[发明专利]一种适用于低流速城市小流域河网的水质净化系统及方法

说明书

技术领域   

本发明涉及河网面源污染治理技术方法，具体地说是低流速城市河网污染的前置库——生物绳——生物群落修复系统及方法。

背景技术   

城市河流在城市生态建设中具有重要意义。城市河流具有提供城市生活和生产的水源，减弱城市的热岛效应洪涝灾害，同样也具有航运，绿地，更是城市景观多样性的一部分。随着经济的快速发展和人口的急剧膨胀，人类的过度干扰使得原有自然水生态系统退化，河水污染不断加剧，河道的自然景观遭到破坏，河道对城市的生态调节作用削弱，影响到人们的生活环境和生活质量。因此，研究城市河流生态修复方法，改善城市河道生态环境迫在眉睫。

中国学者在有关低流速城市河网污染生态修复的研究与发明上也取得了一批重要成果。公开号为CN200410066164，名为“平原河网地区面源污染强化净化前置库系统”，该方法将生态沟渠，植物栅，生态透水坝和前置库依次连接形成一个完整的平原河网地区面源污染强化净化前置库系统。前置库为主体。通过生态沟渠的收集，生物格栅的过滤以及生态透水坝和前置库的生物作用去除流域内村镇地表径流中N，P营养盐，净化水质。该方法的优点是可以结合当地的地形进行工程构建，处理效果好，适合在平原河网运行。但是生态沟渠，植物栅，生态透水坝总长度比较长，构筑物建造工程量比较大，而且构筑物的占地面积比较大，比较难用于城市小河道污染的生态治理。公开号为CN200810034396，名为“一种城市前置库工程系统综合治理污水的方法”，该方法利用太阳能供电，建造了间隙瀑布，并构建水下生态群落进行污水的综合治理。通过太阳能供电进行间歇曝气，增加水体中的溶解氧，消除腐败物质，并构建良好的食物链，形成稳定的生态系统，达到净化水体的目的。该方法的优点是成本低，而且移动方便，应用范围广的特点。但是缺点也很明显，方法中，太阳能曝气装置对天气要求比较高，间歇曝气产生的噪声比较大，而且仅通过曝气来尝试恢复水体生态系统耗时比较长，并且不甚美观。

综上所述，现有技术对低流速城市小流域河网的水质的净化技术存在工程量大、净化效果不稳定而且处理效率比较低的问题。

发明内容   

本发明克服现有技术的缺点，提供一种适用于低流速城市小流域河网的水质净化系统及其方法：该系统包括前置库、生物绳修复区、水生生物修复区，以弥补工程量大，适应性比较差和处理效果不稳定的缺陷。

发明的目的可以通过一下技术方案来实现。一种适用于低流速城市小流域河网的水质净化系统及其方法：该系统包括前置库、生物绳修复区、水生生物修复区3个部分：

(1)前置库：

前置库作用是汇集各方来水，初步沉淀污染物，利用前置库中的微生物和挺水植物对水体进行初步净化。先根据汇流面积和降雨情况确定库容(公式为V=H*S，其中V为库容(m³)，H为年均降水量(mm)，S为地表径流收集面积(m²))，构建时主要利用河流开阔水域或者鱼塘，在原有的基础上进行改造。利用生态浮床，水生植物带，水体中微生物等生物作用去除污染物。

(2)生物绳修复区：

生物绳由强亲水性的化学合成纤维材料构成，通过生物绳的内芯与外侧纤维构成结构紧密的环状纤维束，可以保持相应的强度，具有很大的比表面积，可以使固着的附着生物更加不易脱落。生物绳主要前置库出库河道的地形安装，长度为30米左右，宽度为10-15米，安装密度为50*50厘米。生物绳上附着细菌形成的生物膜微生物通过硝化-反硝化作用和厌氧吸附作用进行水体脱氮除磷，抑制藻类生长，增加水体透明度。

(3)水生生物修复区：

水生生物修复区是该修复方法的主体部分，依托河道地形，按河道深度和水域面积分别种植沉水植物，浮水植物和挺水植物，通过水生植物的吸收和吸附作用去除水体的营养盐，抑制藻类的生长，逐渐形成良好的水生生物群落，对外界干扰具有较好的抵抗作用。并在岸边构建生态护坡和生态涵养林，进一步保护河岸带，减少地表径流对河道的影响。

以上三个部分依次连接成为完整的低流速城市小流域河网生态修复系统，通过汇集污水河道排出的污水(主要是农业和一些生活污水)，在前置库混合并进行初步沉淀，并在前置库中生态浮床和水体中微生物的作用下吸收部分污染物质，处理后的污水流入放置有生物绳的河道，通过生物绳上生物膜的作用进一步对水体中氮磷营养盐进行去除，处理后的污水最后进入生态修复区，通过水生生物群落的净化作用最终将污水净化，使之达到可以直接排放的标准。