CN105040636A - 一种砾石床结构及其构成的河道水原位净化系统 - Google Patents

一种砾石床结构及其构成的河道水原位净化系统 Download PDF

Info

Publication number
CN105040636A
CN105040636A CN201510446278.6A CN201510446278A CN105040636A CN 105040636 A CN105040636 A CN 105040636A CN 201510446278 A CN201510446278 A CN 201510446278A CN 105040636 A CN105040636 A CN 105040636A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gravel
concrete wall
bed structure
catalytic oxidation
gravel bed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510446278.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105040636B (zh
Inventor
王欣泽
沈剑
林燕
张焕杰
刑朝晖
朱加乐
仝欣楠
张震宇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Jiaotong University
Original Assignee
Shanghai Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Jiaotong University filed Critical Shanghai Jiaotong University
Priority to CN201510446278.6A priority Critical patent/CN105040636B/zh
Publication of CN105040636A publication Critical patent/CN105040636A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105040636B publication Critical patent/CN105040636B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A10/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE at coastal zones; at river basins
    • Y02A10/30Flood prevention; Flood or storm water management, e.g. using flood barriers

Abstract

本发明提供一种砾石床结构及其构成的河道水原位净化系统;所述砾石床结构置于河底,不侵占额外土地面积,不改变堤岸外观;通过翻板调节坝可控制河流的溢流量与处理量,整个系统灵活多变,洪水季节可全部打开调节坝,实现超越,可根据河道水流量改变进行响应;关闭进水闸并全开翻板坝可实现反冲洗,充分利用地势坡度,配合排泥泵,排泥与反冲洗效果好;翻板坝和进水闸均有产品化设备,全套系统易于实现自动控制,运行时节约人力成本,管理维护方便。

Description

一种砾石床结构及其构成的河道水原位净化系统
技术领域
本发明属于河道净化领域,具体涉及一种砾石床结构及其构成的河道水原位净化系统。
背景技术
随着区域经济的发展和城市化进程的加快,河流水质污染与生态退化问题愈发严重,耗氧有机污染物和氮、磷营养盐的输入,导致河流水质明显恶化。对城市居民的身体健康与城市的生态安全带来较大威胁。因此,如何处理以低污染水为典型特征的城市河道水是亟待解决的科学问题,降低低污染水水体中污染物负荷对恢复水体生态和河流社会功能具有重大意义。
目前,国内外采用的低污染河道治理技术主要包括物理法(如清淤、机械除藻、引水稀释、人工造流、曝气等)、化学法(如化学试剂除藻,加入铁盐促进磷的沉淀,加入石灰脱氮等)和生物法(如人工湿地处理、水生植物恢复、微生物修复和生态浮床等),这些方法各有利弊。这些方法比较明显的缺点包括:占地面积大且改变河道形态(人工湿地、水生植物恢复)、能耗高(如曝气、机械除藻)、造价高(如人工造流、清淤、引水稀释)、增加额外成本(生态浮床植物收割的人工费、化学法的化学试剂)以及无法根据河道水流量改变进行响应等。
发明内容
本发明充分考虑到现有的低污染河道水治理存在的问题,提供一种对河道水原位净化的砾石床结构,具体是一种不改变河道原有外观形态、低运行成本、运行稳定、运转维护简单、充分利用砾石接触氧化、同时可根据季节变换调节处理水量的河道水原位净化的砾石床结构。
本发明是通过以下技术方案实现的:
第一方面,本发明提供一种砾石床结构,所述砾石床结构包括砾石接触氧化区、位于所述砾石接触氧化区水流上游的沉淀区及位于所述砾石接触氧化区水流下游的出水区;所述砾石接触氧化区通过第一穿孔混凝土墙与所述沉淀区相隔,通过第二穿孔混凝土墙与所述出水区相隔;
所述第一穿孔混凝土墙、第二穿孔混凝土墙之间的空间填充有砾石,空间顶部通过混凝土盖板进行封盖,形成所述砾石接触氧化区;所述混凝土盖板上铰接有翻板坝;
所述第一穿孔混凝土墙与位于第一穿孔混凝土墙上游的第一混凝土墙构成沉淀区;所述沉淀区的底部设有泵;所述沉淀区顶部一侧铰链有进水闸;
所述第二穿孔混凝土墙与位于第二穿孔混凝土墙下游的第二混凝土墙构成出水区;
所述砾石床结构位于河床基底。
优选地,所述翻板坝、进水闸材质包括钢材,保证其坚固度和强度。
优选地,所述翻板坝、进水闸宽度按照河道宽度定制,选取水力自控产品化设备。
优选地,所述砾石的粒径为50~150mm。
优选地,所述砾石接触氧化区的水力停留时间HRT为4~5h。
优选地,所述砾石接触氧化区的体积按照河道流量Q来设计,V=HRT×Q。
优选地,所述沉淀区、砾石接触氧化区、出水区的底面沿水流净化方向呈现坡度。
优选地,所述坡度为8~10%。
优选地,所述第一混凝土墙、第一穿孔混凝土墙、第二穿孔混凝土墙、出水区、第二混凝土墙、混凝土盖板均采用混凝土浇筑,保证处于坡度下本系统的坚固度。
第二方面,本发明提供一种河道水原位净化系统,所述净化系统由1个所述砾石床结构构成或由多个所述砾石床结构连接构成;
优选地,所述连接包括串联或并联;
所述系统可避免单独砾石床结构单体体积过大,增加施工难度,所述系统可设多级,多级串联使用,强化处理效果。
第三方面,本发明提供一种所述河道水原位净化系统的使用方法,包括如下任一种使用方法:
-当需要进行河道水净化时,抬起所述翻板坝,拦截河道水,打开所述进水闸,将河道水引入所述沉淀区进行沉淀;沉淀后的河道水通过所述第一穿孔混凝土墙,进入所述砾石接触氧化区进行净化;净化后的河道水通过所述第二穿孔混凝土墙流出,进入所述出水区,在上游水的压力作用下,最终处理后的河水排至下游;
-当无需进行河道水净化时,平放所述翻板坝,关闭所述进水闸,上游河道水无法进入所述沉淀区和所述砾石接触氧化区,直接流至下游;或,关闭所述进水闸,翻板坝以10~25%的角度平放;
-当需要排沉淀物时,平放所述翻板坝,关闭所述进水闸,开启所述泵,向河道外排出沉淀物;所述沉淀物如包括泥、沙等。
与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:
1、砾石床反应区以及整个起水处理作用的构筑物置于河底,不侵占额外土地面积,不改变堤岸外观;
2、通过翻板调节坝可控制河流的溢流量与处理量,整个系统灵活多变,洪水季节可全部打开调节坝,实现超越,可根据河道水流量改变进行响应;
3、关闭进水闸并全开翻板坝可实现反冲洗,充分利用地势坡度,配合排泥泵,排泥与反冲洗效果好;
4、翻板坝和进水闸均有产品化设备,全套系统易于实现自动控制,运行时节约人力成本,管理维护方便。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1为本发明所述砾石床结构的剖面图;
图2为本发明所述砾石床结构的俯视图;
图3为本发明所述砾石床结构在河道水量较小的情况下的运行工况剖面图;
图4为本发明所述砾石床结构在河道水量较大的情况下的运行工况剖面图;
图5为本发明所述砾石床结构在需要排泥的情况下的运行工况剖面图;
图6为本发明所述砾石床结构在水质较好、无需运行的情况下的剖面图;
其中,1、进水闸,2、沉淀区,3、第一混凝土墙,4、泵,5、第一穿孔混凝土墙,6、砾石接触氧化区,7、第二穿孔混凝土墙,8、出水区,9、第二混凝土墙,10、翻板坝,11、混凝土盖板,12、河床基底,13是河道,14是河道护坡。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明提供一种砾石床结构(如图1所示),所述砾石床结构包括砾石接触氧化区6、位于所述砾石接触氧化区6水流上游的沉淀区2及位于所述砾石接触氧化区6水流下游的出水区8;所述砾石接触氧化区6通过第一穿孔混凝土墙5与所述沉淀区2相隔,通过第二穿孔混凝土墙7与所述出水区8相隔;所述第一穿孔混凝土墙5、第二穿孔混凝土墙7之间的空间填充有砾石(粒径为50~150mm),空间顶部通过混凝土盖板11进行封盖,形成所述砾石接触氧化区6;所述混凝土盖板11上铰接有钢材质翻板坝10;所述第一穿孔混凝土墙5与位于第一穿孔混凝土墙5上游的第一混凝土墙3构成沉淀区2;所述沉淀区2的底部设有泵4;所述沉淀区2顶部一侧铰接有钢材质进水闸1;所述第二穿孔混凝土墙7与位于第二穿孔混凝土墙7下游的第二混凝土墙9构成出水区8;所述砾石床结构位于河床基底12。
实施例1
当河道水量较小时,抬起翻板坝10,河水被拦截,打开进水闸1,将河道低污染水引入下方沉淀区2,河水中携带的泥沙和悬浮物在沉淀区中得到初步沉淀去除,继而河水通过第一穿孔混凝土墙5,进入砾石接触氧化区6,砾石接触氧化区内填充50~150mm粒径的砾石,在本区域中砾石作为生化反应中的微生物载体,利用水中溶解氧将河道低污染水中的有机物和氮磷营养盐加以去除。经过处理的低污染水从砾石反应区另一侧的第二穿孔混凝土墙7流出,进入出水区8,在上游水的压力作用下,最终处理后的河道水排至下游。本运行工况见图3。
实施例2
当河道水量较大时,如汛期到来,河道水中有机污染物和氮磷营养盐浓度较低,水质也相对较好。此时将翻板坝10和进水闸1均放至水平,上游河道水无法进入到沉淀区2和砾石接触氧化区6,直接流至下游。本运行工况见图4。
实施例3
当砾石床运行一段时间,需要排泥时,将翻板坝10完全打开,放至水平,同时,将进水闸1放至水平,阻止河道水引入下方沉淀区2。之后开启泵4,泵4的管道穿过河道护坡14向河道13外排泥(具体见图2系统平面图)。由于沉淀区2、砾石接触氧化区6以及出水区8底坡均具有10%左右地势坡度,当排泥泵开启后,下游河道水顺势回灌至砾石床反应区进行反冲洗,出水区、砾石反应区的剩余污泥随排泥泵的吸力和地势坡度进入沉淀区,继而排出河道外。本运行工况见图5。
实施例4
当河道水质较好,无需进行处理时,将进水闸1放至水平,阻止河道水引入下方沉淀区2,同时,将翻板坝10打开一定角度,约10~25%,并不拦截河道水流,但河水由于翻板坝提升一定水位之后,溢流过翻板坝,通过溢流的过程河水实现跌水充氧,跌水充氧可进一步提高河水的溶解氧水平,增加河水的自净功能。本运行工况见图6。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改,这并不影响本发明的实质内容。

Claims (10)

1.一种砾石床结构,其特征在于,所述砾石床结构包括砾石接触氧化区、位于所述砾石接触氧化区水流上游的沉淀区及位于所述砾石接触氧化区水流下游的出水区;所述砾石接触氧化区通过第一穿孔混凝土墙与所述沉淀区相隔,通过第二穿孔混凝土墙与所述出水区相隔;
所述第一穿孔混凝土墙、第二穿孔混凝土墙之间的空间填充有砾石,空间顶部通过混凝土盖板进行封盖,形成所述砾石接触氧化区;所述混凝土盖板上铰接有翻板坝;
所述第一穿孔混凝土墙与位于所述第一穿孔混凝土墙上游的第一混凝土墙构成所述沉淀区;所述沉淀区的底部设有泵;所述沉淀区顶部入口安装有进水闸;
所述第二穿孔混凝土墙与位于所述第二穿孔混凝土墙下游的第二混凝土墙构成出水区;
所述砾石床结构位于河床基底。
2.根据权利要求1所述的砾石床结构,其特征在于,所述翻板坝、进水闸材质采用钢材。
3.根据权利要求1所述的砾石床结构,其特征在于,所述砾石的粒径为50~150mm。
4.根据权利要求1所述的砾石床结构,其特征在于,所述砾石接触氧化区的水力停留时间为4~5h。
5.根据权利要求1所述的砾石床结构,其特征在于,所述砾石接触氧化区的体积按照河道流量来设计,依据公式为V=HRT×Q,其中V是所述砾石接触氧化区体积,HRT是水力停留时间,Q是河道流量。
6.根据权利要求1所述的砾石床结构,其特征在于,所述沉淀区的底面、砾石接触氧化区的底面、出水区的底面沿水流净化方向呈现坡度上升趋势。
7.根据权利要求6所述的砾石床结构,其特征在于,所述坡度为8~10%。
8.根据权利要求1所述的砾石床结构,其特征在于,所述第一混凝土墙、第一穿孔混凝土墙、第二穿孔混凝土墙、出水区、第二混凝土墙、混凝土盖板均采用混凝土浇筑。
9.一种河道水原位净化系统,其特征在于,所述净化系统由1个权利要求1所述的砾石床结构构成或由多个权利要求1所述的砾石床结构连接构成。
10.一种权利要求9所述的河道水原位净化系统的使用方法,其特征在于,包括如下任一种使用方法:
-当需要进行河道水净化时,抬起所述翻板坝,拦截河道水,打开所述进水闸,将河道水引入所述沉淀区进行沉淀;沉淀后的河道水通过所述第一穿孔混凝土墙,进入所述砾石接触氧化区进行净化;净化后的河道水通过所述第二穿孔混凝土墙流出,进入所述出水区,在上游水的压力作用下,最终处理后的河水排至下游;
-当无需进行河道水净化时,平放所述翻板坝,关闭所述进水闸,上游河道水无法进入所述沉淀区和所述砾石接触氧化区,直接流至下游;或关闭所述进水闸,翻板坝以10~25%的角度平放;
-当需要排沉淀物时,平放所述翻板坝,关闭所述进水闸,开启所述泵,向河道外排出沉淀物。
CN201510446278.6A 2015-07-27 2015-07-27 一种砾石床结构及其构成的河道水原位净化系统 Active CN105040636B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510446278.6A CN105040636B (zh) 2015-07-27 2015-07-27 一种砾石床结构及其构成的河道水原位净化系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510446278.6A CN105040636B (zh) 2015-07-27 2015-07-27 一种砾石床结构及其构成的河道水原位净化系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105040636A true CN105040636A (zh) 2015-11-11
CN105040636B CN105040636B (zh) 2016-10-19

Family

ID=54447585

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510446278.6A Active CN105040636B (zh) 2015-07-27 2015-07-27 一种砾石床结构及其构成的河道水原位净化系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105040636B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105540859A (zh) * 2016-01-11 2016-05-04 镇江新区环境监测站有限公司 一种异位原位耦合砾石床水生态修复系统
CN107935306A (zh) * 2017-11-28 2018-04-20 中国市政工程中南设计研究总院有限公司 一种原位组合砾石床污水处理设施
CN109024749A (zh) * 2018-09-20 2018-12-18 苏州希克曼物联技术有限公司 跌水冲刷式河道底泥水力中小冲挖清淤装置及其清淤方法
CN111333262A (zh) * 2020-03-09 2020-06-26 广州市环境保护工程设计院有限公司 一种小型垃圾转运站污水处理系统及方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001288731A (ja) * 2000-04-04 2001-10-19 So Sekkei:Kk 堰堤の構造お及び河川水の水質浄化工法
CN101293699A (zh) * 2007-04-27 2008-10-29 申欢 一种用于城市污染河流水体修复的河床式渗滤水质净化技术
KR20110099929A (ko) * 2010-03-03 2011-09-09 지유 주식회사 하천정화를 위한 여울조성 공법
CN103193325A (zh) * 2013-04-22 2013-07-10 上海交通大学 污水厂尾水补给型城市河道的原位与旁路联合净化方法
CN203174553U (zh) * 2012-12-12 2013-09-04 郭冬青 小流量的浑水河道改造为生态景观的清水河道的结构

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001288731A (ja) * 2000-04-04 2001-10-19 So Sekkei:Kk 堰堤の構造お及び河川水の水質浄化工法
CN101293699A (zh) * 2007-04-27 2008-10-29 申欢 一种用于城市污染河流水体修复的河床式渗滤水质净化技术
KR20110099929A (ko) * 2010-03-03 2011-09-09 지유 주식회사 하천정화를 위한 여울조성 공법
CN203174553U (zh) * 2012-12-12 2013-09-04 郭冬青 小流量的浑水河道改造为生态景观的清水河道的结构
CN103193325A (zh) * 2013-04-22 2013-07-10 上海交通大学 污水厂尾水补给型城市河道的原位与旁路联合净化方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105540859A (zh) * 2016-01-11 2016-05-04 镇江新区环境监测站有限公司 一种异位原位耦合砾石床水生态修复系统
CN107935306A (zh) * 2017-11-28 2018-04-20 中国市政工程中南设计研究总院有限公司 一种原位组合砾石床污水处理设施
CN107935306B (zh) * 2017-11-28 2021-01-19 中国市政工程中南设计研究总院有限公司 一种原位组合砾石床污水处理设施
CN109024749A (zh) * 2018-09-20 2018-12-18 苏州希克曼物联技术有限公司 跌水冲刷式河道底泥水力中小冲挖清淤装置及其清淤方法
CN109024749B (zh) * 2018-09-20 2023-08-08 苏州希克曼物联技术有限公司 跌水冲刷式河道底泥水力中小冲挖清淤装置及其清淤方法
CN111333262A (zh) * 2020-03-09 2020-06-26 广州市环境保护工程设计院有限公司 一种小型垃圾转运站污水处理系统及方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105040636B (zh) 2016-10-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109020091A (zh) 一种复合式人工湿地污水处理系统及其处理方法
CN101948213B (zh) 无动力城市内河污染治理系统
CN107739098B (zh) 一种受污染城市内湖水质净化与水生态修复方法
CN205222816U (zh) 一种城市小河道雨水快速自我净化组合坝系统
WO2023115781A1 (zh) 基于生态拦截与循环净化的农田退水处理系统及其方法
CN109399800B (zh) 一种河流湖泊径流污染梯级控制系统
CN102992549A (zh) 基于生态基流调控的多级湿地净化系统
CN103058463B (zh) 湾畔水质持续净化系统处理方法与应用
CN105401552A (zh) 一种将盐碱滩地改造成低污染水湿地深度处理系统的方法
CN106698811A (zh) 小流域农田地表径流污染物治理系统
CN104692597B (zh) 小型分散式河道悬空排污口生活污水生态净化集成装置
CN105040636A (zh) 一种砾石床结构及其构成的河道水原位净化系统
CN105217798A (zh) 一种城市小河道雨水快速自我净化方法
CN105621797A (zh) 一种利用闲置的沟渠和农田处理污水的装置和方法
CN107500415A (zh) 一种用于黑臭河道治理的科技湿地岸滤系统
CN210945249U (zh) 一种自然式驳岸生态净化系统
CN207525045U (zh) 一种具有水体修复功能的河岸式渗滤装置
CN103195157B (zh) 一种城市降雨初期径流原位处理系统及方法
CN104563266A (zh) 一种农村生活污水高埂稻田灌溉调控系统及其建造方法
CN101941777B (zh) 一种水网地区村镇污水处理与水环境生态修复方法
CN107806062B (zh) 一种用于河道修复的生物过滤护坡的施工方法
CN202988922U (zh) 基于生态基流调控的多级湿地净化系统
CN1580415A (zh) 复合型湿地自流净化污染河水方法
CN108978597B (zh) 用于河道生态修复的生物过滤护坡及其施工方法
CN207091250U (zh) 一种浅滩式河道水质净化系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Wang Xinze

Inventor after: Shen Jian

Inventor after: Zhong Lan

Inventor after: Zhang Zhenyu

Inventor after: Lin Yan

Inventor after: Zhang Huanjie

Inventor after: Zhu Jiale

Inventor after: Tong Xinnan

Inventor before: Wang Xinze

Inventor before: Shen Jian

Inventor before: Lin Yan

Inventor before: Zhang Huanjie

Inventor before: Xing Chaohui

Inventor before: Zhu Jiale

Inventor before: Tong Xinnan

Inventor before: Zhang Zhenyu

COR Change of bibliographic data
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Wang Xinze

Inventor after: Shen Jian

Inventor after: Zhong Lan

Inventor after: Zhang Zhenyu

Inventor after: Lin Yan

Inventor after: Zhang Huanjie

Inventor after: Xing Chaohui

Inventor after: Zhu Jiale

Inventor after: Tong Xinnan

Inventor before: Wang Xinze

Inventor before: Shen Jian

Inventor before: Zhong Lan

Inventor before: Zhang Zhenyu

Inventor before: Lin Yan

Inventor before: Zhang Huanjie

Inventor before: Zhu Jiale

Inventor before: Tong Xinnan

COR Change of bibliographic data
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant