集景观和生物生态修复的校园景观水体水质保持自净系统

摘要

本发明公开了一种集景观和生物生态修复的校园景观水体水质保持自净系统，包括人工强化水质净化系统、生物操纵系统及水循环系统，用于校园景观水体的生态保持与自净。人工强化水质净化系统利用水循环和净化机制，达到校园景观水体水质净化的目的；包括：曝气增氧系统、生态浮床和多元组合人工湿地。生物操纵系统由生态岛和水生动植物系统组成，用于辅助人工强化水质净化系统，进一步提高景观水体生态环境自净能力。各个系统和处理单元之间利用水泵和重力流循环连接。本发明可以提高校园景观水体生态环境的抗冲击能力和水体水质净化能力，从而解决了校园景观水体污染和景观退化的问题。本发明成本低、投资少、能耗小、净化效果好、且无二次污染。

主权项

一种集景观和生物生态修复的校园景观水体水质保持自净系统，其特征在于：包括人工强化水质净化系统、生物操纵系统及水循环系统；所述人工强化水质净化系统包括：曝气增氧系统，用于增加水体中溶解氧浓度；所述曝气增氧系统至少包括太阳能仿生植物曝气装置和曝气泵增氧曝气装置；生态浮床，利用床体中植物在生长期中植物根系的过滤、吸附和吸收作用，去除污水中的污染物质；所述生态浮床上种植的植物至少包括有黄花鸢尾、美人蕉、香蒲、菖蒲和芦苇；所述生态浮床所覆盖的面积占景观水体水域面积的1%‑2%；多元组合人工湿地，用于校园景观水体旁路生态保持与自净；通过保持水体的流动性以防止景观水体的富营养化；通过设置生态过滤带过滤和吸附景观水体中大量颗粒物，以提高水体透明度；所述多元组合人工湿地包括：强化自然湿地，作为多元组合人工湿地系统的进水部分，用于景观水体的预处理；其中，包括3个以上面积相近的区域组成，强化自然湿地的面积占多元组合人工湿地面积的20%‑30%；每个区域由隔堤分为3‑6个单元，不同区域的各个单元具有不同的水深、挖沟密度和过滤带密度；每个区域均设有进出水控制阀门；所述强化自然湿地的外围边界及内部隔堤的高度在1.8‑2.2m之间，隔堤的顶宽为0.3‑0.8 m，沿所述强化自然湿地外侧轮廓的走向修建强化自然湿地出水渠，用于将该强化自然湿地的出水引向后续工程，所述出水渠的宽为0.6‑1m、高为1.0‑2.4 m、边坡为1:2‑1:3；生态过滤带，通过在湿地中开挖沟渠，修筑隔堤，通过内外水差，使水体通过湿地根孔进行净化，所述生态过滤带由在湿地内通过开挖回填形成环形堤坝所围成的区域构成，所述生态过滤带的面积占多元组合人工湿地面积的10%‑20%；所述环形堤坝的总长度不小于100m，堤坝的高度为1.7‑2.3m，堤坝的顶宽不小于8 m，边坡不大于1:2；环形区域内部的深度为0.3‑0.6m；水体经过所述强化自然湿地进入堤坝内部区域后，由管径150‑200 mm的PVC管引至水循环系统的循环泵站；曝气增氧塘，用于人工强化的水体充氧，采用曝气装置向水体充氧，并使水体中的污染物质和微生物及介质充分搅动和混合，所述曝气增氧塘的面积小于多元组合人工湿地总面积的10%，堤顶宽度0.8‑1m,堤坝高度2.2‑3m；所述曝气增氧塘与强化自然湿地之间采用沟渠联通，沟渠底宽为1.0‑1.5m，沟渠的两侧采用防腐木桩支撑；生态稳定塘，由天然或人工修整的池塘构成，且为多元组合人工湿地中生物多样性最丰富的处理单元，控制水体在池塘内缓慢流动，其流速为0.01‑0.05m/h，停留时间至少为10天，有机物通过水中的微生物的代谢活动而降解，溶解氧则由池塘内生长的水生植物通过光合作用和水面复氧作用而提供，所述生态稳定塘的面积占多元组合人工湿地面积的10%‑20%；生态稳定塘的深度为1.1‑1.5m，边坡大于1:2，池塘内水生植物的种植面积占生态稳定塘面积的30%‑40%；设置两个控制阀门井用于控制向该生态稳定塘进出水；强化人工湿地,由人工基质填料、水生植物和附着在人工基质填料及植物根区的微生物组成，该强化人工湿地占所述多元组合人工湿地面积的面积40%‑50%；所述强化人工湿地包括多个处理单元，每组处理单元的处理能力在1000‑1500 m³/d之间，处理单元的个数按照所述强化人工湿地的总处理量确定；所述处理单元的类型是多级塘湿地系统、耦合型湿地系统、扰动型湿地系统、波式流湿地系统和混合型湿地系统中的一种或几种；沿所述强化人工湿地外侧轮廓的走向修建强化人工湿地出水渠，强化人工湿地出水渠深大于1.2 m，底宽不小于1 m，渠道边坡为1:2‑1:2.5；所述多元组合人工湿地中，强化自然湿地与生态过滤带连通，二者再依次与曝气增氧塘、强化人工湿地以及生态稳定塘连通；所述生物操纵系统包括：生态岛，有人工构建的面积不超过景观水体面积10%的岛屿，为陆生动植物提供栖息地，用于构建平衡和可持续的生态系统；水生动植物系统，包括鱼类、浮游动物、睡莲和水草水生动植物，通过水生动植物之间的相互作用，对景观水体水质进行进一步净化，其中，鱼类和浮游动物的投加量不超过50g/m³；所述水循环系统利用水泵和重力流在管道、沟渠之中循环连接，从而实现所有系统及处理单元的连接。