CN100467398C - 城市沟渠污水原位生态净化处理装置 - Google Patents
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Abstract
一种城市沟渠污水原位生态净化处理装置，属于城市污水生态处理领域。本发明是在城市沟渠网络中，设置蚯蚓生物反应器、生物栏栅、水能曝气布水器、水轮生物转盘、生态净化功能区和增氧过滤净化系统。其特征是水能曝气布水器通过溢流布水板和蚯蚓生物反应器的进水口相连通，蚯蚓生物反应器出水口和生态净化功能区的挺水植物区相连通，水轮生物转盘设置在蚯蚓生物反应器出水口通道中。本发明和目前国内外常用的污水处理装置相比，不仅可有效利用城市沟渠空间对污水进行原位净化处理，使城市沟渠变纳污排污为除污还清，而且还可以使城市沟渠网络恢复生态功能，成为城市美化的自然景观。
Description
技术领域
本发明属于城市污水生态处理领域，尤其涉及一种城市沟渠污水原位生态净化处理装置。
背景技术
随着我国城市化水平的不断提高，城市数量及人口不断增加。近10年来，我国城市污水的排放量也在以每年5％的速度增加，而我国目前城市污水集中处理率仅为15％左右，全国超过80％的城市污水未经任何有效的收集处理就直接排放到附近的水体，使得原来具有泄洪和美化景观作用的河渠变成了天然污水沟渠，特别是在我国2200座县城与19200个建制镇中，污水排放量均占全国污水排放总量的一半以上，但这些中小城镇的污水处理能力远低于全国平均水平。就全国整体状况而言，城市水体河道黑臭是一种普遍现象，这种状况已经严重的影响了居民的生活环境，严重的影响了城市生态建设的进程。治理城市水体河道黑臭问题已经成为城市水环境建设的一项重要内容。
在我国城市河道治理中，一般采用的方法是：使用传统的杀藻剂、絮凝剂等化学方法；或采用疏浚、清淤、驳岸、绿化和截污等物理方法。这些方法虽然也能为缓解河道的污染状况起到一定的作用，但这些作用往往是暂时的，并不能从根本上解决城市河道沟渠污水黑臭的问题，甚至会随着时间的推移，二次污染会使城市河道沟渠的生态环境更加恶化。如何标本兼治，如何在使城市河道沟渠污水净化变清的同时，又使河道沟渠的自然生态系统不断恢复和完善，已经成为城市水环境建设中急待解决的问题。
发明内容
本发明的目的就是针对城市河道沟渠污水横流，黑臭不堪的状况，提出一种既能使污水净化变清，又能使城市河道沟渠的生态系统得到恢复的城市沟渠污水原位生态净化处理装置，该装置不仅可以有效的利用城市沟渠空间对污水进行原位生态处理，而且还可以使城市沟渠网络成为一道美丽的景观。
本发明的目的是这样实现的：在城市沟渠网络中，设置有：由水蚯蚓、填料层、滤料层和承托层组成的蚯蚓生物反应器，由支架、生物膜和生物填料所组成的生物栏栅，由溢流坝、溢流布水板组成的水能曝气布水器，由水轮、轮盘和生物膜所组成的水轮生物转盘，由挺水植物区和沉浮水植物区所组成的生态净化功能区，由喷泉蚯蚓生物反应池、集布水沟、潜水泵、岸边渗透植物床所组成的增氧过滤净化系统。
上述各部分形成一个生态单元，在城市沟渠网络中可以在不同的空间位置设置多个生态单元。在每个生态单元中，沿沟渠水流方向，在沟渠中依次设置水能曝气布水器、蚯蚓生物反应器、水轮生物转盘和生态净化功能区。增氧过滤净化系统设置在岸坡上。水能曝气布水器通过溢流布水板和蚯蚓生物反应器的进水口相连通，蚯蚓生物反应器出水口和生态净化功能区的挺水植物区相连通，水轮生物转盘设置在蚯蚓生物反应器出水口通道中。增氧过滤净化系统的进水口通过潜水泵和生态净化功能区的沉浮水植物区相连通
该发明的工作原理是这样的：在非汛期，当污水水位超过溢流坝高时，污水溢流并进入溢流布水板，污水在溢流布水板中由于势能快速释放而形成水幕，在和空气进行大面积接触，并将大量空气溶解在污水中后，污水通过溢流布水板中的布水孔进入蚯蚓生物反应器，在蚯蚓生物反应器中，蚯蚓与微生物协同作用，从多方面对污水净化处理发挥作用，首先对污水中的有机物进行分解和吸收，其次是改变微生物的结构并提高其生物活性，促进滤层中C、N的转化，增加床层的通气性，防止堵塞。蚯蚓生物反应器在对污水进行高效处理后，污水在蚯蚓生物反应器出水口通道中，通过水轮生物转盘，利用水能进一步进行生物降解，而后进入生态净化功能区的挺水植物区，污水在挺水植物区通过根际区微生物、生物栏栅中的微生物以及植物吸收、转化和储存功能，得到进一步降解与净化。从挺水植物区流出的水通过回流沟进入沉浮水植物区，在沉浮水植物区，一方面通过沉淀沟将污水中污泥沉淀截留，另一方面通过沉浮水植物区的吸附、过滤、离子转换、络合反应、消化、反硝化、营养元素摄取、生物代替转化和细菌、真菌的异化作用等过程，尤其是水生植物发达的根系，通过分泌粘液，成为微生物的附着基质，对污水产生有效的微生物絮凝、沉淀、吸附、渗滤分解，从而实现将污水中残留的有机物及磷、氮等无机物进行降解和转化。为了使通过上述处理过的污水具有较好的生态活性，通过潜水泵将从沉浮水植物区流出的部分水加压形成喷泉，进一步溶解空气，并通过设置在沟渠两岸的生态植物床进行生态过滤、吸收转化。在汛期，由于沟渠洪水流量较大，较大的洪水流量一方面可将污水进行稀释自净，另一方面又将溢流坝生态净化功能区等设施淹没，使沟渠恢复泄洪功能。
该发明和目前国内外普遍采用的化学方法、物理方法等方法相比，具有以下有益的效果：
(1)该发明不仅可有效利用城市沟渠空间对污水进行原位处理净化，使城市沟渠变纳污排污为除污还清，而且还可以使城市沟渠网络恢复生态功能，成为城市美化的自然景观。
(2)该发明可以充分利用太阳能、水能对沟渠污水进行生态处理，仅需消耗较少的电能，可以使生产运行成本大幅度下降。
(3)该发明可以使城市污水集中处理变为分散原位处理，不仅可以使城市污水管网投资及污水处理工程建设投资大幅下降，而且也可以使城市污水从源头上得到处理根治。
(4)该发明不产生任何二次污染，不影响沟渠泄洪。
附图说明
图1是该发明一实施例平面图。
图2是图1中A-A剖面图。
图3是图1中B-B剖面图。
图4是图1中C-C剖面图。
图5是图1中D-D剖面图。
图6是图1中部件7的正向放大图。
图中，1.溢流布水板 2.溢流坝 3.栏栅 4.潜水泵 5.喷泉蚯蚓生物反应池 6.喷泉喷头 7.水轮生物转盘 8.挺水植物区 9.回水沟 10.沉浮水植物区 11.生物栏栅 12.集布水沟 13.美人焦 14.台阶 15.沉淀沟 16.浮水植物 17.沉水植物 18.水蚯蚓填料层 19.过滤层 20.承托层 21.挡水墙 22.填料蚯蚓层 23.过滤层 24.承托层 25.挺水植物 26.水轮 27.生物膜多孔板 28.主轴
具体实施方式
在图1中，溢流布水板1一端和溢流坝2坝顶连接固定在一起，另一端悬空在水蚯蚓填料层18之上，在该布水板上打有许多小孔。溢流坝2是由混凝土浇注而成，其高度比非汛期沟渠正常水位高0.5～1.8m。栏栅3安装在溢流坝2的坝顶上。潜水泵4安装在溢流坝2的上游，其出水口通过管道和喷泉喷头6连接在一起。喷泉蚯蚓生物反应池5设置在沟渠岸边上，喷泉喷头6布设在该池内。水轮生物转盘7设置在蚯蚓生物反应器出水口通道中。挺水植物区8设置在沟渠两岸边，其进水口和蚯蚓生物反应器出水口相连通，出水口和回水沟9进水口相连通。回水沟9出水口和沉浮水植物区10相连通。生物栏栅11设置在挺水植物区8水流通道中，集布水沟12设置在岸边台阶14内侧，其进水口和喷泉蚯蚓生物反应池5相连通。美人蕉13种植在台阶14的植物基中，台阶14设置在沟渠岸坡上。沉淀沟15设置在沉浮水植物区10。浮水植物16为风眼莲。
在图2中，沉水植物17为菹草，蚯蚓填料层18是由水蚯蚓、牛粪和石英沙填料所组成，设置在过滤层19之上，过滤层19过滤材料为纤维球，设置在承托层20之上，承托层20由鹅卵石和碎石子组成。挡水墙21设置在沉浮水植物区10的一端。
在图3中，填料蚯蚓层22是由水蚯蚓、牛粪和石英沙填料所组成，设置在过滤层23之上，过滤层23过滤材料为纤维球，设置在承托层24之上，承托层24由鹅卵石和碎石子组成。
在图5和图6中，挺水植物25为芦苇，水轮26和主轴28连接固定在一起，生物膜多孔板27通过轮骨和水轮26外圆连接固定在一起。
在上述图示中，虽然列举了本发明较佳实施例进行了说明，但众所周知，不应由该实施例反而限制了本发明的权力保护范围，亦即，任何熟悉该发明创新点的工程技术科学研究人员，若应用本发明主要之特征，进行若干细节的变动，皆仍应属于本发明的专利保护范围。
Claims (5)
1、一种城市沟渠污水原位生态净化处理装置，其特征在于在该装置中设置有：由水蚯蚓填料层、滤料层和承托层所组成的蚯蚓生物反应器；由支架、生物膜和生物填料所组成的生物栏栅；由溢流坝和溢流布水板所组成的水能曝气布水器，溢流布水板一端和溢流坝坝顶连接固定在一起，另一端悬空在水蚯蚓填料层之上，在该溢流布水板上打有许多小孔，溢流坝是由混凝土浇注而成，其高度比非汛期城市沟渠正常水位高0.5～1.8m；由水轮、转盘和生物膜所组成的水轮生物转盘；由挺水植物区和沉浮水植物区所组成的生态净化功能区；由喷泉蚯蚓生物反应池、集布水沟、潜水泵和岸边渗透植物床所组成的增氧过滤净化系统，喷泉蚯蚓生物反应池设置在沟渠岸边上，喷泉喷头布设在该池内，集布水沟设置在岸边台阶内侧，其进水口和喷泉蚯蚓生物反应池相连通，潜水泵安装在溢流坝的上游，其出水口通过管道和喷泉喷头连接在一起；上述各部分形成一个生态单元，在城市沟渠网络中，在不同的空间位置设置多个生态单元；在每个生态单元中，沿城市沟渠水流方向，在城市沟渠中依次设置有水能曝气布水器、蚯蚓生物反应器、水轮生物转盘和生态净化功能区，增氧过滤净化系统设置在岸坡上，水能曝气布水器通过溢流布水板和蚯蚓生物反应器的进水口相连通，蚯蚓生物反应器的出水口和生态净化功能区的挺水植物区的进水口相连通，水轮生物转盘设置在蚯蚓生物反应器的出水口通道中，增氧过滤净化系统的进水口通过潜水泵和生态净化功能区的沉浮水植物区相连通。
2、根据权利要求1所述的一种城市沟渠污水原位生态净化处理装置，其特征在于生态净化功能区中的挺水植物区设置在沟渠两岸边，通过回水沟和沉浮水植物区相连通。
3、根据权利要求1所述的一种城市沟渠污水原位生态净化处理装置，其特征在于沉淀沟设置在沉浮水植物区。
4、根据权利要求1所述的一种城市沟渠污水原位生态净化处理装置，其特征在于生态净化功能区中的沉浮水植物区种植有风眼莲浮水植物和菹草沉水植物。
5、根据权利要求1所述的一种城市沟渠污水原位生态净化处理装置，其特征在于蚯蚓生物反应器中的水蚯蚓填料层是由水蚯蚓、牛粪和石英砂填料所组成，设置在滤料层之上，滤料层过滤材料为纤维球，滤料层设置在承托层之上，承托层由鹅卵石和碎石子所组成。
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Legal Events
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| C06 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20090311 Termination date: 20130125 |