[发明专利]廊道式净水系统

说明书

技术领域

本发明涉及水体净化技术领域，特别是涉及一种廊道式净水系统。

背景技术

生态学应用技术表明：当前全球所面临的重大资源与环境问题的解决，都依赖于对生态系统结构和功能、多样性与稳定性以及生态系统过程和机制、演替规律与恢复或重建等问题的实践研究。自然生态系统的结构是由各种非生物与生物成分所组成，其功能是由组成这一结构的非生物与生物成分共同综合作用的结果。而生态系统结构的重建是维持和发挥生态系统功能的前提，功能的恢复则是结构重建的目标。

对于一个退化缺损的地表水人工生态系统，生物种类及其生长介质的丧失或改变是影响生态恢复的主要障碍及所要解决的关键问题。国内外通常采用两种技术(生物技术和非生物技术)或两种技术的结合，以获得满意的结果，即(1)选择合适的植物种类改造介质，种植绿色植物和增施生物菌肥等生物技术，使介质更适合植物的生长；(2)利用物理、化学和生物等工程措施直接改良介质或彻底更换介质(即非生物与生物技术结合)，最终达到以所选植物为主导的生态恢复目标。

人工湿地是一种生物与非生物技术相结合应用于污水处理领域的典型实践，其基本原理是在人工湿地填料上种植特定的湿地植物，从而建立起一个人工湿地生态系统。当污水通过湿地系统时，其中的污染物质和营养物质被系统吸收或分解，而使水质得到净化。自上世纪80年代以来，人工湿地污水处理技术以其低的投资运行费用、良好的处理效果和显著的生态效益等优点，成为我国水处理技术的重要发展方向，在城乡废水、生活污水、富营养化水体修复等水处理领域取得了较好的效果。但人工湿地长期运行中暴露出一系列问题，尤其在北方地区，诸如，湿地植物的枯萎死亡，严重影响了根系向地下输送氧气的能力；冬季结冰阻止了溶解氧的传递；人工湿地中缺氧、厌氧的环境状态不利于有机物的降解、硝化以及基质对磷的吸收；温度降低时，承担硝化作用的中温细菌生长速率和硝化速率受到很大抑制，影响了整个湿地系统的脱氮能力；微生物的死亡、植物以及沉积物的腐败等引起的基质堵塞，有机物、氮、磷的释放，均加剧了湿地出水水质的恶化。综上分析，人工湿地运行中效率下降的根源在于其结构的不稳定性，尤其水生植物的枯萎死亡与更换过程导致结构因素的缺失和失稳，进而导致系统的失稳，表现为系统净化功能的下降。

又如，我国大部分北方城市景观水体水质较差，虽然很多城市对部分景观河道水系进行改造，水质仍难以保持，呈现不断恶化的趋势。一方面由于截污不彻底和面源污染问题没有得到解决，纳污能力超过了其自净能力，另一方面，也是根本性问题，河道硬化、渠化等截弯取直动作导致了河流的天然形态和自然走向，致使河流水动力过程改变，河流以物理、化学、生物等形式参与生态系统运动的功能丧失，局部生态系统瘫痪。两岸植被和生物栖息地被人为破坏，过渡区域景观的可达性、连续性差，阻断了河道与生态系统其他成员之间的沟通和交流，河道中许多生物赖以生存的自然特征消失，水质持续恶化，河道景观、休闲价值损毁。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种廊道式净水系统，以通过植物对污水中氮磷等营养物质的吸收、利用，以及填料的再生作用，实现城市水体水质改善和净化。

基于上述目的，本发明提供的廊道式净水系统包括木本植物、步道层、沙垫层、木本承压层、木本隔离层、木本填料层、挺水植物、挺水承压层、挺水隔离层、挺水填料层、沉水植物、沉水隔离层和沉水填料层；相邻的木本填料层之间至少设置有两条互相平行的净水通道，每条净水通道设置有依次排列的若干个沉水填料层和若干个挺水填料层；

所述木本填料层的上表面向内凹陷形成种植穴，该种植穴的表面以及木本填料层的上表面均铺设有木本隔离层，所述木本隔离层上铺设有木本承压层，所述木本植物被木本承压层固定于种植穴内的木本隔离层上，所述木本承压层上依次铺设有沙垫层和步道层；

所述挺水填料层上依次铺设有挺水隔离层和挺水承压层，所述挺水承压层上种植有挺水植物；

所述沉水填料层上铺设有沉水隔离层，所述沉水隔离层上种植有沉水植物。

在本发明的一些实施例中，所述木本填料层的周围固定有木本箱板，挺水填料层的周围固定有挺水箱板，沉水填料层的周围固定有沉水箱板，所述木本箱板向上延伸至步道层或者步道层以上，所述挺水箱板向上延伸至挺水承压层或者挺水承压层以上，沉水箱板向上延伸至沉水隔离层或者沉水隔离层以上。

在本发明的一些实施例中，所述木本箱板、挺水箱板和沉水箱板的壁面上开设有直径为的水流交换孔，开孔率为10％～30％，开孔位置为常水位线以下。