CN105330107B - 一种城市河涌水质净化系统与净化方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种城市河涌水质净化系统，根据城市河涌水质情况将河涌划分为三个治理区域，分别为农业养殖废水治理区域、化工废水污染的支涌治理区域和生活污水治理区域，该城市河涌水质净化系统包括清污装置、生物蚯蚓、第一生物坝、第二生物坝、第三生物坝和生态浮岛。本发明的城市河涌水质净化系统和工艺采用整体治理方案，采用分阶段治理的原则，将河涌分三段进行分段治理，各个处理单元搭配合理，积极创造条件逐步降低河的污染，人为建立生态系统，逐步恢复河涌自净能力，根据实际情况对各个区域进行有针对性的治理，投资和运行费用低，且净化效果好。本发明还公开了一种城市河涌水质净化方法。

Description

一种城市河涌水质净化系统与净化方法

技术领域

本发明涉及污水处理的技术领域，尤其涉及一种城市河涌水质净化系统与净化方法。

背景技术

随着城市化进程的推进，工业污水和生活污水的排放量也逐年递增，一般城市河涌周边的企业众多，高COD、氨氮、硫化物、重金属等的污染，不仅会直接污染水体，而且由于这些污染物很多都具有生物毒害性，从根本上破坏掉水体的生态平衡。并且附近居民的生活污水由于综合生活污水管网的不到位，生活污染也会排入到河涌中，这样也严重的影响水体的自净能力。

城市的河道是城市繁荣和文明发展的载体，随着城市化进程加快，城市人口猛增，产生的废水日益增多，对城市干支流河道造成了严重的污染，也影响了人们的身体健康和城市形象，所以城市河道综合治理既关系着城市的基础设施建设，也关系着城市生态建设和形象建设。河道综合治理不仅提高了城市的防洪、排水、排污能力，而且美化了城市环境，提高了人民的生活环境。但现有的城市河涌污水处理存在工艺流程长、单元搭配不合理、投资和运行费用高等问题。

发明内容

基于以上现有技术的不足，本发明所解决的技术问题在于提供一种工艺合理、各个处理单元搭配合理、投资和运行费用低的城市河涌水质净化系统及污水处理工艺，通过分区域有针对性的治理，全面改善城市河涌的水质，形成稳定的生态平衡。

为了解决上述技术问题，本发明采用的城市河涌水质净化系统的技术方案是：一种城市河涌水质净化系统，根据城市河涌水质情况将河涌划分为三个治理区域，分别为农业养殖废水治理区域、化工废水污染的支涌治理区域和生活污水治理区域，该城市河涌水质净化系统包括清污装置、生物蚯蚓、第一生物坝、第二生物坝、第三生物坝和生态浮岛；所述清污装置包括浮于河涌水面上的浮排、位于所述浮排两侧的拦污栅栏、转动的连接在所述浮排尾部的清淤杆，所述浮排的前端两侧设有淤泥箱体，所述浮排的中间位置设有吸泥泵，所述清淤杆的自由端呈弧状面并深入到河涌底部的淤泥层中，所述吸泥泵通过第一排泥管与所述清淤杆的自由端的中心相连通，吸泥泵通过第二排泥管与所述淤泥箱体相通；所述拦污栅栏位于所述浮排的后端；采用所述清污装置对主干河涌和支流河涌进行垃圾清理和疏浚；所述生物蚯蚓位于主干河涌的河底，两端系着拉绳，每2～3米放置1根，所述生物蚯蚓内含有颗粒状并吸饱了生物净水剂的活化沸石，生物蚯蚓的外套由耐腐蚀的网状圆柱袋制成；所述第一生物坝位于化工废水污染的支涌和主干河涌的连接处，第一生物坝由透水性良好的编织袋袋装的沸石滤料组成，每袋沸石滤料中配有脱氮菌；所述第二生物坝位于农业养殖废水治理区域内，第二生物坝由碳酸盐类颗粒填料和生物滤料组成，碳酸盐类颗粒填料迎着河水流动的方向，生物滤料在碳酸盐类颗粒填料的后面，所述第二生物坝前设有一台小型增氧机；所述第三生物坝位于农业养殖废水治理区域的下游，第三生物坝由透水性良好的编织袋袋装的沸石滤料组成，每袋沸石滤料中配有脱氮菌，所述第三生物坝前设有一台曝气机；所述生态浮岛位于主干河涌上，该生态浮岛包括插入到河底的立柱、滑动套接于所述立柱上的浮箱、固定于所述浮箱之间的浮床载体、位于所述浮床载体下方的安装底座，所述浮床载体上均匀设有种植槽，所述种植槽内设有基质，所述基质内种植有水生植物；所述安装底座内设有若干个放置槽，所述放置槽的侧壁和底壁由曝气管组成，所述曝气管上设置有均匀间隔布置的通气孔。

优选地，在所述农业养殖废水治理区域和生活污水治理区域的上游端设置生物滤床，所述生物滤床采用一层滤料和一层有益复合菌铺设，在靠近所述生物滤床的河底安装有对滤床进行曝气的动力曝气装置。

作为上述技术方案的改进，所述动力曝气装置为潜水式推流曝气机。

作为上述方案的改进，所述浮排的四周设有挡板，所述浮排与拦污栅栏的连接处的挡板上设有弹性门，所述弹性门在拦污栅栏内杂物的压力下向浮排内打开。

较佳地，所述拦污栅栏与所述浮排长边的夹角为30-60°，所述拦污栅栏由多个拦污栅条叠加而成，相邻的两个拦污栅条设有调节块。

作为上述方案的改进，所述生态浮岛内的基质为沸石、珍珠岩、蛭石、淤泥、泥炭土和陶粒中的一种或几种，所述放置槽内放置微生物菌剂或除菌剂。

为实现上述目的，本发明采用的一种城市河涌水质净化方法如下：

一、采用清污装置对主干河涌和支流河涌进行垃圾清理和疏浚，并对农业养殖区域投加生石灰进行酸碱中和至PH中性；

该清污装置包括浮于河涌水面上的浮排、位于所述浮排两侧的拦污栅栏、转动的连接在所述浮排尾部的清淤杆，所述浮排的前端两侧设有淤泥箱体，所述浮排的中间位置设有吸泥泵，所述清淤杆的自由端呈弧状面并深入到河涌底部的淤泥层中，所述吸泥泵通过第一排泥管与所述清淤杆的自由端的中心相连通，吸泥泵通过第二排泥管与所述淤泥箱体相通；所述拦污栅栏位于所述浮排的后端；

二、对化工废水污染的支涌治理区域进行预处理：清查化工区的支涌排污口，并做管道汇集或导流板汇集至支涌；

三、在化工废水污染的支涌和主干河涌的连接处设置第一生物坝，第一生物坝由透水性良好的编织袋袋装的沸石滤料组成，每袋沸石滤料中配有脱氮菌；

四、在农业养殖废水治理区域内设置可缓冲上游农业养殖废水的第二生物坝，第二生物坝采用碳酸盐类颗粒填料和生物滤料，碳酸盐类颗粒填料迎着河水流动的方向，生物滤料在碳酸盐类颗粒填料的后面，使用量各半，在第二生物坝前放置一台小型增氧机；

五、在农业养殖废水治理区域的下游设置第三生物坝，第三生物坝由透水性良好的编织袋袋装的沸石滤料组成，每袋沸石滤料中配有脱氮菌，在第三生物坝前增设曝气机一台；

六、在主干河涌的末端布置光合细菌和反硝化菌浸泡过的生物基；

七、在主干河涌的河底投放生物蚯蚓，使用时在两端系着拉绳，每2～3米放置1根，或者根据需要将几根捆绑在一起投放，所述生物蚯蚓内含有颗粒状并吸饱了生物净水剂的活化沸石，生物蚯蚓的外套由耐腐蚀的网状圆柱袋制成；

八、对整个河涌抛洒生物清淤剂，其中主干河涌按照200g/m²的使用量，化工废水污染的支涌治理区域按照300g/m²的使用量；

九、在主干河涌按照4g/m²的使用量抛洒过碳酸钠，并在整个河涌抛洒沸石粉；

十、沿主干河涌种植挺水、沉水植物，并在主干河涌上构建生态浮岛，引入浮游动物、底栖动物和鱼虾水生生物，构建水生态系统：

该生态浮岛包括插入到河底的立柱、滑动套接于所述立柱上的浮箱、固定于所述浮箱之间的浮床载体、位于所述浮床载体下方的安装底座，所述浮床载体上均匀设有种植槽，所述种植槽内设有基质，所述基质内种植有水生植物；所述安装底座内设有若干个放置槽，所述放置槽的侧壁和底壁由曝气管组成，所述曝气管上设置有均匀间隔布置的通气孔。

在步骤一和步骤二之间，在所述农业养殖废水治理区域和生活污水治理区域的上游端设置生物滤床，所述生物滤床采用一层滤料和一层有益复合菌铺设，同时对滤床曝气，使其保持松弛，有益于河水滤过。

优选地，在步骤一中，清污装置的浮排的四周设有挡板，所述浮排与拦污栅栏的连接处的挡板上设有弹性门，所述弹性门在拦污栅栏内杂物的压力下向浮排内打开。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：本发明的城市河涌水质净化系统和工艺采用整体治理方案，采用分阶段治理的原则，将河涌分三段进行分段治理，各个处理单元搭配合理，积极创造条件逐步降低河的污染，人为建立生态系统，逐步恢复河涌自净能力，根据实际情况对各个区域进行有针对性的治理，投资和运行费用低，且净化效果好。在化工废水污染的支涌和主干河涌的连接处设置第一生物坝、在农业养殖废水治理区域内设置第二生物坝、在农业养殖废水治理区域的下游设置第三生物坝，生物坝是通过选用优质颗粒状生物滤料和填料、配合高效脱氮菌制成，污染的水体流进河涌前经过生物坝的预处理，减少对主河涌的压力保证治理效果。本发明先采用清污装置，前期对河涌底的污泥进行清理，再通过生物清淤剂，使有益微生物在河底着床、复活、繁殖，分解有机污染物，生物清淤剂即便在很深的水域里，也能沉入底部，底泥特别是浮泥中的有机污染物被有效地分解、消纳后，污染水体的生态系统开始得到修复和重建，在主干河涌抛洒过碳酸钠，并在整个河涌抛洒沸石粉，不仅能改善水质，还能解决水质问题，能有效地除去河涌水体和底泥中的有机质，投加的生物基可起到先锋种群的作用，能带动土著微生物共同改善河涌微生物系统，提高其生物多样性，建立良性生态平衡，提高自净能力，从根本上解决河涌黑臭的污染问题。本发明根据生态修复的需要，沿主干河涌种植挺水、沉水植物，并在主干河涌上构建生态浮岛，引入浮游动物、底栖动物和鱼虾水生生物，构建水生态系统，全面改善城市河涌的水质，形成稳定的生态平衡。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。

图1是本发明优选实施例的城市河涌水质净化系统的结构示意图。

图2是本发明优选实施例的城市河涌水质净化系统的清污装置的侧视结构示意图。

图3是本发明优选实施例的城市河涌水质净化系统的清污装置的俯视结构示意图。

图4是本发明优选实施例的城市河涌水质净化系统的生态浮岛的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

本发明治理的城市河涌位于广东省佛山市三水区核心区域，流域范围内的企业数量众多，日排放的工业污水量较大，生活污水排放量大，河水氨氮显著超标，河涌流域水体因为受到上游污染及未截污河段(支流)各类污水的影响，流域水体经常性属于劣五类水，水质超标较严重，水体黑臭浑浊，河床底泥呈胶质状，有激性臭味。该城市河涌处于比较严重的污染状态，河涌水体生物链断裂，水体已丧失了自净能力和自我修复能力，尤其雨天过后，河涌污染程度乃至黑臭现象更为突出，给附近的居民正常生活和身体健康带来比较严重的威胁，同时也影响了整个三水区河涌的综合治理。

如图1所示，本发明的城市河涌水质净化系统的结构示意图，本发明根据城市河涌水质情况将河涌划分为三个治理区域，分别为农业养殖废水治理区域10、化工废水污染的支涌治理区域20和生活污水治理区域30，该城市河涌水质净化系统包括清污装置40、生物蚯蚓、第一生物坝50、第二生物坝60、第三生物坝70和生态浮岛80。

其中，河涌内的垃圾是河涌污染的一个重要的因素，对河涌水体造成长期的污染，而且会阻碍水体的流动和交换，因此治理河涌前首先对河涌的垃圾进行一次彻底的清理，并为快速的河涌内的污染物(垃圾)清除出，加快河涌治理的见效时间。垃圾清理包括：河涌内的各类垃圾清理(包括木桩、树枝、废弃塑料袋等)；河堤边的生活垃圾清理，将全河段河床、河提边的垃圾进行清理并装车运走。另外，治河先治底，河底淤泥是污染物的聚集地，占河涌污染的60％，要想治理好河涌，必须先解决河底淤泥的污染。本发明在治理河涌之前采用清污装置40对河涌河面的垃圾以及河底的淤泥进行清理，具体地，如图2和图3所示，本发明的清污装置40包括浮于河涌水面上的浮排41、位于所述浮排41两侧的拦污栅栏42、转动的连接在所述浮排41尾部的清淤杆43，所述浮排41的前端两侧设有淤泥箱体44，所述浮排41的中间位置设有吸泥泵45，所述清淤杆43的自由端呈弧状面并深入到河涌底部的淤泥层中，所述吸泥泵45通过第一排泥管46与所述清淤杆43的自由端的中心相连通，吸泥泵45通过第二排泥管47与所述淤泥箱体44相通，通过第二排泥管47将淤泥均匀分配到浮排41前端两侧的淤泥箱体44中，保证浮排41两侧的重量对称，使浮排41平稳运行。所述拦污栅栏42位于所述浮排41的后端，采用所述清污装置40对主干河涌和支流河涌进行垃圾清理和疏浚。另外，所述浮排41的四周设有挡板48，所述浮排41与拦污栅栏42的连接处的挡板上设有弹性门49，所述弹性门49在拦污栅栏内杂物的压力下向浮排内打开，以便将拦污栅栏42收集的杂物送至浮排41内；当拦污栅栏42收集的杂物不够多时，弹性门49在弹力的作用下是关闭的，当拦污栅栏42收集的杂物达到一定程度并在水的推力下克服弹性门49的弹力时，弹性门49自动打开，杂物会通过弹性门49进入到浮排41内并将其收集，该弹性门可采用螺旋弹簧或其他弹性组建来实现弹性门49的打开和关闭。所述拦污栅栏42与所述浮排41长边的夹角为30-60°，根据实际情况进行调整，当拦污栅栏42与所述浮排41长边的夹角大时，拦污栅栏42拦截的面积大，相应的，当拦污栅栏42与所述浮排41长边的夹角小时，拦污栅栏42拦截的面积小。所述拦污栅栏42由多个拦污栅条叠加而成，相邻的两个拦污栅条设有调节块，当需要拦截物体较大的杂物，可以多增加几个拦污栅条，以增加拦污栅栏42的高度。本发明的清污装置主要由浮排41、拦污栅栏42、清淤杆43和淤泥箱体44组成，整个装置结构简单，造价低，通过调节拦污栅栏42与浮排41之间的角度，将城市内河涌水面上的杂物收集在一起，并通过弹性门49的自动打开和关闭，将杂物自动收集到浮排41上，不会造成杂物积压和阻塞，不需人工打捞，人工劳动强度小，能够自动消除、收集水面上的杂物，还通过清淤杆43、吸泥泵45和淤泥箱体44将内河涌水底的淤泥和杂质进行清理，还可达到清淤的效果。

另外，本发明的生物蚯蚓位于主干河涌的河底，两端系着拉绳，每2～3米放置1根，所述生物蚯蚓内含有颗粒状并吸饱了生物净水剂的活化沸石，生物蚯蚓的外套由耐腐蚀的网状圆柱袋制成，可以使用生物蚯蚓治理重金属污染，生物蚯蚓选用优质颗粒状并吸饱了生物净水剂的活化沸石与生物高分子材料PGA结合，生物蚯蚓具有强烈的阳离子捕捉能力和氨氮分解能力，能够将水中和污泥中的重金属吸附螯合在材料中同时分解有机物，生物蚯蚓中的活化沸石可吸附河涌中的重金属，吸附饱和后，可以将生物蚯蚓取出，将活化沸石放入激活液，经过置换再生后可重复使用，激活液中的重金属可经过物化处理，将重金属转化成污泥。

第一生物坝50位于化工废水污染的支涌和主干河涌的连接处，第一生物坝50由透水性良好的编织袋袋装的沸石滤料组成，每袋沸石滤料中配有脱氮菌；所述第二生物坝60位于农业养殖废水治理区域10内，第二生物坝60由碳酸盐类颗粒填料和生物滤料组成，该碳酸盐类颗粒填料包括碳酸盐含量比较高的方解石、白云石或高炉碴来缓冲农业养殖废水对整体水体的PH冲击，碳酸盐类颗粒填料迎着河水流动的方向，生物滤料在碳酸盐类颗粒填料的后面，所述第二生物坝60前设有一台小型增氧机；所述第三生物坝70位于农业养殖废水治理区域10的下游，第三生物坝70由透水性良好的编织袋袋装的沸石滤料组成，每袋沸石滤料中配有脱氮菌，该透水性良好的编织袋如麻袋等，便于污水通过，所述第三生物坝70前设有一台曝气机，增加水体溶解氧，结合滤料和脱氮菌对污染物进行降解处理；本发明通过脱氮菌、滤料及填料，具有较强的沉淀附着能力，载体本身及固着在载体上的微生物不易流失，即使在水流动的河流、河涌、湖沼、水库和涨潮退潮的海滩、港湾等地方，也可以起到很好的效果。本发明的第一生物坝50、第二生物坝60和第三生物坝70的前侧根据情况投放复合菌种，其中，复合菌种包括厌氧菌、好氧菌或其它菌种，通过厌氧菌的水解酸化等作用，提高污水的可生化性，通过好氧菌的生长繁殖对污水进行进一步的分解和吸收。

人工生物浮岛是一种经过人工设计建造、漂浮于水面上，供动植物和微生物生长、繁衍、栖息的生物生态设施。利用水生植物、动物、昆虫以及微生物在自然水环境中的吸收、摄食、消化、分解等一系列生物、化学功能，实现富营养水体的生态治理，是一种既具有污水治理功能，又兼备水景观效果的多功能的实用生态设施。人工生物浮岛载体设计结构稳固、整体布局合理、外观造型新颖、安装拆卸方便、适用环境广泛、可多年循环使用。在河涌上增设人工浮岛，不仅能起到降低氨氮、磷的作用，还能为中水区增加一道亮丽的风景线。

本发明设置的生态浮岛80位于主干河涌上，如图4所示，该生态浮岛80包括插入到河底的立柱81、滑动套接于所述立柱81上的浮箱82、固定于所述浮箱82之间的浮床载体83、位于所述浮床载体83下方的安装底座84，所述浮床载体83上均匀设有种植槽85，所述种植槽85内设有基质，所述基质内种植有水生植物86；所述安装底座84内设有若干个放置槽87，所述放置槽87的侧壁和底壁由曝气管组成，所述曝气管上设置有均匀间隔布置的通气孔。所述生态浮岛80内的基质为沸石、珍珠岩、蛭石、淤泥、泥炭土和陶粒中的一种或几种，保证水生植物86的生长，采用水生植物86吸收河涌的有机物，对河涌进行净化，所述放置槽内放置微生物菌剂或除菌剂，并采用曝气管对位于放置槽87内的微生物菌剂或除菌剂进行曝气，将微生物菌剂或除菌剂混入河涌中对河涌的水质进一步净化，另外采用曝气可增加河涌水中的含氧量，保证水生植物和鱼类等的存活，增加河水的流动，消除死水。随着水位的升高和降低，浮箱82带动浮床载体83和安装底座84随着水位一起变化，避免水生植物86被浸没或搁浅。另外，本实用新型的用于河涌水质净化的生态浮岛通过水生植物86吸收河涌的有机物，并通过曝气管和微生物菌剂或除菌剂对河涌污水进一步处理，采用以上两种方式增加河涌的净化效果。

相应地，本发明提出的一种城市河涌水质净化方法，具体步骤如下：

一、采用清污装置40对主干河涌和支流河涌进行垃圾清理和疏浚，并对农业养殖区域投加生石灰进行酸碱中和至PH中性；

该清污装置40包括浮于河涌水面上的浮排41、位于所述浮排41两侧的拦污栅栏42、转动的连接在所述浮排41尾部的清淤杆43，所述浮排41的前端两侧设有淤泥箱体44，所述浮排41的中间位置设有吸泥泵45，所述清淤杆43的自由端呈弧状面并深入到河涌底部的淤泥层中，所述吸泥泵45通过第一排泥管46与所述清淤杆43的自由端的中心相连通，吸泥泵45通过第二排泥管47与所述淤泥箱体44相通，通过第二排泥管47将淤泥均匀分配到浮排41前端两侧的淤泥箱体44中，保证浮排41两侧的重量对称，使浮排41平稳运行。所述拦污栅栏42位于所述浮排41的后端，采用所述清污装置40对主干河涌和支流河涌进行垃圾清理和疏浚。另外，所述浮排41的四周设有挡板48，所述浮排41与拦污栅栏42的连接处的挡板上设有弹性门49，所述弹性门49在拦污栅栏内杂物的压力下向浮排内打开，以便将拦污栅栏42收集的杂物送至浮排41内；当拦污栅栏42收集的杂物不够多时，弹性门49在弹力的作用下是关闭的，当拦污栅栏42收集的杂物达到一定程度并在水的推力下克服弹性门49的弹力时，弹性门49自动打开，杂物会通过弹性门49进入到浮排41内并将其收集，该弹性门可采用螺旋弹簧或其他弹性组建来实现弹性门49的打开和关闭。所述拦污栅栏42与所述浮排41长边的夹角为30-60°，根据实际情况进行调整，当拦污栅栏41与所述浮排41长边的夹角大时，拦污栅栏42拦截的面积大，相应的，当拦污栅栏42与所述浮排41长边的夹角小时，拦污栅栏42拦截的面积小。所述拦污栅栏42由多个拦污栅条叠加而成，相邻的两个拦污栅条设有调节块，当需要拦截物体较大的杂物，可以多增加几个拦污栅条，以增加拦污栅栏42的高度。本发明的清污装置主要由浮排41、拦污栅栏42、清淤杆43和淤泥箱体44组成，整个装置结构简单，造价低，通过调节拦污栅栏42与浮排41之间的角度，将城市内河涌水面上的杂物收集在一起，并通过弹性门49的自动打开和关闭，将杂物自动收集到浮排41上，不会造成杂物积压和阻塞，不需人工打捞，人工劳动强度小，能够自动消除、收集水面上的杂物，，还通过清淤杆43、吸泥泵45和淤泥箱体44将内河涌水底的淤泥和杂质进行清理，还可达到清淤的效果。

二、对化工废水污染的支涌治理区域进行预处理：

清查化工区的支涌排污口，并做管道汇集或导流板汇集至支涌；

三、在化工废水污染的支涌和主干河涌的连接处设置第一生物坝50，第一生物坝50由透水性良好的编织袋袋装的沸石滤料组成，每袋沸石滤料中配有脱氮菌。

四、在农业养殖废水治理区域10内设置可缓冲上游农业养殖废水的第二生物坝60，第二生物坝60可以避免废水过多的悬浮物度整体河涌的影响，第二生物坝60采用碳酸盐类颗粒填料和生物滤料，碳酸盐类颗粒填料迎着河水流动的方向，生物滤料在碳酸盐类颗粒填料的后面，使用量各半，碳酸盐类颗粒填料包括碳酸盐含量比较高的方解石、白云石或高炉碴来缓冲农业养殖废水对整体水体的PH冲击，避免农业养殖废水对整体河涌生态的破坏，在第二生物坝60前放置一台小型增氧机。

五、在农业养殖废水治理区域10的下游设置第三生物坝70，第三生物坝70由透水性良好的编织袋袋装的沸石滤料组成，每袋沸石滤料中配有脱氮菌，在第三生物坝70前增设曝气机一台。

六、在主干河涌的末端布置光合细菌和反硝化菌浸泡过的生物基。

七、在主干河涌的河底投放生物蚯蚓，使用时在两端系着拉绳，每2～3米放置1根，或者根据需要将几根捆绑在一起投放，所述生物蚯蚓内含有颗粒状并吸饱了生物净水剂的活化沸石，生物蚯蚓的外套由耐腐蚀的网状圆柱袋制成。

八、对整个河涌抛洒生物清淤剂，其中主干河涌按照200g/m²的使用量，化工废水污染的支涌治理区域按照300g/m²的使用量。

九、在主干河涌按照4g/m²的使用量抛洒过碳酸钠，并在整个河涌抛洒沸石粉。

十、沿主干河涌种植挺水、沉水植物，并在主干河涌上构建生态浮岛80，引入浮游动物、底栖动物和鱼虾水生生物，构建水生态系统。

在本发明的技术方案中使用的浸泡了光合细菌和反硝化菌的生物基不是一般的人工载体，是一种高效的有专利保护的高科技生物填料，它具有巨大的生物接触表面积、精细的三维表面结构和合适的表面吸附电荷，能发展出生物量巨大、物种丰富、活性极高的微生物群落，并通过微生物的代谢作用高效降解水中的污染物。与传统填料相比，这种生物基适用性强，用在垃圾渗滤液治理都能很好起作用，用在黑臭河涌治理中更是游刃有余。浸泡了菌液的生物基可以提供最高达245m2/m2的生物附着表面积，为水中菌类、藻类等微生物的生长、繁殖提供巨大的空间，使微生物群落的生物量和生物多样性最大化发展，从而为实现高效微生物群落提供基础条件，实现对污染物的快速分解，并加速对污染水体的生态修复、重建。生物基为微生物生长提供载体，使河涌中生物菌群，在浸泡了菌液的生物基表面经过生物的自然富集形成生物膜，通过微生物的生命活动摄取污水中的污染物，作为营养吸收并加以同化，分解、去除水中的污染物质，从而使污染水体得到修复。在实践中使用我们的高效生物基技术后，生物基表面生物膜生长到一定厚度时，在生物基表面形成微A/O环境，为硝化、反硝化细菌群落繁殖创造适宜的条件，去除氨氮和脱氮效果特别好。本发明在河涌中采用生物基在有效修复污染水体的同时还具有如下特点：不影响河流的航运和泄洪等功能；不破坏河涌(水体)生态系统；特别适合珠三角地区内河涌复杂多变的水流条件；比表面积大，空隙率高；生物稳定性强，不溶出、释放有害物质。在适宜的环境里(例如江河湖泊水体修复、生活污水治理等)，高效生物基上生长的藻类对水中多种无机氮都能利用，在光合过程以及随后的同化过程中，逐步形成各种含氮有机物，藻类又会被底栖动物及鱼类食用，从而达到高效的去除总氮的目的。

要想把河治好，首先要解决河底长期积累的淤泥层，河涌内的底泥污染严重是河涌水体污染难以解决的重要因素，因为河涌底泥是河涌长期的污染物沉积形成的污染物复杂并严重，同时底泥中的污染物会缓慢的向水体中释放污染物加重和到水体的污染，这就使得河涌水体即使换水后水体几天后又重新被污染的一个关键因素，所以河涌水体的治理不是单一的水体修复更需要的是河涌底泥的修复、底泥污染物的去除。除了在步骤一中采用清污装置40对河底的污泥进行清理外，在步骤八中也向河底泼撒颗粒状生物清淤剂，使有益微生物在河底着床、复活、繁殖，分解有机污染物。生物清淤剂即便在很深的水域里，也能沉入底部，底泥特别是浮泥中的有机污染物被有效地分解、消纳后，污染水体的生态系统开始得到修复和重建，水生生物的食物链也逐渐得到修复，几十天后就会出现许多水生生物，达到净水、增氧、消除黑臭等效果，水质得到明显改善，一般情况下菌剂投放3个月后河涌底泥表层中的有机污染物基本被消除。本发明在步骤八中使用的生物清淤剂采用高效复合菌激活后，浸泡吸附在细微多孔的活化分子筛(Zeolite)内，在沉入河底后着床，通过各种高效微生物的缓慢释放，达到清除河底淤泥的目的。分子筛(Zeolite)(加工成沙状)做成培养基微生物，具有沉淀的功能，即使在很深的港湾、湖沼、海滩、水库等地方，都可以有效的起到分解除去堆积在海底或湖底的淤泥，净化水质，消除恶臭等作用。向河底泼撒颗粒状生物清淤剂，使有益微生物在河底着床、复活、繁殖，分解有机污染物，使用量一般是：当河水深度小于3m时，每次使用量为200g～250g/m²，当河水深度大于5m时，同时投放细沙状生物清淤剂。

受污染的水体中缺乏微生物，选择河涌水体土著微生物与微生物复合剂复配，有效降低微生物种群间的拮抗作用，大量微生物会选择寄生在生物基上快速的进行繁殖，迅速重建缺损的腐食食物链。微生物的生命活动直接消纳水体中的污染物质使水体的到净化。在主干河涌上构建生态浮岛80，引入浮游动物、底栖动物和鱼虾水生生物，构建水生态系统，浮游动物的恢复在水体污染初步解决后，河流的藻类就可以很快得到恢复。浮游动物以藻类为主要食物，在水质条件改善后也就会随之改善。鱼类的恢复是生态系统食物网的主要组成部分，首先通过外源污染控制，内源性污染去除改善水体为鱼类提供生存环境，通过引种和放流鱼类(鲢鱼、鳙鱼、青鱼、草鱼、鲤鱼)快速的修复河涌的鱼类。底栖动物的恢复主要依赖底质条件、水质改善条件和水草的恢复。采用人工引种的方法加快底栖动物的恢复，向河涌选择投放适应性强，可操作性的底栖动物如螺类、水蚯蚓、羽苔虫、田螺、河贝等。

在水体全面系统生态修复之后，需要建立后续管理与经济资源合理化利用的一个重要管理队伍，所谓“三分治理，七分管理”，必须工程措施与管理措施相结合，本着减少污染、控制污染、加强后续生态管理维护的原则，才能使生态系统更好的维持下去。

水生态包括生产者、消费者、捕食者和分解者，在水体中生产者主要指水草和藻类，消费者主要指杂食性的螺、贝、鱼、虾类，捕食者主要指肉食性的凶猛鱼类，分解者主要是各种微生物。当生态形成建立后，对于一个生态的维护和持续，生产者、消费者、捕食者和分解者都起着十分重要的作用，河涌生态系统的一个显著特点是有很强的自我净化作用，环境的变化，物种的演替形成结构物完整、功能高效的良好种间的平衡关系。在治理的河涌水体环境恢复和水体改善的基础上通过对其的水生植物恢复及水生动物恢复达到修复河涌生态。

本发明的城市河涌水质净化系统和工艺采用整体治理方案，采用分阶段治理的原则，将河涌分三段进行分段治理，各个处理单元搭配合理，积极创造条件逐步降低河的污染，人为建立生态系统，逐步恢复河涌自净能力，根据实际情况对各个区域进行有针对性的治理，投资和运行费用低，且净化效果好。在化工废水污染的支涌和主干河涌的连接处设置第一生物坝50、在农业养殖废水治理区域10内设置第二生物坝60、在农业养殖废水治理区域10的下游设置第三生物坝70，生物坝是通过选用优质颗粒状生物滤料和填料、配合高效脱氮菌制成，污染的水体流进河涌前经过生物坝的预处理，减少对主河涌的压力保证治理效果。本发明先采用清污装置，前期对河涌底的污泥进行清理，再通过生物清淤剂，使有益微生物在河底着床、复活、繁殖，分解有机污染物，生物清淤剂即便在很深的水域里，也能沉入底部，底泥特别是浮泥中的有机污染物被有效地分解、消纳后，污染水体的生态系统开始得到修复和重建，在主干河涌抛洒过碳酸钠，并在整个河涌抛洒沸石粉，不仅能改善水质，还能解决水质问题，能有效地除去河涌水体和底泥中的有机质，投加的生物基可起到先锋种群的作用，能带动土著微生物共同改善河涌微生物系统，提高其生物多样性，建立良性生态平衡，提高自净能力，从根本上解决河涌黑臭的污染问题。本发明根据生态修复的需要，沿主干河涌种植挺水、沉水植物，并在主干河涌上构建生态浮岛80，引入浮游动物、底栖动物和鱼虾水生生物，构建水生态系统，全面改善城市河涌的水质，形成稳定的生态平衡。

采用本发明的城市河涌水质净化系统和工艺后，河涌水质指标在一个月后观测会有明显改善(改善)，在三个月后，水体黑臭现象彻底消除，水质部分指标达到或优于地表IV类水标准，达到了最终的治理目标。本发明通过完善水体生态系统的食物链，形成全面稳定的生态平衡，逐步恢复河涌的健康水生态系统，全面改善水质。其中，最终的治理目标如下表：

以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种城市河涌水质净化系统，根据城市河涌水质情况将河涌划分为三个治理区域，分别为农业养殖废水治理区域、化工废水污染的支涌治理区域和生活污水治理区域，其特征在于，该城市河涌水质净化系统包括清污装置、生物蚯蚓、第一生物坝、第二生物坝、第三生物坝和生态浮岛；

所述清污装置包括浮于河涌水面上的浮排、位于所述浮排两侧的拦污栅栏、转动的连接在所述浮排尾部的清淤杆，所述浮排的前端两侧设有淤泥箱体，所述浮排的中间位置设有吸泥泵，所述清淤杆的自由端呈弧状面并深入到河涌底部的淤泥层中，所述吸泥泵通过第一排泥管与所述清淤杆的自由端的中心相连通，吸泥泵通过第二排泥管与所述淤泥箱体相通；所述拦污栅栏位于所述浮排的后端；采用所述清污装置对主干河涌和支流河涌进行垃圾清理和疏浚；

所述生物蚯蚓位于主干河涌的河底，两端系着拉绳，每2～3米放置1根，所述生物蚯蚓内含有颗粒状并吸饱了生物净水剂的活化沸石，生物蚯蚓的外套由耐腐蚀的网状圆柱袋制成；

所述第一生物坝位于化工废水污染的支涌和主干河涌的连接处，第一生物坝由透水性良好的编织袋袋装的沸石滤料组成，每袋沸石滤料中配有脱氮菌；

所述第二生物坝位于农业养殖废水治理区域内，第二生物坝由碳酸盐类颗粒填料和生物滤料组成，碳酸盐类颗粒填料迎着河水流动的方向，生物滤料在碳酸盐类颗粒填料的后面，所述第二生物坝前设有一台小型增氧机；

所述第三生物坝位于农业养殖废水治理区域的下游，第三生物坝由透水性良好的编织袋袋装的沸石滤料组成，每袋沸石滤料中配有脱氮菌，所述第三生物坝前设有一台曝气机；

所述生态浮岛位于主干河涌上，该生态浮岛包括插入到河底的立柱、滑动套接于所述立柱上的浮箱、固定于所述浮箱之间的浮床载体、位于所述浮床载体下方的安装底座，所述浮床载体上均匀设有种植槽，所述种植槽内设有基质，所述基质内种植有水生植物；所述安装底座内设有若干个放置槽，所述放置槽的侧壁和底壁由曝气管组成，所述曝气管上设置有均匀间隔布置的通气孔。

2.如权利要求1所述的城市河涌水质净化系统，其特征在于：在所述农业养殖废水治理区域和生活污水治理区域的上游端设置生物滤床，所述生物滤床采用一层滤料和一层有益复合菌铺设，在靠近所述生物滤床的河底安装有对滤床进行曝气的动力曝气装置。

3.如权利要求2所述的城市河涌水质净化系统，其特征在于：所述动力曝气装置为潜水式推流曝气机。

4.如权利要求1至3任一项所述的城市河涌水质净化系统，其特征在于：所述浮排的四周设有挡板，所述浮排与拦污栅栏的连接处的挡板上设有弹性门，所述弹性门在拦污栅栏内杂物的压力下向浮排内打开。

5.如权利要求4所述的城市河涌水质净化系统，其特征在于：所述拦污栅栏与所述浮排长边的夹角为30-60°，所述拦污栅栏由多个拦污栅条叠加而成，相邻的两个拦污栅条设有调节块。

6.如权利要求1所述的城市河涌水质净化系统，其特征在于：所述生态浮岛内的基质为沸石、珍珠岩、蛭石、淤泥、泥炭土和陶粒中的一种或几种，所述放置槽内放置微生物菌剂或除菌剂。

7.一种城市河涌水质净化方法，根据城市河涌水质情况将河涌划分为三个治理区域，分别为农业养殖废水治理区域、化工废水污染的支涌治理区域和生活污水治理区域，其特征在于，包括以下步骤：

一、采用清污装置对主干河涌和支流河涌进行垃圾清理和疏浚，并对农业养殖区域投加生石灰进行酸碱中和至PH中性；

该清污装置包括浮于河涌水面上的浮排、位于所述浮排两侧的拦污栅栏、转动的连接在所述浮排尾部的清淤杆，所述浮排的前端两侧设有淤泥箱体，所述浮排的中间位置设有吸泥泵，所述清淤杆的自由端呈弧状面并深入到河涌底部的淤泥层中，所述吸泥泵通过第一排泥管与所述清淤杆的自由端的中心相连通，吸泥泵通过第二排泥管与所述淤泥箱体相通；所述拦污栅栏位于所述浮排的后端；

二、对化工废水污染的支涌治理区域进行预处理：清查化工区的支涌排污口，并做管道汇集或导流板汇集至支涌；

三、在化工废水污染的支涌和主干河涌的连接处设置第一生物坝，第一生物坝由透水性良好的编织袋袋装的沸石滤料组成，每袋沸石滤料中配有脱氮菌；

四、在农业养殖废水治理区域内设置可缓冲上游农业养殖废水的第二生物坝，第二生物坝采用碳酸盐类颗粒填料和生物滤料，碳酸盐类颗粒填料迎着河水流动的方向，生物滤料在碳酸盐类颗粒填料的后面，使用量各半，在第二生物坝前放置一台小型增氧机；

五、在农业养殖废水治理区域的下游设置第三生物坝，第三生物坝由透水性良好的编织袋袋装的沸石滤料组成，每袋沸石滤料中配有脱氮菌，在第三生物坝前增设曝气机一台；

六、在主干河涌的末端布置光合细菌和反硝化菌浸泡过的生物基；

七、在主干河涌的河底投放生物蚯蚓，使用时在两端系着拉绳，每2～3米放置1根，或者根据需要将几根捆绑在一起投放，所述生物蚯蚓内含有颗粒状并吸饱了生物净水剂的活化沸石，生物蚯蚓的外套由耐腐蚀的网状圆柱袋制成；

八、对整个河涌抛洒生物清淤剂，其中主干河涌按照200g/m²的使用量，化工废水污染的支涌治理区域按照300g/m²的使用量；

九、在主干河涌按照4g/m²的使用量抛洒过碳酸钠，并在整个河涌抛洒沸石粉；

十、沿主干河涌种植挺水、沉水植物，并在主干河涌上构建生态浮岛，引入浮游动物、底栖动物和鱼虾水生生物，构建水生态系统：

该生态浮岛包括插入到河底的立柱、滑动套接于所述立柱上的浮箱、固定于所述浮箱之间的浮床载体、位于所述浮床载体下方的安装底座，所述浮床载体上均匀设有种植槽，所述种植槽内设有基质，所述基质内种植有水生植物；所述安装底座内设有若干个放置槽，所述放置槽的侧壁和底壁由曝气管组成，所述曝气管上设置有均匀间隔布置的通气孔。

8.如权利要求7所述的城市河涌水质净化方法，其特征在于：在步骤一和步骤二之间，在所述农业养殖废水治理区域和生活污水治理区域的上游端设置生物滤床，所述生物滤床采用一层滤料和一层有益复合菌铺设，同时对滤床曝气，使其保持松弛，有益于河水滤过。

9.如权利要求7所述的城市河涌水质净化方法，其特征在于：在步骤一中，清污装置的浮排的四周设有挡板，所述浮排与拦污栅栏的连接处的挡板上设有弹性门，所述弹性门在拦污栅栏内杂物的压力下向浮排内打开。

10.如权利要求7所述的城市河涌水质净化方法，其特征在于：在步骤十中，生态浮岛中的基质为沸石、珍珠岩、蛭石、淤泥、泥炭土和陶粒中的一种或几种，所述放置槽内放置微生物菌剂或除菌剂。