CN104098182B - 一种铁污染河水的生态治理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及环境保护技术领域，公开了一种铁污染河水的生态治理方法，包括如下步骤，在河水污染源下游0.5～2m的水体内，设置第一固定支架，并在河道两侧的第一固定支架间设置第一移动坝，第一移动坝顶部比水面低5～30cm；在河水污染源下游距离第一移动坝2.5～50m的水体内，设置第二固定支架，并在河道两侧的第二固定支架间设置第二移动坝，第二移动坝顶部比水面高5～30cm；在第一移动坝和第二移动坝之间的水面上种植浮水植物。采用本方法治理铁污染河水，不需要投加化学药剂，不需要复杂的设备，能耗低、处理成本低、操作方便，维护简单，效果显著，此外，在浑黄的铁污染河水表面种植浮水植物，具有很好的景观效果。
Description
技术领域
本发明涉及环境保护技术领域，尤其涉及了一种铁污染河水的生态治理方法。
背景技术
由于大量工业废水、生活污水的直接排入，我国河流生态系统受到了严重的破坏，给城镇景观和人民生活带来了严重危害。钢铁厂、电镀厂以及酸洗废水中含有大量的二价铁离子，排入河流后，在水体中逐渐被氧化成三价铁离子，并形成小颗粒状的氢氧化铁絮体。由于絮体体积较小、质量较轻，在风力的作用下，这种絮体长期悬浮在水中，导致水体发黄，俗称“黄水”，严重影响水的色、嗅、味等感官性状。含铁废水的处理工艺有膜分离、电解氧化、电渗析、氧化涡流、曝气絮凝以及吸附等，这些技术均有各自的优点，但由于需要消耗大量化学药剂或对反应器的设计要求较高等，不适宜用于河道水体环境治理。目前，铁污染河水的治理技术研究和工程应用鲜有报道。
发明内容
本发明针对现有技术中针对含铁废水的处理技术不适用于河道水体的治理，提供了一种铁污染河水的生态治理方法。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：
一种铁污染河水的生态治理方法，包括如下步骤，
步骤一：在河水污染源下游0.5～2m，距离河岸0.1～1m处的水体内，设置第一固定支架，并在河道两侧的第一固定支架间设置第一移动坝，第一移动坝顶部比水面低5～30cm；
步骤二：在河水污染源下游，距离第一移动坝2.5～50m，距离河岸0.1～1m处的水体内设置第二固定支架，并在河道两侧的第二固定支架间设置第二移动坝，第二移动坝顶部比水面高5～30cm；
步骤三：在第一移动坝和第二移动坝之间的水面上种植浮水植物。
在铁污染河水的污染源下游建造两座移动坝，将铁污染相对集中在两座移动坝之间，两座移动坝之间的铁离子浓度高，高浓度的铁离子形成氢氧化铁絮状物，悬浮在两座移动坝之间的水体；两座移动坝之间的水体表面种植有浮水植物，浮水植物漂浮在移动坝之间的水体，由于植物根系表面吸附有带负电荷的粘土，氢氧化铁在水中电离，氢氧化铁胶体带正电荷，因此，与植物根系表面吸附的带负电荷的粘土相互吸引，从而吸附聚集在植物根系表面，随着絮凝团的逐渐增大，氢氧化铁絮状物沉淀在水体底部河床，铁污染水体铁浓度降低，浊度降低，河水变得清澈。
作为优选，第一移动坝包括第一坝体，第一坝体长度与河道宽度相适应，第一坝体采用软性隔水材料，第一坝体底部连有配重物，第一坝体顶部连有漂浮物，第一坝体顶部长度方向的两端分别与第一固定支架相连。第一坝体可采用无纺布、高密度聚乙烯编织带、篷布等软性隔水材料中的任一种，第一坝体底部连有配重物，在配重物重力作用下第一坝体下侧沉到河底；第一坝体顶部两侧通过绳索与第一固定支架相连，第一坝体上部能在漂浮物浮力作用下向上拉动第一坝体，根据河面的高度，调整第一坝体顶部的高度，使第一坝体顶部低于河面5～30cm，能方便含铁污染河水大量流入第一坝体下游，便于集中处理。
作为优选，第二移动坝包括第二坝体，第二坝体长度与河道宽度相适应，第二坝体上设有透水孔，第二坝体底部连有配重物，第二坝体顶部连有漂浮物，第二坝体顶部长度方向的两端分别与第二固定支架相连。第二坝体底部连有配重物，在配重物重力作用下第二坝体下侧沉到河底；第二坝体顶部连有漂浮物，漂浮物为是塑管或竹竿或聚氨酯泡沫块等的任一种，第二坝体上部能在漂浮物浮力作用下漂浮在水面，第二坝体顶部两侧通过绳索与第二固定支架相连，根据河面的高度，调整第二坝体顶部的高度，使第二坝体顶部高于河面5～30cm，能方便第一坝体下游的含铁污染河水聚集在第二坝体之前，便于集中处理铁污染水体。
作为优选，第二坝体上设有透水孔，且透水孔为通孔，透水孔直径2～10mm。第二坝体可采用无纺布或篷布等软性隔水材料，第二坝体上的透水孔的设置便于河水流动，又能使氢氧化铁絮状物相对集中在两座移动坝之间；第二坝体还可以采用高密度聚乙烯编织带，由于编织袋表面本身具有透水孔，也能方便河水流动，又使得氢氧化铁絮状物相对集中在两座移动坝之间。
作为优选，浮水植物为粉绿狐尾藻、圆币草、水花生、水葫芦、黄花水龙中的一种或多种。粉绿狐尾藻、圆币草、水花生等浮水植物根系发达，根茎比表面积大，生物量大，根系所带负电荷多，能吸附较多的氢氧化铁絮状物，有利于絮状物进一步聚集增大，并最终沉淀在河道底部。
作为优选，一种铁污染河水的生态治理方法还包括如下步骤：
步骤四：在河水污染源下游，距第二固定支架3～50m，距离河岸0.1～1m处的水体内，设置第三固定支架，并在河道两侧的第三固定支架间设置第三移动坝，第三移动坝顶部比水面高5～30cm；
步骤五：在第二移动坝和第三移动坝之间的水面上种植浮水植物。
当待治理河水中铁浓度很高时，两道移动坝间种植浮水植物并不能将铁浓度降低到安全标准以下。因此，在第二移动坝下游再建造第三移动坝，并在第二移动坝和第三移动坝之间的水域继续种植浮水植物，相当于对经过一次处理的铁污染河水进行二次处理，能有效降低污染物浓度。测定流出第三移动坝的河水的铁浓度，若水质仍不能达到要求，还可以在第三移动坝下游继续建第四移动坝，并在第三移动坝和第四移动坝之间的水域种植浮水植物；依此方法，直到流出第N移动坝的河水达到治理标准为止。
作为优选，第三移动坝包括第三坝体，第三坝体长度与河道宽度相适应，第三坝体上设有透水孔，第三坝体底部连有配重物，第三坝体顶部连有漂浮物，第三坝体顶部长度方向的两端分别与第三固定支架相连。
本发明由于采用了以上技术方案，在铁污染河水下游建造两道移动坝，并在移动坝之间的水面种植浮水植物，由于植物根系表面吸附有带负电荷的粘土，通过浮水植物根系粘土与氢氧化铁絮状物的静电相互吸引，使氢氧化铁絮状物蓄积到植物根部，形成大的团絮状物，团絮状物再在重力作用下沉淀到河底；铁污染河水的治理不需要投加化学药剂，不需要曝气装置等复杂设备，能耗低、装置简单、处理成本低、操作方便，维护简单，效果显著，且在浑黄的铁污染河水表面种植浮水植物，具有很好的景观效果。此外，对于铁污染浓度较高的待治理河水，能够根据第二移动坝透水孔出水的情况，根据需要设置第三移动坝、第四移动坝……，直到流出第N移动坝的河水达到治理标准为止，本发明的铁污染河水的治理能够根据实际情况灵活调整，适用范围广。
附图说明
图1是本发明的铁污染河水治理系统的剖视示意图
图2是本发明的采用多级移动坝治理铁污染河水的剖视示意图。
附图中各数字标号所指代的部位名称如下：1—第一固定支架、2—第一移动坝、3—第二固定支架、4—第二移动坝、5—浮水植物、6—第一坝体、7—配重物、8—第二坝体、9—透水孔、10—漂浮物、11—河岸、12—河底、13—生态浮床、14—第三固定支架、15—第三移动坝、16—第三坝体。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
一种铁污染河水的生态治理方法，包括如下步骤，
步骤一：在河水污染源下游0.5m，距离河岸110.1m的水体内，设置第一固定支架1，并在河道两侧的第一固定支架1间设置第一移动坝2，第一移动坝2顶部比水面低5cm；
步骤二：在河水污染源下游，距离第一移动坝22.5m，距离河岸110.1m的水体内，设置第二固定支架3，并在河道两侧的第二固定支架3间设置第二移动坝4，第二移动坝4顶部比水面高30cm；
步骤三：在第一移动坝2和第二移动坝4之间的水面上种植浮水植物5。
如图1所示，第一移动坝2包括第一坝体6，第一坝体6采用软性隔水材料，材质为无纺布，第一坝体6长度与河道宽度相适应，第一坝体6底部连有配重物7，第一坝体6顶部连有漂浮物10，第一坝体6顶部长度方向的两端分别与第一固定支架1相连。第二移动坝4包括第二坝体8，第二坝体8采用多孔无纺布，第二坝体8长度与河道宽度相适应，第二坝体8上设有透水孔9，第二坝体8底部连有配重物7，第二坝体8顶部连有漂浮物10，漂浮物10为塑管，配重物7为内装砂石的管装物。第二坝体8顶部长度方向的两端分别与第二固定支架3相连。第二坝体8采用多孔无纺布，多孔无纺布上至少设有5个透水孔9，且透水孔9为通孔，透水孔9直径3mm。浮水植物5为粉绿狐尾藻。采用竹木制成框架，框架底部覆盖渔网，再种植浮水植物，种植面积为两座移动坝之间水域面积。
采用实施例1的方法处理铁污染河水，处理前后水体水质见下表。
处理前后水体水质见下表
| 项目 | 处理前 | 处理后 | 去除率 |
| 浊度 | 20NTU | 3NTU | 85％ |
| 色度 | 41倍 | 3倍 | 92.7％ |
| 全铁浓度 | 2.39mg/L | 0.09mg/L | 96.2％ |
实施例2
一种铁污染河水的生态治理方法，包括如下步骤，
步骤一：在河水污染源下游2m，距离河岸110.5m的水体内，设置第一固定支架1，并在河道两侧的第一固定支架1间设置第一移动坝2，第一移动坝2顶部比水面低30cm；
步骤二：在河水污染源下游，距离第一移动坝250m，距离河岸110.2m的水体内，设置第二固定支架3，并在河道两侧的第二固定支架3间设置第二移动坝4，第二移动坝4顶部比水面高30cm；
步骤三：在第一移动坝2和第二移动坝4之间的水面上种植浮水植物5。
如图1所示，第一移动坝2包括第一坝体6，第一坝体6长度与河道宽度相适应，第一坝体6采用篷布，第一坝体6底部连有配重物7，配重物7为铁链，第一坝体6顶部连有漂浮物10，第一坝体6顶部长度方向的两端分别与第一固定支架1相连。第二移动坝4包括第二坝体8，第二坝体8采用高密度聚乙烯编织带，第二坝体8长度与河道宽度相适应，第二坝体8上设有透水孔9，第二坝体8底部连有配重物7，第二坝体8顶部连有漂浮物10，漂浮物10为竹竿和聚氨酯泡沫块，配重物7为铁链。第二坝体8顶部长度方向的两端分别与第二固定支架3相连。第二坝体8采用高密度聚乙烯编织带，高密度聚乙烯编织带上设有透水孔9，且透水孔9为通孔，透水孔9直径5mm。浮水植物5为粉绿狐尾藻和圆币草。浮水植物采用PVC网框下部覆盖渔网种植，种植面积为两座移动坝之间水域面积。
采用实施例2的方法处理铁污染河水，处理前后水体水质见下表。
处理前后水体水质见下表
| 项目 | 处理前 | 处理后 | 去除率 |
| 浊度 | 19NTU | 1NTU | 94.7％ |
| 色度 | 39倍 | 3倍 | 92.3％ |
| 全铁浓度 | 2.37mg/L | 0.07mg/L | 97.0％ |
实施例3
一种铁污染河水的生态治理方法，包括如下步骤，
步骤一：在河水污染源下游1m，距离河岸110.75m的水体内，设置第一固定支架1，并在河道两侧的第一固定支架1间设置第一移动坝2，第一移动坝2顶部比水面低20cm；
步骤二：在河水污染源下游，距离第一移动坝250m，距离河岸110.75m的水体内，设置第二固定支架3，并在河道两侧的第二固定支架3间设置第二移动坝4，第二移动坝4顶部比水面高20cm；
步骤三：在第一移动坝2和第二移动坝4之间的水面上种植浮水植物5。
如图1所示，第一移动坝2包括第一坝体6，第一坝体6的材质为篷布，第一坝体6长度与河道宽度相适应，第一坝体6底部连有配重物7，配重物7为铁链，第一坝体6顶部连有漂浮物10，第一坝体6顶部长度方向的两端分别与第一固定支架1相连。第二移动坝4包括第二坝体8，第二坝体8采用高密度聚乙烯编织带，高密度聚乙烯编织带表面有透水孔9，第二坝体8长度与河道宽度相适应，第二坝体8底部连有配重物7，第二坝体8顶部连有漂浮物10，漂浮物10为聚氨酯泡沫块，配重物7为铁链。第二坝体8顶部长度方向的两端分别与第二固定支架3相连。第二坝体8采用高密度聚乙烯编织带，第二坝体8上设有透水孔9，且透水孔9为通孔，透水孔9直径2mm。浮水植物5为圆币草和水花生。浮水植物采用竹木网框下部覆盖渔网种植，种植面积为两座移动坝之间水域面积。
采用实施例3的方法处理铁污染河水，处理前后水体水质见下表。
处理前后水体水质见下表
| 项目 | 处理前 | 处理后 | 去除率 |
| 浊度 | 18NTU | 2NTU | 88.9％ |
| 色度 | 40倍 | 3倍 | 92.5％ |
| 全铁浓度 | 2.36mg/L | 0.08mg/L | 96.6％ |
实施例4
实施例4与实施例3相同，不同之处在于：在第二移动坝4的下游还安装有生态浮床13，生态浮床13采用盆式浮床，生态浮床13内种植挺水植物。生态浮床13面积为河道面积的25％，浮床中间采用曝气增氧机。水流从第二移动坝4的坝体透过，向生态浮床流动，经生态浮床进一步净化；同时通过曝气增氧提高水体溶解氧，氧化水中有机物。曝气增氧机是推流式增氧机或喷泉式增氧机的任一种。
生态浮床13为透气性好、耐老化、使用寿命长的商品化生态浮床，设置在第二移动坝4出水口下游，靠近河岸。生态浮床内栽种的挺水植物为根系发达、生物量大的再力花、美人蕉和千屈菜。
采用实施例3的方法处理铁污染河水，处理前后水体水质见下表。
处理前后水体水质见下表
| 项目 | 处理前 | 处理后 | 去除率 |
| 浊度 | 15NTU | 2NTU | 86.7％ |
| 色度 | 32倍 | 2倍 | 93.8％ |
| 全铁浓度 | 1.87mg/L | 0.05mg/L | 97.3％ |
实施例5
一种铁污染河水的生态治理方法，包括如下步骤，
步骤一：在河水污染源下游0.5m，距离河岸111m的水体内，设置第一固定支架1，并在河道两侧的第一固定支架1间设置第一移动坝2，第一移动坝2顶部比水面低10cm；
步骤二：在河水污染源下游，距离第一移动坝225m，距离河岸0.5m的水体内，设置第二固定支架3，并在河道两侧的第二固定支架3间设置第二移动坝4，第二移动坝4顶部比水面高5cm；
步骤三：在第一移动坝2和第二移动坝4之间的水面上种植浮水植物5；
步骤四：在河水污染源下游，距第二固定支架33m，距离河岸111m的水体内，设置第三固定支架14，并在河道两侧的第三固定支架14间设置第三移动坝15，第三移动坝15顶部比水面高5cm；
步骤五：在第二移动坝4和第三移动坝15之间的水面上种植浮水植物5。
如图2所示，第一移动坝2包括第一坝体6，第一坝体6的材质为篷布，第一坝体6长度与河道宽度相适应，第一坝体6底部连有配重物7，配重物7为铁链，第一坝体6顶部连有漂浮物10，第一坝体6顶部长度方向的两端分别与第一固定支架1相连。
第二移动坝4包括第二坝体8，第二坝体8采用高密度聚乙烯编织带，高密度聚乙烯编织带表面有透水孔9，第二坝体8长度与河道宽度相适应，第二坝体8底部连有配重物7，第二坝体8顶部连有漂浮物10，漂浮物10为聚氨酯泡沫块，配重物7为铁链。第二坝体8顶部长度方向的两端分别与第二固定支架3相连。第二坝体8采用高密度聚乙烯编织带，第二坝体8上设有透水孔9，且透水孔9为通孔，透水孔9直径10mm。浮水植物5为水葫芦和黄花水龙。
第三移动坝15包括第三坝体16，第三坝体16采用高密度聚乙烯编织带，高密度聚乙烯编织带表面有透水孔9，第三坝体16长度与河道宽度相适应，第三坝体16底部连有配重物7，第三坝体16顶部连有漂浮物10，漂浮物10为聚氨酯泡沫块，配重物7为铁链。第三坝体16顶部长度方向的两端分别与第三固定支架14相连。第二移动坝4和第三移动坝15之间种植的浮水植物5为圆币草和水花生。浮水植物5采用竹木网框下部覆盖渔网种植，种植面积为两座移动坝之间水域面积。
采用实施例5的方法处理铁污染河水，处理前后水体水质见下表。
处理前后水体水质见下表
| 项目 | 处理前 | 处理后 | 去除率 |
| 浊度 | 28NTU | 1NTU | 96.4％ |
| 色度 | 43倍 | 2倍 | 95.3％ |
| 全铁浓度 | 3.51mg/L | 0.07mg/L | 98.0％ |
实施例6
实施例6与实施例5相同，不同之处在于步骤四中，在河水污染源下游，距第二固定支架350m，距离河岸110.1m的水体内，设置第三固定支架14，并在河道两侧的第三固定支架14间设置第三移动坝15，第三移动坝15顶部比水面高30cm。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。
Claims (5)
1.一种铁污染河水的生态治理方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：在河水污染源下游0.5～2m，距离河岸0.1～1m处的水体内，设置第一固定支架(1)，并在河道两侧的第一固定支架(1)间设置第一移动坝(2)，第一移动坝(2)顶部比水面低5～30cm；
步骤二：在河水污染源下游，距离第一移动坝(2)2.5～50m，距离河岸0.1～1m处的水体内，设置第二固定支架(3)，并在河道两侧的第二固定支架(3)间设置第二移动坝(4)，第二移动坝(4)顶部比水面高5～30cm；
步骤三：将铁污染相对集中在两座移动坝之间，在第一移动坝(2)和第二移动坝(4)之间的水面上种植浮水植物(5)；
第一移动坝(2)包括第一坝体(6)，第一坝体(6)长度与河道宽度相适应，第一坝体(6)采用软性隔水材料，第一坝体(6)底部连有配重物(7)，第一坝体(6)顶部连有漂浮物(10)，第一坝体(6)顶部长度方向的两端分别与第一固定支架(1)相连；
第二移动坝(4)包括第二坝体(8)，第二坝体(8)长度与河道宽度相适应，第二坝体(8)上设有透水孔(9)，第二坝体(8)底部连有配重物(7)，第二坝体(8)顶部连有漂浮物(10)，第二坝体(8)顶部长度方向的两端分别与第二固定支架(3)相连。
2.根据权利要求1所述的一种铁污染河水的生态治理方法，其特征在于，第二坝体(8)上设有透水孔(9)，且透水孔(9)为通孔，透水孔(9)直径2～10mm。
3.根据权利要求1所述的一种铁污染河水的生态治理方法，其特征在于，浮水植物(5)为粉绿狐尾藻、圆币草、水花生、水葫芦、黄花水龙中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种铁污染河水的生态治理方法，其特征在于，还包括如下步骤：
步骤四：在河水污染源下游，距第二固定支架(3)3～50m，距离河岸0.1～1m处的水体内，设置第三固定支架(14)，并在河道两侧的第三固定支架(14)间设置第三移动坝(15)，第三移动坝(15)顶部比水面高5～30cm；
步骤五：在第二移动坝(4)和第三移动坝(15)之间的水面上种植浮水植物(5)。
5.根据权利要求4所述的一种铁污染河水的生态治理方法，其特征在于：第三移动坝(15)包括第三坝体(16)，第三坝体(16)长度与河道宽度相适应，第三坝体(16)上设有透水孔(9)，第三坝体(16)底部连有配重物(7)，第三坝体(16)顶部连有漂浮物(10)，第三坝体(16)顶部长度方向的两端分别与第三固定支架(14)相连。
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