申请日2018.10.18
公开(公告)日2019.01.18
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明公开了一种用于河湖生态补水的污水处理厂再生水的生态修复系统，包括阶梯式底部基础，阶梯式底部基础包括第一阶底部、第二阶底部和第三阶底部，第一阶底部、第二阶底部和第三阶底部的高度依次降低。第一阶底部上设置有污染物强化截留降解区，第二阶底部上设置有生态涵养区，第三阶底部上设置有立体生态修复区，污染物强化截留降解区、生态涵养区和立体生态修复区均灌注有水体，污染物强化截留降解区、生态涵养区和立体生态修复区依次通过低溢流坝连接。污染物强化截留降解区连通污水处理厂的排水口，立体生态修复区连通河湖。整个生态修复系统分阶梯进行生态养护，针对不同阶梯不同环境的特点，有各自不同的解决方案。
权利要求书
1.一种用于河湖生态补水的污水处理厂再生水的生态修复系统，其特征在于：包括阶梯式底部基础，所述阶梯式底部基础包括第一阶底部、第二阶底部和第三阶底部，所述第二阶底部处于第一阶底部和第三阶底部之间，所述第一阶底部、第二阶底部和第三阶底部的高度依次降低;
所述第一阶底部上设置有污染物强化截留降解区，所述第二阶底部上设置有生态涵养区，所述第三阶底部上设置有立体生态修复区，所述污染物强化截留降解区、生态涵养区和立体生态修复区均灌注有水体，所述污染物强化截留降解区、生态涵养区和立体生态修复区依次通过低溢流坝连接;
所述污染物强化截留降解区连通污水处理厂的排水口，所述污染物强化截留降解区中设置有浮叶植物(1)、水下生物滤床(2)和微纳米气泡发生装置(4);
所述生态涵养区种植有沉水植物(5)，且所述生态涵养区中也设置有生态浮床(6);
所述立体生态修复区中养育有环境指示生物，且所述立体生态修复区中还种植有水生植物，所述立体生态修复区连通河湖。
2.如权利要求1所述的一种用于河湖生态补水的污水处理厂再生水的生态修复系统，其特征在于：所述阶梯式底部基础由填充有河道底泥的编织袋堆叠而成。
3.如权利要求1所述的一种用于河湖生态补水的污水处理厂再生水的生态修复系统，其特征在于：所述污染物强化截留降解区、生态涵养区和立体生态修复区的长度比例为1:4:1。
4.如权利要求1所述的一种用于河湖生态补水的污水处理厂再生水的生态修复系统，其特征在于：所述水下生物滤床(2)设于污染物强化截留降解区底部，所述水下生物滤床(2)为镀锌铁丝(7)绕制成具有网孔(8)的立方体结构，所述网孔(8)中均围隔有铁网，所述水下生物滤床(2)中设置有滤料(3)，所述滤料(3)包括陶粒、砂砾和碳源补充物质。
5.如权利要求4所述的一种用于河湖生态补水的污水处理厂再生水的生态修复系统，其特征在于：所述水下生物滤床(2)呈行列式排列在污染物强化截留降解区中，且所述每列水下生物滤床(2)的间隔为1～1.5m。
6.如权利要求1所述的一种用于河湖生态补水的污水处理厂再生水的生态修复系统，其特征在于：所述立体生态修复区中的环境指示生物包括鲫鱼和田螺。
说明书
一种用于河湖生态补水的污水处理厂再生水的生态修复系统
技术领域
本发明涉及污水处理和生态工程修复学科，具体涉及一种用于河湖生态补水的污水处理厂再生水的生态修复系统。
背景技术
再生水水质介于污水和自来水之间，是城市污水、废水经净化处理后达到国家标准，能在一定范围内使用的非饮用水，被称作是城市的第二水源。在我国人口众多而水资源短缺的基本国情面前，城市污水再生利用是提高水资源综合利用率，减轻水体污染的有效途径之一。缓解水资源紧缺的矛盾，是贯彻可持续发展的重要措施。而且再生水回用与其他的水资源开发如海水淡化、跨流域调水相比，具有明显的优势，具有可再生性、成本低、稳定可靠等特点，因此广泛推广城镇污水再生利用，主要用于附近居民小区的景观用水、绿化灌溉，厂自身的非生活用水等，或者作为河道、湖泊的补给用水。当再生水回灌河道湖泊时，不仅能改善水质，促进受纳河网水系的流动，还能全面补充河道湖泊生态水资源。
但是经大量实验研究证明，再生水中高浓度的碳氮含量会导致补水口处细菌群落多样性显著升高，另外，再生水中携带的痕量病原菌和抗生素以及深化处理工艺中的氯等，一定程度上也会对河道或湖泊内微生物群落产生较大影响。所以如何安全高效的利用这部分非常规水资源是目前迫切需要研究的内容。
而人工湿地、生态修复工程等对碳氮磷浓度有较高的降低效率，经过这些生态修复净化后河道湖泊内底泥细菌群落逐步恢复，表现出上下游相似的细菌群落多样性和结构组成。所以我们选择将生态修复型河道运用于城市中水回灌于河道湖泊的过程中，以此改善再生水水质，加速修复河道湖泊内底泥细菌群落，恢复河道湖泊内良好的生态环境。
发明内容
本发明为解决上述问题，提供了一种用于河湖生态补水的污水处理厂再生水的生态修复系统。
本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：
一种用于河湖生态补水的污水处理厂再生水的生态修复系统，包括阶梯式底部基础，所述阶梯式底部基础包括第一阶底部、第二阶底部和第三阶底部，所述第二阶底部处于第一阶底部和第三阶底部之间，所述第一阶底部、第二阶底部和第三阶底部的高度依次降低;
所述第一阶底部上设置有污染物强化截留降解区，所述第二阶底部上设置有生态涵养区，所述第三阶底部上设置有立体生态修复区，所述污染物强化截留降解区、生态涵养区和立体生态修复区均灌注有水体，所述污染物强化截留降解区、生态涵养区和立体生态修复区依次通过低溢流坝连接;
所述污染物强化截留降解区连通污水处理厂的排水口，所述污染物强化截留降解区中设置有浮叶植物、水下生物滤床和微纳米气泡发生装置;
所述生态涵养区种植有沉水植物，且所述生态涵养区中也设置有生态浮床;
所述立体生态修复区中养育有环境指示生物，且所述立体生态修复区中还种植有水生植物，所述立体生态修复区连通河湖。
进一步的，所述阶梯式底部基础由填充有河道底泥的编织袋堆叠而成。
进一步的，所述污染物强化截留降解区、生态涵养区和立体生态修复区的长度比例为1:4:1。
进一步的，所述水下生物滤床设于污染物强化截留降解区底部，所述水下生物滤床为镀锌铁丝绕制成具有网孔的立方体结构，所述网孔中均围隔有铁网，所述水下生物滤床中设置有滤料，所述滤料包括陶粒、砂砾和碳源补充物质。
进一步的，所述水下生物滤床呈行列式排列在污染物强化截留降解区中，且所述每列水下生物滤床的间隔为1～1.5m。
进一步的，所述立体生态修复区中的环境指示生物包括鲫鱼和田螺。
本发明的有益效果为：
1、有效解决再生水回灌河道湖泊可能产生污染的问题。本发明选择利用生态修复工程，不仅对碳氮磷降解效率高，而且还可使受纳再生水的河湖回归自然环境，使水恢复到自然水性状。经过这些生态修复净化后受纳河湖内底泥细菌群落能逐步恢复，表现出上下游相似的细菌群落多样性和结构组成。
2、整个生态修复工程分阶梯进行生态养护，针对不同阶梯不同环境的特点，有各自不同的解决方案。①对于污染物强化截留降解区，再生水刚刚进入，混合扩散作用较弱，排水口流量大，出水水质、水量都不稳定。此时选择在河道内布置水下生物滤床，内含功能性微生物群落，过滤悬浮物、有机质的同时利用微生物形成的生物膜强化降解碳氮磷等营养物质。佐以微纳米气泡发生装置增加水体溶解氧，进一步完成对水质的净化。种植浮叶植物，利用植物光合作用、化感作用使水中溶解氧增加，氧化还原电位提高，便于有机物的快速氧化分解。各装置之间相互促进，最大效率地完成对悬浮物质和有机质的吸附和降解。②对于生态涵养区，水体中大部分悬浮物、有机质已经被去除，还剩下少部分氮、磷等营养物质，此时选择在河道内种植沉水植物、布置生态浮床对氮、磷物质进行针对性去除。沉水植物茎叶生长在水面以下，与水体密切接触，对下部水体中悬浮颗粒物吸附作用更强，对氮、磷等营养物质吸收更强，净化作用更佳;生态浮床上种植的浮叶植物利用根系吸收上部水体中氮、磷等营养物质，进一步加强净化作用。③对于立体生态修复区，经过强化截留降解区和生态涵养区，水质已经接近于自然水体水质，水中几乎不含污染物质。此时在立体生态修复区内投放鲫鱼和田螺等指示生物，补充种植水生植物，构建良好的水生态景观。以“生境修复(溶解氧和底质条件)→生物修复(植物、微生物)→生态修复”这样一个循序渐进的过程，实现“污染控制→生态修复→人与自然关系修复”的目标。
3、结构简单，管理方便。整个处理目标工程分为三个阶梯，阶梯处理区域底部结构如附图二、三所示。生物滤床直接安装于处理目标工程内底基条件较为坚固的地段，稳定可靠。微纳米气泡发生装置浮于水面，用尼龙绳连接固定锚固定，不受水位变化影响。生态浮床上种植浮叶植物和挺水植物，用尼龙绳下接插入河道或湖泊底泥内1.5米的木桩固定。整个生物修复工程结构简单，水下施工难度低且稳定性高，管理方便。
4、对环境友好，无任何负面影响。完全运用生物修复工程，不额外添加化学试剂，不产生二次污染。