本實(shí)用新型涉及自然水體水質(zhì)凈化與生態(tài)修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種輸入型污染湖體生態(tài)凈化系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

近些年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，城市發(fā)展規(guī)模不斷擴(kuò)大，但城市排水管網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施往往難以及時(shí)配套建設(shè)，存在建設(shè)間歇期，又由于城市雨污分流難度大，分流制建設(shè)成本高等特點(diǎn)，城市排水管網(wǎng)多采用合流制排水體制規(guī)劃，污水排放量大大增加，這樣市政排水管網(wǎng)泄洪能力和污水廠處理能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足城市發(fā)展的實(shí)際需求。部分污水往往通過(guò)管道輸送匯集到附近城市內(nèi)湖內(nèi)河中，以緩解市政排水管道和后續(xù)污水處理的壓力，長(zhǎng)期排放導(dǎo)致污染負(fù)荷遠(yuǎn)超過(guò)湖體的凈污能力，導(dǎo)致水生態(tài)環(huán)境不斷惡化，進(jìn)而發(fā)生水體富營(yíng)養(yǎng)化、水華等水質(zhì)污染現(xiàn)象。

目前，各中小城市的河道和內(nèi)湖綜合整治常見(jiàn)的治理方式是將工程治理和生態(tài)修復(fù)技術(shù)相結(jié)合，創(chuàng)造性地將生物接觸氧化、生態(tài)浮床、人工濕地和河道鼓風(fēng)曝氣等常規(guī)技術(shù)手段有機(jī)聯(lián)系，以解決不同類型污染湖體水生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。現(xiàn)在的河道和內(nèi)湖水環(huán)境凈化技術(shù)日臻成熟，但仍存在工程和生態(tài)修復(fù)技術(shù)結(jié)合難度大、處理效果不佳、運(yùn)行及基建費(fèi)用高等諸多問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

考慮到現(xiàn)有技術(shù)的不足及技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)，本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種應(yīng)用復(fù)合技術(shù)合理、處理效果改善、投資和運(yùn)行費(fèi)用低的污染湖體生態(tài)凈化系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)外源污染輸入預(yù)處理、湖體主體分區(qū)綜合治理和出水段凈化處理，可有效控制城市內(nèi)湖長(zhǎng)期受外源輸入型污染導(dǎo)致的水環(huán)境生態(tài)問(wèn)題。

本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案是：一種輸入型污染湖體生態(tài)凈化系統(tǒng)，包括前置結(jié)構(gòu)和湖體，所述前置結(jié)構(gòu)包括上游閘門，攔截格柵，植物緩沖區(qū)和溢流堰；所述溢流堰包括位于主體中下部開(kāi)孔設(shè)有貫通植物緩沖區(qū)和湖體的管道，管道在植物緩沖區(qū)一側(cè)外接潛污泵；所述溢流堰由碎石料、混凝土砌筑而成；所述植物緩沖區(qū)可種植一種或多種挺水植物；所述湖體在湖面上設(shè)置串聯(lián)浮力球?qū)⒑w分成多個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域相間設(shè)有表面增氧曝氣機(jī)和生態(tài)浮床；所述湖體還包括設(shè)置在湖底的底泥改進(jìn)層和魚(yú)類養(yǎng)殖層；所述底泥改進(jìn)層包括種植在湖體泥壤中的螺、蚌和蝦的一種或者多種；所述魚(yú)類養(yǎng)殖層包括鰱魚(yú)、鳙魚(yú)、鱖魚(yú)、鱸魚(yú)、草魚(yú)、鯽魚(yú)和鯰魚(yú)中的至少五種。

優(yōu)選的，所述生態(tài)浮床主要由水生植物層、下掛纖維填料層和生態(tài)基質(zhì)層三部分構(gòu)成；所述水生植物層、下掛纖維填料層和生態(tài)基質(zhì)層自湖面向湖底依次設(shè)置。

優(yōu)選的，所述攔截格柵選用柵條間隙為10～40mm的中格柵，

優(yōu)選的，所述挺水植物為蘆葦、美人蕉、香蒲和鳶尾的一種或多種。

優(yōu)選的，所述湖體底部植有沉水植物層，以常綠矮型苦草為主并適度增植狐尾藻和眼子菜以使種類搭配均衡。

優(yōu)選的，所述湖體下游通道上根據(jù)出口寬度設(shè)置若干組填料凈化箱；所述填料凈化箱包括箱邊框和設(shè)置在箱邊框內(nèi)充有具有較大的表面積的填料；所述填料凈化箱還包括貫穿填料的凈化箱孔眼。

優(yōu)選的，所述填料為正六面體結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的，所述底泥改進(jìn)層中的螺、蚌和蝦的養(yǎng)殖密度分別為3kg/畝、5kg/畝和0.8kg/畝。

優(yōu)選的，魚(yú)類養(yǎng)殖層中鰱魚(yú)、鳙魚(yú)、鱖魚(yú)、鱸魚(yú)、草魚(yú)、鯽魚(yú)和鯰魚(yú)的養(yǎng)殖密度分別為20尾/畝、2尾/畝、4尾/畝、7尾/畝、15尾/畝、8尾/畝。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)有：(1)本發(fā)明適用于有外源污染物輸入的湖體生態(tài)凈化，將工程技術(shù)和生態(tài)修復(fù)措施相結(jié)合，形成格柵截污、植物凈污、生態(tài)浮床吸污等多層次、多單元的凈化系統(tǒng)；(2)為強(qiáng)化出水水質(zhì)，在主湖體下游通道放置若干組裝好的填料凈化箱，利用其掛膜形成的生物膜將出水的氮、磷等污染物進(jìn)一步吸收凈化，其管理與更換起來(lái)方便，這對(duì)湖泊生態(tài)修復(fù)與治理具有積極意義。(3)本發(fā)明通過(guò)設(shè)置底泥改進(jìn)層和魚(yú)類養(yǎng)殖層，從而利用生物多樣性來(lái)進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建，提高了生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

附圖說(shuō)明

為了更清晰地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)結(jié)合本實(shí)施例的附圖作簡(jiǎn)明地解析。

圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例輸入型污染湖體生態(tài)凈化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主視圖；

圖2是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的輸入型污染湖體生態(tài)凈化系統(tǒng)的剖視圖；

圖3是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中的生態(tài)浮床結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中的填料凈化箱結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：1、上游閘門；2、攔截格柵；3、植物緩沖區(qū)；4、溢流堰；5、表面增氧曝氣機(jī)；6、生態(tài)浮床；7、浮力球；8、填料凈化箱；9、沉水植物；10、F區(qū)(湖體分區(qū)之一)；61、水生植物層；62、下掛纖維填料層；63、生態(tài)基質(zhì)層；81、正六邊體填料；82、箱邊框；83、凈化箱孔眼。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖1-4對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的技術(shù)方案進(jìn)行更加詳細(xì)地說(shuō)明、闡述。

如圖所示，本輸入型污染湖體生態(tài)凈化系統(tǒng)，其前置結(jié)構(gòu)是包括上游閘門1，攔截格柵2，植物緩沖區(qū)3和溢流堰4，其中溢流堰4由碎石料、混凝土砌筑而成，攔截格柵2選用柵條間隙為10～40mm的中格柵，而植物緩沖區(qū)3可種植一種或多種挺水植物9，如蘆葦、美人蕉、香蒲和鳶尾等，其作用在于吸收柵濾水中的N、P等營(yíng)養(yǎng)元素，并進(jìn)一步沉淀、截留更細(xì)小的懸浮態(tài)污染物，凈化隨排水管網(wǎng)輸入湖體的污染物。

在本技術(shù)方案中，湖體還包括設(shè)置在湖底的底泥改進(jìn)層和魚(yú)類養(yǎng)殖層；所述底泥改進(jìn)層包括種植在湖體泥壤中的螺、蚌和蝦的一種或者多種；所述魚(yú)類養(yǎng)殖層包括鰱魚(yú)、鳙魚(yú)、鱖魚(yú)、鱸魚(yú)、草魚(yú)、鯽魚(yú)和鯰魚(yú)中的至少五種。另外可以在湖底設(shè)置底泥改進(jìn)層進(jìn)行湖底土壤的改進(jìn)，泥改進(jìn)層包括種植在湖體泥壤中的螺、蚌和蝦的一種或者多種。

作為一種優(yōu)選的養(yǎng)殖方式，鰱魚(yú)、鳙魚(yú)、鱖魚(yú)、鱸魚(yú)、草魚(yú)、鯽魚(yú)和鯰魚(yú)的養(yǎng)殖密度按照20尾/畝、2尾/畝、4尾/畝、7尾/畝、15尾/畝、8尾/畝來(lái)進(jìn)行；螺、蚌和蝦的養(yǎng)殖密度分別為3kg/畝、5kg/畝和0.8kg/畝。上述養(yǎng)殖的方式，其魚(yú)種綜合存活率可達(dá)98％，生態(tài)系統(tǒng)可維持8-10年。

更詳細(xì)地說(shuō)，上述溢流堰4的結(jié)構(gòu)特征在于位于主體中下部開(kāi)孔設(shè)有貫通植物緩沖區(qū)3和湖體的管道，管道在植物緩沖區(qū)3一側(cè)外接潛污泵，其型號(hào)為50QW42-9-2.2，當(dāng)枯水期水位低于溢流堰4的高度時(shí)，適時(shí)開(kāi)啟潛污泵進(jìn)行持續(xù)凈化。

本湖體的湖面采用串聯(lián)浮力球?qū)⒑w分成八個(gè)區(qū)域，依次標(biāo)有A區(qū)、B區(qū)、C區(qū)、D區(qū)、E區(qū)、F區(qū)10、G區(qū)和H區(qū)等，進(jìn)行湖體分區(qū)治理，并在每個(gè)區(qū)域相間合理設(shè)有表面增氧曝氣機(jī)5和生態(tài)浮床6，其在湖體流水方向上形成多級(jí)生態(tài)凈化系統(tǒng)。

上述表面增氧曝氣機(jī)5主要作用在于增溶氧、降CODCr，促進(jìn)水體交替循環(huán)和污染物降解去除；生態(tài)浮床6主要由水生植物層61、下掛纖維填料層62和生態(tài)基質(zhì)層63三部分構(gòu)成，水生植物層61通過(guò)其發(fā)達(dá)根系吸收水體中富營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，同時(shí)提供微生物群體良好的生長(zhǎng)繁殖環(huán)境，增強(qiáng)水體的自凈能力；生態(tài)基質(zhì)層63附著的細(xì)菌、真菌、藻類和原生動(dòng)物等微生物可吸附水體中的富營(yíng)養(yǎng)成分，使水質(zhì)逐漸得到改善；所述下掛纖維填料層62可高強(qiáng)度地將水體中懸浮顆粒物和其余雜質(zhì)吸附在表面，當(dāng)吸附達(dá)到飽和時(shí)，可從生態(tài)浮床底部下卸更換。

作為優(yōu)選，湖體底部選用沉水植物9，以常綠矮型苦草為主，并適度增植狐尾藻和眼子菜以使種類搭配均衡。在污水處理領(lǐng)域，應(yīng)用接觸氧化工藝，微生物可在填料表面進(jìn)行掛膜，以增大與污水的表面接觸達(dá)到快速降解目的?；谶@一思想，在主湖體下游通道上根據(jù)出口寬度放置若干組填料凈化箱8，其內(nèi)充有具有較大的表面積的正六邊體填料81，當(dāng)出水長(zhǎng)期通過(guò)凈化箱孔眼83流過(guò)填料，容易在填料表面附著生長(zhǎng)由微生物群體形成的生物膜，并進(jìn)一步去除水體中的NH3-N、CODCr、TP等污染物，以滿足出水要求。

這樣構(gòu)建的輸入型污染湖體生態(tài)凈化系統(tǒng)，不僅能夠有效實(shí)現(xiàn)對(duì)外源輸入湖體的污染物進(jìn)行截污和凈化，形成了多層次、多單元的凈化系統(tǒng)，而且投資和運(yùn)行費(fèi)用低，其布置效果具有一定的觀賞價(jià)值，符合城市內(nèi)湖生態(tài)治理的實(shí)際情況。

采用本發(fā)明的污染湖體生態(tài)凈化系統(tǒng)和方法后，運(yùn)行三個(gè)月后湖體各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)均明顯改善，外源輸入到湖體的污染物在上游截留并后續(xù)逐級(jí)凈化，水體感官上無(wú)異味、無(wú)異色和無(wú)油污，取得了一定的成效。本發(fā)明將工程技術(shù)和生態(tài)修復(fù)功能相耦合，致力于全面凈化湖體水質(zhì)，恢復(fù)城市湖體生態(tài)功能和景觀效果。

其各項(xiàng)理化指標(biāo)最終達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》IV類水質(zhì)的限值，如下表所示：

以上闡述的僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明權(quán)利范圍的不當(dāng)限定。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。