一種湖泊景觀水體的水質(zhì)保持與生態(tài)修復(fù)方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于水體修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種湖泊景觀水體的水質(zhì)保持與生態(tài)修復(fù)方法，具體為利用旁路強(qiáng)化處理技術(shù)與水體原位生態(tài)修復(fù)技術(shù)聯(lián)合處理湖泊景觀水體。具體包括利用曝氣生物濾池處理系統(tǒng)、水生植物處理系統(tǒng)和球狀碳素纖維組合填料處理系統(tǒng)聯(lián)合處理。本發(fā)明方法集合強(qiáng)化處理與生態(tài)修復(fù)于一體，彌補(bǔ)單一技術(shù)的不足，單獨(dú)使用旁路處理系統(tǒng)湖泊生態(tài)系統(tǒng)脆弱，單獨(dú)使用生態(tài)修復(fù)技術(shù)處理能力受限制，將旁路處理及生態(tài)修復(fù)技術(shù)有機(jī)結(jié)合，利用球狀碳素纖維組合填料降低懸浮物，減少曝氣生物濾池的堵塞，同時(shí)污染物去除后利用球狀碳素纖維組合填料提供的良好環(huán)境，提供適合微生物類生存的條件，重新建立穩(wěn)定生態(tài)系統(tǒng)，使湖泊水質(zhì)得到長(zhǎng)期有效的保持。
【專利說明】
一種湖泊景觀水體的水質(zhì)保持與生態(tài)修復(fù)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于水體修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種湖泊景觀水體的水質(zhì)保持與生態(tài)修復(fù)方法，具體為利用旁路強(qiáng)化處理技術(shù)與水體原位生態(tài)修復(fù)技術(shù)聯(lián)合處理湖泊景觀水體。
【背景技術(shù)】
[0002]湖泊景觀水體大多數(shù)分布于公園、大型住宅小區(qū)等地方，其不僅可以美化環(huán)境，同時(shí)具有承載水體循環(huán)、調(diào)節(jié)城鎮(zhèn)生態(tài)環(huán)境和解決城市熱島效應(yīng)的作用，其重要而特殊的景觀價(jià)值、實(shí)用功能價(jià)值和生態(tài)價(jià)值越發(fā)受到重視和關(guān)注，而城鎮(zhèn)人工景觀水面也越來越多服務(wù)于大眾的日常生活。
[0003]城鎮(zhèn)湖泊景觀水體的主要特點(diǎn)是水域面積相對(duì)小，水體容量有限，大多為靜止或流動(dòng)性差的封閉緩流水體。根據(jù)調(diào)查結(jié)果表明，這些湖泊景觀水體由于大氣沉降、雨水和污水的排入、枯枝落葉、湖體內(nèi)魚類餌料和排泄物、部分不文明的游客隨意向景觀水體中丟棄垃圾和雜物等是造成景觀水體都遭到不同程度的污染的主要原因，外觀表現(xiàn)為藻類爆發(fā)、水體渾濁透明度低、水色發(fā)綠、蚊蠅滋生，甚至發(fā)黑發(fā)臭，魚類大批死亡，生態(tài)系統(tǒng)單一且脆弱，成為“死水”，由于水體結(jié)構(gòu)和功能被破壞，多樣性喪失，水生資源及其美學(xué)價(jià)值損害，為改善環(huán)境而設(shè)的景觀水體也失去了它的意義。當(dāng)前城鎮(zhèn)湖泊景觀水體修復(fù)技術(shù)主要有截污、減污和除污技術(shù)。截污主要為控制外源性污染，從而為控制內(nèi)源性污染創(chuàng)造了有利條件。減污技術(shù)是指底泥疏浚技術(shù)、水動(dòng)力循環(huán)技術(shù)和一些化學(xué)修復(fù)技術(shù)，但這些在某種程度上只能作為輔助性的措施，治標(biāo)不治本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，本發(fā)明的首要目的在于提供一種湖泊景觀水體的水質(zhì)保持與生態(tài)修復(fù)方法。
[0005]本發(fā)明方法具體為利用旁路強(qiáng)化處理技術(shù)與水體原位生態(tài)修復(fù)技術(shù)聯(lián)合處理湖泊景觀水體，使得湖泊景觀水體的水質(zhì)得到改善并持續(xù)保持。
[0006]本發(fā)明的目的通過下述方案實(shí)現(xiàn):
[0007]—種湖泊景觀水體的水質(zhì)保持與生態(tài)修復(fù)方法，利用旁路強(qiáng)化處理技術(shù)與水體原位生態(tài)修復(fù)技術(shù)聯(lián)合處理湖泊景觀水體，具體包括利用曝氣生物濾池處理系統(tǒng)、水生植物處理系統(tǒng)和球狀碳素纖維組合填料處理系統(tǒng)聯(lián)合處理。
[0008]具體為將湖泊景觀水體通入旁路的曝氣生物濾池處理系統(tǒng)進(jìn)行處理，處理后的水進(jìn)入湖泊，在湖泊內(nèi)經(jīng)原位的水生植物處理系統(tǒng)和球狀碳素纖維組合填料處理系統(tǒng)處理，實(shí)現(xiàn)湖泊景觀水體的水質(zhì)保持與生態(tài)修復(fù)。
[0009]湖泊景觀水體經(jīng)過旁路的曝氣生物濾池處理系統(tǒng)，處理后的水進(jìn)入湖泊，在湖泊內(nèi)經(jīng)過原位的水生植物處理系統(tǒng)和球狀碳素纖維組合填料處理系統(tǒng)兩大處理系統(tǒng)凈化，從而保證水體的水質(zhì)。出水主要水質(zhì)達(dá)到地表水IV標(biāo)準(zhǔn)，透明度大于50cm。
[0010]所述曝氣生物濾池處理系統(tǒng)處于湖泊景觀水體的旁路。所述曝氣生物濾池處理系統(tǒng)主要為曝氣生物濾池(BAF)工藝。所述曝氣生物濾池處理系統(tǒng)的日處理能力為整個(gè)景觀水體容量的0.05?0.5倍，停留時(shí)間為0.5?2小時(shí)。所述曝氣生物濾池處理系統(tǒng)可地埋式、半地埋或地上。
[0011]所述水生植物處理系統(tǒng)處于湖泊景觀水體中且水深不超過50cm處。所述水生植物處理系統(tǒng)處理指通過種植水生植物原位處理水體。所述水生植物處理系統(tǒng)處理規(guī)模為整個(gè)景觀水體面積的10?90%區(qū)域。
[0012]所述水生植物處理系統(tǒng)種植挺水植物、沉水植物和浮葉植物中的至少一種，可單獨(dú)種植一種、兩種或三種類型的種植。挺水植物主要品種為香蒲、菱白、蘆葦、水蔥、美人蕉、鳶尾、菖蒲、蘆葦、千屈菜、再力花等。沉水植物主要品種為金魚藻、苦草、伊樂藻、眼子菜等。浮葉植物主要品種為鳳眼蓮、浮萍、睡蓮等。挺水植物、沉水植物和浮葉植物的種植適用范圍為:挺水植物種植水深為O?30cm，沉水植物種植水深為30?50cm，浮葉植物種植水深為20?40cm。
[0013]所述球狀碳素纖維組合填料處理系統(tǒng)處理處于湖泊景觀水體中且水深超過80cm處。所述球狀碳素纖維組合填料處理系統(tǒng)處理規(guī)模為整個(gè)景觀水體面積的5?20%區(qū)域。
[0014]所述球狀碳素纖維組合填料處理系統(tǒng)通過利用碳鋼上下固定球狀碳素纖維組合填料，放置于湖泊水體內(nèi)，每束間距為100?300mm。通過將球狀碳素纖維組合填料置于湖泊中原位處理水體。
[0015]本發(fā)明上述方法中，所述旁路強(qiáng)化處理技術(shù)為曝氣生物濾池處理系統(tǒng)，主要為曝氣生物濾池(BAF)工藝，主要應(yīng)用于低濃度的污水處理中。它是一種微生物接觸生長(zhǎng)系統(tǒng)，通過附著在填料上的微生物的吸收、降解、氧化、合成等作用，去除可生物降解和利用的溶解性物質(zhì)。該方法集污水處理曝氣池和給水快濾池的特點(diǎn)于一體，高比表面積的粒狀填料的使用不僅增大了微生物量，而且微生物的活性高，同時(shí)使得廢水能同填料表面的微生物充分有效地接觸，因而使得曝氣生物濾池較一般傳統(tǒng)的生物處理技術(shù)有更高的處理效率。曝氣生物濾池的最大特點(diǎn)是集生物氧化和截留懸浮固體于一體，節(jié)省了后續(xù)二次沉淀池，在保證處理效果的前提下使處理工藝簡(jiǎn)化。此外，曝氣生物濾池工藝有機(jī)物容積負(fù)荷高、水力負(fù)荷大、水力停留時(shí)問短、所需基建投資少、能耗及運(yùn)行成本低及保證較高出水水質(zhì)的特點(diǎn)。但曝氣生物濾池技術(shù)對(duì)需定期進(jìn)行反沖洗以清洗濾池中截留的固體懸浮物(SS)以及更新填料上的生物膜，因而要求進(jìn)入曝氣生物濾池的原水SS不能過高，以免使反沖洗頻繁進(jìn)行影響工藝的正常運(yùn)行。
[0016]水體原位生態(tài)修復(fù)技術(shù)主要包括水生植物處理系統(tǒng)、球狀碳素纖維組合填料處理系統(tǒng)。
[0017]水生植物是湖泊生態(tài)系統(tǒng)的初級(jí)生產(chǎn)者。它與藻類競(jìng)爭(zhēng)營養(yǎng)、光照和生態(tài)位，具有較大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，還能分泌出某些尚不知的它感物質(zhì)，直接干擾藻類的生長(zhǎng)，水生植物的修復(fù)對(duì)富營養(yǎng)化水體來說具有極其重大的意義。它具有低投資，低能耗，有助于重建和恢復(fù)良好水生態(tài)系統(tǒng)等優(yōu)點(diǎn)，日益受到人們的關(guān)注。
[0018]球狀碳素纖維組合填料的特點(diǎn)是它具有很大的比表面積，微生物易附著在其表面，附著的微生物群能夠快速形成生物膜，生物膜與污染水體不斷接觸的過程中將污染物進(jìn)行吸收、降解和轉(zhuǎn)化。采用球狀碳素纖維組合填料凈化水質(zhì)的效果是在短時(shí)間內(nèi)降低懸浮物含量(SS)，同時(shí)顯著地減低C0D、B0D、總氮及總磷含量，最終到達(dá)凈化水質(zhì)的效果。球狀碳素纖維組合填料具有以下特點(diǎn):①極大的比表面積;②掛膜性能好;③高度的生物親和性;④成本較低。
[0019]本發(fā)明的機(jī)理為:
[0020]本發(fā)明采用旁路的曝氣生物濾池處理系統(tǒng)與原位的水生植物處理系統(tǒng)與球狀碳素纖維組合填料處理系統(tǒng)聯(lián)合處理湖泊景觀水體，集合了強(qiáng)化處理與生態(tài)修復(fù)于一體的處理技術(shù)，將兩種技術(shù)有機(jī)組合在一起，利用了球狀碳素纖維組合填料降低湖泊景觀水體的懸浮物，從而可以減少曝氣生物濾池的堵塞，提高曝氣生物濾池的COD和氨氮的處理效率，使得湖泊景觀水體污染物得到有效去除，湖體污染物去除后又可以利用球狀碳素纖維組合填料提供的良好環(huán)境，提供適合湖體內(nèi)微生物類生存的條件，重新建立穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)，最終使得湖泊景觀水體水質(zhì)得到長(zhǎng)期有效的保持。
[0021]本發(fā)明方法彌補(bǔ)了單一技術(shù)的不足，單獨(dú)使用旁路處理系統(tǒng)湖泊生態(tài)系統(tǒng)脆弱水質(zhì)不容易保持，單獨(dú)使用生態(tài)修復(fù)技術(shù)處理能力受限制，兩者結(jié)合既保證了處理效率，又建立的湖泊生態(tài)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)有機(jī)結(jié)合使得水質(zhì)得到保持。此項(xiàng)技術(shù)尤其適用于劣V類水體。
[0022]本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下的優(yōu)點(diǎn)及有益效果:
[0023](I)高質(zhì)量的水質(zhì)。湖泊景觀水體劣V類水經(jīng)過本系統(tǒng)處理后可達(dá)到地表水IV標(biāo)準(zhǔn)，透明度大于50cmo
[0024](2)運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單。旁路處理系統(tǒng)曝氣生物濾池抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，耐低溫，無污泥膨脹之虞，可以避免微生物流失，保持較高的微生物量。因此，日常運(yùn)行管理簡(jiǎn)單，處理效果穩(wěn)定。原位修復(fù)主要以植物為主，運(yùn)行管理與湖泊周邊景觀植物可以相結(jié)合，操作維護(hù)簡(jiǎn)單。
[0025](3)旁路處理系統(tǒng)可建成地埋式，也可與現(xiàn)有景觀設(shè)計(jì)相結(jié)合，使得處理系統(tǒng)與周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)，有一定的景觀效果。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0027]下列實(shí)施例中使用的物料均可購買得到。
[0028]實(shí)施例子I
[0029]某公園湖泊景觀水體，占地面積為18000平方米，水體容量為20000m3，水質(zhì)⑶D40mg/L，氨氮3.5mg/L，總磷0.09mg/L，透明度30cm。采用旁路強(qiáng)化處理技術(shù)與水體原位生態(tài)修復(fù)技術(shù)聯(lián)合處理湖泊景觀水體。BAF處于湖泊旁路，水生植物種植于湖泊水深為O?50cm處，球狀碳素纖維組合填料(參見實(shí)用新型專利ZL201520888024.5)置于湖泊中水深超過80cm處，利用碳鋼上下固定球狀碳素纖維組合填料，放置于湖泊水體內(nèi)，每束間距為100?SOOmm13BAF處理能力為10000t/d，停留時(shí)間為0.5小時(shí)，挺水植物種植面積為1000平方米，種植的品種主要有香蒲、菱白、蘆葦、再力花，沉水植物種植面積為800平方米，種植的品種為苦草、伊樂藻。球狀碳素纖維組合填料面積為3600平方米。經(jīng)過48小時(shí)處理后，某公園湖泊景觀水體水質(zhì)COD 20mg/L，氨氮1.2mg/L，總磷0.05mg/L，透明度60cm。
[0030]實(shí)施例子2
[0031]某小區(qū)湖泊景觀水體，占地面積為2000平方米，水體容量為1800m3，水質(zhì)COD35mg/L，氨氮2.0mg/L，總磷0.lmg/L，透明度35cm。采用旁路強(qiáng)化處理技術(shù)與水體原位生態(tài)修復(fù)技術(shù)聯(lián)合處理湖泊景觀水體。BAF處于湖泊旁路，水生植物種植于湖泊水深為O?50cm處，球狀碳素纖維組合填料(參見實(shí)用新型專利ZL201520888024.5)置于湖泊中水深超過80cm處，利用碳鋼上下固定球狀碳素纖維組合填料，放置于湖泊水體內(nèi)，每束間距為100?300mm AAF處理能力為100t/d，停留時(shí)間為1.0小時(shí)，挺水植物種植面積為200平方米，種植的品種主要有美人蕉、鳶尾、菖蒲，沉水植物種植面積為1200平方米，種植的品種為眼子菜，浮葉植物種植面積為400平方米，種植的品種為鳳眼蓮、浮萍。球狀碳素纖維組合填料面積為100平方米。經(jīng)過48小時(shí)處理后，某小區(qū)湖泊景觀水體水質(zhì)⑶D 18mg/L，氨氮1.lmg/L，總磷 0.03mg/L，透明度60cm。
[0032]實(shí)施例子3
[0033]某公園湖泊景觀水體，占地面積為50000平方米，水體容量為60000m3，水質(zhì)⑶D46mg/L，氨氮4.0mg/L，總磷0.1 lmg/L，透明度25cm。采用旁路強(qiáng)化處理技術(shù)與水體原位生態(tài)修復(fù)技術(shù)聯(lián)合處理湖泊景觀水體。BAF處于湖泊旁路，水生植物種植于湖泊水深為O?50cm處，球狀碳素纖維組合填料(參見實(shí)用新型專利ZL201520888024.5)置于湖泊中水深超過80cm處，利用碳鋼上下固定球狀碳素纖維組合填料，放置于湖泊水體內(nèi)，每束間距為100?SOOmm13BAF處理能力為15000t/d，停留時(shí)間為2.0小時(shí)，挺水植物種植面積為2000平方米，種植的品種主要有蘆葦、千屈菜、再力花，沉水植物種植面積為2000平方米，種植的品種為金魚藻、苦草，浮葉植物種植面積為1000平方米，種植的品種為睡蓮。球狀碳素纖維組合填料面積為5000平方米。經(jīng)過48小時(shí)處理后，某小區(qū)湖泊景觀水體水質(zhì)COD 20mg/L，氨氮1.4mg/L，總磷 0.08mg/L，透明度 50cmo
[0034]上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種湖泊景觀水體的水質(zhì)保持與生態(tài)修復(fù)方法，其特征在于利用旁路強(qiáng)化處理技術(shù)與水體原位生態(tài)修復(fù)技術(shù)聯(lián)合處理湖泊景觀水體，具體包括利用曝氣生物濾池處理系統(tǒng)、水生植物處理系統(tǒng)和球狀碳素纖維組合填料處理系統(tǒng)聯(lián)合處理。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的湖泊景觀水體的水質(zhì)保持與生態(tài)修復(fù)方法，其特征在于:所述方法具體為將湖泊景觀水體通入旁路的曝氣生物濾池處理系統(tǒng)進(jìn)行處理，處理后的水進(jìn)入湖泊，在湖泊內(nèi)經(jīng)原位的水生植物處理系統(tǒng)和球狀碳素纖維組合填料處理系統(tǒng)處理，實(shí)現(xiàn)湖泊景觀水體的水質(zhì)保持與生態(tài)修復(fù)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的湖泊景觀水體的水質(zhì)保持與生態(tài)修復(fù)方法，其特征在于:所述曝氣生物濾池處理系統(tǒng)處于湖泊景觀水體的旁路;所述曝氣生物濾池處理系統(tǒng)為曝氣生物濾池工藝。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的湖泊景觀水體的水質(zhì)保持與生態(tài)修復(fù)方法，其特征在于:所述曝氣生物濾池處理系統(tǒng)的日處理能力為整個(gè)景觀水體容量的0.05?0.5倍，停留時(shí)間為0.5?2小時(shí);所述曝氣生物濾池處理系統(tǒng)為地埋式、半地埋或地上。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的湖泊景觀水體的水質(zhì)保持與生態(tài)修復(fù)方法，其特征在于:所述水生植物處理系統(tǒng)處于湖泊景觀水體中且水深不超過50cm處;所述水生植物處理系統(tǒng)處理規(guī)模為整個(gè)景觀水體面積的10?90%區(qū)域。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的湖泊景觀水體的水質(zhì)保持與生態(tài)修復(fù)方法，其特征在于:所述水生植物處理系統(tǒng)處理指通過種植水生植物原位處理水體;所述水生植物處理系統(tǒng)種植挺水植物、沉水植物和浮葉植物中的至少一種。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的湖泊景觀水體的水質(zhì)保持與生態(tài)修復(fù)方法，其特征在于:所述的挺水植物為香蒲、菱白、蘆葦、水蔥、美人蕉、鳶尾、菖蒲、蘆葦、千屈菜和再力花中的至少一種;所述的沉水植物為金魚藻、苦草、伊樂藻和眼子菜中的至少一種;所述的浮葉植物為鳳眼蓮、浮萍、睡蓮中的至少一種。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的湖泊景觀水體的水質(zhì)保持與生態(tài)修復(fù)方法，其特征在于:所述挺水植物種植水深為O?30cm ；所述沉水植物種植水深為30?50cm ；所述浮葉植物種植水深為20?40cm。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的湖泊景觀水體的水質(zhì)保持與生態(tài)修復(fù)方法，其特征在于:所述球狀碳素纖維組合填料處理系統(tǒng)處理處于湖泊景觀水體中且水深超過80cm處;所述球狀碳素纖維組合填料處理系統(tǒng)處理規(guī)模為整個(gè)景觀水體面積的5?20%區(qū)域。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的湖泊景觀水體的水質(zhì)保持與生態(tài)修復(fù)方法，其特征在于:所述球狀碳素纖維組合填料處理系統(tǒng)通過利用碳鋼上下固定塑料碳素纖維束，放置于湖泊水體內(nèi)，每束間距為100?300mm。
【文檔編號(hào)】C02F9/14GK106045213SQ201610562994
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年7月14日
【發(fā)明人】陳思莉, 虢清偉, 黃大偉, 易皓, 常莎
【申請(qǐng)人】環(huán)境保護(hù)部華南環(huán)境科學(xué)研究所