在静态混合器上设有PAC投加管道。
所述的原水管道上设有用于污染河流中污水提升的提升泵。
所述的斜管沉淀池上方为出水槽，该出水槽通过沉淀池出水管与表面流人工湿地连通。
所述的表面流人工湿地的前端设有进水渠，所述的沉淀池出水管连接在出水槽与进水渠之间。
所述的景观水体通过回流管道将部分水体回流至表面流人工湿地前端的进水渠内。
所述的表面流人工湿地与景观水体之间通过人工湿地出水管相连通。
所述的回流管道上设有用于回流景观水体内部分水体的回流水泵。
所述的表面流人工湿地中种植芦苇、菖蒲、睡莲、黑藻、金鱼藻等挺水、浮叶和沉水植物，水生植物面积覆盖率为30％以上。
景观水体回流至表面流人工湿地的回流水量为景观水体总容量的1/40～1/20，优选为1/30。
使用本系统的具体过程为：
污染河水被水泵提升通过进水管进入静态混合器，另外PAC絮凝药液也通过PAC投加管道被投加至静态混合器首端，絮凝剂和污染河水在静态混合器中进行完全混合后进入折板絮凝池中，在往复流动过程中发生絮凝反应，经过20分钟反应后，污染河水中的悬浮物和胶体物质形成比重较大的絮体，然后进入沉淀池中进行泥水分离，澄清水外排进入表面流人工湿地中。在絮凝沉淀中，污染河水中的颗粒态有机物、悬浮物、胶体、磷酸盐类污染物均被有效去除，沉淀出水澄清透明，进入到表面流人工湿地中，通过水生植物修复，可以进一步深度去除溶解性有机物、氮磷类污染物质，为景观水体提供了良好的补充水。
本发明中表面流人工湿地同时作为景观水系统组成成分和净化单元，通过将污染河流水体提升后经过投药混合、絮凝、沉淀处理后，去除水体的悬浮物和磷酸盐，提高出水透明度，处理后水体作为景观水系统的补充水，从而节省自来水用量。补充水先进入景观水系统中的表面流人工湿地单元，去除部分有机物和氮磷类营养盐，实现对补充水的深度净化，再进入景观水系统中；此外，在景观水系统的末端设置提升泵，每天将一定的景观水(约为景观水系统总容量的1/30)提升至表面流人工湿地系统的进口，既可以对景观水体起到水质保持作用，又可以通过景观水体形成一定的流动从而提高景观水体自身的净化能力，从而使景观水体水质维持在一个很好的水平。
与现有技术相比，本发明通过将城市河流污染水体经过投药混合、絮凝、沉淀措施处理后，作为补充水流入表面流人工湿地中，经过深度净化后进入景观水体中，在景观水体的末端，设置内循环管道，将部分景观水体提升回流至表面流人工湿地中循环净化，通过“体外补水净化+体内循环处理”的模式保持景观水体的水质和水量。
附图说明
图1为利用污染河流水体作为补充水的良性景观水体系统结构示意图；
图中标号：1为污染河流、2为提升泵、3为原水管道、4为静态混合器、5为PAC投加管道、6为折板絮凝池、7为斜管沉淀池、8为出水槽、9为沉淀池出水管、10为进水渠、11为表面流人工湿地、12为人工湿地出水管、13为景观水体、14为回流水泵、15为回流管道；图中箭头所示为水流方向。
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
一种利用污染河流水体作为补充水的良性景观水体系统，如图1所示，包括相连通的污染河流1、污水处理单元、表面流人工湿地11及景观水体13，污染河流1先后经过污水处理单元与表面流人工湿地11处理后作为补充水进入景观水体13，景观水体13通过回流管道15将部分水体回流至表面流人工湿地11。
其中，污水处理单元包括顺序设置的静态混合器4、折板絮凝池6及斜管沉淀池7，污染河流1经过原水管道3与折板絮凝池6相连，折板絮凝池6与斜管沉淀池7的底部连通，静态混合器4设置在原水管道3上，且在静态混合器4上设有PAC投加管道5。原水管道3上设有用于污染河流1中污水提升的提升泵2。斜管沉淀池7上方为出水槽8，该出水槽8通过沉淀池出水管9与表面流人工湿地11连通。表面流人工湿地11的前端设有进水渠11，沉淀池出水管9连接在出水槽8与进水渠11之间。景观水体13通过回流管道15将部分水体回流至表面流人工湿地11前端的进水渠11内。表面流人工湿地11与景观水体13之间通过人工湿地出水管12相连通。回流管道15上设有用于回流景观水体13内部分水体的回流水泵14。表面流人工湿地11中种植芦苇、菖蒲、睡莲、黑藻、金鱼藻等挺水、浮叶和沉水植物，水生植物面积覆盖率为30％以上。景观水体13回流至表面流人工湿地11的回流水量为景观水体13总容量的1/40～1/20，优选为1/30。
使用本系统的具体过程为：
污染河水被水泵提升通过进水管进入静态混合器，另外PAC絮凝药液也通过PAC投加管道被投加至静态混合器首端，絮凝剂和污染河水在静态混合器中进行完全混合后进入折板絮凝池中，在往复流动过程中发生絮凝反应，经过20分钟反应后，污染河水中的悬浮物和胶体物质形成比重较大的絮体，然后进入沉淀池中进行泥水分离，澄清水外排进入表面流人工湿地中。在絮凝沉淀中，污染河水中的颗粒态有机物、悬浮物、胶体、磷酸盐类污染物均被有效去除，沉淀出水澄清透明，进入到表面流人工湿地中，通过水生植物修复，可以进一步深度去除溶解性有机物、氮磷类污染物质，为景观水体提供了良好的补充水。
以下为本发明的一个具体应用实施例。
实验地点为某景观水体，面积约为20000m2，平均水深为1.8m，水容量约3.6万m3，每天由于蒸发、渗漏或者利用等方式损失的水量约400m3。为维持景观水体的水质和景观效应，以临近的城市河流水体作为补给水，每天补水量为400m3，采用混合、絮凝、沉淀的方式对补充水进行处理，处理后水体进入表面流人工湿地进行深度净化后流入景观水体。同时，在景观水体的另外一端，设置回流水管道，每天回流水量为1200m3，进入表面流人工湿地进行处理，因此人工湿地每天处理总水量为1600m3。河流水体的水质为：COD含量24～46mg/L；氨氮含量2.6～5.4mg/L；总磷含量0.45～0.76mg/L；SS含量60～110mg/L；透明度0.3～0.5m。
采用DN100的PVC管道输送补充水，在管道上安装静态混合器，将DN10的PVC管道输送的PAC药液与原水进行混合，混合完全后进入折板絮凝池，絮凝池尺寸为：LxBxH＝8x2x4m，水力停留时间为20min；斜管沉淀池尺寸为：LxBxH＝6x4x4m，表面负荷为4m3/(m2.h)；表面流人工湿地尺寸为：LxBxH＝80x80x0.8m，表面负荷为0.25m3/(m2.d)，湿地系统中种植芦苇、菖蒲、睡莲、黑藻、金鱼藻等挺水、浮叶和沉水植物，总的面积覆盖率为30％；回流水管道采用DN150的PVC管道。
综合系统建成稳定半年后，监测人工湿地出水端水质，COD含量15～22mg/L；氨氮含量0.8～1.4mg/L；总磷含量0.08～0.22mg/L；SS含量6～22mg/L；透明度1.2～2.1m。景观水体中透明度稳定维持在1.1～1.6m，处理系统的建设对于景观水良性生态系统的构建起到了良好的作用。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种利用污染河流水体作为补充水的良性景观水体系统，其特征在于，包括相连通的污染河流(1)、污水处理单元、表面流人工湿地(11)及景观水体(13)，所述的污染河流(1)先后经过污水处理单元与表面流人工湿地(11)处理后作为补充水进入景观水体(13)，所述的景观水体(13)通过回流管道(15)将部分水体回流至表面流人工湿地(11)。
2.根据权利要求1所述的一种利用污染河流水体作为补充水的良性景观水体系统，其特征在于，所述的污水处理单元包括顺序设置的静态混合器(4)、折板絮凝池(6)及斜管沉淀池(7)，所述的污染河流(1)经过原水管道(3)与折板絮凝池(6)相连，所述的折板絮凝池(6)与斜管沉淀池(7)的底部连通，所述的静态混合器(4)设置在原水管道(3)上，且在静态混合器(4)上设有PAC投加管道(5)。
3.根据权利要求2所述的一种利用污染河流水体作为补充水的良性景观水体系统，其特征在于，所述的原水管道(3)上设有用于污染河流(1)中污水提升的提升泵(2)。
4.根据权利要求2所述的一种利用污染河流水体作为补充水的良性景观水体系统，其特征在于，所述的斜管沉淀池(7)上方为出水槽(8)，该出水槽(8)通过沉淀池出水管(9)与表面流人工湿地(11)连通。
5.根据权利要求4所述的一种利用污染河流水体作为补充水的良性景观水体系统，其特征在于，所述的表面流人工湿地(11)的前端设有进水渠(11)，所述的沉淀池出水管(9)连接在出水槽(8)与进水渠(11)之间。
6.根据权利要求5所述的一种利用污染河流水体作为补充水的良性景观水体系统，其特征在于，所述的景观水体(13)通过回流管道(15)将部分水体回流至表面流人工湿地(11)前端的进水渠(11)内。
7.根据权利要求1所述的一种利用污染河流水体作为补充水的良性景观水体系统，其特征在于，所述的表面流人工湿地(11)与景观水体(13)之间通过人工湿地出水管(12)相连通。
8.根据权利要求1所述的一种利用污染河流水体作为补充水的良性景观水体系统，其特征在于，所述的回流管道(15)上设有用于回流景观水体(13)内部分水体的回流水泵(14)。
9.根据权利要求1所述的一种利用污染河流水体作为补充水的良性景观水体系统，其特征在于，所述的表面流人工湿地(11)中种植挺水、浮叶和沉水植物，水生植物面积覆盖率为30％以上。
10.根据权利要求1所述的一种利用污染河流水体作为补充水的良性景观水体系统，其特征在于，景观水体(13)回流至表面流人工湿地(11)的回流水量为景观水体(13)总容量的1/40～1/20。
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