CN1884118A - 一种用于封闭或半封闭景观水体的生态修复方法 - Google Patents

一种用于封闭或半封闭景观水体的生态修复方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种封闭或半封闭景观水体的生态修复方法，属于环境治理中控制水质恶化的技术范围。该技术方法包括：利用自然光合作用及水体中的菌藻系统将溶解性污染物合成为有机悬浮固形物；用潜水式推流器使水体形成涡流聚污状态，再用水泵将水体底层含高悬浮物的污水提升至一加盖遮光并具有布水功能的短程平流浅层沉淀水槽中通过自然沉降分离出污水中的有机悬浮物；分离出悬浮固形物的出水经平堰口以薄层水流经一斜坡面经自然曝气脱氮后流回原水体；沉淀水槽中被分离出的有机悬浮固形物定期清除；以此往复循环。本发明的封闭或半封闭景观水体的生态修复方法解决了景观水体管理中存在的管理成本高和水质维持难的难题，适合于城市和风景区景观水体的水质管理。

Description

一种用于封闭或半封闭景观水体的生态修复方法
技术领域
本发明涉及一种用于封闭或半封闭景观水体的生态修复方法，属于环境治理中控制水质恶化的技术范围。具体涉及一种封闭或半封闭的城市和风景区景观水体富营养化防止方法，适合于城市景观水体的水质管理。
背景技术
封闭或半封闭的城市和风景区的景观水体如湖泊、水库和河道往往是各种污水的汇，由于所处地势一般较低，水体流动性和自净能力差，是景观水体环境质量管理的难点。
针对污水和城市排水中普遍存在的氨氮、硝酸盐氮、磷及有机物等对封闭或半封闭的城市景观地表水环境的不利影响，现有的解决措施主要是采取周期性换水、或投加化学药剂、或生物修复、或底质疏浚等方法。周期性换水的主要缺点是必须有大量水源补充并需要为换水过程创造条件而造成投资高，运行管理成本高，对环境条件特别是对水源和地势条件的要求高。投加化学药剂的最大缺点是设备造价高，运行成本高。常规生物修复方法的主要缺点是分离和移出有机物质困难，管理成本高；如CN200310103050.4、CN200410044014.X、CN200510010789.XT和CN200510099758.6采用的生物修复方法。底质疏浚不但技术难度大管理成本高，而且造成环境污染。如CN03157374.4中是用管状微孔曝气装置向水体底层的泥水界面水层提供空气和投加过氧化氢或过氧化钙的方式来抑制水体内部污染物的释放，避免水体质量恶化；CN200410031173.6中是通过对水体以低强度大剂量紫外线辐照来抑制受污染水体溶解氧消耗速率和水质酸化。现有的水体修复方法还存在不能持久保持和稳定水环境质量的难题，在一定程度上影响了其应用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种用于封闭或半封闭景观水体的生态修复方法，该方法可以便捷地解决封闭或半封闭的城市和风景区景观水体管理中存在的水质管理成本高和水质维持难的难题，适合于城市和风景区景观水体富营养化防止和水质管理。
为了实现上述目的，本发明提供了一种用于封闭或半封闭景观水体的生态修复方法，该方法包括：
步骤1用潜水式推流器使水体形成涡流聚污状态，使有机悬浮固形物相对集中在水体底层最低处；
步骤2用水泵将水体底层最低处含高悬浮固形物的污水提升至一具有布水功能的加盖的浅层沉淀水槽中，通过自然沉降分离出污水中的有机悬浮固形物；
步骤3分离出悬浮固形物的出水薄层流经一斜坡面，通过自然脱氮曝气作用后自流回原水体；
步骤4沉淀水槽中的有机悬浮固形物定期清除；
步骤5以上述往复循环，形成水体的微流动、聚污排污与水体底层泥水界面的循环更新。
本发明的的实质在于环境补偿技术原理的运用和对受损水生态系统结构的完善和功能的强化。具体特点为：利用自然光合作用将水体中的溶解性氮、磷和有机物等植物营养物质合成有机体；利用水体天然菌藻系统氧化原理形成活性污泥；利用水体中有机悬浮固形物的水力学性质聚污和选择性吸污；利用藻类的趋光性和浅层沉淀原理来分离水体底层污水中的有机悬浮固形物；利用太阳辐射引发的光化学、光物理作用对斜面上形成的重力片流产生自然曝气和脱氮作用；利用水体的垂直微流动将上层水中的溶解氧传送到水体底层的泥水界面，直接改善了水体底部的环境质量，控制了水体底部污染物释放；采用定期排除沉淀槽中活性污泥的方式维持了水体化学污染物质输入输出的平衡，避免水体质量恶化，提高水环境质量。
本发明由于技术简单和直接，易于操作和管理，资金投入少运行成本低廉，因而是切实可行的景观水体富营养化防止的高效低耗技术，可用于封闭或半封闭的城市和风景区的景观水体如湖泊、水库和河道水体的环境修复和生态管理，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1是本发明封闭或半封闭景观水体的生态修复系统示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
参见图1，本发明的封闭或半封闭景观水体的生态修复方法包括水力涡流聚污-水力选择性吸污-浅层沉淀固液分离-斜面薄水层自然曝气脱氮阶段。本发明的具体步骤如下：
(1)水力涡流聚污
在水体1适当位置安置水下推流器2，推流器2可使水体形成涡流聚污状态，使有机悬浮固形物相对集中在水体底层最低处。该环节的优化控制指标因水体大小形状而异，以能产生直观可察的水平环流为宜。实施例中一个水深1.8米、水面10000平方米余的封闭水体，水下推流器功率合计为2.2千瓦。
(2)水力选择性吸污
用穿孔吸污管3、水泵4和输水管组成的吸污系统将水体底层最低处含高悬浮固形物的污水提升至一具有布水功能的加盖的浅层沉淀水槽6中。该环节的优化控制指标为浅层沉淀水槽的长度控制。水力吸污可以根据水体污染程度间歇式运行。实施例中一个水深1.8米、水面10000平方米余的封闭水体，吸污泵的功率为2.0千瓦，吸污流量为100m3/h。
(3)浅层沉淀固液分离
采用自然沉降法分离出污水中的有机悬浮固形物。通过多孔管布水装置5使污水在浅层沉淀水槽6中长向分布，在此进行短距固液分离，去除悬浮有机物。该环节的优化控制指标为：浅层水的深度为0.4～0.6米，停留时间为15～30分钟，出水速度为0.7～1.5m3/m.h。去除悬浮物的污水以薄水层溢出标准水平堰口断面7。浅层沉淀水槽6上要遮光，以利于水中的藻类物质沉淀。
(4)斜面薄水层自然曝气脱氮
分离出悬浮固形物的出水以薄水层溢出标准水平堰口断面7，流经一斜坡面8，利用太阳辐射引发的光化学、光物理作用对斜面8上形成的重力片流产生自然曝气和脱氮作用，流水通过自然脱氮曝气净化作用后自流回原水体。该环节的优化控制指标为：斜面的坡度为45～60度，长度大于2米，水层厚度小于0.5厘米。
(5)沉淀水槽中有机悬浮固形物清除与处置
在系统连续运行每5～7天后，暂停1天，以便采用污泥自然浓缩干化法分离沉淀槽中上层清液和清除污泥。污泥可作为城市绿化用肥利用。
本发明利用自然力并辅以人力，通过上述往复循环。以光合作用集污与产氧、水体微流动输氧、聚污、排污与水体底层泥水界面的循环更新，在建立水体正常的输入输出关系的同时，改变了水体底层的厌氧环境条件，抑制了厌氧微生物及厌氧生化过程，避免了水体环境质量的恶化，满足景观水体的环境管理要求。
实施例
在某水深1.8米、水面10000平方米余的封闭水体实施了本发明。按图1所示进行，在沉淀水槽中停留时间为20分钟、出水速度为1.5m3/m.h，斜面坡度为50度、长度1.5米、水层厚度小于0.5厘米条件下，该方法可使化学需氧量(COD)，悬浮物(SS)、总磷(TP)、氨氮(NH3-N)的去除率分别达到35％、68％、65％和85％以上，水体底层泥水界面的溶解氧(DO)稳定在2.0mg/l以上。水体不再产生水华和臭味等对周围环境造成影响的问题。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (9)

1、一种用于封闭或半封闭景观水体的生态修复方法，其步骤为：
(1)用潜水式推流器使水体形成涡流聚污状态，使有机悬浮固形物相对集中在水体底层最低处；
(2)用水泵将水体底层最低处含高悬浮固形物的污水提升至一加盖的具有布水功能的短程平流浅层沉淀水槽中，通过自然沉降分离出污水中的有机悬浮固形物；
(3)分离出悬浮固形物的出水经平堰口整流后以薄层流经一斜坡面，通过自然脱氮曝气作用后自流回原水体；
(4)沉淀水槽中被分离出的有机悬浮固形物定期清除；
(5)以上述往复循环，形成水体的微流动、聚污、排污与循环更新。
2、根据权利要求1所述的水体修复方法，其特征在于：步骤(1)中，水下推流器使水体形成能聚污的涡流微流动状态。
3、根据权利要求1所述的水体修复方法，其特征在于：步骤(2)中，所述的浅层沉淀水槽具有在整个过水断面均匀布水的整流功能。
4、根据权利要求1所述的水体修复方法，其特征在于：步骤(2)中，所述的浅层沉淀水槽上方加有一遮光顶盖。
5、根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于：步骤(2)中，分离污水中悬浮物是采用短程平流浅层沉淀方法；其中所述的浅层沉淀方法中，浅层水的深度为0.4～0.6米，槽内水面宽度1.5～2.0米，停留时间为15～30分钟，出水速度为0.7～1.5m3/m.h。
6、根据权利要求1所述的水体修复方法，其特征在于：步骤(3)中，所述的分离出悬浮固形物后的出水经整流堰口以薄水层流过一斜坡面。
7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于：步骤(3)中，采用的斜面的坡度为45～60度，长度大于2米，水层厚度小于0.5厘米。
8、根据权利要求1所述的水体修复方法，其特征在于：步骤(4)中，所述的沉淀水槽中的从污水中分离出的有机悬浮物要定期清除。
9、根据权利要求1所述的水体修复方法，其特征在于：步骤(5)中，所述的水体的微流动、聚污、排污与循环更新，持续改善了景观水体的污染物质输入输出平衡关系和水体底层泥水界面的环境条件。
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