一种微污染饮用水水源生物生态修复系统及方法与流程

本发明涉及饮用水源修复技术领域，尤其涉及一种微污染饮用水水源生物生态修复系统及方法。

背景技术：

目前，城镇生活污水和城镇工业废水的排放、农村地区农业面源、养殖废水等造成的城乡饮用水水源污染日益严重，直接威胁到城乡供水安全，甚至有相当部分河流、湖泊、水库和地下水无法满足供水水源水质要求。另外，淡水资源越来越缺乏，且许多淡水饮用水源受到不同程度的污染，人们面临着严峻的挑战。

受到污染的饮用水源普遍存在着溶解性有机物增多、氨氮偏高、水体有异味、色度增高、藻类繁殖等问题。针对这一问题，国内大多数净水厂习惯采用混凝、沉淀、过滤和加氯消毒的传统净水工艺，其主要适用于去除饮用水源原水中固体杂质、胶体和病毒等，但不能有效去除原水中的有机物和三卤甲烷，显然已难适应从受污染的原水中去除有害人体健康的有机物的需要。因此，传统常规的净水工艺不能有效地将水中污染物降低至卫生安全水平，有些水厂饮用水水质正威胁着人们的饮用安全。

技术实现要素：

本发明提供一种微污染饮用水水源生物生态修复系统及方法，以解决传统常规的净水工艺不能有效地将水中污染物降低至卫生安全水平的问题。

本发明提供一种微污染饮用水水源生物生态修复系统，包括依次相连通的微污染水源、取水泵站、调节池、复合生物反应子系统、序批式生态人工湿地子系统和生态蓄水塘；所述微污染水源的周边设有组合式护岸和生态浮床，且所述生态浮床靠近所述微污染水源；所述复合生物反应子系统连通风机。

优选地于，所述调节池的侧壁上设有调节池进水管，所述调节池进水管连通所述取水泵站；

所述调节池的底部设有集水坑，所述集水坑内设有太阳能提升泵，所述太阳能提升泵的出口处安装太阳能提升泵输水管，所述太阳能提升泵输水管连通至所述复合生物反应子系统；

所述调节池的内部设有多个调节池隔板；由所述调节池进水管向所述集水坑方向，所述调节池隔板的长度逐渐降低。

优选地，所述复合生物反应子系统包括由上而下依次连通设置的缺氧/好氧生物反应装置、生物过滤装置和生物吸附装置；所述风机分别连通所述缺氧/好氧生物反应装置、所述生物过滤装置和所述生物吸附装置的底部。

优选地，所述缺氧/好氧生物反应装置包括反应区、设置在所述反应区内的悬挂组合填料以及设置在所述缺氧/好氧生物反应装置侧壁上的反应区进水管和反应区出水管；

所述反应区上还设有反应分隔板，所述反应分隔板的底部靠近所述反应区的底部；所述风机的第一曝气管位于所述反应区的下方，且端部位于所述反应分隔板处；

所述反应区的上部设有反应区进水渠和反应区出水渠；所述反应区进水管分别连通所述调节池和所述反应区进水渠，所述反应区出水管分别连通所述反应区出水渠和所述生物过滤装置。

优选地，所述生物过滤装置内部由下而上设有第二曝气管、滤板滤头组合件、生物过滤承托层和生物过滤滤料层；所述风机连通所述第二曝气管；

所述生物过滤滤料层的上方设有过滤出水渠、反冲洗排水渠、过滤进水管和过滤出水管；所述滤板滤头组合件的下方设有反冲洗排水管；

所述过滤出水管分别连通所述生物吸附装置和所述过滤出水渠；

所述过滤进水管连通所述缺氧/好氧生物反应装置，所述反冲洗排水管连通所述反冲洗排水渠。

优选地，所述生物吸附装置内部由下而上设有第三曝气管和碳纤维束填料组件；

所述碳纤维束填料组件的上方设有生物吸附进水渠、生物吸附出水渠、生物吸附进水管和生物吸附出水管；

所述生物吸附进水管分别连通所述生物过滤装置和所述生物吸附进水渠；

所述生物吸附出水管分别连通所述生物吸附出水渠和所述序批式生态人工湿地子系统。

优选地，所述序批式生态人工湿地子系统包括相连通的进水井、生态人工湿地和出水井；

所述进水井的侧壁上部设有进水井进水管，所述进水井进水管分别连通所述复合生物反应子系统和所述进水井；

所述出水井的侧壁下部设有出水井出水管，所述出水井出水管分别连通所述生态蓄水塘和所述出水井；

所述生态人工湿地内部由下往上依次设有生态集水层、生态填料层、生态布水层和生态土壤层；

所述生态集水层中设有集水管；所述集水管的一端封闭，另一端连通所述出水井；

所述生态填料层中设有拔氧管，所述拔氧管上设有竖直的拔氧支管，所述拔氧支管的端部外露于所述生态土壤层；

所述生态布水层中设有布水管，所述布水管的一端封闭，另一端连通所述进水井；

所述生态土壤层上种植湿生植物。

优选地，所述生态蓄水塘的坡岸侧壁上设有蓄水塘进水管和蓄水塘出水管，所述蓄水塘进水管连通所述序批式生态人工湿地子系统，所述蓄水塘出水管连接净水厂；

所述生态蓄水塘的塘底设有生物膜构造层，所述生物膜构造层上种植沉水植物；所述生态蓄水塘的坡岸侧壁上还种植塘坡岸植物。

优选地，由所述微污染水源向所述取水泵站方向，所述组合式护岸包括依次设置的防护带、生态水槽、防自然坡带和绿化带；其中，所述防护带和所述防自然坡带呈斜坡形式。

本发明提供一种微污染饮用水水源生物生态修复方法，包括：

微污染水源经过生态浮床、组合式护岸的处理后，经由取水泵站排入调节池，以使所述调节池调节水量；

经所述调节池调节水量后的微污染水排入复合生物反应子系统，以使所述复合生物反应子系统降解或去除所述微污染水中的有机物、氨氮和亚硝酸氮；

经所述复合生物反应子系统处理后的微污染水排入序批式生态人工湿地子系统，以使所述序批式生态人工湿地子系统进行淹水吸附和排水复氧序批处理；

经所述序批式生态人工湿地子系统处理后的微污染水排入生态蓄水塘，以使所述稳定水质后排入净水厂。

本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本发明提供一种微污染饮用水水源生物生态修复系统及方法，该系统包括依次相连通的微污染水源、取水泵站、调节池、复合生物反应子系统、序批式生态人工湿地子系统和生态蓄水塘；所述微污染水源的周边设有组合式护岸和生态浮床，且所述生态浮床靠近所述微污染水源；所述复合生物反应子系统连通风机。本申请提供的微污染饮用水水源生物生态修复系统及方法中，利用自然基质或人工基质强化培育植物和微生物的生命活动，对微污染水源中的有机污染物（cod）、氨氮（nh3-n）、硝酸氮（no2-n）、铁、锰、色度、浊度进行截留、转移、转化和降解，从而使微污染饮用水水源的水质得以净化的水源修复技术。本申请提供的系统及方法具有生态化、高效率、易管护、成本低、能耗少、无污染的优点。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的微污染饮用水水源生物生态修复系统的整体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的组合式护岸的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的调节池的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的复合生物反应子系统的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的序批式生态人工湿地子系统的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的生态蓄水塘的结构示意图；

符号表示：

1-微污染水源，2-取水泵站，3-调节池，4-复合生物反应子系统，5-序批式生态人工湿地子系统，6-生态蓄水塘，7-组合式护岸，8-生态浮床，9-风机；

301-调节池进水管，302-集水坑，303-太阳能提升泵，304-太阳能提升泵输水管，305-调节池隔板；

401-缺氧/好氧生物反应装置，402-生物过滤装置，403-生物吸附装置；

4011-反应区，4012-悬挂组合填料，4013-反应区进水管，4014-反应区出水管，4015-反应分隔板，4016-反应区进水渠，4017-反应区出水渠；

4021-滤板滤头组合件，4022-生物过滤承托层，4023-生物过滤滤料层，4024-过滤出水渠，4025-反冲洗排水渠，4026-过滤进水管，4027-过滤出水管，4028-反冲洗排水管；

4031-碳纤维束填料组件，4032-生物吸附进水渠，4033-生物吸附出水渠，4034-生物吸附进水管，4035-生物吸附出水管；

501-进水井，502-生态人工湿地，503-出水井，504-进水井进水管，505-出水井出水管；

5021-生态集水层，5022-生态填料层，5023-生态布水层，5024-生态土壤层，5025-集水管，5026-拔氧管，5027-拔氧支管，5028-布水管，5029-植湿生植物；

601-蓄水塘进水管，602-蓄水塘出水管，603-生物膜构造层，604-沉水植物，605-塘坡岸植物；

701-防护带，702-生态水槽，703-防自然坡带，704-绿化带；

901-第一曝气管，902-第二曝气管，903-第三曝气管。

具体实施方式

请参考附图1，附图1示出了本申请实施例提供的微污染饮用水水源生物生态修复系统的整体结构示意图。由附图1可见，本申请实施例提供的微污染饮用水水源生物生态修复系统包括依次相连通的微污染水源1、取水泵站2、调节池3、复合生物反应子系统4、序批式生态人工湿地子系统5和生态蓄水塘6，其中，复合生物反应子系统4连通风机9。

具体的，微污染水源1的周边设有组合式护岸7和生态浮床8，且生态浮床8靠近微污染水源1。本申请实施例中生态浮床8的载体为聚苯乙烯泡沫板，基体为椰子纤维。聚苯乙烯泡沫板的外观为圆形，单块聚苯乙烯泡沫板的半径为500mm，组装成梅花型围绕在微污染水源1的周边。椰子纤维上种植凤眼莲，且浮床下部悬挂有长度为1000mm能自由摆动的碳纤维生态草。为稳定生态浮床8，生态浮床8采用杆式固定。

由于生态浮床8上种植凤眼莲、下部悬挂有长度为1000mm能自由摆动的碳纤维生态草，因而凤眼莲及碳纤维生态草的根茎叶均可吸附、水解水中的微污染物，同时促进水中微生物生长，形成具有生产者、消费者、分解者的完整生物链，达到自然净化水质的目的。另外，生态浮床8对微量油类、有机污染物（cod）、氮磷（n、p），农药残留、盐类、重金属离子都有很好的去除和净化效果，可有效控制微污染水源1的微污染状况，对微污染水源1起到保护和预净化的作用。

请参考附图2，附图2示出了本申请实施例提供的组合式护岸的结构示意图。由附图2可见，由微污染水源1向取水泵站2方向，组合式护岸7包括依次设置的防护带701、生态水槽702、防自然坡带703和绿化带704，其中，防护带701和防自然坡带703呈斜坡形式。具体的，防护带701为利于生物栖息的小型抛石堤，结构顶高程通常在常水位300mm左右。防护带701的抛石堤上可以种植水生植物，用于给生物栖息。生态水槽702为槽型结构，槽内种植挺水植物、浮水植物、湿生植物等，如香蒲、睡莲、花芦竹等，用于提供生物栖息、产卵和繁殖的空间。较为优选地，生态水槽702的槽宽为2000mm，槽深为1000mm，槽内水深600mm。防自然坡带703呈斜坡形式，斜坡上可以种植美人蕉、吉祥草等花卉类植物，形成具有一定防护作用的自然性岸坡，营造水域到陆域的斜坡过渡环境，且满足水陆生态环境自然衔接的要求。较为优选地，防自然坡带703的宽度为2000mm。绿化带704为陆地植物，起着生态屏障的作用，其能够拦截陆域渗漏的n、p、有机物（cod）和农药残留。较为优选地，绿化带704种植杨柳树，其宽度为2500mm。

本申请实施例中的组合式护岸7扩大了水面和绿地生物的生长区域，利用植物根系达到固定河岸边坡及水土保持的目的；另外，通过岸边及水面种植的植物及其根际土著微生物的代谢活动来过滤、吸收、降解和转化地表径流流入取水水源地的有机污染物和营养盐。

请参考附图3，附图3示出了本申请实施例提供的调节池的结构示意图。由附图3可见，本申请实施例提供的调节池3为下沉式结构，其侧壁上设有调节池进水管301，且该调节池进水管301连通取水泵站2，以便于通过取水泵站2吸取微污染水源1中的微污染水。调节池3的底部设有集水坑302，该集水坑302内设有太阳能提升泵303，且太阳能提升泵303的出口处安装太阳能提升泵输水管304。太阳能提升泵输水管304连通复合生物反应子系统4。调节池3的内部设有多个调节池隔板305，由调节池进水管301向集水坑302方向，调节池隔板305的长度逐渐降低。本申请实施例中多个的调节池隔板305的设置能够延长水的停留时间和改变水的流速，提高水的活性，进而达到调剂水量、均和水质的作用。调节池隔板305调节后的水通过集水坑302中的太阳能提升泵303、太阳能提升泵输水管304排入复合生物反应子系统4中。另外，调节池3的顶部设有检修孔，以便通过检修孔对调节池3内部的设备进行检修。

请参考附图4，附图4示出了本申请实施例提供的复合生物反应子系统的结构示意图。由附图4可见，本申请实施例提供的复合生物反应子系统4包括由上而下依次连通设置的缺氧/好氧生物反应装置401、生物过滤装置402和生物吸附装置403，其中，缺氧/好氧生物反应装置401、生物过滤装置402和生物吸附装置403均分别连通风机9。本申请实施例中的复合生物反应子系统4为塔形结构，外部采用钢板制备。缺氧/好氧生物反应装置401、生物过滤装置402和生物吸附装置403三者之间通过对夹式法兰连接，便于拆卸，以方便更换填料和检修。

具体的，缺氧/好氧生物反应装置401包括反应区4011，该反应区4011上还设有反应分隔板4015，该反应分隔板4015的底部靠近反应区4011的底部。具体的，在反应区4011容积的四分之一处设有反应分隔板4015，由此将反应区4011分为缺氧反应区和好氧反应区，且缺氧反应区和好氧反应区相连通。风机9的第一曝气管901位于好氧反应区的下方，且端部位于反应分隔板4015处。该第一曝气管901能够给好氧反应区内的好氧生物提供反应所需要的溶解氧，该溶解氧do≤2mg/l。

反应区4011的内部设有悬挂组合填料4012，该悬挂组合填料4012不仅有利于生长周期长的硝化菌的生长，而且可以使生物反应区保持较高的微生物浓度，且生物相丰富、处理效果好。较为优选地，悬挂组合填料4012中的填料塑料环片直径为75mm，单片填料直径150mm，单片间距60mm，布置间距为100mm，填料布置高度为800mm。第一曝气管901与生物过滤装置402之间的距离为200mm。

另外，缺氧/好氧生物反应装置401的侧壁上设有反应区进水管4013、反应区出水管4014，反应区4011的上部设有反应区进水渠4016和反应区出水渠4017，且反应区进水管4013分别连通调节池3和反应区进水渠4016，反应区出水管4014分别连通反应区出水渠4017和生物过滤装置402。

调节池隔板305调节后的水通过集水坑302中的太阳能提升泵303、太阳能提升泵输水管304、反应区进水管4013排入复合生物反应子系统4中的缺氧/好氧生物反应装置401中，并进入反应区进水渠4016中。水流在反应区进水渠4016满渠后进入反应区4011中的缺氧反应区，进而与好氧反应区中的回流硝化液混合并完成微生物反硝化反应，将nox-n转化成n2和n2o，进而n2逸出水面。随后微污染水进入供氧充足的好氧反应区中进行连续曝气，其中，部分有机物和氨氮在好氧反应区中得到降解。硝化液在缺氧/好氧生物反应装置401内的回流则利用了第一曝气管901曝气的推动力，无需动力、节省了动力消耗。反应区4011内设置的悬挂组合填料4012能够有利于生长周期长的硝化菌的生长，而且可以使生物反应区保持较高的微生物浓度，且生物相丰富、处理效果好。缺氧/好氧生物反应装置401的独特结构使得硝化和反硝化反应在反应区4011内不同的反应区内占优势，同时由于悬挂组合填料4012中组合填料生物膜内部缺氧环境的存在，使得不同槽内均同时发生硝化和反硝化、短程硝化和反硝化反应，这能够高效降解或去除有机物、氨氮和亚硝酸氮等。缺氧/好氧生物反应装置401处理后的微污染水通过反应区出水渠4017和反应区出水管4014进入生物过滤装置402中。

如附图4所示，生物过滤装置402内部由下而上设有第二曝气管902、滤板滤头组合件4021、生物过滤承托层4022和生物过滤滤料层4023，其中，风机9连通第二曝气管902。生物过滤滤料层4023的上方设有过滤出水渠4024、反冲洗排水渠4025、过滤进水管4026和过滤出水管4027，滤板滤头组合件4021的下方设有反冲洗排水管4028。其中，过滤出水管4027分别连通生物吸附装置403和过滤出水渠4024，过滤进水管4026连通缺氧/好氧生物反应装置401，反冲洗排水管4028连通反冲洗排水渠4025。

具体的，过滤进水管4026连通缺氧/好氧生物反应装置401中的反应区出水管4014，进而缺氧/好氧生物反应装置401处理后的微污染水通过过滤进水管4026进入生物过滤装置402中，进而进入第二曝气管902的下方，进而通过滤板滤头组合件4021将微污染水喷入生物过滤承托层4022和生物过滤滤料层4023中，进行反粒度生物过滤。同时，第二曝气管902为生物过滤提供所需要的溶氧量，该溶解氧do≤4mg/l。由于生物过滤滤料层4023中的滤料具有很大的比表面积，因而通过固定生长技术可以在滤料表面形成生物膜。微污染水在由生物过滤装置402底部向顶部流动的过程中，微污染水与生物膜不断接触，进而使微污染水中的有机物、氨、氮、磷被生物膜吸收过滤，进而达到降解和去除的目的。另外，生物过滤滤料层4023中的滤料还能够有效去除悬浮物ss、铁、锰等。微污染水与生物膜接触12-24h后，生物过滤滤料层4023需进行反冲洗，反冲洗的排水由反冲洗排水管4028、反冲洗排水渠4025排入调节池3中。经过生物过滤装置402处理后的水由过滤出水渠4024、反应区出水管4014排入生物吸附装置403中。

较为优选地，本申请实施例中的第二曝气管902为非字型管道，其主管道的直径为75mm，支管道的直径为32mm。支管道垂线下侧成两行交错排列开孔，两行孔眼角度为45°，开孔的孔径为5mm、孔间距为60mm。滤板滤头组合件4021中的滤板采用厚度为8mm的不锈钢钢板制备，钢板上钻有直径33mm的圆孔、孔间距为100mm。滤板上钻设的圆孔内设有双向滤头，该双向滤头规格为φ×h=80×140mm。生物过滤承托层4022的承托层材料为石英砂，其粒径为2-4mm，石英砂的铺设厚度为200mm。生物过滤滤料层4023的滤料为多孔凹凸改性陶粒滤料，其粒径为12-24mm，多孔凹凸改性陶粒滤料的铺设厚度为700mm。

如附图4所示，生物吸附装置403内部由下而上设有第三曝气管903和碳纤维束填料组件4031。碳纤维束填料组件4031的上方设有生物吸附进水渠4032、生物吸附出水渠4033、生物吸附进水管4034和生物吸附出水管4035，其中，生物吸附进水管4034分别连通生物过滤装置402和生物吸附进水渠4032，生物吸附出水管4035分别连通生物吸附出水渠4033和序批式生态人工湿地子系统5。

具体的，生物吸附进水管4034连通生物过滤装置402中的过滤出水管4027，进而生物过滤装置402处理后的微污染水通过生物吸附进水管4034进入生物吸附装置403中，进而进入生物吸附进水渠4032。微污染水通过生物吸附进水渠4032落到碳纤维束填料组件4031上，进而由碳纤维束填料组件4031进行生物吸附处理。同时，第三曝气管903为生物吸附提供所需要的溶氧量，该溶解氧do≤1mg/l。

由于碳纤维束填料组件4031的比表面积为1000m²/g，是其他载体的16-20倍。碳纤维束填料组件4031具大的比表面积和大量微孔具有吸附截留作用，且填料束表面能够形成一层生物膜，该生物膜能够通过生物降解作用来完成去除微污染的功能。在本申请实施例中，碳纤维束填料组件4031形成的生物膜上的微生物主要是一些好氧贫营养性微生物，如柄杆菌层（caulobacter）、生丝微菌属（hyphomicrobium）、无色（杆）菌属（achromobacter）、弧菌属（vibrio）、螺菌属（spirillum）、假单孢菌属（pseudomonas）和不动细菌属（acinetobaceter）等。好氧贫营养性微生物的特点是能利用各种化合物，产生对代谢产物具有高活性、高亲合力的转移酶，其比表面积高、呼吸速率低，能够在微污染有机物浓度极低的环境下快速生长繁殖。由此，微污染水和碳纤维束填料组件4031接触的过程中，通过微生物的新陈代谢活动和生物絮凝、吸附等综合作用，使微污染水中的有机物、氨氮、铁、锰、色度逐渐被氧化和转化，达到强化净化水质的目的。经过生物吸附装置403处理后的水由生物吸附出水渠4033、生物吸附出水管4035排入序批式生态人工湿地子系统5中。

较为优选地，本申请实施例中的碳纤维束填料组件4031的碳纤维束填料为8200根/束，纤维束间距60mm，布置高度为600mm。进一步，本申请实施例中的风机9为太阳能风机，该太阳能风机分别连通第一曝气管901、第二曝气管902和第三曝气管903。

通过ames试验（全称：污染物致突变性检测）表明：致突变强阳性的微污染原水经过缺氧/好氧生物反应装置401、生物过滤装置402处理后，反应区出水管4014排出的出水减弱为阳性，再经过生物吸附装置403处理后，生物吸附出水管4035排出的出水为阴性。由此可见，本申请实施例提供的复合生物反应子系统4能够有效处理微污染水，达到净化水质的目的。

请参考附图5，附图5示出了本申请实施例提供的序批式生态人工湿地子系统5的结构示意图。由附图5可见，本申请实施例提供的序批式生态人工湿地子系统5包括相连通的进水井501、生态人工湿地502和出水井503，其通过采用慢进快排方式，实现淹水吸附和排水复氧序批操作。

具体的，进水井501的侧壁上部设有进水井进水管504，且该进水井进水管504分别连通复合生物反应子系统4中的生物吸附出水管4035和进水井501。由此，复合生物反应子系统4处理后的微污染水通过生物吸附出水管4035、进水井进水管504进入进水井501中，进而再进入到生态人工湿地502中，由生态人工湿地502对复合生物反应子系统4处理后的微污染水再次进行处理。出水井503的侧壁下部设有出水井出水管505，且出水井出水管505分别连通生态蓄水塘6和出水井503，由此，生态人工湿地502处理后的微污染水通过出水井503、出水井出水管505排入生态蓄水塘6中。

在本申请实施例中，生态人工湿地502内部由下往上依次设有生态集水层5021、生态填料层5022、生态布水层5023和生态土壤层5024。通过生态集水层5021、生态填料层5022、生态布水层5023和生态土壤层5024的高效微生物相互协调的物理、化学和生物作用，将填料吸附、离子交换、共沉淀、高效微生物吸附还原、固定和生物提取相结合，以实现对有机物、氨氮、亚硝酸氮、铁、锰和色度的深度净化。

具体的，生态人工湿地502的最下方为生态人工湿地502的基础层，其为c15素混凝土基础，厚度为200mm。生态布水层5023中设有布水管5028，该布水管5028的一端封闭，另一端连通进水井501，因此，进水井501中的水流通过进水井进水管504、布水管5028进入生态人工湿地502内部。本申请实施例中的生态布水层5023采用粒径为16-32mm的鹅卵石铺设，其铺设厚度为300mm。布水管5028为非字型结构，其主管的管径为dn100mm，支管管径为dn50mm，支管垂线下侧成两行交错排列开孔，两行孔眼角度为60°，孔径为6mm，孔间距为250mm。

进入生态布水层5023的水流在重力作用下向下流动，进而到达生态填料层5022。本申请实施例中的生态填料层5022中的填料由石英砂、竹炭、沸石按质量比1:1:1混合配置，形成粒径为8-16mm的混合填料，填料层的厚度为600mm。另外，生态填料层5022中设有拔氧管5026，该拔氧管5026上设有竖直的拔氧支管5027，且拔氧支管5027的端部外露于生态土壤层5024。拔氧管5026的上部设有开孔，且拔氧支管5027的下部也设有开孔，开孔的孔径同为10mm，孔距均为300mm。

经过生态填料层5022过滤后的微污染水进入到生态集水层5021中。生态集水层5021中设有集水管5025，该集水管5025的一端封闭，另一端连通出水井503。由此，生态人工湿地502处理后的水通过集水管5025排出。较为优选地，生态集水层5021采用粒径为16-32mm的砾石铺设而成，其铺设厚度为300mm。集水管5025为非字型结构，其主管的管径为dn150mm，支管管径为dn75mm，支管垂线下侧成两行交错排列开孔，两行孔眼角度为60°，孔径为8mm，孔间距为200mm。另外，生态布水层5023的上部设有生态土壤层5024，该生态土壤层5024上种植湿生植物5029，该湿生植物5029优选为水芹菜。

序批式生态人工湿地子系统5的淹水吸附过程为：通过布水管5028的均匀布水，使水均匀通过生态填料层5022，且水位逐渐上升至高出生态土壤层5024。在水位逐渐上升的过程中，水源水充分与生态填料层5022及微生物接触，在生态填料层5022通过物理、化学、生物的协同作用得以深度净化。

序批式生态人工湿地子系统5的排水复氧序批过程为：淹水时间达到设定时间后，开启集水管5025，生态人工湿地502瞬间排水，湿地内水位迅速下降。湿地内水位迅速下降的同时，进入排空复氧阶段，大气中的氧通过拔氧管5026、拔氧支管5027与生态填料层5022之间的空隙迅速进入湿地，供湿地内微生物利用。排空复氧结束后，湿地重新从进水井501进水，开始运行下一周期。通常，序批式生态人工湿地子系统5的淹水吸附和排水复氧序批的运行周期为24h。

在本申请实施例中，微污染水经过序批式生态人工湿地子系统5处理后，微污染水中氨氮（nh3-n）得去除率为80-90%、有机物（cod）去除率为35-50%、硝酸氮（no2-n）去除率为80-90%、铁的去除率为80%、锰的去除率为65%、色度去除率为30-40%、浊度去除率为70-85%。

请参考附图6，附图6示出了本申请实施例提供的生态蓄水塘6的结构示意图。由附图6可见，本申请实施例提供的生态蓄水塘6的坡岸侧壁上设有蓄水塘进水管601和蓄水塘出水管602，且蓄水塘进水管601连通序批式生态人工湿地子系统5，蓄水塘出水管602连接净水厂。由此，序批式生态人工湿地子系统5处理后的微污染水通过蓄水塘进水管601进入生态蓄水塘6中，生态蓄水塘6处理后的水通过蓄水塘出水管602排入净水厂中进行常规净水处理。

生态蓄水塘6的塘底设有生物膜构造层603，该生物膜构造层603由粒径为0.6-1.2mm的黄砂铺设而成。生物膜构造层603上种植沉水植物604，如狐尾藻等。生态蓄水塘6的坡岸侧壁上还种植塘坡岸植物605，如水莎草等。生物膜构造层603及种植的沉水植物604能够稳定出水水质；塘坡岸植物605能够有效拦截陆域污染物，达到防控保护的目的。

基于本申请实施例提供的微污染饮用水水源生物生态修复系统，本申请实施例还提供一种微污染饮用水水源生物生态修复方法，该方法包括：

s01：微污染水源经过生态浮床、组合式护岸的处理后，经由取水泵站排入调节池，以使所述调节池调节水量。

微污染水源1的周边生态浮床8能够吸附、水解水中的微污染物，同时促进水中微生物生长，形成具有生产者、消费者、分解者的完整生物链，达到自然净化水质的目的。另外，生态浮床8对微量油类、有机污染物（cod）、氮磷（n、p），农药残留、盐类、重金属离子都有很好的去除和净化效果，可有效控制微污染水源1的微污染状况，对微污染水源1起到保护和预净化的作用。

组合式护岸7为微污染水源1的堤岸，其能够扩大水面和绿地生物的生长区域，利用植物根系达到固定河岸边坡及水土保持的目的；另外，通过岸边及水面种植的植物及其根际土著微生物的代谢活动来过滤、吸收、降解和转化地表径流流入取水水源地的有机污染物和营养盐。

经过生态浮床8和组合式护岸7初步防护后，通过取水泵站2将微污染水源1中的微污染水抽入到调节池3中，以便调节微污染水的水量，均和水质。

s02：经所述调节池调节水量后的微污染水排入复合生物反应子系统，以使所述复合生物反应子系统降解或去除所述微污染水中的有机物、氨氮和亚硝酸氮。

经过调节池3调节水量、均和水质后的微污染水通过集水坑302中的太阳能提升泵303、太阳能提升泵输水管304排入复合生物反应子系统4中，以便通过缺氧/好氧生物反应装置401、生物过滤装置402和生物吸附装置403对微污染水进行处理。

在缺氧/好氧生物反应装置401中，水流在反应区进水渠4016满渠后进入反应区4011中的缺氧反应区，进而与好氧反应区中的回流硝化液混合并完成微生物反硝化反应，将nox-n转化成n2和n2o，进而n2逸出水面。随后微污染水进入供氧充足的好氧反应区中进行连续曝气，其中，部分有机物和氨氮在好氧反应区中得到降解。硝化液在缺氧/好氧生物反应装置401内的回流则利用了第一曝气管901曝气的推动力，无需动力、节省了动力消耗。反应区4011内设置的悬挂组合填料4012能够有利于生长周期长的硝化菌的生长，而且可以使生物反应区保持较高的微生物浓度，且生物相丰富、处理效果好。缺氧/好氧生物反应装置401的独特结构使得硝化和反硝化反应在反应区4011内不同的反应区内占优势，同时由于悬挂组合填料4012中组合填料生物膜内部缺氧环境的存在，使得不同槽内均同时发生硝化和反硝化、短程硝化和反硝化反应，这能够高效降解或去除有机物、氨氮和亚硝酸氮等。缺氧/好氧生物反应装置401处理后的微污染水通过反应区出水渠4017和反应区出水管4014进入生物过滤装置402中。

在生物过滤装置402中，由于生物过滤滤料层4023中的滤料具有很大的比表面积，因而通过固定生长技术可以在滤料表面形成生物膜。微污染水在由生物过滤装置402底部向顶部流动的过程中，微污染水与生物膜不断接触，进而使微污染水中的有机物、氨、氮、磷被生物膜吸收过滤，进而达到降解和去除的目的。另外，生物过滤滤料层4023中的滤料还能够有效去除悬浮物ss、铁、锰等。微污染水与生物膜接触12-24h后，生物过滤滤料层4023需进行反冲洗，反冲洗的排水由反冲洗排水管4028、反冲洗排水渠4025排入调节池3中。经过生物过滤装置402处理后的水由过滤出水渠4024、反应区出水管4014排入生物吸附装置403中。

在生物吸附装置403中，碳纤维束填料组件4031具大的比表面积和大量微孔具有吸附截留作用，且填料束表面能够形成一层生物膜，该生物膜能够通过生物降解作用来完成去除微污染的功能。微污染水和碳纤维束填料组件4031接触的过程中，通过微生物的新陈代谢活动和生物絮凝、吸附等综合作用，使微污染水中的有机物、氨氮、铁、锰、色度逐渐被氧化和转化，达到强化净化水质的目的。经过生物吸附装置403处理后的水由生物吸附出水渠4033、生物吸附出水管4035排入序批式生态人工湿地子系统5中。

s03：经所述复合生物反应子系统处理后的微污染水排入序批式生态人工湿地子系统，以使所述序批式生态人工湿地子系统进行淹水吸附和排水复氧序批处理。

经过复合生物反应子系统4处理后的微污染水通过生物吸附出水渠4033、生物吸附出水管4035、进水井进水管504进入序批式生态人工湿地子系统5中。该微污染水在进水井501中积蓄到一定程度后排入到生态人工湿地502中采用慢进快排方式，实现淹水吸附和排水复氧序批操作。具体的，通过布水管5028的均匀布水，使水均匀通过生态填料层5022，且水位逐渐上升至高出生态土壤层5024。在水位逐渐上升的过程中，水源水充分与生态填料层5022及微生物接触，在生态填料层5022通过物理、化学、生物的协同作用得以深度净化。当微污染水在生态人工湿地502中达到一定时间后，开启集水管5025，生态人工湿地502瞬间排水，湿地内水位迅速下降。湿地内水位迅速下降的同时，进入排空复氧阶段，大气中的氧通过拔氧管5026、拔氧支管5027与生态填料层5022之间的空隙迅速进入湿地，供湿地内微生物利用。排空复氧结束后，生态人工湿地502中的水全部排入出水井503中，且重新从进水井501进水，开始运行下一周期。

s04：经所述序批式生态人工湿地子系统处理后的微污染水排入生态蓄水塘，以使所述稳定水质后排入净水厂。

经过序批式生态人工湿地子系统5处理后的微污染水通过蓄水塘进水管601进入生态蓄水塘6中，通过生物膜构造层603及种植的沉水植物604稳定出水水质后，由蓄水塘出水管602排入净水厂中进行常规净水处理。

本申请实施例提供的微污染饮用水水源生物生态修复装置系统及方法中，利用自然基质或人工基质强化培育植物和微生物的生命活动，对微污染水源中的有机污染物（cod）、氨氮（nh3-n）、硝酸氮（no2-n）、铁、锰、色度、浊度进行截留、转移、转化和降解，从而使微污染饮用水水源的水质得以净化的水源修复技术。本申请实施例提供的系统及方法具有生态化、高效率、易管护、成本低、能耗少、无污染的优点。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。