[發明專利]基于強化生態凈化的飲用水原水調蓄庫

有效

• 申請號: 201810240014.9
• 申請日: 2018-03-22
• 公開（公告）號: CN108658366B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 王志平;于曉娟;陳輝;余麗娟
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;C02F3/32;C02F3/34
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

1.一種基于強化生態凈化的飲用水原水調蓄庫，其特征在于，包括：設置于進水口用于提高入庫原水溶解氧以強化污染物分解，并通過生態浮床植物根系攔截顆粒物以減緩潛流生態濕地堵塞的微曝氣生態浮床；設置于出水口的匯流沉水植物區以及中部由潛流生態濕地間隔開用于改善庫區水動力條件以增強化水體自凈能力的生態濕地廊道，飲用水原水流經微曝氣生態浮床的微曝氣管，經微氣泡頂托作用將懸浮顆粒物攜帶至水體表層，由生態浮床的植物的根系攔截并被根系上負載的微生物膜吸附或降解；增氧處理后的原水進入庫區，在生態濕地廊道內維持較高的流速以擾流形式前進，與濕地持續接觸實現污染物凈化并抑制富營養化藻類的增殖；通過生態濕地廊道的原水進入匯流沉水植物區，流速大幅降低并被沉水植物層層過濾凈化，凈化后的原水作為優質水源送至自來水廠；

所述的微曝氣生態浮床包括：垂直于徑流方向間隔布設的所述微曝氣管以及生態浮床，其中：微曝氣管與生態浮床間隔組合不少于三組，且浮床在徑流方向上可前后活動設置以實現生態浮床漸次輪替，確保需要收割處理的生態浮床始終處于來水最前排，且原水經過微曝氣生態浮床斷面的時間不少于0.5h；

所述的微曝氣管采用抗菌型橡膠超細微曝氣管或PE微孔納米管；該微曝氣管設置于水面以下1.0-5.0m，在徑流方向上間隔1.0-5.0m與生態浮床平行間隔組合，生態浮床在徑流方向上寬度不小于20.0m；

所述的生態浮床是以水葫蘆、水鱉、狐尾藻或空心菜為植物主體，以PVC、PE管+聚丙烯、聚苯乙烯框架為載體構建的人工生態系統；

所述的生態濕地廊道是由潛流生態濕地間隔形成的平行水流通道；

所述的生態濕地廊道的寬度不超過10.0m，流速不小于0.2m/s；所述的微曝氣生態浮床和生態濕地廊道之間設有生態廊道水閘，根據處理水量要求開啟，以確保廊道內流速不低于0.2m/s；

所述的潛流生態濕地包括：位于基底的片石、礫石，鋪設于中層的爐渣、鋼渣、火山石以及鋪設于上層的細沙土以及種植于細沙土中的挺水植物；

所述的挺水植物包括：蘆葦、蘆荻、再力花、水菖蒲或千屈菜或其組合，能夠利用發達的根系穿透生長介質，并向下輸送溶解氧、分泌有機質、促進根系微生物增長，從而通過附著在根莖上的生物膜實現對水體污染物的持續去除；

所述的匯流沉水植物區的深度為1.0-5.0m，深度在水流方向上逐漸降低；水力表面負荷不高于5.0m³/m²·d；

所述的沉水植物為：根據匯水區深度在水流方向上布置黑藻、苦草、沮草和金魚藻；

所述的生態凈化，包括以下任一一種方式實現：

①將飲用水原水以0.05m/s流速通過布設在水面以下3.0m并以0.4m³/m·h曝氣量曝氣的微曝氣管，原水中懸浮顆粒物在微氣泡頂托作用下上升至水體表層，被設置于微曝氣管下游1.0m處寬為25m的空心菜生態浮床根系攔截并吸附；隨即進入下兩級粉綠狐尾藻生態浮床微曝氣生態浮床再次增氧凈化；通過調整生態濕地廊道進水口的水閘開關，經三級曝氣生態浮床處理后的原水攜帶充足的溶解氧進入庫區生態濕地廊道，維持0.3m/s的流速以擾流的形式通過生態濕地廊道，與濕地持續接觸實現污染物凈化并抑制富營養化藻類的增殖；通過生態濕地廊道的原水進入匯流沉水植物區，流速大幅降低至0.1m/s以3.0m³/m²·d的負荷被沉水植物層層過濾凈化，凈化后的原水作為優質水源由水泵抽送至自來水廠；

②將飲用水原水以0.1m/s流速通過布設在水面以下5.0m并以0.6m³/m·h曝氣量曝氣的微曝氣管，原水中懸浮顆粒物在微氣泡頂托作用下上升至水體表層，被設置于微曝氣管下游3.0m處寬為20m的水葫蘆生態浮床根系攔截并吸附；隨即進入兩級粉綠狐尾藻生態浮床微曝氣生態浮床再次增氧凈化；通過調整生態濕地廊道進水口的水閘開關，經三級曝氣生態浮床處理后的原水攜帶充足的溶解氧進入庫區生態濕地廊道，維持0.2m/s的流速以擾流的形式通過生態濕地廊道，與濕地持續接觸實現污染物凈化并抑制富營養化藻類的增殖；通過生態濕地廊道的原水進入匯流沉水植物區，流速大幅降低至0.1m/s以4.0m³/m²·d的負荷被沉水植物層層過濾凈化，凈化后的原水作為優質水源由水泵抽送至自來水廠。