CN106986457A - 一种多域复合型初期雨水收集净化综合生态治理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多域复合型初期雨水收集净化综合生态治理系统，包括初级净化区、强化净化区、深度净化区、净化稳定区等单元。本发明根据治理水体的不同的生态环境，保证了面源污染的处理效果，在保证工程处理效果的同时，兼顾了护岸稳定性以及水体景观性，具有建设成本低、生态可行性、处理效率高、运行稳定性好、景观效果佳等优点，易于推广应用。

Description

一种多域复合型初期雨水收集净化综合生态治理系统
技术领域
本发明涉及湖泊水体生态修复的技术领域，具体涉及一种多域复合型初期雨水收集净化综合生态治理系统。
背景技术
水环境治理是当今环境面临的一个主要内容，长期以来，人们不断探索水体治理的途径，分析水环境恶化原因，目前，根据国内外研究及实践表明，造成水体恶化的主要污染源为点源污染与面源污染，点源污染与面源污染的治理也是目前环境治理的主要治理方向。随着点源污染物控制的加强，面源污染物的控制显得越来越重要。
面源污染是指溶解和固体的污染物从非特定地点，在降水或融雪的冲刷作用下，通过径流过程而汇入受纳水体(包括河流、湖泊、水库和海湾等)并引起有机污染、水体富营养化或有毒有害等其他形式的污染。目前，面源污染通过径流进入水体，并且大量的河道采用硬质渠化驳岸形式或土质自然驳岸，硬质渠化驳岸割离了滨水生态系统，土质自然驳岸具有完整生态系统，但生态净化能力有效，面源污染源复杂的情况下造成水体富营养化日趋严重、水体恶化趋势明显，河流湖泊变臭水沟、臭水塘的新闻现状已经数见不鲜，面源治理迫在眉睫。
此外，传统驳岸相比，面源污染严重地区水体由于功能的需要，如何提高面源污染消减能力，尽量减少人工化的痕迹，以与周边景观相协调，提升水体景观，也是河岸建设应该考虑的问题。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明的一个目的在于提供了一种多域复合型初期雨水收集净化综合生态治理系统。
该发明目的通过下述技术方案来实现：
一种多域复合型初期雨水收集净化综合生态治理系统，包括初级净化区，还包括强化净化区、深度净化区和净化稳定区，初级净化区底部设置有防渗层，防渗层上设置有初级净化区砾石层，初级净化区砾石层的粒径为60-100mm，初级净化区砾石层上设置有初级净化区植被层，初级净化区植被层为鸢尾、伞草中的一种或多种，
初级净化区与强化净化区之间通过初级净化区透水隔墙相隔，强化净化区底部设置有净化区防渗层，强化净化区内从下至上依次填充有强化净化区下层砾石层、强化净化区中层砾石层和强化净化区上层砾石层，强化净化区上层砾石层上设置有强化净化区植被层，强化净化区下层砾石层的粒径为60-100mm，强化净化区中层砾石层的粒径为30-60mm，强化净化区上层砾石层的粒径为15-30mm，强化净化区植被层为芦苇、香蒲、再力花、鸢尾、美人蕉、伞草、菖蒲中的一种或多种，
强化净化区与深度净化区之间通过强化净化区隔墙相隔，强化净化区隔墙底部设置有连通强化净化区底部与深度净化区底部的连通孔，
深度净化区底部设置有净化区防渗层，净化区防渗层上设置粒径为60-100mm的深度净化区砾石层，深度净化区砾石层上设置深度净化区植被层，深度净化区植被层为芦苇、香蒲、再力花、鸢尾、美人蕉、伞草、菖蒲中的一种或多种，
深度净化区与净化稳定区之间通过深度净化区隔墙相隔，
净化稳定区为设置在土质河湖底的净化稳定区水生植物层，净化稳定区水生植物层包括挺水植物、浮叶植物和沉水植物，挺水植物为菖蒲、梭鱼草、水葱、黄花鸢尾、伞草、再力花、美人蕉中的一种或多种；浮叶植物为睡莲、荇菜、芡实中的一种或多种；沉水植物为狐尾藻、苦草、金鱼藻、黑藻、眼子菜、菹草中的一种或多种。
如上所述的初级净化区透水隔墙的上部水平间隔设置有连通口，连通口与初级净化区砾石层的顶层平齐。
如上所述的初级净化区砾石层的顶面比强化净化区上层砾石层的顶面高至少25cm；强化净化区上层砾石层的顶面比深度净化区砾石层的顶面高至少25cm。
本发明的初级净化区、强化净化区、深度净化区填料层整体形式和尺寸可以根据用地情况灵活设计。
本发明的有益效果在于：
1、本发明装置结构紧凑、建造成本低、水力负荷高、运行稳定性强，通过三层净化区有效解决了面源污染削减问题，提高了净化处理效率及稳定运行时限，同时减少了二次污染问题，对周围环境影响小；
2、初级净化区有效收集初期雨水，结合透水混凝土隔墙自然渗透，有效收集与利用了初期雨水；
3、初级净化区+强化净化区+深度净化区+净化稳定区的组合有效提升了净水能力，系统出水水质相对传统生态过滤带提升明显；
4、本发明多域复合型初期雨水收集净化综合生态治理系统无任何动力，野外适应能力强。
5、本类型综合型生态治理措施利用了现有湖岸，无需其他工程用地，节省了工程建设成本；
6、本发明的富营养化水体的综合型生态治理措施，减少了人工化痕迹，同时，构建营造了多样性的湿地植被景观，提高了该生态修复处理装置与周边景观的协调性；
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制。
图1为本发明的结构示意图。
图中，1—防渗层、2—初级净化区砾石层、3—初级净化区植被层、4—初级净化区、5—初级净化区透水隔墙、6—强化净化区上层砾石层、7—强化净化区中层砾石层、8—强化净化区下层砾石层、9—强化净化区植被层、10—强化净化区、11—强化净化区隔墙、12—深度净化区砾石层、13—深度净化区植被层、14—深度净化区、15—深度净化区隔墙、16—净化区防渗层、17—净化稳定区水生植物层、18—净化稳定区。
具体实施方式
下面结合附图详细介绍本发明装置的组成结构、工作原理和应用方法。
本发明的一种多域复合型初期雨水收集净化综合生态治理系统建在待处理的湖泊或水体岸边，处理水为面源污染水体。本发明装置充分利用了生态系统中微生物、水生植物等的生态位、相互作用的关系和各自的优势，在拦截净化处理面源污染水体的同时，对湖泊水体岸带景观也起到了提升的作用。
下面结合实施例对本发明作详细说明。
实施例1：
一种多域复合型初期雨水收集净化综合生态治理系统，包括初级净化区4，还包括强化净化区10、深度净化区14和净化稳定区18，初级净化区4底部设置有防渗层1，防渗层1上设置有初级净化区砾石层2，初级净化区砾石层2的粒径为60-100mm，初级净化区砾石层2上设置有初级净化区植被层3，初级净化区植被层3为鸢尾、伞草中的一种或多种，
初级净化区4与强化净化区10之间通过初级净化区透水隔墙5相隔，强化净化区10底部设置有净化区防渗层16，强化净化区10内从下至上依次填充有强化净化区下层砾石层8、强化净化区中层砾石层7和强化净化区上层砾石层6，强化净化区上层砾石层6上设置有强化净化区植被层9，强化净化区下层砾石层8的粒径为60-100mm，强化净化区中层砾石层7的粒径为30-60mm，强化净化区上层砾石层6的粒径为15-30mm，强化净化区植被层9为芦苇、香蒲、再力花、鸢尾、美人蕉、伞草、菖蒲中的一种或多种，
强化净化区10与深度净化区14之间通过强化净化区隔墙11相隔，强化净化区隔墙11底部设置有连通强化净化区10底部与深度净化区14底部的连通孔，
深度净化区14底部设置有净化区防渗层16，净化区防渗层16上设置粒径为60-100mm的深度净化区砾石层12，深度净化区砾石层12上设置深度净化区植被层13，深度净化区植被层13为芦苇、香蒲、再力花、鸢尾、美人蕉、伞草、菖蒲中的一种或多种，
深度净化区14与净化稳定区18之间通过深度净化区隔墙15相隔，
净化稳定区18为设置在土质河湖底的净化稳定区水生植物层17，净化稳定区水生植物层17包括挺水植物、浮叶植物和沉水植物，挺水植物为菖蒲、梭鱼草、水葱、黄花鸢尾、伞草、再力花、美人蕉中的一种或多种；浮叶植物为睡莲、荇菜、芡实中的一种或多种；沉水植物为狐尾藻、苦草、金鱼藻、黑藻、眼子菜、菹草中的一种或多种。
如上所述的初级净化区透水隔墙5的上部水平间隔设置有连通口，连通口与初级净化区砾石层2的顶层平齐。
如上所述的初级净化区砾石层2的顶面比强化净化区上层砾石层6的顶面高至少25cm；强化净化区上层砾石层6的顶面比深度净化区砾石层12的顶面高至少25cm。
实施例2
一种多域复合型初期雨水收集净化综合生态治理系统，将本发明装置应用于富营养化湖泊综合生态治理工程，如图1所示。
进一步的，初级净化区4宽2m，初级净化区内填充初级净化区砾石层2，初级净化区砾石层2采用粒径为60-100mm的砾石，初级净化区砾石层2高度1.3m；
进一步的，初级净化区4内的水深1.3m；
进一步的，初级净化区植被层3采用鸢尾；
进一步的，初级净化区透水隔墙5高1.5m，初级净化区透水隔墙5厚度为0.20m，采用透水混凝土，初级净化区透水隔墙5上与初级净化区砾石层2顶面平齐处上水平向间隔1m设置高0.1m宽0.2m的连通口。
进一步的，强化净化区10宽度为2m，强化净化区内分层填充，最下层为粒径为60-100mm且厚度为0.4m的强化净化区下层砾石层8，强化净化区下层砾石层8上设置粒径为30-60mm且厚度为0.4m的强化净化区中层砾石层(7)，强化净化区中层砾石层7上设置粒径为15-30mm且厚度为0.4m的强化净化区上层砾石层6，强化净化区上层砾石层6上设置美人蕉，种植密度为16株/m2。
进一步的，强化净化区隔墙11高1.3m，厚度为0.2m，采用混凝土墙。底部水平向间隔1m设置高0.1m宽0.2m的连通孔。
深度净化区14宽度为2m，深度净化区内填充粒径为60-100mm深度净化区砾石层12，深度净化区砾石层12厚度为0.9m，深度净化区砾石层12上深度净化区植被层13为芦苇，种植密度为16株/m2。
深度净化区隔墙15高度为1m，深度净化区隔墙15厚度为0.2m，采用混凝土墙。
净化稳定区水生植物层17中的挺水植物为再力花，再力花的种植面积为20m2，种植密度为16株/m2；浮叶植物为睡莲，睡莲的种植面积为50m2，种植密度为2株/m2；沉水植物为狐尾藻、苦草，狐尾藻种植面积为200m2，种植密度为100株/m2，苦草种植面积为200m2，种植密度为100株/m2。
其他与实施例1一致。
运行1年后，处理效果如表1所示：
表1为本实施例治理措施水质状况对比表
水质 pH CODMn NH3-N TN TP
初期雨水 6.2 230 4.9 6.25 5.6
系统出水 7.1 110 2.1 3.2 2.5
处理率 --- 52.17％ 57.14％ 48.80％ 55.36％
去除水体中部分的营养物质，多域复合型初期雨水收集净化综合生态治理系统的高锰酸盐指数去除率为52.17％、TN去除率为48.80％、TP去除率为57.14％；
实施例3
一种多域复合型初期雨水收集净化综合生态治理系统，将本发明装置应用于富营养化湖泊综合生态治理工程，如图1所示。
进一步的，初级净化区4宽3m，初级净化区内填充初级净化区砾石层2，初级净化区砾石层2采用粒径为60-100mm的砾石，初级净化区砾石层2高度0.8m；
进一步的，初级净化区4内的水深0.8m；
进一步的，初级净化区植被层3采用伞草；
进一步的，初级净化区透水隔墙5高1m，初级净化区透水隔墙5厚度为0.20m，采用透水混凝土，初级净化区透水隔墙5上与初级净化区砾石层2顶面平齐处上水平向间隔1m设置高0.1m宽0.2m的连通口。
进一步的，强化净化区10宽度为2m，强化净化区内分层填充，最下层为粒径为60-100mm且厚度为0.3m的强化净化区下层砾石层8，强化净化区下层砾石层8上设置粒径为30-60mm且厚度为0.3m的强化净化区中层砾石层7，强化净化区中层砾石层7上设置粒径为15-30mm且厚度为0.3m的强化净化区上层砾石层6，强化净化区上层砾石层6上设置鸢尾，鸢尾种植密度为16株/m2。
进一步的，强化净化区隔墙11高1m，厚度为0.2m，采用混凝土墙。底部水平向间隔1m设置高0.1m宽0.2m的连通孔。
深度净化区14宽度为2m，深度净化区内填充粒径为60-100mm深度净化区砾石层12，深度净化区砾石层12厚度为0.9m，深度净化区砾石层12上深度净化区植被层13为菖蒲，种植密度为16株/m2。
深度净化区隔墙15高度为1m，深度净化区隔墙15厚度为0.2m，采用混凝土墙。
净化稳定区水生植物层17中的挺水植物为黄花鸢尾，黄花鸢尾的种植面积为20m2，种植密度为16株/m2；浮叶植物为睡莲，睡莲的种植面积约50m2，种植密度为2株/m2；沉水植物为黑藻、眼子菜，黑藻种植面积为200m2，种植密度为100株/m2；眼子菜种植面积为200m2，种植密度为100株/m2。
其他与实施例1一致。
运行1年后，处理效果如表2所示：
表2为本实施例治理措施水质状况对比表
水质 pH CODMn NH3-N TN TP
初期雨水 6.1 252 5.2 6.5 5.5
系统出水 6.9 120 2.2 3.3 2.6
处理率 --- 52.38％ 57.69％ 49.23％ 52.73％
去除水体中部分的营养物质，多域复合型初期雨水收集净化综合生态治理系统的高锰酸盐指数去除率为52.38％、TN去除率为49.23％、TP去除率为52.73％；
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (3)

1.一种多域复合型初期雨水收集净化综合生态治理系统，包括初级净化区（4），其特征在于，还包括强化净化区（10）、深度净化区（14）和净化稳定区（18），初级净化区（4）底部设置有防渗层（1），防渗层（1）上设置有初级净化区砾石层（2），初级净化区砾石层（2）的粒径为60-100mm，初级净化区砾石层（2）上设置有初级净化区植被层（3），初级净化区植被层（3）为鸢尾、伞草中的一种或多种，
初级净化区（4）与强化净化区（10）之间通过初级净化区透水隔墙（5）相隔，强化净化区（10）底部设置有净化区防渗层（16），强化净化区（10）内从下至上依次填充有强化净化区下层砾石层（8）、强化净化区中层砾石层（7）和强化净化区上层砾石层（6），强化净化区上层砾石层（6）上设置有强化净化区植被层（9），强化净化区下层砾石层（8）的粒径为60-100mm，强化净化区中层砾石层（7）的粒径为30-60mm，强化净化区上层砾石层（6）的粒径为15-30mm，强化净化区植被层（9）为芦苇、香蒲、再力花、鸢尾、美人蕉、伞草、菖蒲中的一种或多种，
强化净化区（10）与深度净化区（14）之间通过强化净化区隔墙（11）相隔，强化净化区隔墙（11）底部设置有连通强化净化区（10）底部与深度净化区（14）底部的连通孔，
深度净化区（14）底部设置有净化区防渗层（16），净化区防渗层（16）上设置粒径为60-100mm的深度净化区砾石层（12），深度净化区砾石层（12）上设置深度净化区植被层（13），深度净化区植被层（13）为芦苇、香蒲、再力花、鸢尾、美人蕉、伞草、菖蒲中的一种或多种，
深度净化区（14）与净化稳定区（18）之间通过深度净化区隔墙（15）相隔，
净化稳定区（18）为设置在土质河湖底的净化稳定区水生植物层（17），净化稳定区水生植物层（17）包括挺水植物、浮叶植物和沉水植物，挺水植物为菖蒲、梭鱼草、水葱、黄花鸢尾、伞草、再力花、美人蕉中的一种或多种；浮叶植物为睡莲、荇菜、芡实中的一种或多种；沉水植物为狐尾藻、苦草、金鱼藻、黑藻、眼子菜、菹草中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的一种多域复合型初期雨水收集净化综合生态治理系统，其特征在于，所述的初级净化区透水隔墙（5）的上部水平间隔设置有连通口，连通口与初级净化区砾石层（2）的顶层平齐。
3.根据权利要求1所述的一种多域复合型初期雨水收集净化综合生态治理系统，其特征在于，所述的初级净化区砾石层（2）的顶面比强化净化区上层砾石层（6）的顶面高至少25cm；强化净化区上层砾石层（6）的顶面比深度净化区砾石层（12）的顶面高至少25cm。
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