專利名稱：一種使用人工濕地凈化污水的系統(tǒng)和凈化自來水廠污染源水的系統(tǒng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合的使用人工濕地凈化污水的系統(tǒng)，以及一種使用人工濕地凈化自來水廠污染源水的系統(tǒng)方法。
背景技術(shù)：
近年來，由于區(qū)域水環(huán)境污染日益嚴(yán)重，水源地水質(zhì)惡化，水源生態(tài)系統(tǒng)退化，自來水廠的現(xiàn)有常規(guī)處理工藝往往難以適應(yīng)當(dāng)前源水污染狀況。因此，尋找一種簡易、高效的污染源水預(yù)處理凈化技術(shù)就十分必要。人工濕地技術(shù)作為一種新型生態(tài)污水處理技術(shù)，具有投資省、運(yùn)行簡便、處理效果穩(wěn)定、出水水質(zhì)好、生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)小等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于水污染控制領(lǐng)域，特別是污水處理領(lǐng)域，有望在源水凈化中獲得應(yīng)用。然而，傳統(tǒng)的人工濕地技術(shù)其填料介質(zhì)更新較難、容易發(fā)生堵塞、單位面積/體積造價(jià)相對較高，不宜在水源地污染凈化中開展規(guī)模性的工程應(yīng)用。經(jīng)過科技查新，從檢出文獻(xiàn)看，國內(nèi)采用人工濕地技術(shù)處理各種廢水及原水的研究已經(jīng)較多。研究內(nèi)容涉及濕地植物根孔防治污染的功能及效果分析(生態(tài)學(xué)報(bào)，2000， 20 (5) =869-874)，濕地跌水曝氣參數(shù)研究(環(huán)境保護(hù)科學(xué)，2008, 34 (5) :39-41)，濕地技術(shù)的應(yīng)用研究(環(huán)境工程學(xué)報(bào)，2008，2 (11) :1447-1450 ；供水技術(shù)，2009，3 (2) :44-46;中國給水排水，2009，25 (5) :48-51)。關(guān)于多級人工濕地結(jié)構(gòu)的文獻(xiàn)報(bào)道了多級串聯(lián)濕地(中國給水排水，2007，23(1) :88-91，96;生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)，2009，18(1) :79_82)，階式濕地(環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備，2005，6 (9) :54-57)。華南師范大學(xué)的專利涉及由上而下重疊形成的階梯狀多級人工濕地床(公開(公告)號CN1390787.公開(公告)日2003. 01. 15)。國外一般采用自然濕地技術(shù)處理廢水，人工濕地技術(shù)應(yīng)用于水處理和污染源水凈化方面的研究較少。研究內(nèi)容涉及人工濕地技術(shù)用于去除飲用水中的氮(Ecological Engineering, 2000，14 (1-2) :33-47)，人工濕地植物根凈化地表水和廢水(Water Science & Technology, 1996,33(4-5) :309-313)，廢水處理和水回用(Recycling the Resource-Proceedings of the SecondInternational Conference on Ecological Engineering for Wastewater Treatment, 5-6 :367-369,1996),雨水處理(Proceedings of the Sixth InternationalConference on Urban Storm Drainage,第 1 卷禾口第 2 卷1068-1073,1993)。關(guān)于濕地結(jié)構(gòu)的文獻(xiàn)報(bào)道如韓國專利涉及傾斜多階人工濕地、排水溝類型的無動(dòng)力人造濕地(專利號KR2006112754-A ;KR651054-B1 ；專利號 KR2005093597-A ；KR561171-B1)。綜上所述，國內(nèi)外文獻(xiàn)中均未見有采用人造根孔和自然根孔相結(jié)合的方法構(gòu)建濕地凈化系統(tǒng)及其工程應(yīng)用的報(bào)道。國內(nèi)外文獻(xiàn)報(bào)道了多級階式濕地，通過各級之間的水位差實(shí)現(xiàn)水和土壤充分接觸凈化，但未見有采取由溝壕和植物床鑲嵌組合的階式濕地進(jìn)行多級串聯(lián)和并聯(lián)相結(jié)合的濕地形式。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的人工濕地技術(shù)其填料介質(zhì)更新較難、容易發(fā)生堵塞、單位面積/ 體積造價(jià)相對較高，不宜在水源地污染凈化中開展規(guī)模性的工程應(yīng)用的不足，本發(fā)明提供一種以植物床-溝壕-根孔結(jié)構(gòu)系統(tǒng)為核心的人工濕地凈化污水的系統(tǒng)，以及一種使用人工濕地凈化自來水廠污染源水的系統(tǒng)方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是對微污染的水源地，在自來水廠進(jìn)水口之前構(gòu)建規(guī)模性的生態(tài)型水質(zhì)凈化濕地系統(tǒng)，系統(tǒng)由預(yù)處理區(qū)、水位提升和曝氣充氧區(qū)、濕地根孔生態(tài)凈化區(qū)、深度凈化區(qū)和達(dá)標(biāo)引水區(qū)等多個(gè)功能區(qū)組成；在所述濕地根孔生態(tài)凈化區(qū)中采用人工構(gòu)筑濕地根孔的方法構(gòu)建人造根孔與自然根孔相結(jié)合的凈化系統(tǒng)；濕地根孔生態(tài)凈化區(qū)采取由溝壕和植物床鑲嵌組合的多級階式濕地進(jìn)行串聯(lián)和并聯(lián)相結(jié)合的形式；整個(gè)生態(tài)型水質(zhì)凈化濕地系統(tǒng)由預(yù)處理塘系統(tǒng)、水位提升和曝氣充氧系統(tǒng)、濕地根孔生態(tài)凈化系統(tǒng)、湖區(qū)深度凈化系統(tǒng)、達(dá)標(biāo)引水系統(tǒng)等多個(gè)子系統(tǒng)耦合組成梯級“匯”凈化系統(tǒng)(“匯”是相對于源水污染治理的“源”控制和“遷移途徑”控制而言的末端控制環(huán)節(jié))。 生態(tài)型水質(zhì)凈化濕地系統(tǒng)通過人造根孔和自然根孔之間的過渡和濕地根孔的不斷更新，實(shí)現(xiàn)濕地基質(zhì)填料介質(zhì)的自我更新，以水力調(diào)控為樞紐，通過調(diào)節(jié)來適應(yīng)微污染水源的供水， 從而為區(qū)域供水安全提供保障。本發(fā)明的有益效果是，在自來水廠之前構(gòu)筑水源凈化的多重屏障，有效地解決了傳統(tǒng)人工濕地填料介質(zhì)更新較難、容易發(fā)生堵塞、單位面積/體積造價(jià)相對較高的不足，適宜在水源地污染凈化中開展規(guī)模性的工程應(yīng)用；人工濕地保持了原來的城市綠地規(guī)劃和功能，并且水塘、溝壕、濕地、湖泊等增加了城市景觀，形成綠草百花爭艷、溝壕縱橫交錯(cuò)、湖水碧波蕩漾的濕地公園，發(fā)揮著凈化原水水質(zhì)、貯水緩沖應(yīng)急、綠地清新空氣、為很多物種提供棲息地、改善生物多樣性、景觀美化、形成市民休閑場地、提升區(qū)域宜居舒適度等多重生態(tài)服務(wù)功能。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖1是本發(fā)明的工藝流程示意圖。圖2是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的工程應(yīng)用的總體平面圖。圖3是本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的濕地植物床一溝壕一根孔結(jié)構(gòu)系統(tǒng)和閘口控制的剖面構(gòu)造示意圖。圖4是本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例的濕地植物床一溝壕一根孔結(jié)構(gòu)系統(tǒng)和卡口設(shè)置的平面示意圖。圖5是本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例的濕地植物床一溝壕一根孔結(jié)構(gòu)系統(tǒng)和卡口設(shè)置的剖面構(gòu)造示意圖。圖6是本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例的卡口設(shè)置和礫石床的平面示意圖。圖7是本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例的卡口設(shè)置和礫石床的剖面構(gòu)造示意圖。附圖中主要標(biāo)記符號1預(yù)處理區(qū)，2水位提升和曝氣充氧區(qū)，3濕地根孔生態(tài)凈化區(qū)，4深度凈化區(qū)，5達(dá)標(biāo)引水區(qū)，6北郊河，7新塍塘，8義莊河，9320國道，10東升西路，11昌盛路，12橋，13義莊河閘6mX 1，14雙水源閘4mX 1，15北郊河閘4mX 1，16泵站邊閘6mX 1，17溢流堰邊閘6mX 1， 18東升橋閘6mX 2，19北亭湖閘6mX 1，20亭子橋閘，21預(yù)處理塘，22頂管接收池，23沉淀池，24雁涇港，25清冽湖，沈北亭湖，27南亭湖，觀泵站，29溢流堰，30管理房，31水位監(jiān)測點(diǎn)，32水質(zhì)監(jiān)測點(diǎn)，33攝像機(jī)，34大溝，35小溝，36濕地植物床，37閘口，38卡口，39堵頭， 40礫石床。
具體實(shí)施例方式在具體實(shí)施例之前首先對本發(fā)明實(shí)施方式的總體情況進(jìn)行闡述。本發(fā)明提供一種使用人工濕地凈化污水的系統(tǒng)，以及一種使用人工濕地凈化自來水廠污染源水的系統(tǒng)方法，針對微污染的水源地，在自來水廠進(jìn)水口之前構(gòu)建規(guī)模性的生態(tài)型水質(zhì)凈化濕地系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括預(yù)處理區(qū)、水位提升和曝氣充氧區(qū)、濕地根孔生態(tài)凈化區(qū)、深度凈化區(qū)和達(dá)標(biāo)引水區(qū)，采用水力調(diào)控等手段驅(qū)使水流逐次通過各功能區(qū)，以實(shí)現(xiàn)分區(qū)分步凈化的目標(biāo)。人工濕地的各主要功能區(qū)及其功能如下①預(yù)處理區(qū)由深水區(qū)和淺水區(qū)組成串聯(lián)的塘系統(tǒng)。水流進(jìn)入預(yù)處理區(qū)后，由于過水面積突然擴(kuò)大，水流流速降低，起到了沉砂和緩沖作用，懸浮性固體顆粒物(SQ和油脂都可以減少，并阻擋垃圾和漂浮物進(jìn)入濕地。②水位提升和曝氣充氧區(qū)通過水泵提升水位和兩級跌水曝氣，把水提升達(dá)到濕地處理的功能水位，同時(shí)曝氣使污染源水的溶解氧濃度提高，部分氨氮揮發(fā)，使?jié)竦厮幻咳战?jīng)歷兩次提升和下落，增加濕地孔隙中水和空氣與土壤介質(zhì)的界面流動(dòng)，增強(qiáng)凈化效能， 為其他功能區(qū)的進(jìn)一步凈化提供條件。③濕地根孔生態(tài)凈化區(qū)本區(qū)由濕地植物床系統(tǒng)和大小溝壕系統(tǒng)進(jìn)行多級串聯(lián)和并聯(lián)組合而成。主要利用濕地植物、土壤根孔和土壤基質(zhì)，在濕地區(qū)水位變幅作用下，通過土壤吸附、截留、交替氧化還原、微生物降解等措施，為多種生物提供了棲息繁育地從而培育生物多樣性，使水質(zhì)進(jìn)一步凈化，氨氮等明顯去除。④深度凈化區(qū)由淺水區(qū)和深水區(qū)組成串聯(lián)的湖系統(tǒng)。利用大面積水體使固體懸浮物沉降，水質(zhì)進(jìn)一步得到凈化和在此區(qū)穩(wěn)定化，同時(shí)起到儲存水體、保障水廠供水安全、 美化環(huán)境等作用。經(jīng)過本區(qū)，可使SS減少，CODsfa繼續(xù)降低，并增加生物多樣性。⑤達(dá)標(biāo)引水區(qū)主要依靠礫石床、生物膜的深度凈化和河道的自凈功能來凈化和穩(wěn)定濕地出水的水質(zhì)，并從此區(qū)引水至水廠。在上述各功能區(qū)均考慮到景觀美化設(shè)計(jì)，除了從地形地貌上進(jìn)行美學(xué)設(shè)計(jì)外，在各功能區(qū)的邊緣地帶以及濕地與陸地相毗鄰的緩沖區(qū)采用少量的水生、濕生和陸生景觀植物或花卉搭配構(gòu)建。這些要素組成了人工濕地的景觀美化系統(tǒng)。人工濕地的五個(gè)功能區(qū)之間是串聯(lián)的，在每個(gè)濕地根孔生態(tài)凈化區(qū)中小溝和植物床彼此之間是并聯(lián)的，大溝蜿蜒曲折，貫穿于濕地之中，大溝與小溝或植物床之間是既有并聯(lián)又有串聯(lián)的，這主要取決于大溝在濕地中所處的位置。這樣的串并聯(lián)相結(jié)合的優(yōu)點(diǎn)主要在于增加濕地水和土壤接觸的邊緣區(qū)面積，充分發(fā)揮濕地凈化的邊緣效應(yīng)，在一個(gè)區(qū)內(nèi)未得到完全凈化的水會流到下一個(gè)區(qū)進(jìn)一步發(fā)生凈化，從而使得濕地的總凈化率得以顯著提升。濕地根孔生態(tài)凈化區(qū)的主要構(gòu)成單元——大溝、小溝、濕地植物床的寬度分別為 12-25m,3-10m, 10_30m。這樣的寬度范圍有利于水流在大溝、小溝之間的分配，以及水流在植物床根孔結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中的傳輸和過濾。大溝、小溝組成了濕地的溝壕，溝壕和濕地植物床耦合，組成“植物床一溝壕一根孔結(jié)構(gòu)系統(tǒng)”。由大小溝壕等“洼陷，，結(jié)構(gòu)和植物床等“隆起” 結(jié)構(gòu)組成一個(gè)空間上相連續(xù)和水力上相通連的鑲嵌景觀，其中縱橫交錯(cuò)的小溝和大溝等組成蜿蜒曲折的宏觀水力傳輸系統(tǒng)，在植物床中的根孔結(jié)構(gòu)系統(tǒng)成為濕地的微觀潛流過濾系統(tǒng)。二者相輔相成，共同承擔(dān)著人工濕地生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)凈化功能。該技術(shù)中的大溝、小溝組合要有2-15組。組數(shù)過少，不利于根孔區(qū)生態(tài)凈化功能的實(shí)現(xiàn)；組數(shù)過多，在滿足濕地凈化功能需求的同時(shí)，會增加濕地的建設(shè)成本。本發(fā)明中的生態(tài)型水質(zhì)凈化濕地系統(tǒng)的核心創(chuàng)新技術(shù)是人工構(gòu)筑濕地根孔技術(shù)， 即在植物床內(nèi)構(gòu)建了以人造根孔和自然根孔相結(jié)合的半潛流濕地凈化系統(tǒng)。人造根孔是將粗細(xì)秸稈按一定比例混合，埋入濕地地表下0. 2-1. 5m的亞表層，讓其自然腐爛形成人造根孔。在埋有秸稈的土地上種植能形成自然根孔的水生和/或濕生植物，如蘆葦、香蒲、菰等。 人工濕地構(gòu)建初期導(dǎo)水以人造根孔為主，隨著水生植物生長自然根孔逐漸成主導(dǎo)。其優(yōu)點(diǎn)為處理的水大部分通過根孔區(qū)，得到深度凈化；隨著新根孔的不斷生成，此構(gòu)建的濕地可長期運(yùn)行、不堵塞。新構(gòu)建濕地根孔加速生成的技術(shù)創(chuàng)新主要體現(xiàn)在①“雙結(jié)合”思路，即人工強(qiáng)化與誘導(dǎo)恢復(fù)相結(jié)合，構(gòu)造根孔與自然根孔相結(jié)合；②突破促使天然濕地凈化功能在三年左右時(shí)間內(nèi)形成的關(guān)鍵技術(shù)。該技術(shù)的具體細(xì)節(jié)詳見另外一個(gè)發(fā)明專利申請一種人工構(gòu)筑濕地根孔的方法。在人工濕地建設(shè)時(shí)從整個(gè)系統(tǒng)的前端至后端設(shè)計(jì)一定的梯級地勢差，通過水力調(diào)控，驅(qū)使水流逐次通過各個(gè)功能區(qū)。根據(jù)外河床水位的季節(jié)時(shí)段變化調(diào)整濕地水力運(yùn)行調(diào)度方案。濕地工程運(yùn)行采用5種模式，分別為正常運(yùn)行模式，高水位運(yùn)行模式，自流運(yùn)行模式，水質(zhì)異常更換水體模式，冬季維護(hù)運(yùn)行模式。通過每日兩次10-50cm的水位變幅，使水和土壤較充分接觸凈化。在濕地中通過間口控制、卡口設(shè)置和堵頭阻隔等調(diào)控手段，實(shí)現(xiàn)水分在根孔區(qū)的過流效應(yīng)。具體為在濕地中通過閘口的開閉或中間狀態(tài)來調(diào)節(jié)濕地水流從一個(gè)功能區(qū)到另一個(gè)功能區(qū)的過流時(shí)間和過流量，并實(shí)現(xiàn)濕地的水位日變幅；通過在大溝中設(shè)置卡口，來調(diào)節(jié)濕地水流在大溝和小溝之間的水量有效分配，其中大溝過水量占總水量的百分比為25-40% ；在濕地中多條平行的小溝和植物床結(jié)構(gòu)的兩端交替設(shè)置由礫石床和不透水土工織物構(gòu)建的堵頭阻隔，堵頭縱向?qū)挾葹閘_6m ；在閘口控制和卡口設(shè)置的雙重調(diào)控下，使?jié)竦刂参锎矁蓚?cè)相鄰小溝之間形成水位差，通過大溝的水流調(diào)控把源水平均分配到高位小溝，然后通過植物床根孔流向低位小溝。在濕地中采取跌水曝氣、微孔曝氣或風(fēng)能曝氣增氧等方式來實(shí)現(xiàn)水體的充氧過程，使溶解氧濃度達(dá)到3-6mg/L。在飲用水源地具有多水源供水的情況下，通過開關(guān)濕地中的不同入水閘口，實(shí)現(xiàn)濕地入水水源的選擇性，一旦某一水源出現(xiàn)水質(zhì)安全等問題，即可開啟另一水源或備用水源。人工濕地本身可貯存較多水量，其中部分水量可以通過重力流實(shí)現(xiàn)為水廠供水。如上游突發(fā)環(huán)境災(zāi)難，在外來水源不可用條件下，人工濕地可貯存自來水廠M-96小時(shí)的城市供水備用原水，保持社會生產(chǎn)、生活的穩(wěn)定。在濕地進(jìn)出口處，布設(shè)水位、溶解氧、PH和濁度等在線探頭，借助在線水樣自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)和控制室實(shí)時(shí)監(jiān)控，為應(yīng)對水質(zhì)污染突發(fā)事件提供寶貴的預(yù)警機(jī)制。在人工濕地運(yùn)行保障過程中實(shí)現(xiàn)了用生態(tài)方法抑制藍(lán)藻水華和防治病蟲害的目標(biāo)。源水經(jīng)過濕地凈化后其中污染物濃度減少，但氮磷濃度仍高，水力停留時(shí)間最長為10 天，藍(lán)藻水華發(fā)生的最大風(fēng)險(xiǎn)可能發(fā)生在深度凈化區(qū)。通過采取濕地各分區(qū)環(huán)境差異性、溝壕捕獲藍(lán)藻技術(shù)、根孔過濾藻種、深度凈化區(qū)表層水停留時(shí)間縮短、植物浮床和漂浮植物遮光等綜合技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了濕地中沒有水華發(fā)生的目標(biāo)。在水源凈化濕地系統(tǒng)中如有病蟲害無法噴灑農(nóng)藥。用生物多樣性相互制約技術(shù)使得濕地中不使用農(nóng)藥仍保證無病蟲害，兩年來使病蟲害根本不發(fā)生，濕地中沒有蚊蟲。通過在濕地中選擇種植不以葉為主、腐爛較慢的植物，秋季收割外運(yùn)，避免植物腐爛釋放影響出水水質(zhì)。在濕地中放養(yǎng)除草魚以外的魚種和螺蛘等軟體動(dòng)物，放養(yǎng)動(dòng)物必須是當(dāng)?shù)匚锓N，整個(gè)養(yǎng)殖過程不投餌料。實(shí)施例1圖2是本發(fā)明的實(shí)施例1，即一個(gè)代表性的水廠水源生態(tài)濕地治理工程的總體平面圖。該工程采用了本發(fā)明提出的使用人工濕地凈化自來水廠污染源水的系統(tǒng)方法。該項(xiàng)目利用城市楔形綠地，規(guī)劃總面積2. 59平方公里(合3878畝)。整個(gè)項(xiàng)目包含河道生態(tài)修復(fù)區(qū)，濕地公園核心凈化區(qū)與濕地綠化景觀區(qū)，以及科普實(shí)踐區(qū)等部分，其中濕地公園核心凈化區(qū)2138畝，濕地綠化景觀區(qū)1740畝。包括有泵站281座；控制閘8座(出水河道處6mX2倒臥門閘，泵站邊、東區(qū)濕地與北亭湖之間及北郊河西預(yù)處理區(qū)各設(shè)置1座規(guī)模 6mXl倒臥門水間，北郊河?xùn)|、西各設(shè)置規(guī)模^iXl直升門水間，并在原頂管2個(gè)沉井上各增加1座^iX 1直升門水閘)；溢流堰291座；箱涵4處；改造水閘1座；管理用房3處。經(jīng)計(jì)算，生態(tài)濕地可貯存120萬噸原水，其中可重力供流60萬噸，目標(biāo)水廠日需水量16- 萬噸。如遇特殊緊急情況，濕地可支持自來水廠60-90小時(shí)的城市供水備用原水。實(shí)施例1的生態(tài)濕地工程各單元的主要參數(shù)統(tǒng)計(jì)見下表1。表1實(shí)施例1的生態(tài)濕地工程各單元主要參數(shù)統(tǒng)計(jì)表
分區(qū)面積 (畝)單元面積 (畝)亞單元面積 (畝)歸類備注北郊河以西 (西區(qū))406. 0預(yù)處理塘63. 0水域預(yù)處理區(qū)濕地根孔區(qū)250. 0植物床154. 3水域濕地根孔生態(tài)凈化區(qū)大溝39.0水域濕地根孔生態(tài)凈化區(qū)小溝56.7水域濕地根孔生態(tài)凈化區(qū)陸地93. 0陸地義莊河30. 6水域長度1. 2km
權(quán)利要求
1.一種使用人工濕地凈化污水的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)為包括下列功能區(qū)的生態(tài)型水質(zhì)凈化濕地系統(tǒng)預(yù)處理區(qū)、水位提升和曝氣充氧區(qū)、濕地根孔生態(tài)凈化區(qū)、深度凈化區(qū)以及達(dá)標(biāo)引水區(qū)，其中在所述濕地根孔生態(tài)凈化區(qū)中通過人工構(gòu)筑濕地根孔的方法構(gòu)建人造根孔與自然根孔相結(jié)合的凈化系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是所述的各功能區(qū)之間是串聯(lián)的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是包括1-10個(gè)所述濕地根孔生態(tài)凈化區(qū)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是在所述濕地根孔生態(tài)凈化區(qū)中采取由溝壕和植物床鑲嵌組合的多級階式濕地進(jìn)行串聯(lián)和并聯(lián)相結(jié)合的形式。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征是所述溝壕由大溝和小溝組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中所述大溝、小溝和植物床的寬度范圍分別為 12-25m，3-10m，10_30m。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征是在每個(gè)所述濕地根孔生態(tài)凈化區(qū)中所述小溝和所述植物床彼此之間是并聯(lián)的。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征是在每個(gè)所述濕地根孔生態(tài)凈化區(qū)中所述大溝與所述小溝或所述植物床之間是既有并聯(lián)又有串聯(lián)的。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征是在每個(gè)所述濕地根孔生態(tài)凈化區(qū)中所述大溝、小溝、植物床組合的組數(shù)為2-15組。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征是在所述根孔生態(tài)凈化區(qū)的所述植物床內(nèi)構(gòu)建以人造根孔和自然根孔相結(jié)合的半潛流濕地凈化系統(tǒng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是從整個(gè)所述生態(tài)型水質(zhì)凈化濕地系統(tǒng)的前端至后端具有梯級地勢差，通過水力調(diào)控，驅(qū)使水流逐次通過各個(gè)所述功能區(qū)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征是通過水位變幅，使水和土壤較充分接觸凈化。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征是在濕地中通過閘口的開閉或中間狀態(tài)來調(diào)節(jié)濕地水流從一個(gè)功能區(qū)到另一個(gè)功能區(qū)的過流時(shí)間和過流量，并實(shí)現(xiàn)濕地的水位日變幅。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征是在所述大溝中設(shè)置卡口，來調(diào)節(jié)濕地水流在所述大溝和所述小溝之間的水量有效分配。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征是在濕地中多條平行的所述小溝和所述植物床結(jié)構(gòu)的兩端交替設(shè)置由礫石床和不透水的土工織物構(gòu)建的堵頭阻隔。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征是在間口控制和卡口設(shè)置的雙重調(diào)控下，使?jié)竦刂参锎矁蓚?cè)相鄰小溝之間形成水位差，通過大溝的水流調(diào)控把源水平均分配到高位小溝，然后通過植物床根孔流向低位小溝。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是在濕地中采取跌水曝氣、微孔曝氣或風(fēng)能曝氣增氧等方式來實(shí)現(xiàn)水體的充氧過程。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是人工濕地可貯存自來水廠M-96小時(shí)的城市供水備用原水。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是通過在濕地中選擇種植不以葉為主、腐爛較慢的植物，秋季收割外運(yùn)，避免植物腐爛釋放影響出水水質(zhì)。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是在濕地中放養(yǎng)除草魚以外的魚種和螺蛘等軟體動(dòng)物，放養(yǎng)動(dòng)物是當(dāng)?shù)匚锓N，整個(gè)養(yǎng)殖過程不投餌料。
21.一種使用人工濕地凈化自來水廠污染源水的系統(tǒng)方法，所述方法包括在自來水廠進(jìn)水口之前構(gòu)建權(quán)利要求1-20中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)。
全文摘要
一種使用人工濕地凈化污水的系統(tǒng)和使用人工濕地凈化自來水廠污染源水的系統(tǒng)方法。涉及一種復(fù)合的人工濕地構(gòu)建方法。在自來水廠進(jìn)水口之前構(gòu)建規(guī)模性的生態(tài)型水質(zhì)凈化濕地系統(tǒng)，包括預(yù)處理區(qū)、水位提升和曝氣充氧區(qū)、濕地根孔生態(tài)凈化區(qū)、深度凈化區(qū)、達(dá)標(biāo)引水區(qū)等多個(gè)功能區(qū)，其中在所述濕地根孔生態(tài)凈化區(qū)中通過人工構(gòu)筑濕地根孔的方法構(gòu)建人造根孔與自然根孔相結(jié)合的凈化系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中采取由溝壕和植物床鑲嵌組合的多級階式濕地進(jìn)行串聯(lián)和并聯(lián)相結(jié)合的形式。該方法日處理自來水廠源水20-24萬噸，實(shí)現(xiàn)了主要水質(zhì)指標(biāo)提高一個(gè)等級的效果和多個(gè)方面的生態(tài)服務(wù)功能。本發(fā)明為同類型地區(qū)水源生態(tài)保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)和示范樣板。
文檔編號C02F3/34GK102234165SQ201010162178
公開日2011年11月9日 申請日期2010年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月28日
發(fā)明者尹澄清, 汪仲瓊, 王為東, 鄭軍 申請人:中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心