CN106145313A - 一种辐流式水体生态净化系统 - Google Patents

一种辐流式水体生态净化系统 Download PDF

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杜心慧
张俊
朱雪诞
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Abstract

本发明提供一种辐流式水体生态净化系统,包括沿水流方向依次分布的沉淀池、生物处理池和人工湿地,所述沉淀池和人工湿地均沿前后方向延伸,所述生物处理池沿左右方向延伸;所述生物处理池的进水端通过第一水渠与沉淀池相连通,且所述生物处理池的出水端通过第二水渠与人工湿地相连通。本发明中沉淀池和人工湿地均沿前后方向延伸,而生物处理池沿左右方向延伸;从而使水体在净化过程中,先沿前后方向流动、再沿左右方向流动、最后再沿前后方向流动,整体流动路线呈曲线状,延伸长了水体流动距离、以及净化时间,增强了本发明的净化效果,且采用此种结构布局,使得本发明整体空间结构更为紧凑、占用面积较小。

Description

一种辐流式水体生态净化系统
技术领域
本发明涉及环境工程技术领域,特别是涉及一种辐流式水体生态净化系统。
背景技术
河道型水源地容易受到沿线点源、面源污染或突发性化学污染事故的影响,从而导致其供水水质不稳定,水环境污染事件频发,对供水安全提出了考验。随着我国对水源地保护、供水安全保障的要求日益提高,许多城市和地区纷纷开展湖库型水源地、以及水质净化工程的建设,以改善供水水质、规避环境风险。以人工湿地等为代表的生态净化技术工艺,因其低碳节能、景观效果好、无二次污染等优势,已广泛应用于类似工程建设中。
不同于污废水处理工程,应用于水源地或入湖库河口的水体生态净化工程的处理规模通常较大,现有技术工艺受到地形条件限制和工艺配水方式的影响,需要附带建设许多分散的布水、输水和集水系统。一方面各项附属设施需要占用大量的土地资源,增加了运行调度难度;另一方面面积过大的净化系统也容易造成布水不均匀,从而缩短实际水力停留时间,进而影响处理效果。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种空间结构紧凑、占用面积小,且净化效果较好的辐流式水体生态净化系统。
为实现上述目的,本发明提供一种辐流式水体生态净化系统,包括沿水流方向依次分布的沉淀池、生物处理池和人工湿地,所述沉淀池和人工湿地均沿前后方向延伸,所述生物处理池沿左右方向延伸;所述生物处理池的进水端通过第一水渠与沉淀池相连通,且所述生物处理池的出水端通过第二水渠与人工湿地相连通;当水体流经沉淀池时,水体沿前后方向流动;当水体流经生物处理池时,水体沿左右方向流动;当水体流经人工湿地时,水体沿前后方向流动。
进一步地,所述沉淀池的宽度在水流方向上逐渐增大;所述人工湿地的宽度在水流方向上逐渐增大。
进一步地,所述第一水渠包括位于沉淀池的出水端、且沿左右方向延伸的第一收集渠和位于生物处理池的进水端、且沿前后方向延伸的第一布水渠。
进一步地,所述生物处理池中沿水流方向设有多个间隔分布的隔板,且多个隔板上下交错分布。
进一步地,所述第二水渠包括位于生物处理池的出水端、且沿前后方向延伸的第二收集渠和位于人工湿地的进水端、且沿左右方向延伸的第二布水渠。
进一步地,所述人工湿地中设有沿前后方向延伸的隔埂。
进一步地,所述人工湿地进水端与第二布水渠之间设有配水闸。
进一步地,所述配水闸与人工湿地进水端之间设有沿左右方向延伸的配水渠。
进一步地,所述人工湿地的出水端设有沿左右方向延伸的跌水堰。
进一步地,所述辐流式水体生态净化系统还包括与沉淀池的进水端相连通的布水池;所述布水池与沉淀池之间设有沿左右方向延伸、且具有多个流通孔的整流墙。
如上所述,本发明涉及的辐流式水体生态净化系统,具有以下有益效果:
本发明中辐流式水体生态净化系统,利用沉淀池沉淀水体中颗粒状杂质;再利用生物处理池可分解水体中的有机物等;最后,利用人工湿地可吸收水体中氮、磷等污染物,从而保证本发明具有较好净化效果、以及较高的净化效率;同时,本发明中沉淀池和人工湿地均沿前后方向延伸,而生物处理池沿左右方向延伸;从而使水体在净化过程中,先沿前后方向流动、再沿左右方向流动、最后再沿前后方向流动,整体流动路线呈曲线状,延伸长了水体流动距离、以及净化时间,进一步增强了本发明的净化效果,且采用此种结构布局,使得本发明布水更加均匀、整体空间结构更为紧凑、占用面积较小。
附图说明
图1为本发明中辐流式水体生态净化系统的俯视图。
图2为本发明中辐流式水体生态净化系统的纵向剖视图。
图3为本发明中生物处理池的纵向剖视图。
元件标号说明
1 沉淀池
11 沉淀槽
2 生物处理池
21 隔板
22 流通间隙
23 隔室
3 人工湿地
31 隔埂
32 跌水堰
33 水生植物
34 湿地分单元
4 第一水渠
41 第一收集渠
42 第一布水渠
5 第二水渠
51 第二收集渠
52 第二布水渠
6 配水闸
7 配水渠
8 布水池
9 整流墙
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式,熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
须知,本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本发明可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时,本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语,亦仅为便于叙述的明了,而非用以限定本发明可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容下,当亦视为本发明可实施的范畴。
本发明实施例中:如图1所示,将纸面的上下方向定义为前后方向,将纸面的左右方向定义为左右方向;如图2所示,将纸面的上下方向定义为上下方向。
如图1和图2所示,本发明提供一种辐流式水体生态净化系统,包括沿水流方向依次分布的沉淀池1、生物处理池2和人工湿地3,沉淀池1和人工湿地3均沿前后方向延伸,生物处理池2沿左右方向延伸;生物处理池2的进水端通过第一水渠4与沉淀池1相连通,且生物处理池2的出水端通过第二水渠5与人工湿地3相连通。本发明中辐流式水体生态净化系统,利用沉淀池1沉淀水体中颗粒状杂质;再利用生物处理池2可分解水体中的有机物;最后,利用人工湿地3可吸收水体中氮、磷等污染物,从而保证本发明具有较好净化效果、以及较高的净化效率。同时,本发明中沉淀池1和人工湿地3均沿前后方向延伸,而生物处理池2沿左右方向延伸;在净化过程中,当水体流经沉淀池1时,水体沿前后方向流动;而当水体流经生物处理池2时,水体沿左右方向流动;当水体流经人工湿地3时,水体再次沿前后方向流动;使得水体整体流动路线呈曲线状,延伸长了水体流动距离、以及净化时间,进一步增强了本发明的净化效果;且采用此种结构布局,使得本发明整体空间结构更为紧凑、占用面积较小。
如图1和图2所示,本申请中辐流式水体生态净化系统还包括与沉淀池1的进水端相连通的布水池8。布水池8与沉淀池1之间设有沿左右方向延伸、且具有多个流通孔的整流墙9。多个流通孔在整流墙9上均匀分布。本实施例中,布水池8呈扇形,且整流墙9在俯视角度也呈扇形。这样,如图1所示,需净化的水体由布水池8的圆心处流入布水池8、即进水口位于布水池8的圆心处;水体在布水池8中呈扇形分布,且在流经整流墙9时,水体被分散均匀、并由流通孔流入沉淀池1;从而保证沉淀池1对水体具有良好的净化效果。
如图1所示,沉淀池1的宽度在水流方向上逐渐增大。当水体流经沉淀池1时,沿水流方向的过水断面不断增大,水体流速也会不断降低,从而便于水体中较大悬浮颗粒状杂质沉淀下来。如图1所示,本实施例中沉淀池1呈扇形,即沉淀池1的进水端和出水端均呈弧形;且沉淀池1的后部设有沉淀槽11,该沉淀槽11用于容纳沉淀的颗粒状杂质。另外,在另一种实施例中沉淀池1也可采用梯形结构。
如图2所示,人工湿地3中种植有水生植物33,利用水生植物33能有效吸收水体中氮、磷等污染物。同时,如图1所示,人工湿地3的宽度在水流方向上逐渐增大。在本实施例中,人工湿地3也呈扇形,即人工湿地3的进水端和出水端均呈弧形。这样,当水体流经人工湿地3时,流速会逐渐放缓,从而能有效延长水体在人工湿地3中的停留时间;进而保证人工湿地3对水体具有较长的净化时间、以及较好的净化效果。
另外,如图1所示,本申请中辐流式水体生态净化系统整体呈扇形,夹角为60°~120°。在本实施例中辐流式水体生态净化系统的夹角为90°。生物处理池2在俯视状态下呈弧形带状结构,整体呈包围状环绕于沉淀池1的后端。为增强本发明的净化效率,生物处理池2至少有2条。如图1所示,在本实施例中生物处理池2有两条,且两条生物处理池2平行分布,以便于在需要时对单个生物处理池2进行维护检修。同时,如图1和图2所示,第一水渠4包括位于沉淀池1的出水端、且沿左右方向延伸的第一收集渠41和位于生物处理池2的进水端、且沿前后方向延伸的第一布水渠42。在本实施例中第一收集渠41呈弧形、且与生物处理池2相平行;第一布水渠42呈直线状、且沿径向延伸。水体从沉淀池1的出水端溢出后、流入第一收集渠41,并沿第一收集渠41流入第一布水渠42;随后,水体从第一布水渠42的左侧边溢出、并流入两条生物处理池2中,且在该过程中有效保证水体均匀、且呈面状流入生物处理池2中。
如图1和图3所示,生物处理池2中沿水流方向、即弧长方向设有多个间隔分布的隔板21,且多个隔板21上下交错分布,例如第一个隔板21位于高位、第二个隔板21位于低位、第三个隔板21位于高低,依次类推。当隔板21位于高位时,隔板21下端与生物处理池2的池底间具有流通间隙22,且隔板21上端不低于水位高度;当隔板21位于低位时,隔板21下端直接安装在生物处理池2的池底上、且隔板21上端低于水位高度。这样,当水体在每条生物处理池2中流动时,如图3所示,其流动路线呈上下起伏的曲线状,此种流动方式能有效保证水体在生物处理池2中呈整体推进式流动,避免水体只有部分、比如只有邻近表面的水在流动;同时也增加了实际水力停留时间,从而保证本发明对水体的净化效率更高。另外,如图1和图3所示,本实施例中生物处理池2中隔板21有3个,3个隔板将生物处理池2分隔成4个隔室23,便于在这4个隔室23中布设不同功能的生物处理设施。
如图1和图2所示,第二水渠5包括位于生物处理池2的出水端、且沿前后方向延伸的第二收集渠51和位于人工湿地3的进水端、且沿左右方向延伸的第二布水渠52。本实施例中第二收集渠51呈直线状、且沿径向延伸,第二布水渠52呈弧形、且与生物处理池2相平行。水体经生物处理池2净化后从左端、即生物处理池2的出水端溢流至第二收集渠51,并沿第二收集渠51流入第二布水渠52;随后,水体从第二布水渠52后侧边溢流出、并流入人工湿地3。
如图1所示,人工湿地3中设有多个沿前后方向、即径向延伸的隔埂31。多个隔埂31将人工湿地3分隔成多个并联的湿地分单元34,从而方便对单个湿地分单元34进行维护、管理。在本实施例中,隔埂31有8个、并将人工湿地3分隔成9个独立运行的湿地分单元34。9个湿地分单元34呈发散状并联排列于生物处理池2的后侧边。如图1和图2所示,人工湿地3中每个湿地分单元34的进水端与第二布水渠52之间均设有一个配水闸6,利用该配水闸6可在需要时控制水体流入所对应的湿地分单元34。如图1和图2所示,本实施例中配水闸6与人工湿地3进水端之间设有沿左右方向延伸的配水渠7,在俯视状态下配水渠7呈弧形;当水体由配水闸6流出时呈点状进水方式,而当水体继续推进、并流过配水渠7时则变为滩面推流状态,从而保证流入人工湿地3中湿地分单元34的水体均匀,进而保证人工湿地3对水体具有良好的净化处理效果。另外,如图1和图2所示,人工湿地3的出水端设有沿左右方向延伸的跌水堰32,在俯视状态下跌水堰32呈弧形,从而使得经人工湿地3净化后的水体呈发散状流入湖库等,有利用改善出水状态。
本发明中辐流式水体生态净化系统具有空间结构紧凑、布水分散均匀、运行调度灵活、造型美观特点;可有效减少工程占地,提高单位土地净化效率,从而节约工程建设及运行成本,适用于湖库型水源地的预处理、入湖库河口前置库建设等方面。
本申请中生物处理池2可以采用生物接触氧化、生物滤池等平流式生物处理工艺的一种或任意种组合。
本申请中人工湿地3可以采用表流人工湿地、潜流人工湿地、复合流人工湿地工艺的一种或任意种组合。各湿地分单元34的外扇边和内扇边长度比宜小于2:1,本实施例中外扇边和内扇边长度比为1.7:1。外扇边和内扇边长度的算术平均值与径向长度之比宜为3:1~5:1之间,本实施例中该比值为3.5:1。
综上所述,本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种辐流式水体生态净化系统,其特征在于:包括沿水流方向依次分布的沉淀池(1)、生物处理池(2)和人工湿地(3),所述沉淀池(1)和人工湿地(3)均沿前后方向延伸,所述生物处理池(2)沿左右方向延伸;所述生物处理池(2)的进水端通过第一水渠(4)与沉淀池(1)相连通,且所述生物处理池(2)的出水端通过第二水渠(5)与人工湿地(3)相连通;当水体流经沉淀池(1)时,水体沿前后方向流动;当水体流经生物处理池(2)时,水体沿左右方向流动;当水体流经人工湿地(3)时,水体沿前后方向流动。
2.根据权利要求1所述辐流式水体生态净化系统,其特征在于:所述沉淀池(1)的宽度在水流方向上逐渐增大;所述人工湿地(3)的宽度在水流方向上逐渐增大。
3.根据权利要求1所述辐流式水体生态净化系统,其特征在于:所述第一水渠(4)包括位于沉淀池(1)的出水端、且沿左右方向延伸的第一收集渠(41)和位于生物处理池(2)的进水端、且沿前后方向延伸的第一布水渠(42)。
4.根据权利要求1所述辐流式水体生态净化系统,其特征在于:所述生物处理池(2)中沿水流方向设有多个间隔分布的隔板(21),且多个隔板(21)上下交错分布。
5.根据权利要求1所述辐流式水体生态净化系统,其特征在于:所述第二水渠(5)包括位于生物处理池(2)的出水端、且沿前后方向延伸的第二收集渠(51)和位于人工湿地(3)的进水端、且沿左右方向延伸的第二布水渠(52)。
6.根据权利要求1所述辐流式水体生态净化系统,其特征在于:所述人工湿地(3)中设有沿前后方向延伸的隔埂(31)。
7.根据权利要求1所述辐流式水体生态净化系统,其特征在于:所述人工湿地(3)进水端与第二布水渠(52)之间设有配水闸(6)。
8.根据权利要求7所述辐流式水体生态净化系统,其特征在于:所述配水闸(6)与人工湿地(3)进水端之间设有沿左右方向延伸的配水渠(7)。
9.根据权利要求1所述辐流式水体生态净化系统,其特征在于:所述人工湿地(3)的出水端设有沿左右方向延伸的跌水堰(32)。
10.根据权利要求9所述辐流式水体生态净化系统,其特征在于:还包括与沉淀池(1)的进水端相连通的布水池(8);所述布水池(8)与沉淀池(1)之间设有沿左右方向延伸、且具有多个流通孔的整流墙(9)。
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