本發明涉及一種低污染封閉型景觀水體循環凈化系統，屬于水體污染治理技術領域。

背景技術：

不論從理論與技術，還是從工程實踐來講，水體污染治理與污水處理既有聯系又有區別。理論上，二者均以污染物的自然凈化過程為邏輯起點，通過不同條件下的強化措施實現污染物的高效去除。但通常來講，與污水處理方法不同，水體治理是將水體與其周圍環境看做一體，凈化水體的同時也注重對其周圍環境的保護。根據工程措施與水體的空間位置關系，將水體治理分為原位修復、異位治理。對于封閉型景觀水體的污染治理，其核心問題是封閉的環境條件導致水體流動滯緩，甚至無明顯宏觀流動，水體交換能力差，污染物易累積，導致富營養化及黑臭現象發生。因此，水動力循環一直是封閉型景觀水體凈化的主流技術。但越來越多的水環境研究及工程實踐顯示，水體污染成因復雜，施治效果持續性差，僅憑單一技術無法完全解決問題。

技術實現要素：

本發明的目的是為了解決目前水體污染治理方法中大多數景觀水體因管理上的便利，而被人為分割成封閉區域，導致水體流動性差，水污染物易于累積，出現富營養化與黑臭現象的問題，提供了一種低污染封閉型景觀水體循環凈化系統。

本發明采用如下技術方案：一種低污染封閉型景觀水體循環凈化系統，包括景觀水體，所述景觀水體的一端連接有引水管，所述引水管上設置有提升泵，所述引水管的另一端連接在高負荷潛流人工濕地系統前端上，所述高負荷潛流人工濕地系統的后端連接有補水管，所述補水管連接在景觀水體的另一端上，景觀水體中的水經提升泵和引水管進入高負荷潛流人工濕地系統凈化，凈化后的水經補水管流回至景觀水體；所述景觀水體中設置有若干個生態浮島和光伏噴泉，所述高負荷潛流人工濕地系統包括調節槽、砂濾池、人工濕地單元、復氧坡和集水槽，所述調節槽的后端連接有砂濾池，所述砂濾池的后端連接有人工濕地單元，所述人工濕地單元后端連接有復氧坡，所述復氧坡后端連接有集水槽。

進一步的，所述引水管和補水管為單排管。

進一步的，所述生態浮島設置參數為2000m²浮島/hm²景觀水體水面。

進一步的，所述光伏噴泉的設置參數為2臺/hm²景觀水體水面。

進一步的，當景觀水體中的水深大于4m時，所述引水管的布設深度為距水底0.5m，所述補水管的布設深度為距水面0.5m；

當景觀水體中的水深小于4m大于2m時，所述引水管的布設深度為距水底0.8m，所述補水管的布設深度為距水面0.8m；

當景觀水體中的水深小于1m時，所述引水管和補水管分別設置于水深1/2處。

進一步的，所述復氧坡的坡度為1:4~1:1，頂部設置有弧形溢流堰。

進一步的，所述砂濾池底部設置有超越管連接在補水管上。

進一步的，所述人工濕地單元中底層為礫石填料層，上層為植物層，所述礫石填料層的粒徑為20mm~50mm，礫石填料層的厚度為0.8m；植物層的根系縱長為40~60cm，植物層的栽種密度為25~49株/m²。

進一步的，所述砂濾池的底部設置有承托層，所述承托層的上面設置有過濾層，所述承托層和過濾層間設置有無紡布。

進一步的，所述植物層的下端設置有栽植穴，所述栽植穴中填料按圓柱體鋪設，所述栽植穴的厚度為0.05~0.1m，所述栽植穴中填料的粒徑為5~15mm。

本發明具有如下優點和技術效果：

（1）工藝流程簡單，技術集成度高。本發明重點針對受到較輕程度污染（或以污水廠一級A達標尾水、再生水、潔凈雨水為主要補充水源）的封閉型景觀水體水環境質量問題及可能存在的水質安全隱患，以水動力循環技術為主體工藝，通過在水線上綜合集成離線凈化、原位修復等工程技術措施，在促進水體流動的前提下，削減水體自身污染物，達到“水清水動”雙重水質保持功能，工藝原理簡單，被集成的技術措施均為不同領域相對較成熟的典型技術，效果保證率高。

（2）運行成本較低，綜合效能較優。本發明提供的低污染封閉型景觀水體循環凈化系統，所需能耗僅包括提升泵產生的能耗，大部分工藝過程均靠自然力量完成，比如濕地與浮島植物的生長依靠太陽光自發進行光合作用，光伏噴泉依靠太陽光自動供能，凈化出水補水依靠重力勢能自發進行。另外，本發明除能夠多途徑、多方面凈化水體外，還能發揮邊岸濕地及水上浮島、噴泉等涉水設施的景觀功能，并可收割植物進行資源化利用。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。

圖2為本發明的高負荷潛流型人工濕地系統結構圖。

附圖標記：引水管1、補水管2、提升泵3、高負荷潛流型人工濕地系統4、景觀水體5、生態浮島6、光伏噴泉7，調節槽8、砂濾池9、人工濕地單元10、復氧坡11、集水槽12，超越管13、植物層14、礫石填料層15、栽植穴16、過濾層17、承托層18。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發明作進一步的描述。

如圖1-圖2所示，一種低污染封閉型景觀水體循環凈化系統，包括景觀水體5，景觀水體5的一端連接有引水管1，引水管1上設置有提升泵3，引水管1的另一端連接在高負荷潛流人工濕地系統4前端上，高負荷潛流人工濕地系統4的后端連接有補水管2，補水管2連接在景觀水體5的另一端上，引水管1和補水管2為單排管，當景觀水體5中的水深大于4m時，引水管1的布設深度為距水底0.5m，補水管2的布設深度為距水面0.5m；當景觀水體5中的水深小于4m大于2m時，引水管1的布設深度為距水底0.8m，補水管2的布設深度為距水面0.8m；當景觀水體5中的水深小于1m時，引水管1和補水管2分別設置于水深1/2處。景觀水體5中的水經提升泵3和引水管1進入高負荷潛流人工濕地系統4凈化，凈化后的水經補水管2流回至景觀水體5；景觀水體5中設置有若干個生態浮島6和光伏噴泉7，生態浮島6設置參數為2000m²浮島/hm²景觀水體水面，光伏噴泉7的設置參數為2臺/hm²景觀水體水面，高負荷潛流人工濕地系統4包括調節槽8、砂濾池9、人工濕地單元10、復氧坡11和集水槽12，調節槽8的后端連接有砂濾池9，砂濾池9的后端連接有人工濕地單元10，人工濕地單元10后端連接有復氧坡11，復氧坡11后端連接有集水槽12，復氧坡11的坡度為1:4~1:1，頂部設置有弧形溢流堰，集水槽12部分上覆蓋板，防止出水滋生藻類及混入枯枝爛葉等污物，砂濾池9的底部設置有承托層18，承托層18的上面設置有過濾層17，承托層18和過濾層17間設置有無紡布，砂濾池底部設置有超越管13連接在補水管2上，人工濕地單元10中底層為礫石填料層15，上層為植物層14，礫石填料層15的粒徑為20mm~50mm，礫石填料層15的厚度為0.8m；植物層14的根系縱長為40~60cm，植物層14的栽種密度為25~49株/m²，植物層14的下端設置有栽植穴16，栽植穴16中填料按圓柱體鋪設，栽植穴16的厚度為0.05~0.1m，栽植穴16中填料的粒徑為5~15mm。

本發明低污染封閉型景觀水體循環凈化系統中景觀水體的基本運行過程為（1）水動力循環過程：景觀水體5→引水管1→提升泵3→高負荷潛流型人工濕地系統4→補水管2→景觀水體5，（2）離線凈化系統：提升泵3→調節槽8→砂濾池9→人工濕地單元10→復氧坡11→集水槽12→補水管2，（3）在線修復系統：生態浮島6、光伏噴泉7。

（1）水動力循環過程：在景觀水體5兩端分別設置單排管形式的引水管1和補水管2，采用提升泵3將引水管1中的水提升至高負荷潛流型人工濕地系統4內，經凈化后出水依靠重力勢能自流至補水管2，使得景觀水體5形成推流循環流動，強化水體交換能力，抑制藻類生長及群體形成，增強復氧功能，促進污染物自然降解轉化。

（2）離線凈化系統：在景觀水體5邊岸適當位置，按高負荷潛流型人工濕地系統4設計方案（圖紙）構建串聯的池體，依次為調節槽8、砂濾池9、人工濕地單元10、復氧坡11、集水槽12，根據各池體結構特征及工藝流程要求鋪設管道連通各池體，裝填填料（濾）料，栽種植物；景觀水體5的水經提升泵3提升后，進入調節槽8調蓄并重力沉淀較重的懸浮顆粒物，進入砂濾池9過濾藻類及部分較細懸浮顆粒物，進入人工濕地單元10，經大粒徑礫石過濾層吸附沉淀及其附著生物膜降解、植物同化吸收及其根系微生物降解、水力條件改變等多過程相互作用，污染物得到較徹底地削減，由于水在人工濕地單元10的歷程相對較長，污染物生物降解等導致水含氧量急劇降低，濕地單元出水DO一般降低，經在復氧坡11自然復氧后，排水集水槽12，完成離線凈化過程。

（3）在線修復系統：在景觀水體5水流線及其他適當位置，按景觀要求設置拼裝不同形狀的生態浮島6，通過植物同化吸收作用及根系附著微生物膜的降解作用，轉移轉化水體中氮、磷等營養物質，同時穿插設置光伏噴泉，通過強化水體局部垂向流動形成的小循環及跌水增氧作用，增強水體自凈能力，凈化水質。

以中新天津生態城某河段景觀水體水質保持項目為例，該河段長3.6km，水域面積96hm²，平均水深3.3m，在河段一側沿岸建設高負荷潛流型人工濕地系統5000m²，通過潛提升泵將河水提升至人工濕地處理系統，處理規模1600m³/d，總水力停留時間24h，凈化后的出水重新補入河道，同時在該河段水面上在線布置生態浮島近15hm²，光伏噴泉4臺套，經兩年多來的連續運行（冬季冰封期除外），河段水體水質由劣于V類水體標準（《地表水環境質量標準》（GB3838-2012））提升為IV類標準，透明度由平均0.1m提升至平均0.3m，秋季可達0.5m，生態環境效益明顯。