CN105645669A - 一种河道水循环及水质净化组合系统及其净化方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种河道水循环及水质净化组合系统及其净化方法，该系统包括设置在河道下游用于提升下游河道水到上游的提升泵站、设置在河道中游用于处理河道水质的水处理单元及至少一个设置在上游用于净化水质的湿地生态净化区。净化方法：（1）下游河道水通过提升泵站提升到河道中上游；（2）河道水进入河道中游的水处理单元，经过处理后的河道水直接进入河道或湿地生态净化区；（3）经水处理单元净化后的河道水提升至湿地生态净化区进行湿地生物处理；（4）经湿地生态净化区处理后的河道水重新进入河道，形成河道内部循环。本发明解决了单一技术的不足，持续有效地改善河道水质状况，提高河道的生态功能和景观效果。

Description

一种河道水循环及水质净化组合系统及其净化方法

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，尤其是一种河道水循环及水质净化组合系统及其净化方法。

背景技术

我国90％以上城市水体污染严重，各地频发的水质污染事件，城市水体黑臭已经严重影响到人们日常的生产、生活。政府投入大量资金用于污水收集管网和污水处理厂的建设、老城区雨污分流改造等治污工程，但是城市水体污染没有明显改善，随着城市化的大规模推进，污染还有加重的可能。在城市污水净化处理基本完成后，城市河道水循环不畅和自净能力差就是造成城市水环境恶化的最主要原因。

现有技术中，对于改善河道水循环和自净能力主要采用河道补水、底泥疏浚、化学处理和生物与生态修复等方法。河道补水能增加河道水流量，促进河道水循环，但不能从根本上解决河道水环境恶化问题；底泥疏浚和化学修复方法见效快但无法修复河流水生态系统；生物与生态修复技术是将微生物、藻类、植物、生态等修复措施，有机的结合在一起发挥作用，可以持续改善河道水质并能不断修复河道受损的生态系统，这种方法历时很长；虽然现有技术中也有将这些方法综合起来的河道水质净化方法，但处理效果不佳。因此，一种处理效果好、见效快的水质净化方法显得尤为必要。

发明内容

本发明为解决上述现有技术的不足，提供一种河道水循环及水质净化组合系统及其净化方法，能有效去除河道水中的氮、磷、有机物等，使得经处理后的河道水达到排放标准。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种河道水循环及水质净化组合系统，包括设置在河道下游用于提升下游河道水到上游的提升泵站、设置在河道中游用于处理河道水质的水处理单元及至少一个设置在上游用于净化水质的的湿地生态净化区。

所述水处理单元沿水流方向依次由设备仓、处理区及出水区串联连接，其中处理区由浮渣区、气浮区和生化滤床并联连接。进水经由设备仓将空气加压溶入水中达到饱和，溶气水流减压进入气浮区时即在水中释出高度分散的微小气泡，粘附水中疏水基的固体或液体颗粒，形成水-气-颗粒三相混合体系，颗粒粘附气泡后，形成表观密度小于水的絮体而上浮到水面，形成浮渣层被刮除，从而去除水中大部分悬浮性固体和藻类。生化滤床具有生化处理和过滤的双重功能，滤料表面生长的微生物膜可以吸附分解水中的氮、磷和有机物，过滤能够去除水中的悬浮固体，改善河道水的感官效果。

所述湿地生态净化区选自水沟、根孔芦苇床、干塘、表流湿地、水塘和水边绿地中的一种或多种的组合。

湿地生态净化区对河道水的处理综合了物理、化学和生物的三种作用。湿地系统成熟后，填料表面和植物根系会由于大量微生物的生长而形成生物膜。河道水流经生物膜时，大量的悬浮颗粒物被填料和植物根系阻挡截留，有机污染物和磷则通过生物膜的吸收、同化及异化作用而被去除；湿地系统中因植物根系对氧的传递释放，使其周围的环境中依次出现好氧、缺氧、厌氧状态，因此可以通过硝化、反硝化作用将氮除去，最后湿地系统更换填料或收割栽种植物将污染物最终除去。

所述根孔芦苇床中种植的植物选自芦苇、香蒲和菖蒲中的一种或多种。

所述干塘中种植的植物选自芦苇、香蒲、菖蒲、菰、水葱、狗牙根、高羊茅、鸢尾、慈姑和千屈菜中的一种或多种。

所述湿地生态净化区选自水沟、根孔芦苇床、干塘、表流湿地、水塘和水边绿地中的一种或多种。

所述表流湿地中种植的植物选自芦苇、香蒲、菖蒲、菰和水葱中的一种或多种。

所述水塘中种植的植物选自芦苇、香蒲、菖蒲、菰、水葱、苦草、狐尾藻、微齿眼子菜、菹草、轮叶黑藻和睡莲中的一种或多种。

所述水边绿地中种植的植物选自芦苇、香蒲、菖蒲、菰、水葱、狗牙根、高羊茅、鸢尾、慈姑、千屈菜、意大利杨、水杉和垂柳中的一种或多种。

一种河道水循环及水质净化组合系统的净化方法，包括如下步骤：

(1)含有氮、磷和有机物的下游河道水通过提升泵站提升到河道中上游；

(2)河道水进入河道中游的水处理单元，除去水中藻类、以及大部分有机物和N、P富营养化元素，经过处理后的河道水直接进入河道或继续提升至河道上游的湿地生态净化区；

(3)经水处理单元净化后的河道水提升至湿地生态净化区进行湿地生物处理，进一步去除水中N、P富营养化元素；

(4)经湿地生态净化区处理后的河道水重新进入河道，形成河道内部循环，不断改善河道水质，修复河道水生态系统。

本发明的有益效果为：通过设置在河道下游的提升泵站将河道水提升到河道中游的水处理单元和河道上游的湿地生态净化区，经过处理后的河道水重新进入河道，形成河道内循环。本发明将河道补水、化学处理和生物与生态修复等用于改善河道水循环和河道水质净化方法有机结合起来，解决了单一技术的不足，改善了河道水循环，能够有效去除河道水中的氮、磷、有机物等，持续有效地改善河道水质状况，不断修复河道受损的生态系统，提高河道的生态功能和景观效果。

附图说明

图1为本发明一种河道水循环及水质净化组合系统的示意图；

图2为水处理单元的结构示意图；

其中，1、提升泵站；2、水处理单元；3、湿地生态净化区；4、河道；5、设备仓；6、浮渣区；7、气浮区；8、生化滤床；9、处理区；10、出水区。

具体实施方式

下面通过实施例的方式，对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。

如图1所示，一种河道水循环及水质净化组合系统，包括设置在河道4下游用于提升下游河道水到上游的提升泵站1、设置在河道4中游用于处理河道水质的水处理单元2及至少一个设置在河道4上游用于净化水质的的湿地生态净化区3。

如图2所示，所述水处理单元2沿水流方向依次由设备仓5、处理区9及出水区10串联连接，其中处理区9由浮渣区6、气浮区7和生化滤床8并联连接。

所述湿地生态净化区3选自水沟、根孔芦苇床、干塘、表流湿地、水塘和水边绿地中的一种或多种的组合。

所述根孔芦苇床中种植的植物选自芦苇、香蒲和菖蒲中的一种或多种。

所述干塘中种植的植物选自芦苇、香蒲、菖蒲、菰、水葱、狗牙根、高羊茅、鸢尾、慈姑和千屈菜中的一种或多种。

所述湿地生态净化区选自水沟、根孔芦苇床、干塘、表流湿地、水塘和水边绿地中的一种或多种。

所述表流湿地中种植的植物选自芦苇、香蒲、菖蒲、菰和水葱中的一种或多种。

所述水塘中种植的植物选自芦苇、香蒲、菖蒲、菰、水葱、苦草、狐尾藻、微齿眼子菜、菹草、轮叶黑藻和睡莲中的一种或多种。

所述水边绿地中种植的植物选自芦苇、香蒲、菖蒲、菰、水葱、狗牙根、高羊茅、鸢尾、慈姑、千屈菜、意大利杨、水杉和垂柳中的一种或多种。

一种河道水循环及水质净化组合系统的净化方法，包括如下步骤：

(1)含有氮、磷和有机物的下游河道水通过提升泵站1提升到河道4中上游；

(2)河道水进入河道4中游的水处理单元2，除去水中藻类、以及大部分有机物和N、P富营养化元素，经过处理后的河道水直接进入河道4或继续提升至河道4上游的湿地生态净化区3；

(3)经水处理单元2净化后的河道水提升至湿地生态净化区3进行湿地生物处理，进一步去除水中N、P富营养化元素；

(4)经湿地生态净化区3处理后的河道水重新进入河道4，形成河道4内部循环，不断改善河道水质，修复河道水生态系统。

以下为具体实施例。

实施例1：

以一段6km丁卯团结河为例，进行河道水循环及水质净化处理处理实验。

在河道下游建造提升泵站，规模为1.2万t/h；在河道中游建造一体化水质处理单元，包括一个用于加压溶气的设备仓、一个用于净化水质的处理区和一个出水区；在河道上游建造6块不同类型的湿地生态净化区，其中各湿地生态净化区的规格如下表1所示。

表1各湿地生态净化区的规格

区块	面积(公顷)
		铁路边湿地	5(一期2.6公顷，二期2.4公顷)
循环净化湿地	2.3
		旁路净化塘	2
表流湿地	3.6
		千里河北端湿地	1
源头滞留塘	1.8
		合计	15.7

。

常水位时湿地生态净化区中各区域的水深和植被设计如下表2所示。

表2常水位时不同湿地的水深和植被设计

*负值为水面在地表下的深度。

本工程实施考察期为1年，现场对提升泵站进水水质、水处理单元出水水质、人工湿地出水水质、系统实施前后河流水质变化进行监测。雨季时，河流水量较大，流动性较好，水质较好，系统不运行；旱季时，河流水量小，水深较浅，流动性很差，河流水质变差，系统启动。为了快速恢复河道的景观效果，系统刚运行时主要在河道中游的水处理单元和河道下游之间形成循环，少部分水进入上游湿地生态净化区，能够快速去除水中的藻类和悬浮固体，使河道在感官上快速改善；之后逐渐增加上游湿地生态净化区的处理水量，通过湿地的二次净化作用可以去除水中大部分的氮、磷、有机物和悬浮固体等。系统运行期间，每天对下游泵单元进水水质、中游水处理站出水水质和上游湿地生态净化区的出水水质进行检测。

经过研究分析，此工艺对有机物去除率达45％～60％；固体悬浮物去除率达40％～70％；氨氮去除率达60％左右，总磷去除率在60％左右。

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 (9)

1.一种河道水循环及水质净化组合系统，其特征在于：包括设置在河道下游用于提升下游河道水到上游的提升泵站（1）、设置在河道中游用于处理河道水质的水处理单元（2）及至少一个设置在上游用于净化水质的的湿地生态净化区（3）。

2.根据权利要求1所述的河道水循环及水质净化组合系统，其特征在于：所述水处理单元（2）沿水流方向依次由设备仓（5）、处理区（9）及出水区（10）串联连接，其中处理区（9）由浮渣区（6）、气浮区（7）和生化滤床（8）并联连接。

3.根据权利要求2所述的河道水循环及水质净化组合系统，其特征在于：所述湿地生态净化区（3）选自水沟、根孔芦苇床、干塘、表流湿地、水塘和水边绿地中的一种或多种的组合。

4.根据权利要求3所述的河道水循环及水质净化组合系统，其特征在于：所述根孔芦苇床中种植的植物选自芦苇、香蒲和菖蒲中的一种或多种。

5.根据权利要求3所述的河道水循环及水质净化组合系统，其特征在于：所述干塘中种植的植物选自芦苇、香蒲、菖蒲、菰、水葱、狗牙根、高羊茅、鸢尾、慈姑和千屈菜中的一种或多种。

6.根据权利要求3所述的河道水循环及水质净化组合系统，其特征在于：所述表流湿地中种植的植物选自芦苇、香蒲、菖蒲、菰和水葱中的一种或多种。

7.根据权利要求3所述的河道水循环及水质净化组合系统，其特征在于：所述水塘中种植的植物选自芦苇、香蒲、菖蒲、菰、水葱、苦草、狐尾藻、微齿眼子菜、菹草、轮叶黑藻和睡莲中的一种或多种。

8.根据权利要求3所述的河道水循环及水质净化组合系统，其特征在于：所述水边绿地中种植的植物选自芦苇、香蒲、菖蒲、菰、水葱、狗牙根、高羊茅、鸢尾、慈姑、千屈菜、意大利杨、水杉和垂柳中的一种或多种。

9.基于权利要求1所述河道水循环及水质净化组合系统的净化方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）含有氮、磷和有机物的下游河道水通过提升泵站（1）提升到河道（4）中上游；

（2）河道水进入河道（4）中游的水处理单元（2），除去水中藻类、以及大部分有机物和N、P富营养化元素，经过处理后的河道水直接进入河道（4）或继续提升至河道（4）上游的湿地生态净化区（3）；

（3）经水处理单元（2）净化后的河道水提升至湿地生态净化区（3）进行湿地生物处理，进一步去除水中N、P富营养化元素；

（4）经湿地生态净化区（3）处理后的河道水重新进入河道（4），形成河道（4）内部循环，不断改善河道水质，修复河道水生态系统。