CN205653236U - 一种湿地公园式生态水净化*** - Google Patents

一种湿地公园式生态水净化*** Download PDF

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高镜清
张敬申
陈勇
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Abstract

本实用新型属于环境工程水处理技术领域，具体涉及一种湿地公园式生态水净化***，该***依次由污水预处理***、生态净化***、景观表流人工湿地***串行连接而成，同时分别配合湿地公园工程配套设施并行使用；景观湖湿地***为种植有水生植物的表面流人工湿地。本实用新型结合了非生态水质净化技术和生态水质净化技术，提供了一种可因地制宜，设计工艺可进行自由组合的方法，不但能够保证水质净化效果，而且具有良好的生态景观效果、休闲娱乐和环境教育功能，有效的解决了目前处理污水的效果不稳定，降低了***的运行成本，在污染物处理过程中同时构建景观和美化环境的问题。

Description

一种湿地公园式生态水净化***
技术领域
本实用新型属于环境工程水处理技术领域，具体涉及一种湿地公园式生态水净化***。
背景技术
湿地公园是具有湿地保护与利用、科普教育、湿地研究、生态观光、休闲娱乐等多种功能的社会公益性生态公园。湿地公园在保护生物多样性，维持淡水资源，调节气候，降解污染物和为人类提供生产、生活资源，发展城市旅游业诸方面都发挥了重要作用。生态水净化技术在国外起步较早，技术也比较成熟，美国国家环境保护局目前正大力开发北美的生态水处理数据库和地方数据库，以减少重复劳动和改良传统的设计方法，北美湿地工程公司开发出了循环流湿地工艺和通风强化床工艺，并成功应用于数年前还被认为不适宜采用生态技术处理污水的地区，也即气候太冷或污水浓度太高的地区。生态水净化技术在我国起步较晚，但近年来发展迅速，相比传统污水处理厂，生态技术基建投资少、运行费用低、能耗少、操作简单，不仅适用于生活污水，对某些工业废水、农业废水、垃圾渗滤液等也有良好的净化效能。
近年来，人们对亲水性生活环境有着较大需求，景观公园数量不断增加，然而涉及景观水体的问题，如水体水质、景观效果、***运行成本、以及后期管理等问题逐渐显露出来，普通单一的生态治理方法在应用到具体工程中时，存在着处理污水的效果不稳定，***运行成本较高，缺乏运营管理等问题，而非生态的污水治理方法，由于只考虑如何处理污染物达到国家相关标准进行排放，缺乏了在污染物处理过程中的景观构建和环境美化。
实用新型内容
综上所述，为了克服现有技术问题的不足，本实用新型提供一种湿地公园式生态水净化***，解决了目前处理污水的效果不稳定，降低***运行成本，在污染物处理过程中同时构建景观和美化环境的问题。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
一种湿地公园式生态水净化***，其特征在于：该***依次由污水预处理***、生态净化***、景观湖湿地***串行连接而成，同时分别配合湿地公园工程配套设施并行使用；所述的污水预处理***，是由格栅、ABR***、A2O***、一体式复合生物反应器、跌水曝气***中的一种或几种串联组成；所述的生态净化***，是由2-3套并联的生态净化子***组成，每套子***是由以下任意2-4个处理单元串联组成，处理单元包括砾间接触氧化***、碎石床人工湿地***、垂直潜流人工湿地***、复合垂直流人工湿地***、土壤生态***、复合蚯蚓生态***和生态基人工湿地***；景观湖湿地***为种植有水生植物的表面流人工湿地，其造型因地制宜，造型设计为大象型、铜钱型、如意型、龙型、凤型等一种或多种，整个过程中，配合湿地公园工程配套设施使用。
进一步，所述的生态净化***的每个处理单元以高差10-30cm由高至低排列，相邻处理单元以水渠隔开并通过水渠上设置的进水管道、出水管道连通。
进一步，所述的生态净化***结合湿地公园工程配套设施，设置有湿地科普展示区和休闲活动区，所述的湿地科普展示区，包括水族箱、亲水区、景观浮岛、观鸟亭、赏蛙台和活水公园教育区，所述的休闲活动区设置了2-3个小型的休闲广场，设置一条塑胶跑道以及配套的健身器械活动设施，还设有景观小品，包括水车、风车、木栈道。
进一步，所述的垂直潜流人工湿地***的基质填料结构由上而下依次由硅藻土土壤层、陶粒层、垂直潜流基质净化层、细砂层与防渗层五个部分构成。
进一步，所述的复合垂直流人工湿地***的基质填料结构由上而下依次由土壤层、微生物陶粒层、复合垂直流基质净化层、细砂层与防渗层五个部分构成。
进一步，所述的垂直潜流人工湿地***和复合垂直流人工湿地***设置有排泥***，所述的排泥***是由冲泥管、排泥管、排泥阀和水泵组成，排泥管设置在基质填料结构的细砂层上，每个***单元设置2-6根，排泥管呈沙漏式，斜度为1：3-5，每根排泥管靠近进水端50-100cm处垂直装有冲泥管，靠近出水端设有排泥阀，冲泥管高出土壤层50-80cm。
进一步，所述的生态净化***处理单元均设有挺水植物，包括西伯利亚鸢尾、芦苇、香蒲、水生美人蕉、黄菖蒲、水葱、灯心草、泽泻、慈姑、纸莎草、旱伞草、千屈菜、水芹菜中的一种或几种的组合；
进一步，所述的景观湖湿地***设有挺水植物、沉水植物和浮叶植物，所述的挺水植物，包括西伯利亚鸢尾、芦苇、香蒲、水生美人蕉、黄菖蒲、水葱、灯心草、泽泻、慈姑、纸莎草、旱伞草、千屈菜、水芹菜中的一种或几种的组合；所述的沉水植物，包括菹草、绿狐尾藻、伊乐藻、黒藻、金鱼藻、苦草中的一种或几种的组合；所述的浮叶植物，包括荷花、睡莲、萍逢草中的一种或几种的组合；其中，挺水植物和浮叶植物的选择，根据区域划分，进行颜色搭配，营造出一种或多种颜色为主题的湿地公园，增加湿地公园式生态水净化***的景观特色和可游览性。
按照《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中地表水的水质要求，本实用新型的出水水质能达到地表水Ⅳ-Ⅲ类水；按照《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中排入地表水域环境功能和保护目标水质要求，本实用新型的出水水质能达到一级B标准-一级A标准；按照《城市污水再生利用工业用水水质》(GB/T19923-2005)等标准，本实用新型的出水水质能达到中水回用标准。
本实用新型产生的有益效果为：
本实用新型构建的湿地公园式生态水净化***是由污水预处理***、生态净化***、景观湖湿地***以及湿地公园工程配套设施组成，结合了非生态水质净化技术和生态水质净化技术，提供了一种可因地制宜，设计工艺可进行自由组合的方法，不但能够保证水质净化效果，而且具有良好的生态景观效果、休闲娱乐和环境教育功能；通过构建湿地科普展示区与休闲活动区，使游客能够亲身体验湿地自然环境和湿地的生物多样性特点；基质填料结构采用多级形式，特别是硅藻土，在土壤中能起到保湿、疏松土质，助长水生植物生长效果，且其吸附性能强，对污染物去除效果明显；挺水植物和浮叶植物的选择，根据区域划分，进行颜色搭配，营造出一种或多种颜色为主题的湿地公园，多生态植物净化水质效果好的同时，也增加了湿地公园式生态水净化***的景观特色；种植的挺水植物为四季常绿且耐低温的西伯利亚鸢尾或水芹菜，增加了该***在低温季节去污能力和景观效果；适用于河流、湖泊、水库等中小型流域水生生态***修复，污水处理厂尾水深度净化，雨洪利用及面源污染治理，水源保护区的水质净化和乡镇生活污水处理等污水处理领域。
附图说明
图1为本实用新型的流程图；
图2为本实用新型在北方某一地区污水处理厂尾水深度净化工程的构建方法流程图；
图3为本实用新型在北方某一地区湿地公园雨污水净化回用工程构建方法流程图；
图4为本实用新型在南方某一地区乡镇生活污水生态净化工程的构建方法流程图；
图5为本实用新型的基质填料五层结构剖面示意图；
图6为本实用新型的排泥***结构示意图。
具体实施方式
以下以具体实施例来说明本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不限于此：
如图1所示，一种湿地公园式生态水净化***，其特征在于：该***依次由污水预处理***、生态净化***、景观湖湿地***串行连接而成，同时分别配合湿地公园工程配套设施并行使用；所述的污水预处理***，是由格栅、ABR***、A2O***、一体式复合生物反应器、跌水曝气***中的一种或几种串联组成；所述的生态净化***，是由2-3套并联的生态净化子***组成，每套子***是由以下任意2-4个处理单元串联组成，处理单元包括砾间接触氧化***、碎石床人工湿地***、垂直潜流人工湿地***、复合垂直流人工湿地***、土壤生态***、复合蚯蚓生态***和生态基人工湿地***；景观湖湿地***为种植有水生植物的表面流人工湿地，其造型因地制宜，造型设计为大象型、铜钱型、如意型、龙型、凤型等一种或多种，整个过程中，配合湿地公园工程配套设施使用。
实施例1：
本实施例为北方某一地区污水处理厂尾水深度净化工程，进水水质参照城镇污水一级A排放标准污染物浓度数据，出水水质参照地表水环境质量标准Ⅳ类水，本实施例的处理能力为40000m3/d，进出水质对比表如下：
表1 设计进出水水质
项目 五日生化需氧量 化学需氧量 总磷（以P计） 氨氮 PH值
进水水质mg/L ≤10 ≤50 ≤0.5 ≤5(8) 6-9
出水水质mg/L ≤6 ≤30 ≤0.3 ≤1.5(2) 6-9
注：括号外表示水温＞12℃时执行的标准，括号内表示水温≤12℃时执行的标准。
根据现有的土地现状，本实用新型通过如下技术手段加以实现：
如图2所示，污水预处理***的进水是把污水处理厂的尾水作为该***的进水，首先由提升泵房把进水提升至跌水曝气***，然后跌水曝气进入生态基人工湿地***，实现自然复氧，沉积污泥，防止后续***堵塞；出水进入复合垂直流人工湿地***中，强化除氮去磷，并去除重金属、外源生物活性物质、藻毒素等特殊污染物，有效去除水中污染物；出水接着进入垂直潜流人工湿地***，垂直潜流布水可促进湿地内部复氧，其硝化强度较高，既有较好的氮去除效果；最后进入景观湖湿地***，对水体进一步修饰；整个过程中，与湿地公园工程配套设施相结合，达到生态景观效果，最后达标出水入河；湿地公园工程配套设施，设置交通***、休息亭廊架、座椅、垃圾桶、生态厕所、标识***和照明***，结合场区布置，通过各类景观元素，利用空间的景观规划，丰沛的植物栽植设计，将场区内湿地区域、休闲公园区域整体营造成一个空气清新、阳光明媚、舒适而安静的环境。
如图5所示，所述的复合垂直流人工湿地***的基质填料结构由上而下划分为土壤层1、微生物陶粒层2、复合垂直流基质净化层3、细砂层4与防渗层5五个部分；所述的土壤层1的厚度为15cm；所述的微生物陶粒层2的厚度为5cm，由粒径为5-10mm的陶粒吸附枯草芽孢杆菌组成，菌液浓度OD600值为0.6，陶粒和菌液比为30g：50ml；所述的复合垂直流基质净化层3的厚度为90cm，由体积比为 3：3：2：1的炉渣、陶粒、玉米芯屑和木屑有机质掺合组成，炉渣、陶粒粒径均为10-50mm；所述的细砂层4的厚度为15mm，细沙粒径小于2mm；所述的防渗层5为在表面敷设有防渗膜的压实土层。
所述的垂直潜流人工湿地***的基质填料结构由上而下划分为硅藻土土壤层、陶粒层、垂直潜流基质净化层、细砂层与防渗层五个部分；所述硅藻土土壤层厚度为15cm，由质量比为3：7的硅藻土和当地土壤混合组成；所述陶粒层厚度为5cm，由粒径为5-10mm的陶粒组成；所述垂直潜流基质净化层厚度为90cm，由体积比为1：1：1的鹅卵石、沸石和电气石混合组成，鹅卵石、沸石和电气石粒径均为10-50mm；所述细砂层厚度为15mm，细沙粒径小于2mm；防渗层为在表面敷设有防渗膜的压实土层。
如图6所示，所述的垂直潜流人工湿地***和复合垂直流人工湿地***设置有排泥***，所述排泥***是由冲泥管7、排泥管6、排泥阀8和水泵组成，结合图5可知，排泥管6设置在基质填料结构的细砂层4上，每个***单元设置6根，排泥管6呈沙漏式，斜度为1：3，每根排泥管6靠近进水端50cm处垂直装有冲泥管7，靠近出水端设有排泥阀8，冲泥管7比土壤层1高出50cm。
所述的生态基人工湿地***、复合垂直流人工湿地***和垂直潜流人工湿地***均种植有挺水植物，主要为西伯利亚鸢尾，打造以紫色为主的景观特色。
所述景观湖湿地***设计为玉如意形状，打造以红色为主的景观特色，种植有挺水植物、沉水植物和浮叶植物，挺水植物主要为红花水生美人蕉，沉水植物包括菹草、伊乐藻，浮叶植物主要为荷花、睡莲的组合。
所述的跌水曝气***添加固定化1号复合微生物菌剂，固定化1号复合微生物菌剂包括1号复合微生物菌剂和固定化载体，所述1号复合微生物菌剂包括厌氧氨氧化菌、硝化细菌、反硝化芽孢杆菌、水生黄杆菌、光合细菌和酵母菌的混合菌剂，1号复合微生物菌剂是按体积比为1：1～3：1～2：1：1：1～3的厌氧氨氧化菌：硝化细菌：反硝化芽孢杆菌：水生黄杆菌：光合细菌：酵母菌配制的，所述固定化载体是按重量比为2：3：1：1的聚乙烯醇、海藻酸钠、氯化钙和粉末竹炭组成，所述固定化载体由重量比为2～3 ：3～4：1～2 ：1的聚乙烯醇、海藻酸钠、氯化钙和粉末竹炭组成；固定化1号复合微生物菌剂是先将海藻酸钠加热溶于水，再加入聚乙烯醇和粉末竹炭冷却为预固定化载体，预固定化载体冷却后按体积比1：1再与1号复合微生物菌剂混合均匀；然后将混合液用针形管滴入质量浓度为10%的氯化钙溶液中，放置2h得到固定化1号复合微生物菌剂。
所述的生态基人工湿地***、复合垂直流人工湿地***、垂直潜流人工湿地***和景观湖湿地***均添加2号复合微生物菌剂，所述2号复合微生物菌剂为聚磷菌、枯草芽孢杆菌、光合细菌、硝化细菌、酵母菌和乳酸菌的混合菌剂；2号复合微生物菌剂是按体积比为1：2～4：1：1～3：1：1的聚磷菌：枯草芽孢杆菌：光合细菌：硝化细菌：酵母菌：乳酸菌配制的。
实施例2：
本实施例为北方某一地区湿地公园雨污水净化回用工程，该工程出水水质达到中水回用水质标准，本实施例的处理能力为80000m3/d，进出水质对比表如下：
表2 设计进出水水质
项目 五日生化需氧量 化学需氧量 总磷（以P计） 氨氮 固体悬浮物
进水水质mg/L 34 120 2 18 80
出水水质mg/L ≤10 ≤60 ≤1.0 ≤10 ≤30
湿地公园采用人工湿地组合工艺，根据工程进水水质及出水水质要求和现场条件，进行合理的工艺设计，出水达到中水回用标准，具体的构建方法如下。
如图3所示，该工程进水首先通过格栅，去除污水中较大的悬浮或漂浮物；然后经过跌水曝气***后进入生态基人工湿地***，实现自然复氧，沉积污泥，防止后续***堵塞；出水进入复合垂直流人工湿地***中，强化除氮去磷，并去除重金属、外源生物活性物质、藻毒素等特殊污染物，有效去除水中污染物；然后出水依次进入土壤生态***和碎石床人工湿地***，进一步强化除氮去磷，去除污染物；最后出水进入景观湖湿地***，对水体进一步修饰，另外，与湿地公园工程配套设施相结合，达到生态景观效果，最后达标出水，主要用于工业用水。
本实施例中的复合垂直流人工湿地***的基质填料结构与实施例1中相应的基质填料结构相同。
生态基人工湿地***、复合垂直流人工湿地***、土壤生态***、碎石床人工湿地***和景观湖湿地***添加的2号复合微生物菌剂；跌水曝气***添加的固定化1号复合微生物菌剂，这两种菌剂均与实施例1所述的相应菌剂相同。
生态基人工湿地***、复合垂直流人工湿地***和景观湖湿地***的植物配置均与实施例1中所述的相应的植物配置相同，另外土壤生态***、碎石床人工湿地***的植物配置与实施例1中的垂直潜流人工湿地***的植物配置相同。
湿地公园工程配套设施，与实施例1中相同，在此不再赘述。
实施例3：
本实施例为南方某一地区乡镇生活污水生态净化工程，该工程出水水质达到一级A排放标准，本实施例的处理能力为2000m3/d，进出水质对比表如下：
表3 设计进出水水质
项目 五日生化需氧量 化学需氧量 总磷（以P计） 氨氮 固体悬浮物
进水水质mg/L 198 425 3.5 40 345
出水水质mg/L ≤10 ≤50 ≤0.5 ≤5(8) ≤10
注：括号外表示水温＞12℃时执行的标准，括号内表示水温≤12℃时执行的标准。
湿地公园式生态水净化***的构建，根据工程进水水质及出水水质要求、现场条件，进行合理的工艺设计，具体的构建方法如下。
如图4所示，该工程进水首先通过格栅，去除污水中较大的悬浮或漂浮物；然后进水依次进入一体式复合生物反应器和A2O***，对污水进行生化反应，去除污水中有机物，脱氮除磷，减轻后续单元负荷；然后出水进入复合垂直流人工湿地***中，强化除氮去磷，并去除重金属、外源生物活性物质、藻毒素等特殊污染物，有效去除水中污染物；接着出水进入垂直潜流人工湿地***，垂直潜流布水可促进湿地内部复氧，其硝化强度较高，既有较好的氮去除效果；最后进入景观湖湿地***，对水体进一步修饰，另外，与湿地公园工程配套设施相结合，达到生态景观效果，最后达标出水入河。
本实施例中的复合垂直流人工湿地***的基质填料结构与实施例1中相应的基质填料结构相同。
复合垂直流人工湿地***、垂直潜流人工湿地***和景观湖湿地***添加的2号复合微生物菌剂；一体式复合生物反应器和A2O***添加的固定化1号复合微生物菌剂，这两种菌剂均与实施例1所述的相应菌剂相同。
复合垂直流人工湿地***、垂直潜流人工湿地***和景观湖湿地***的植物配置均与实施例1中所述的相应的植物配置相同。
湿地公园工程配套设施，与实施例1中相同，在此不再赘述。
要说明的是，上述实施例是对本实用新型技术方案的说明而非限制，所属技术领域普通技术人员的等同替换或者根据现有技术而做的其它修改，只要没超出本实用新型技术方案的思路和范围，均应包含在本实用新型所要求的权利范围之内。

Claims (7)

1.一种湿地公园式生态水净化***，其特征在于：该***依次由污水预处理***、生态净化***、景观湖湿地***串行连接而成，同时分别配合湿地公园工程配套设施并行使用；所述的污水预处理***，是由格栅、ABR***、A2O***、一体式复合生物反应器、跌水曝气***中的一种或几种串联组成；所述的生态净化***，是由2-3套并联的生态净化子***组成，每套子***是由以下任意2-4个处理单元串联组成，处理单元包括砾间接触氧化***、碎石床人工湿地***、垂直潜流人工湿地***、复合垂直流人工湿地***、土壤生态***、复合蚯蚓生态***和生态基人工湿地***；景观湖湿地***为设有水生植物的表面流人工湿地，其造型因地制宜，造型设计为一种或多种，整个过程中，配合湿地公园工程配套设施使用。
2.根据权利要求1所述的一种湿地公园式生态水净化***，其特征在于，所述的生态净化***的每个处理单元以高差10-30cm由高至低排列，相邻处理单元以水渠隔开并通过水渠上设置的进水管道、出水管道连通。
3.根据权利要求1所述的一种湿地公园式生态水净化***，其特征在于，所述的垂直潜流人工湿地***设置有基质填料结构，基质填料结构由上而下依次由硅藻土土壤层、陶粒层、垂直潜流基质净化层、细砂层与防渗层五个部分构成。
4.根据权利要求1所述的一种湿地公园式生态水净化***，其特征在于，所述的复合垂直流人工湿地***设置有基质填料结构，基质填料结构由上而下依次由土壤层、微生物陶粒层、复合垂直流基质净化层、细砂层与防渗层五个部分构成。
5.根据权利要求1所述的一种湿地公园式生态水净化***，其特征在于，所述的垂直潜流人工湿地***和复合垂直流人工湿地***设置有排泥***，所述的排泥***是由冲泥管、排泥管、排泥阀和水泵组成，排泥管设置在基质填料结构的细砂层上，每个***单元设置2-6根，排泥管呈沙漏式，斜度为1：3-5，每根排泥管靠近进水端50-100cm处垂直接有冲泥管，靠近出水端设有排泥阀，冲泥管高出土壤层50-80cm。
6.根据权利要求1所述的一种湿地公园式生态水净化***，其特征在于，所述的生态净化***处理单元均设有挺水植物，包括西伯利亚鸢尾、芦苇、香蒲、水生美人蕉、黄菖蒲、水葱、灯心草、泽泻、慈姑、纸莎草、旱伞草、千屈菜、水芹菜中的一种或几种的组合。
7.根据权利要求1所述的一种湿地公园式生态水净化***，其特征在于，所述的景观湖湿地***设有挺水植物、沉水植物和浮叶植物，所述的挺水植物，包括西伯利亚鸢尾、芦苇、香蒲、水生美人蕉、黄菖蒲、水葱、灯心草、泽泻、慈姑、纸莎草、旱伞草、千屈菜、水芹菜中的一种或几种的组合；所述的沉水植物，包括菹草、绿狐尾藻、伊乐藻、黒藻、金鱼藻、苦草中的一种或几种的组合；所述的浮叶植物，包括荷花、睡莲、萍逢草中的一种或几种的组合。
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