專利名稱：一種生態(tài)污水處理和水體修復系統(tǒng)的構建方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種污水處理系統(tǒng)的構建方法，更具體地說涉及一種生態(tài)污水處理和水體修 復系統(tǒng)的構建方法。該技術用于小型生活污水處理和中、小型湖泊的水環(huán)境修復及景觀水治 理美化工程，最終實現(xiàn)構建可自我修復、自我演替的水體生態(tài)系統(tǒng)的目標。
技術背景我國是水資源最貧乏的國家之一，隨著近幾年經(jīng)濟的快速發(fā)展，水資源污染日益嚴重， 進一步降低了水體的可利用率，使我國成為水資源嚴重短缺的國家之一。水資源的嚴重短缺 迫切需要開發(fā)合適的污水資源化技術來緩解這一矛盾。與常規(guī)的污水處理工藝相比較，生態(tài) 治理污染的辦法具有處理成本低廉，處理效果明顯，并符合可持續(xù)發(fā)展的特點。但是，普通 的單一生態(tài)治理方法應用到具體工程中時，存在著運行不穩(wěn)定，維護管理不便，處理污水的 效果無法穩(wěn)定、可持續(xù)維持等種種問題，本技術克服了這些缺陷，將多種生態(tài)治理技術有機 地集成組合在一起，有別于其它同類技術,與水體景觀融合為一體，系統(tǒng)的構筑物同時也是生 態(tài)景觀的主體,這些隱形的處理構筑物同自然景觀融為一體。本技術運用到實際工程中，力求 達到因地制宜，并且具有較強的可操作性和較優(yōu)的綜合技術經(jīng)濟指標。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術中存在的不足與問題，提供一種生態(tài)污水處理和水體修復 系統(tǒng)的構建方法，該系統(tǒng)可用于小型生活污水處理和中、小型湖泊的水環(huán)境修復及景觀水治 理美化工程，可實現(xiàn)構建可自我修復、演替的水體生態(tài)系統(tǒng)的目標，最終構建可自我修復、 自我演替的水體生態(tài)系統(tǒng)，建造景觀式的污水處理廠。本發(fā)明的技術方案如下本發(fā)明的生態(tài)污水處理和水體修復系統(tǒng)的構建方法，包括以下步驟-A、 雨水匯流滲濾補水系統(tǒng)的構建在距水岸線5 10米的地方設置景觀滲渠，在景觀滲 渠外圍空闊草坪區(qū)域結合實際地勢情況利用道路標高在豎向上營造低洼面，分別設置高位滲 流草海、滲流草溝、低位滲流草海及滲透溝渠，在低位滲流草海、滲流草溝和高位滲流草海 地面放坡，坡向沿水岸的景觀滲渠，景觀滲渠面自上而下分別是40 70mra厚度卵石和30 40隱厚度的礫石，礫石中部設置有雨水收集管一穿孔管，穿孔管向下左右45度各開有孔徑 為20隨的集水小孔；B、 ET生化系統(tǒng)構建ET生化系統(tǒng)主要包括生態(tài)浮島、環(huán)流活水系統(tǒng)和外循環(huán)濕地處理 系統(tǒng)，其中所述的生態(tài)浮島以環(huán)形設置在ET生態(tài)池中間，沿環(huán)形生態(tài)浮島下方設置直到生態(tài)4池底的軟隔離墻，生態(tài)浮島圍檔面積為ET生態(tài)池的40% 60%，對應環(huán)形浮島下采用鍋底塘 結構，鍋底塘設置防滲墊作為防滲層，污水由塘中間切線方向進入；所述的環(huán)流活水系統(tǒng)是 在生態(tài)浮島下安裝使用潛水環(huán)流曝氣機使水流在環(huán)流運動的同時向水中充氧曝氣，環(huán)流運動 的富氧水補充到水體重污染死角區(qū)，實現(xiàn)置換、稀釋的物化與生化作用，經(jīng)處理過后的出水 進入外循環(huán)環(huán)流濕地系統(tǒng)進行深度凈化；所述的外循環(huán)環(huán)流濕地系統(tǒng)即淺水灣濕地過濾帶設 置在ET生態(tài)池的水流方向上，由1 10個不等的組合生態(tài)池組成，環(huán)流動力為每立方米水采 用3 10W的功率進行推流；C、在ET生化系統(tǒng)構建完成的基礎上，根據(jù)草-魚、藻-魚、草藻-碎屑一螺和碎屑-微生 物生態(tài)鏈的關系，逐步構建水生動物食物鏈的生態(tài)平衡系統(tǒng)，按生態(tài)平衡系統(tǒng)的不同季節(jié)和 生長階段，分別各種食性包括有草食性魚、肉食性魚和濾食性魚的魚類，引殖包括有螺、蚌 和水生昆蟲底棲生物，引殖功能菌群，形成食物鏈或食物網(wǎng)，構建成生態(tài)污水處理和水體修 復系統(tǒng)。本發(fā)明的生態(tài)污水處理和水體修復系統(tǒng)的構建方法，其進一步的技術方案是所述的高位 滲流草海、滲流草溝、低位滲流草海和滲透溝渠的寬度分別為0. 2 0. 4m、高度為0. 3~0. 5m， 其中低位滲流草海比周邊道路低0. 10 0.35m，低位滲流草海、滲流草溝和高位滲流草海地 面放坡的坡度為3: 1 10: 1;再進一步的技術方案是所述的滲流草溝內(nèi)每20 30m設置一 落底檢査井，并于下游管入口處設一網(wǎng)狀格柵。本發(fā)明的生態(tài)污水處理和水體修復系統(tǒng)的構建方法，其進一步的技術方案還可以是在構 建雨水匯流滲濾補水系統(tǒng)時，硬質地面和部分道路雨水采用傳統(tǒng)雨水管井系統(tǒng)匯集后，送往 滲流草溝、低位滲流草海和景觀滲渠，軟質園林地面雨水就地分流自然進入滲流草溝、高位 滲流草海、低位滲流草海和景觀滲渠，大雨后的短時間內(nèi)處于淺水狀態(tài)，初期雨水的污染被 吸收過濾之后滲流入水體，超過滲流能力的后期雨水溢流入水體進行ET生化。本發(fā)明的生態(tài)污水處理和水體修復系統(tǒng)的構建方法，其進一步的技術方案還可以是設置 在ET生態(tài)池中間生態(tài)浮島的環(huán)形寬度為0. 7 1. 8m。本發(fā)明的生態(tài)污水處理和水體修復系統(tǒng)的構建方法，其進一步的技術方案還可以是所述 的ET生態(tài)池的坡面從上到下依次設有灌木叢區(qū)、挺水植物區(qū)、二級駁岸、浮水植物區(qū)、沉水 植物區(qū)和生態(tài)浮島區(qū)，植物種植密度總量控制在ET生態(tài)池總面積的35% 65%，植株株距按 植物的品種在0.25 0.55m，可根據(jù)景觀的需要，選配不同的季節(jié)花期的植物的品種。本發(fā)明的生態(tài)污水處理和水體修復系統(tǒng)的構建方法，其進一步的技術方案還可以是所述 的組合生態(tài)池依次由漫流壩、挺水植物區(qū)、導流埂、沉水植物區(qū)、導流埂、浮葉植物區(qū)和漫 流壩組成，組合生態(tài)池的水岸，按照5: 1 10: l放坡，使挺水植物在0. 40 0. 90m的水域內(nèi)生長，淺水灣濕地過濾帶減小邊坡，使水體形成淺灘濕地的形狀，有利于水生植物的大量 生長，在淺灘與深水之間為過渡區(qū)按照5: 1 1: l放坡，水深控制在1.00 1.60m,種植沉水植物，深水區(qū)種植浮水植物，其量控制在水面的三分之一以下。挺水植物的根系發(fā)達，對 于污染物質有著很強的去除能力。重污染區(qū)域水經(jīng)過生態(tài)浮島后，進入推流淺水濕地，流經(jīng) 淺水灣帶，完成重污染水的外循環(huán)活水凈化流程。經(jīng)過數(shù)百米推流濕地巨大生物量的逐級凈化，重污染區(qū)的污水N、 P、有機物等富營養(yǎng)化因子能得到有效控制，不會再對生物多樣性的生態(tài)系統(tǒng)造成污染脅迫，重污染區(qū)的污水轉變成清潔補水水源。與現(xiàn)有技術相比本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明的方法構建的可自我修復、演替的生態(tài)污水處理和水體修復系統(tǒng)具有可靠性、有 效性、持續(xù)性(自我演替)的特點；同時投資小，運行成本低，管理簡便。處理后的水達到三項指標1、水體能見度常年保持在0.8 1.5m; 2、水體主要水質指標近期達到四類水體 標準，遠期(3—5年后)達三類水體標準；3、水體生態(tài)系統(tǒng)具有生物的多樣性、持續(xù)性，系統(tǒng)進入自我修復、演替良性循環(huán)，呈現(xiàn)四季常綠、三季有花的景觀。自然界中高低起伏的草地，對雨水有很好的滲濾收集作用，模擬這一自然現(xiàn)象，在水體 周圍的空闊草坪，利用人造草海、草溝實施有組織地收集雨水，在地面放坡，坡向水岸的滲 渠，提高雨水下滲量，并且通過草地和土壤的滲濾作用，實現(xiàn)雨水的預處理清潔作用，作為水體的補水水源。通過雨水匯集、滲濾、預處理系統(tǒng)收集的補充水可維持TP、 TN在較低水平， 再加以ET生化通過向下的底泥沉積，植物和動物的遷移，逐年遞降，取得更為生態(tài)、清澈、 優(yōu)良的水質。采用"貼近自然，還原生態(tài)"的方式進行雨水利用，與天然洼地、公園的河湖 等濕地保護和濕地恢復相結合，建立生態(tài)化的雨水綜合利用系統(tǒng)。這樣既降低了雨水的處理 成本，又改善了城市的水環(huán)境，同時兼具景觀效益。雨水收集與回用響應了國家節(jié)水節(jié)能的 號召，可為實行開源節(jié)流的措施作貢獻。本發(fā)明采用潛水造流曝氣生化處理機替代穿孔管曝 氣、射流曝氣、跌水曝氣等方法，可以大幅度降低造價并節(jié)約電耗等運行費用。


圖1為本發(fā)明實施例的雨水匯流滲濾補水系統(tǒng)結構示意2為本發(fā)明實施例的ET生化系統(tǒng)結構示意3為本發(fā)明實施例的生態(tài)浮島一軟隔墻組合示意4為ET生態(tài)池結構剖面示意5為景觀滲渠結構剖面示意6為滲流草溝結構示意圖具體實施方式
實施例1如圖l、 2、 3、 4、 5和6所示，本實施例的生態(tài)污水處理和水體修復系統(tǒng)的構建方法， 包括以下步驟A、 雨水匯流滲濾補水系統(tǒng)的構建在距水岸線8米的地方設置景觀滲渠，在景觀滲渠外圍空闊草坪區(qū)域結合實際地勢情況利用道路標高在豎向上營造低洼面，分別設置高位滲流草 海、滲流草溝、低位滲流草海及滲透溝渠，所述的高位滲流草海、滲流草溝、低位滲流草海和滲透溝渠的寬度分別為0. 3m、高度為0.4m,其中低位滲流草海比周邊道路低0. 25m;在低 位滲流草海、滲流草溝和高位滲流草海地面放坡，坡度為6: 1，坡向沿水岸的景觀滲渠，景 觀滲渠面自上而下分別是60醒厚度卵石和350mm厚度的礫石，礫石中部設置有雨水收集管一 穿孔管，穿孔管向下左右45度各開有孔徑為20mm的小孔，滲流草溝內(nèi)每25m設置一落底檢 查井，并于下游管入口處設一網(wǎng)狀格柵；軟質園林地面雨水就地分流自然進入滲流草溝、高 位滲流草海、低位滲流草海和景觀滲渠，大雨后的短時間內(nèi)處于淺水狀態(tài)，初期雨水的污染 被吸收過濾之后滲流入水體，超過滲流能力的后期雨水溢流入水體進行ET生化；B、 ET生化系統(tǒng)構建ET生化系統(tǒng)主要包括生態(tài)浮島、環(huán)流活水系統(tǒng)和外循環(huán)濕地處理 系統(tǒng)，其中所述的生態(tài)浮島以環(huán)形設置在ET生態(tài)池中間，生態(tài)浮島的環(huán)形寬度為1.2m，沿 環(huán)形生態(tài)浮島下方設置直到生態(tài)池底的軟隔離墻即無紡布，生態(tài)浮島圍檔面積為ET生態(tài)池的 55%，對應環(huán)形浮島濾床下設鍋底塘結構，鍋底塘設置防滲墊，污水由塘中間切線方向進入； 所述的ET生態(tài)池的坡面從上到下依次設有灌木叢區(qū)、挺水植物區(qū)、二級駁岸、浮水植物區(qū)、 沉水植物區(qū)和生態(tài)浮島區(qū)，植物種植密度總量控制在ET生態(tài)池總面積的5(W，植株株距按植 物的品種在0.35m，可根據(jù)景觀的需要，選配不同的季節(jié)花期的植物的品種；所述的環(huán)流活 水系統(tǒng)是在生態(tài)浮島下安裝使用潛水環(huán)流曝氣機使水流在環(huán)流運動的同時向水中充氧曝氣， 環(huán)流運動的富氧水補充到水體重污染死角區(qū)，實現(xiàn)置換、稀釋和物化與生化作用，經(jīng)處理過 后的出水進入外循環(huán)環(huán)流濕地系統(tǒng)進行深度凈化；所述的外循環(huán)環(huán)流濕地系統(tǒng)即淺水灣濕地 過濾帶設置在ET生態(tài)池的水流方向上，由l個組合生態(tài)池組成，環(huán)流動力為每立方米水采用 3-10W的功率進行推流；組合生態(tài)池依次由漫流壩、挺水植物區(qū)、導流埂、沉水植物區(qū)、導 流埂、浮葉植物區(qū)及漫流壩組成，組合生態(tài)池的水岸，按照8: l放坡，使挺水植物在0.70m 的水域內(nèi)生長，淺水灣濕地過濾帶減小邊坡，使水體形成淺灘濕地的形狀，有利于水生植物 的大量生長，在淺灘與深水之間為過渡區(qū)按照2: l放坡，水深控制在1.4m，種植沉水植物， 深水區(qū)種植浮水植物，其量控制在水面的三分之一以下。C、在ET生化系統(tǒng)構建完成的基礎上，根據(jù)草-魚、藻-魚、草藻-碎屑一螺和碎屑-微生7物生態(tài)鏈的關系，逐步構建水生動物食物鏈的生態(tài)平衡系統(tǒng)，按生態(tài)平衡系統(tǒng)的不同季節(jié)和 生長階段，分別各種食性包括有草食性魚、肉食性魚和濾食性魚的魚類，引殖包括有螺、蚌 和水生昆蟲底棲生物，引殖功能菌群，形成食物鏈或食物網(wǎng)，構建成生態(tài)污水處理和水體修 復系統(tǒng)。
權利要求
1、一種生態(tài)污水處理和水體修復系統(tǒng)的構建方法，其特征在于包括以下步驟A、雨水匯流滲濾補水系統(tǒng)的構建在距水岸線5～10米的地方設置景觀滲渠，在景觀滲渠外圍空闊草坪區(qū)域結合實際地勢情況利用道路標高在豎向上營造低洼面，分別設置高位滲流草海、滲流草溝、低位滲流草海及滲透溝渠，在低位滲流草海、滲流草溝和高位滲流草海地面放坡，坡向沿水岸的景觀滲渠，景觀滲渠面自上而下分別是40～70mm厚度卵石和30～40mm厚度的礫石，礫石中部設置有雨水收集管-穿孔管，穿孔管向下左右45度各開有孔徑為20mm的集水小孔；B、ET生化系統(tǒng)構建ET生化系統(tǒng)主要包括生態(tài)浮島、環(huán)流活水系統(tǒng)和外循環(huán)濕地處理系統(tǒng)，其中所述的生態(tài)浮島以環(huán)形設置在ET生態(tài)池中間，沿環(huán)形生態(tài)浮島下方設置直到生態(tài)池底的軟隔離墻，生態(tài)浮島圍檔面積為ET生態(tài)池的40％～60％，對應環(huán)形浮島下采用鍋底塘結構，鍋底塘設置防滲墊作為防滲層，污水由塘中間切線方向進入；所述的環(huán)流活水系統(tǒng)是在生態(tài)浮島下安裝使用潛水環(huán)流曝氣機使水流在環(huán)流運動的同時向水中充氧曝氣，環(huán)流運動的富氧水補充到水體重污染死角區(qū)，實現(xiàn)置換、稀釋的物化與生化作用，經(jīng)處理過后的出水進入外循環(huán)環(huán)流濕地系統(tǒng)進行深度凈化；所述的外循環(huán)環(huán)流濕地系統(tǒng)即淺水灣濕地過濾帶設置在ET生態(tài)池的水流方向上，由1～10個不等的組合生態(tài)池組成，環(huán)流動力為每立方米水采用3～10W的功率進行推流；C、在ET生化系統(tǒng)構建完成的基礎上，根據(jù)草-魚、藻-魚、草藻-碎屑-螺和碎屑-微生物生態(tài)鏈的關系，逐步構建水生動物食物鏈的生態(tài)平衡系統(tǒng)，按生態(tài)平衡系統(tǒng)的不同季節(jié)和生長階段，分別各種食性包括有草食性魚、肉食性魚和濾食性魚的魚類，引殖包括有螺、蚌和水生昆蟲底棲生物，引殖功能菌群，形成食物鏈或食物網(wǎng)，構建成生態(tài)污水處理和水體修復系統(tǒng)。
2、 根據(jù)權利要求1所述的生態(tài)污水處理和水體修復系統(tǒng)的構建方法，其特征在于所述的高位 滲流草海、滲流草溝、低位滲流草海和滲透溝渠的寬度分別為`0. 2 0. 4m、高度為0. 3 0. 5m， 其中低位滲流草海比周邊道路低0. 10 0.35ra，低位滲流草海、滲流草溝和高位滲流草海地 面放坡的坡度為3: 1 10: 1。
3、 根據(jù)權利要求2所述的生態(tài)污水處理和水體修復系統(tǒng)的構建方法，其特征在于所述的滲流 草溝內(nèi)每20 30m設置一落底檢查井，并于下游管入口處設一網(wǎng)狀格柵。
4、 根據(jù)權利要求1所述的生態(tài)污水處理和水體修復系統(tǒng)的構建方法，其特征在于構建雨水匯 流滲濾補水系統(tǒng)時，硬質地面和部分道路雨水采用傳統(tǒng)雨水管井系統(tǒng)匯集后，送往滲流草溝、 低位滲流草海和景觀滲渠，軟質園林地面雨水就地分流自然進入滲流草溝、高位滲流草海、 低位滲流草海和景觀滲渠，大雨后的短時間內(nèi)處于淺水狀態(tài)，初期雨水的污染被吸收過濾之后滲流入水體，超過滲流能力的后期雨水溢流入水體進行ET生化。
5、 根據(jù)權利要求1所述的生態(tài)污水處理和水體修復系統(tǒng)的構建方法，其特征在于設置在ET 生態(tài)池中間生態(tài)浮島的環(huán)形寬度為0.7 1.8m。
6、 根據(jù)權利要求1所述的生態(tài)污水處理和水體修復系統(tǒng)的構建方法，其特征在于所述的ET 生態(tài)池的坡面從上到下依次設有灌木叢區(qū)、挺水植物區(qū)、二級駁岸、浮水植物區(qū)、沉水植物 區(qū)和生態(tài)浮島區(qū)，植物種植密度總量控制在ET生態(tài)池總面積的35% 65%，植株株距按植物 的品種在0.25 0.55m，可根據(jù)景觀的需要，選配不同的季節(jié)花期的植物的品種。
7、 根據(jù)權利要求1所述的生態(tài)污水處理和水體修復系統(tǒng)的構建方法，其特征在于所述的組合 生態(tài)池依次由漫流壩、挺水植物區(qū)、導流埂、沉水植物區(qū)、導流埂、浮葉植物區(qū)和漫流壩組 成，組合生態(tài)池的水岸，按照5: 1 10: l放坡，使挺水植物在0.40 0.90m的水域內(nèi)生長， 淺水灣濕地過濾帶減小邊坡，使水體形成淺灘濕地的形狀，有利于水生植物的大量生長，在 淺灘與深水之間為過渡區(qū)按照5: 1 1: l放坡，水深控制在1.00 L60m，種植沉水植物， 深水區(qū)種植浮水植物，其量控制在水面的三分之一以下。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種生態(tài)污水處理和水體修復系統(tǒng)的構建方法。該系統(tǒng)可用于小型生活污水處理和中、小型湖泊的水環(huán)境修復及景觀水治理美化工程，可實現(xiàn)構建可自我修復、演替的水體生態(tài)系統(tǒng)的目標，最終構建可自我修復、自我演替的水體生態(tài)系統(tǒng)，建造景觀式的污水處理廠。本發(fā)明的方法，包括以下步驟A.雨水匯流滲濾補水系統(tǒng)的構建；B.ET生化系統(tǒng)構建；C.在ET生化系統(tǒng)構建完成的基礎上，根據(jù)草-魚、藻-魚、草藻-碎屑-螺和碎屑-微生物生態(tài)鏈的關系，逐步構建水生動物食物鏈的生態(tài)平衡系統(tǒng)。
文檔編號C02F3/32GK101538088SQ20081012461
公開日2009年9月23日 申請日期2008年8月27日 優(yōu)先權日2008年8月27日
發(fā)明者張小春, 凱 梅, 郝新浦 申請人:南京工業(yè)大學