CN213112962U - 一种农村湖库型饮用水水源前置污染净化设施 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种农村湖库型饮用水水源前置污染净化设施，包括依次相连通的流水生态处理子设施、生态处理子设施和生态净化子设施。本申请提供的农村湖库型饮用水水源前置污染净化设施中，通过流水生态处理子设施、生态处理子设施和生态净化子设施利用水体微生物净化技术、水生动物净化技术、水生植物净化技术处理农田尾水或地表径流，达到拦截、沉淀、生物降解农田尾水/农田径流水中的有机污染物、农药残留、氮、磷的目的，以形成对湖泊或水库饮用水水源的保护，处理后的水能够达到地表水环境质量标准中的Ⅲ类水的标准。

Description

一种农村湖库型饮用水水源前置污染净化设施

技术领域

本实用新型涉及饮用水水源技术领域，尤其涉及一种农村湖库型饮用水水源前置污染净化设施。

背景技术

饮用水的安全对人的生命和健康至关重要，是人民群众最关心、最直接、最现实的问题。当前，农村面源污染日益严重，生活污水、工业废水大量排放，这都直接威胁村镇饮用水水源的安全。

目前，除了地下水，村镇饮用水的水源主要包括江河水、湖泊水、水库水、塘堰水、水窖水等，其具有含矿物质少、硬度低、受污染威胁大的特点，同时，有机物污染、无机物污染、浑浊度和微生物的含量高，不易进行卫生防护。另外，湖泊、水库和塘坝中水资源的污染来自于农田尾水、农田地表径流水、林区地表径流水、大气降水、湖面养殖业排水以及村镇生活污水等。

对于村镇饮用水的安全防护，通常以划分水源防护区、设置水源保护区标志等环境保护措施为主，具有被动性，无法主动防护湖泊、水库等水资源的安全。

实用新型内容

本实用新型提供一种农村湖库型饮用水水源前置污染净化设施，以解决无法主动防护湖泊、水库等水资源的安全的问题。

本实用新型提供一种农村湖库型饮用水水源前置污染净化设施，包括依次相连通的流水生态处理子设施、生态处理子设施和生态净化子设施；所述流水生态处理子设施连通农田，所述生态净化子设施连通湖泊，其中，

所述流水生态处理子设施包括流水生态池、设置在所述流水生态池池底的生物膜构造层以及设置在所述流水生态池内部的碳纤维人工水草和栅网；沿水流方向，所述碳纤维人工水草和所述栅网依次间隔设置；所述流水生态池顶部两岸种植流水生态植物。

优选地，所述生态处理子设施包括依次相连通的河床净化装置、生态砾石过滤装置以及微过滤装置，其中，所述河床净化装置连通所述流水生态处理子设施，所述微过滤装置连通所述生态净化子设施。

优选地，所述河床净化装置包括浅层生态河床，所述浅层生态河床内部由下往上依次设有河床承托层、河床填料层以及河床土壤层，所述河床土壤层上种植湿地植物；所述河床填料层连通所述微过滤装置，所述河床承托层连通所述生态砾石过滤装置。

优选地，所述生态砾石过滤装置包括生态过滤床以及所述生态过滤床内部由下往上依次设置的集水层、砾石床垫层、砾石层以及砾石床土壤层，所述砾石床土壤层上种植绿色草皮。

优选地，所述微过滤装置包括过滤床以及填充在所述过滤床内部的微过滤填充料；所述过滤床的两侧上部分别设有过滤床进水管和过滤床出水管，所述过滤床出水管低于所述过滤床进水管。

优选地，所述生态净化子设施包括净化塘以及均设置在所述净化塘塘壁上的净化塘进水管和净化塘出水管，所述净化塘出水管内设有水位控制阀；

所述净化塘进水管连通所述生态处理子设施，所述净化塘出水管连通所述湖泊；

所述净化塘底部设有塘底生物膜构造层，所述塘底生物膜构造层种植沉水植物；

所述净化塘内部设有多个净化塘导流墙，多个所述净化塘导流墙之间设有人工浮岛；

所述净化塘的内部坡边种植坡边挺水植物，所述净化塘的塘堤平面种植陆生植物。

本实用新型的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本实用新型提供一种农村湖库型饮用水水源前置污染净化设施，包括依次相连通的流水生态处理子设施、生态处理子设施和生态净化子设施；所述流水生态处理子设施连通农田，所述生态净化子设施连通湖泊，其中，所述流水生态处理子设施包括流水生态池、设置在所述流水生态池池底的生物膜构造层以及设置在所述流水生态池内部的碳纤维人工水草和栅网；沿水流方向，所述碳纤维人工水草和所述栅网依次间隔设置；所述流水生态池顶部两岸种植流水生态植物。本申请提供的农村湖库型饮用水水源前置污染净化设施中，通过流水生态处理子设施、生态处理子设施和生态净化子设施利用水体微生物净化技术、水生动物净化技术、水生植物净化技术处理农田尾水或地表径流，达到拦截、沉淀、生物降解农田尾水/农田径流水中的有机污染物、农药残留、氮、磷的目的，以形成对湖泊或水库饮用水水源的保护，处理后的水能够达到地表水环境质量标准中的（GB3838-2002）Ⅲ类水的标准。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本实用新型。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的农村湖库型饮用水水源前置污染净化设施的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的流水生态处理子设施的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的生态处理子设施的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的生态净化子设施的结构示意图；

符号表示：

1-流水生态处理子设施，2-生态处理子设施，3-生态净化子设施，4-农田，5-湖泊；

101-流水生态池，102-生物膜构造层，103-碳纤维人工水草，104-流水生态植物，105-流水出水管，106-栅网；

201-河床净化装置，202-生态砾石过滤装置，203-微过滤装置；

2011-浅层生态河床，2012-河床承托层，2013-河床填料层，2014-河床土壤层，2015-植湿地植物，2016-生态河床进水管，2017-生态河床出水管；

2021-生态过滤床，2022-集水层，2023-砾石床垫层，2024-砾石层，2025-砾石床土壤层，2026-绿色草皮；

2031-过滤床，2032-微过滤填充料，2033-过滤床进水管，2034-过滤床出水管；

301-净化塘，302-净化塘进水管，303-净化塘出水管，304-水位控制阀，305-塘底生物膜构造层，306-沉水植物，307-净化塘导流墙，308-人工浮岛，309-坡边挺水植物，310-陆生植物。

具体实施方式

请参考附图1，附图1示出了本申请实施例提供的农村湖库型饮用水水源前置污染净化设施的整体结构示意图。由附图1可见，本申请实施例提供的农村湖库型饮用水水源前置污染净化设施包括依次相连通的流水生态处理子设施1、生态处理子设施2和生态净化子设施3。其中，流水生态处理子设施1连通农田4，生态净化子设施3连通湖泊5。在本申请实施例中，农田尾水或地表径流依次通过流水生态处理子设施1、生态处理子设施2和生态净化子设施3的收集、拦截、降沉、过滤、生物降解等物理、化学以及生物过程，在一定的水力停留时间后排入湖泊或水库，以满足村镇饮用水水源标准水质的要求。下述结合附图对本申请实施例中的流水生态处理子设施1等子设施进行详细描述。

请参考附图2，附图2示出了本申请实施例提供的流水生态处理子设施1的结构示意图。由附图2可见，本申请实施例提供的流水生态处理子设施1包括流水生态池101、设置在流水生态池101池底的生物膜构造层102以及设置在流水生态池101内部的碳纤维人工水草103和栅网106；流水生态池101顶部两岸种植流水生态植物104。具体的，流水生态池101可以利用原有的溪沟改建或兴建，只要能够收集农田尾水或地表径流即可。农田4排放的农田尾水中会存在大量的秸秆、杂草等体积较大的杂物，本申请实施例中的碳纤维人工水草103和栅网106的设置能够阻隔体积较大的杂物，达到初步过滤的作用。碳纤维人工水草103和栅网106按照水流方向的间隔设置，这样在栅网106阻隔体积较大的杂物前，碳纤维人工水草103能够减缓体积较大的杂物的流速，使得操作工人能够及时滤除阻隔在栅网106的杂物，不会产生堵塞的现象。

另外，本申请实施例中的生物膜构造层102、碳纤维人工水草103和流水生态植物104能够形成生物链，该生物链能够吸附、水解农田尾水或地表径流中的污染物，促进微生物的生长；还能够对油类、有机污染物、氮、磷、细菌、残留农药、盐类、重金属离子起到净化作用。另外，流水生态处理子设施1还能够起到调节水量和均和水质的作用。流水生态池101的出水口处设有流水出水管105，该流水出水管105连通生态处理子设施2，由此，流水生态处理子设施1处理后的农田尾水或地表径流排入生态处理子设施2进行进一步处理。

较为优选地，生物膜构造层102为粒径0.8-1.5mm的石英砂铺设而成，其铺设厚度为300mm。栅网106的网格直径为2-5cm。碳纤维人工水草103的种植密度为8-10株/m²；流水生态植物104为小叶黄杨，其种植密度为60株/m²。

请参考附图3，附图3示出了本申请实施例提供的生态处理子设施2的结构示意图。由附图3可见，本申请实施例提供的生态处理子设施2包括依次相连通的河床净化装置201、生态砾石过滤装置202以及微过滤装置203，其中，河床净化装置201连通流水生态处理子设施1，微过滤装置203连通生态净化子设施3。

具体的，河床净化装置201包括浅层生态河床2011，该浅层生态河床2011的两侧分别设有生态河床进水管2016和生态河床出水管2017，且生态河床进水管2016位于河床填料层2013的顶部，生态河床出水管2017位于河床承托层2012处。该生态河床进水管2016连通流水生态池101，生态河床出水管2017连通生态砾石过滤装置202。由此，流水生态处理子设施1处理后的水流通过生态河床进水管2016流入河床净化装置201中，河床净化装置201处理后的水流通过生态河床出水管2017流入生态砾石过滤装置202中。

浅层生态河床2011的内部由下往上依次设有河床承托层2012、河床填料层2013以及河床土壤层2014，且河床土壤层2014上种植湿地植物2015。由于水流从位置较高的河床填料层2013流入浅层生态河床2011中，因而水流能够与河床填料层2013的充分接触，且在充分接触过程中充分降解污染物。由于浅层生态河床2011没有自由水面，因而河床土壤层2014上种植湿地植物2015，即种植水芹菜。均匀配水后的农田尾水或地表径流经过河床承托层2012、河床填料层2013以及河床土壤层2014再次均匀布水处理，进而将处理后的农田尾水或地表径流排入生态砾石过滤装置202中。

较为优选地，河床承托层2012采用粒径为8-16mm的石英砂铺设而成，其铺设厚度为100mm。河床填料层2013采用粒径为32-64mm的煤渣铺设而成，其铺设厚度为600mm。河床土壤层2014选用当地土壤，其铺设厚度为250mm。湿地植物2015选用水芹菜。

生态砾石过滤装置202包括生态过滤床2021，该生态过滤床2021内部由下往上依次设有集水层2022、砾石床垫层2023、砾石层2024以及砾石床土壤层2025，且砾石床土壤层2025上种植绿色草皮2026。生态过滤床2021的底部与砾石床垫层2023之间留有空间，该空间形成集水层2022。本申请实施例中的集水层2022用于收集河床净化装置201处理后的水流。集水层2022上面铺设砾石床垫层2023，该砾石床垫层2023采用粒径为2-4mm的石英砂铺设而成，铺设厚度为150mm。砾石床垫层2023上面铺设砾石层2024，该砾石层2024采用粒径为32-64mm的天然砾石铺设而成，铺设厚度为1300mm。砾石层2024上面铺设砾石床土壤层2025，该砾石床土壤层2025选用当地壤土，其上种植绿色草皮2026。

水流依次经过集水层2022、砾石床垫层2023、砾石层2024以及砾石床土壤层2025的过程中，水流经过了接触沉淀、吸附过滤、氧化分解作用，即砾石层2024中的微单元沉淀区的沉淀作用以及物化吸附作用将水中的固体微粒、胶体污染物及溶解性的污染物迅速有效分离，进而再由生态过滤床2021中的厌氧、兼氧微生物以及微小动物等组成的生态体系将有机物氧化分解成为简单的含C、N、P等的无机物，最后通过砾石床土壤层2025的生物膜、土壤上种植的植物体系吸收、利用。

微过滤装置203包括过滤床2031以及填充在过滤床2031内部的微过滤填充料2032。过滤床2031的两侧上部分别设有过滤床进水管2033和过滤床出水管2034，且过滤床出水管2034低于过滤床进水管2033。过滤床进水管2033用于与生态砾石过滤装置202连通，具体是与砾石床土壤层2025相连通。由此，生态砾石过滤装置202处理后的水流从微过滤装置203的上端进入过滤床2031中。微过滤装置203处理后的水流通过过滤床出水管2034排入至生态净化子设施3中。在本申请实施例中，微过滤填充料2032由质量比为1:1:1的活性炭、沸石和活性氧化铝组成，混合后形成的微过滤填充料2032的平均粒径为8-16mm。活性炭、沸石和活性氧化铝均有吸附作用，其能够吸收水中的小分子物质，达到微净化、微过滤的作用。

请参考附图4，附图4示出了本申请实施例提供的生态净化子设施3的结构示意图。由附图4可见，本申请实施例提供的生态净化子设施3包括净化塘301以及均设置在净化塘301塘壁上的净化塘进水管302和净化塘出水管303。净化塘进水管302连通微过滤装置203中的过滤床出水管2034，以便于微过滤装置203处理后的农田尾水或地表径进入净化塘301中。净化塘出水管303连通湖泊5，生态净化子设施3处理后的处理水通过净化塘出水管303排入湖泊5中。净化塘出水管303内设有水位控制阀304，通过水位控制阀304可以控制处理水从生态净化子设施3进入湖泊5的水量。

本申请实施例提供的净化塘301为兼性净化塘，水表层为好氧层、水中层为兼氧层、水底层为厌氧层。基于此，净化塘301底部设有塘底生物膜构造层305，且塘底生物膜构造层305上种植沉水植物306。塘底生物膜构造层305能够吸附、过滤污水中的有机物，使其被水中的微生物分解进一步被水生植物吸收。较为优选地，本申请实施例中的塘底生物膜构造层305选用粒径为0.95-1.35mm的石英砂铺设而成，其铺设厚度为200mm。

净化塘301内部设有多个净化塘导流墙307，多个净化塘导流墙307之间设有人工浮岛308，且人工浮岛308上种植香根草。净化塘导流墙307的设立能够使净化塘301内的水体混合均匀，以起到良好的水力搅拌和推动作用，提高水体的活性。人工浮岛308在水面交错式排布，且单个人工浮岛308的面积为8m²。净化塘301的坡率为1:0.6，净化塘301的内部坡边种植坡边挺水植物309，且净化塘301的塘堤平面种植陆生植物310。较为优选地，沉水植物306选用绿狐尾藻，坡边挺水植物309选用香蒲，陆生植物310选用夹竹桃树。人工浮岛308和坡边挺水植物309能够利用水生植物的根部及茎部使水中的有机物、氮、磷发生沉淀、吸附，最终被水生植物吸收，同时，也利用水生植物的根茎周围所产生的生物膜以及底泥界面处所产生的有机物沉淀、过滤、吸附、分解；氮、磷的吸附、硝化、脱氮。坡边挺水植物309和陆生植物310额的种植还能够拦截径流水中的农药残留、氮、磷，对塘内水质进行保护。另外，净化塘301的内部投放一定数量的河蚌、螺蛳及鱼类，使之形成“菌→藻→浮游生物→鱼类”的食物链，进而利用食物链关系有效回收和利用资源，净化水质。达到地表水环境质量标准中的（GB3838-2002）Ⅲ类水的标准后的处理水由净化塘出水管303排入湖泊5或水库等饮用水水源地中。

本申请实施例提供的农村湖库型饮用水水源前置污染净化设施中，通过流水生态处理子设施1、生态处理子设施2和生态净化子设施3利用水体微生物净化技术、水生动物净化技术、水生植物净化技术处理农田尾水或地表径流，达到拦截、沉淀、生物降解农田尾水/农田径流水中的有机污染物、农药残留、氮、磷的目的，以形成对湖泊或水库饮用水水源的保护，处理后的水能够达到地表水环境质量标准中的（GB3838-2002）Ⅲ类水的标准。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里实用新型的公开后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (6)

1.一种农村湖库型饮用水水源前置污染净化设施，其特征在于，包括依次相连通的流水生态处理子设施（1）、生态处理子设施（2）和生态净化子设施（3）；所述流水生态处理子设施（1）连通农田（4），所述生态净化子设施（3）连通湖泊（5），其中，

所述流水生态处理子设施（1）包括流水生态池（101）、设置在所述流水生态池（101）池底的生物膜构造层（102）以及设置在所述流水生态池（101）内部的碳纤维人工水草（103）和栅网（106）；沿水流方向，所述碳纤维人工水草（103）和所述栅网（106）依次间隔设置；所述流水生态池（101）顶部两岸种植流水生态植物（104）。

2.根据权利要求1所述的农村湖库型饮用水水源前置污染净化设施，其特征在于，所述生态处理子设施（2）包括依次相连通的河床净化装置（201）、生态砾石过滤装置（202）以及微过滤装置（203），其中，所述河床净化装置（201）连通所述流水生态处理子设施（1），所述微过滤装置（203）连通所述生态净化子设施（3）。

3.根据权利要求2所述的农村湖库型饮用水水源前置污染净化设施，其特征在于，所述河床净化装置（201）包括浅层生态河床（2011），所述浅层生态河床（2011）内部由下往上依次设有河床承托层（2012）、河床填料层（2013）以及河床土壤层（2014），所述河床土壤层（2014）上种植湿地植物（2015）；所述河床填料层（2013）连通所述微过滤装置（203），所述河床承托层（2012）连通所述生态砾石过滤装置（202）。

4.根据权利要求2所述的农村湖库型饮用水水源前置污染净化设施，其特征在于，所述生态砾石过滤装置（202）包括生态过滤床（2021）以及所述生态过滤床（2021）内部由下往上依次设置的集水层（2022）、砾石床垫层（2023）、砾石层（2024）以及砾石床土壤层（2025），所述砾石床土壤层（2025）上种植绿色草皮（2026）。

5.根据权利要求2所述的农村湖库型饮用水水源前置污染净化设施，其特征在于，所述微过滤装置（203）包括过滤床（2031）以及填充在所述过滤床（2031）内部的微过滤填充料（2032）；所述过滤床（2031）的两侧上部分别设有过滤床进水管（2033）和过滤床出水管（2034），所述过滤床出水管（2034）低于所述过滤床进水管（2033）。

6.根据权利要求1所述的农村湖库型饮用水水源前置污染净化设施，其特征在于，所述生态净化子设施（3）包括净化塘（301）以及均设置在所述净化塘（301）塘壁上的净化塘进水管（302）和净化塘出水管（303），所述净化塘出水管（303）内设有水位控制阀（304）；

所述净化塘进水管（302）连通所述生态处理子设施（2），所述净化塘出水管（303）连通所述湖泊（5）；

所述净化塘（301）底部设有塘底生物膜构造层（305），所述塘底生物膜构造层（305）种植沉水植物（306）；

所述净化塘（301）内部设有多个净化塘导流墙（307），多个所述净化塘导流墙（307）之间设有人工浮岛（308）；

所述净化塘（301）的内部坡边种植坡边挺水植物（309），所述净化塘（301）的塘堤平面种植陆生植物（310）。

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