CN105645675A - 一种城市黑臭河湖水体水质高效净化技术 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种城市黑臭河湖水体水质快速净化技术,属于水环境生态治理领域。其特征在于,通过在线和离线处理单元耦合,实现黑臭水体臭味、COD、氨氮快速去除和溶解氧恢复,避免河湖水体再次出现黑臭。工艺从前到后组成如下:河湖前滞库、接触氧化砾石廊道、循环复合流湿地和生态景观塘。河湖前滞库位于河道上游,用于去除悬浮颗粒,后端设置生态溢流堰;接触氧化砾石廊道采取强化曝气富氧,用于去除COD和氨氮;循环复合流湿地水体循环流动,保障出水COD、氨氮和硝态氮达标;生态景观塘用于持续去除COD、氨氮和总磷,提升工艺景观效果。本发明可有效解决了城市黑臭水体自净效率低,离线处理工艺除臭效果差、景观水平低、运行不稳定的问题。
Description
技术领域
本发明涉及受污染水体生态水处理领域,具体为一种用于城市黑臭河湖水体水质快速净化技术。
背景技术
受城市发展过程中生产与生活污染物无序排放、污水处理设施及配套管网建设滞后、管理不善等负面影响,我国城市河湖普遍受到不同程度的污染。70%以上的城市水域污染严重,相当比例的城市河湖变黑发臭,水生生态系统严重破坏,城市水体的生态功能及使用功能日益衰退和缺失。由于城市河流普遍污染排放集中,自然径流补给不足,尤其北方地区补水水质水量季节差异大,城市河湖补水主要来自于污水厂处理出水;而按我国现行标准,即使污水处理厂达标排放,河湖也常呈黑臭状态。
城市河湖黑臭水体治理技术多样,控源减排是实现黑臭水体根治的最有效手段。然而对于城市内普遍存在的湖泊及缓流河流,由于水体更新慢,污染物长期存留在水体内,并逐渐在底泥中积累,因而仅仅依靠控源减排短期内无法实现黑臭水体水质有效改善,仍需进一步提升城市水体自净能力。针对这类问题,国内外已开展了大量城市河湖水体在线修复技术研发,如河道滩涂湿地、直接曝气、浮岛等,相关技术建设成本低,但效率普遍不高,且影响行洪安全。目前国内外离线处理技术仅处于起步阶段,常采取分散处理、传统生物强化或湿地等技术,相关技术处理效率高,但处理效果不稳定,难以适应不同季节的水质水量保障需求。中国专利CN103332789A公开了“一种黑臭河道水体生态净化的方法”,这种工艺主要在受城市污水严重污染的黑臭河道中设置人工湿地,利用土壤-植物-微生物的综合作用实现黑臭河道的水体净化,该工艺具有投资少、运行费用低的优点,但会影响行洪,长期运行湿地的维护和管理不方便。中国专利CN102976546A公开了“一种旁路离线河流净化方法及净化系统”,该工艺以污染河流的支流为基础,建成一引流渠道形成旁路,污染河水从支流引入旁路,并在旁路中采用天然湖、塘、湿地、洼地、沟壕地等离线处理措施,净化后的河水再汇入干流,这种工艺可去除河水中污染物,但天然塘、湖净化效率低,对周边地形地貌要求较高,处理效果受河流周边地形地貌制约较大。中国专利CN102351376A公开了“一种河滩坡岸多塘湿地废污水处理方法及装置”,该工艺包括沉淀塘、氧化塘、垂直潜流人工湿地、表面流人工湿地和稳定塘,受污染河水经各单元处理后排入下游河道,氧化塘与表面流人工湿地及稳定塘之间以分水溢流堰相连,垂直潜流人工湿地与氧化塘之间通过污水泵相连。该发明方法简单易行,能耗及投资建设成本低,但该工艺仅局限在河滩和岸坡,面积有限;且单元工艺采用常规工艺,未针对黑臭水质进行工艺调整,导致治理效率低、自然富氧能力不足,无法用于黑臭河湖水体有效治理。
因此,亟待提供一种针对城市黑臭河湖水体,具有净化效率高、季节效果稳定、抗冲击、景观效果好的城市黑臭河湖水体水质快速净化技术。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术不足之处,提供一种针对城市黑臭水体、适应水质水量突变、灵活有效的城市河湖黑臭水体综合治理工艺,可实现臭味、COD、氨氮快速去除和DO恢复,避免河湖水体再进入黑臭状态。
本发明的目的通过以下技术措施实现:
本发明是一种城市黑臭河湖水体水质快速净化技术,其特征在于:技术工艺从前到后依次为河湖前滞库、接触氧化砾石廊道、循环复合流湿地和生态景观塘;河湖前滞库是在线处理设施,位于河道内;接触氧化砾石廊道、循环复合流湿地和生态景观塘是离线处理设置,位于河湖水体周边;黑臭河湖水体首先进入河湖前滞库,沉淀去除水体中粒径较大颗粒物;前滞库内黑臭河水经水泵提升后流入接触氧化砾石廊道,在接触氧化砾石廊道内曝气充氧后,河水自流进入循环复合流湿地;河水在循环复合流湿地内循环流动,通过厌氧和好氧环境交互作用,持续逐步去除水体中COD和氮;处理后河水进入生态景观塘进一步深度处理,最终出水补给河道下游或作绿化用水。
上述的一种城市黑臭河湖水体水质快速净化技术,其特征在于:处理系统可采取序批式间歇运行也可采取连续持续运行方式;当待处理黑臭水体水量低于处理系统设计能力60%时,采取序批式间歇运行;当待处理水量高于系统设计能力60%时,采取连续持续运行。
上述的一种城市黑臭河湖水体水质快速净化技术,其特征在于:系统的适宜运行水温为10~35℃;河湖前滞库水深为0.3~2.0m;接触氧化砾石廊道和循环复合流湿地水深0.5~3.0m;生态景观塘水深0.3~1.5m。
上述的一种城市黑臭河湖水体水质快速净化技术,其特征在于:河湖前滞库位于河道内,末端建设生态溢流堰提高水位并与下游隔离,前滞库末端设置1.0~1.5m深集水坑并安装潜污泵,黑臭河水在前滞塘内停留时间2~8小时。
上述的一种城市黑臭河湖水体水质快速净化技术,其特征在于:接触氧化砾石廊道位于河道外,可以置于地下或直接串联除臭装置;可根据当地地形地貌设置成“回”字形、直线型或“之”字型,廊道长宽比4~20∶1,廊道底部布设曝气装置;并根据进水COD浓度及DO调整曝气强度,提升黑臭水体溶解氧大于4.0mg/L。
上述的一种城市黑臭河湖水体水质快速净化技术,其特征在于:循环复合流湿地呈“回”字形,系统进出水与湿地内部水循环相互独立,可根据黑臭水体待处理量确定进出水采用间歇或连续的运行方式;湿地内水体循环比控制在0.5~30之间,具体根据湿地内生物脱氮水平和进水污染物负荷决定,水流的循环速度为0.3~0.7m/s。
上述的一种城市黑臭河湖水体水质快速净化技术,其特征在于:循环复合流湿地填充厚度为0.3~2.7m的基质,包括砾石、功能填料、火山岩和陶粒,作为生物膜和植物生长的基质,还对出水起到过滤的作用。
上述的一种城市黑臭河湖水体水质快速净化技术,其特征在于:生态景观塘长宽比为2~6∶1,生态景观塘设置不同水深,避免水体流动出现短流,提升对黑臭河流中氨氮和有机物的深度处理。
上述的一种城市黑臭河湖水体水质快速净化技术,其特征在于:生态景观塘中种植浮萍、水花生、水葫芦、美人蕉、睡莲、茭白和芦苇,通过水生植物和微生物的共同作用,实现对藻类塘出水中藻类的有效拦截,并对水体进一步净化。
本发明与现有技术相比具有以下优点:
1、本发明专门针对黑臭河湖水体设计,提高了系统对氨氮和有机物的去除效能,提升了系统的富氧效率,充分利用空间,减少土地适用面积,因而可快速提高城市黑臭水体自净效率。
2、传统湿地及塘处理工艺处理黑臭水体易导致恶臭溢出,破坏城市周边环境;本发明前端产生臭味单元可以置于地下,或直接串联除臭装置,对周边环境影响小且环境友好。
3、本发明可以与城市河湖岸边公园及水景建设相结合,具有较好景观效果。
4、本发明主体处理工艺是离线处理措施,避免了对行洪产生影响。
5、本发明具有较好的污染物存储及净化能力,也可用于河湖突发水环境污染事故应急,实现入河湖毒害物的收集及专门处理,缩小事故污染范围,避免环境污染事故对下游污染。
6、本发明实现了城市水体黑臭去除、水质安全保障和景观娱乐等多项功能的集成。
附图说明
图1是本发明的一种城市黑臭河湖水体水质快速净化技术布置图
附图中的标号说明如下:
1-河湖前滞库,2-接触氧化砾石廊道,3-循环复合流湿地,4-生态景观塘,5-集水坑,6-提升泵,7-生态溢流堰,8-进水管,9-填料,10-曝气设施,11-溢流堰,12-下向流挡板,13-上向流挡板,14-曝气头,15-出水管。
具体实施方式
本发明是一种城市黑臭河湖水体水质快速净化技术,其中包括河湖前滞库1、接触氧化砾石廊道2、循环复合流湿地3和生态景观塘4。河湖前滞库1位于河道内,末端河道内建设生态溢流堰5提高水位并与下游隔离,前滞库末端河床底部设置集水坑6并安装潜污泵7。河湖前滞库1内黑臭水体经潜污泵7和输水管线8进入接触氧化砾石廊道2。黑臭水体在接触氧化砾石廊道2流动过程中,廊道底部布设的曝气装置9对黑臭水体进行曝气,通过调整曝气强度,保持水体DO稳定。黑臭水体在接触氧化砾石廊道内曝气充氧后,自流进入循环复合流湿地3;河水在循环复合流湿地3内循环流动,通过厌氧和好氧环境交互作用,持续逐步去除水体中COD和氮;处理后河水进入生态景观塘4,生态景观塘中种植睡莲和芦苇等进一步深度处理,最终出水补给河道下游或作绿化用水。
实施例1:
利用上述实施方式净化模拟河水。组合工艺尺寸为:河湖前滞库为0.2m2、接触氧化砾石廊道0.4m2、循环复合流湿地0.6m2和生态景观塘0.4m2,在水力停留时间为12h,温度15~30℃。在以上条件下净化COD浓度为45~110mg/L,氨氮浓度为2.4~8mg/L的模拟河水。组合工艺对COD的去除效果可达43%左右,对氨氮的去除效果可达60%左右,出水DO恢复到6.0mg/L以上。
实施例2:
利用上述实施方式净化河水。组合工艺为:河湖前滞库为3.0万m3/d,接触氧化砾石廊道建设规模为1.5万m3/d,循环复合流湿地建设规模为1.5万m3/d,生态景观塘建设规模2.4m2。组合工艺处理某河河水冬季为1.5万m3/d,夏季为3.0万m3/d。重污染河水经组合工艺净化后,水体中主要污染物指标COD≤40mg/L、BOD5≤10mg/L、NH3-N≤2.0mg/L、TP≤0.4mg/L。
Claims (9)
1.本发明是一种城市黑臭河湖水体水质快速净化技术,通过以下技术措施实现:工艺从前到后依次为河湖前滞库、接触氧化砾石廊道、循环复合流湿地和生态景观塘;河湖前滞库是在线处理设施,位于河道内;接触氧化砾石廊道、循环复合流湿地和生态景观塘是离线处理设置,位于河湖水体周边;黑臭河湖水体首先进入河湖前滞库,沉淀去除水体中粒径较大颗粒物;前滞库内黑臭河水经水泵提升后流入接触氧化砾石廊道,在接触氧化砾石廊道内曝气充氧后,河水自流进入循环复合流湿地;河水在循环复合流湿地内循环流动,通过厌氧和好氧环境交互作用,持续逐步去除水体中COD和氮;处理后河水进入生态景观塘进一步深度处理,最终出水补给河道下游或作绿化用水。
2.根据权利要求1所述的一种城市黑臭河湖水体水质快速净化技术,其特征在于:处理系统可采取序批式间歇运行也可采取连续持续运行方式;当待处理黑臭水体水量低于处理系统设计能力60%时,采取序批式间歇运行;当待处理水量高于系统设计能力60%时,采取连续持续运行。
3.根据权利要求1、2所述的一种城市黑臭河湖水体水质快速净化技术,其特征在于:系统的适宜运行水温为10~35℃;河湖前滞库水深为0.3~2.0m;接触氧化砾石廊道和循环复合流湿地水深0.5~3.0m;生态景观塘水深0.3~1.5m。
4.根据权利要求1、2、3所述的一种城市黑臭河湖水体水质快速净化技术,其特征在于:河湖前滞库位于河道内,末端建设生态溢流堰提高水位并与下游隔离,前滞库末端设置1.0~1.5m深集水坑并安装潜污泵,黑臭河水在前滞塘内停留时间2~8小时。
5.根据权利要求1、2、3所述的一种城市黑臭河湖水体水质快速净化技术,其特征在于:接触氧化砾石廊道位于河道外,可以置于地下或直接串联除臭装置;可根据当地地形地貌设置成“回”字形、直线型或曲线型,廊道长宽比(4~20)∶1,廊道底部布设曝气装置;并根据进水COD浓度及DO调整曝气强度,提升黑臭水体溶解氧大于4.0mg/L。
6.根据权利要求1、2、3所述的一种城市黑臭河湖水体水质快速净化技术,其特征在于:循环复合流湿地呈“回”字形,系统进出水与湿地内部水循环相互独立,可根据黑臭水体待处理量确定进出水采用间歇或连续的运行方式;湿地内水体循环比控制在0.5~30之间,具体根据湿地内生物脱氮水平和进水污染物负荷决定,水流的循环速度为0.3~0.7m/s。
7.根据权利要求1、2、3、6所述的一种城市黑臭河湖水体水质快速净化技术,其特征在于:循环复合流湿地填充厚度为0.3~2.7m的基质,包括砾石、功能填料、火山岩和陶粒,作为生物膜和植物生长的基质,还对出水起到过滤的作用。
8.根据权利要求1、2、3所述的一种城市黑臭河湖水体水质快速净化技术,其特征在于:生态景观塘长宽比为(2~6)∶1,生态景观塘设置不同水深,避免水体流动出现短流,提升对黑臭河流中氨氮和有机物的深度处理。
9.根据权利要求1、2、3、8所述的一种城市黑臭河湖水体水质快速净化技术,其特征在于:生态景观塘中种植浮萍、水花生、水葫芦、美人蕉、睡莲、茭白和芦苇,通过水生植物和微生物的共同作用,实现对藻类塘出水中藻类的有效拦截,并对水体进一步净化。
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