CN107487857B - 一种排口原位生态治理净化系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种排口原位生态治理净化系统，包括设置在排口外围的围格，还包括立体生态浮床、净化浮床、曝气系统和药剂播撒船，可根据治理排口的不同的类型，保证了排口水体的处理效果，在保证工程处理效果的同时，兼顾了营造湖泊景观的目的，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
技术领域
本发明涉及湖泊水体生态修复的技术领域，具体涉及一种排口原位生态治理净化系统。
背景技术
近年来，雨天合流制管道溢流(CSOs)污染日益引起人们的关注，大量的污染物排放到城市内河、内湖等受纳水体中，给城市的水生生态环境造成了严重的污染和破坏。与此同时，分流制雨水管道和泵站在雨天也向城市河网水系排放了大量的污染物，尤其是初期雨水，其污染程度更是不容忽视，初期雨水等不经过处理，直接排入湖泊河流中，会造成相应污染，致使水体中有机污染物含量提高。其中，菌类分解水体有机物会消耗水中含氧量，致使水中鱼类生物死亡，甚至水体逐渐变臭。在此背景下，很多城市已经着手控制和削减城市雨水径流污染，但是受到现有管网布局及输运能力、经济成本、施工可行性、污水处理厂空余处理能力等诸多客观条件的限制，这些整治往往无法一步到位，需要数年乃至更久的时间逐步完成。
生活污水等不经过处理，直接排入河流中，会造成相应污染，致使水体中有机污染物含量提高。其中，菌类分解水体有机物会消耗水中含氧量，致使水中鱼类生物死亡，甚至水体逐渐变臭。
降雨径流的主要污染物有悬浮沉积物、营养物质、耗氧物质、细菌和有毒污染物等。雨水径流污染物的浓度随着降雨状况及路面污染物累积状况的不同而随机变化一般而言。径流水质中主要污染物为悬浮物和有机物，也可能含有氮、磷等营养物质。这些物质如果随雨水径流进入水体.都有可能对水环境造成重要影响在降雨形成径流过程中各项水质指标很快就达到峰值。随着降雨历时的延长.相应的浓度逐渐降低，最后趋于平缓；径流中的SS是总COD的主要贡献：大量的悬浮物是造成总有机污染物指标较高的主要原因：不同的降雨历时中，初期雨水污染指标相差较大。初期径流尤其是前40min的径流危害很大.特别是SS、COD等超标严重，在排人地表水体前要经过处理初期径流虽然量不大但污染性很强.若将这部分径流分出并妥善处置，那么雨水径流的污染总量将会大大减少。
部分河道湖泊由于城市开发，岸边用地紧张，排口末端无改造用地，排口排水直接入湖，因此，为保护好河道湖泊等天然水体，对于直接排入湖泊河道的排口进行原位净化十分迫切。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种排口原位生态治理净化系统，通过围格形成较封闭空间，防止污水大面积扩散，通过浮床以及悬挂在下方的人工水草，通过曝气利用植物根系和微生物的共同作用，吸收并分解湖泊中以及吸附在根系表面的营养物质，高效去除N、P及有机污染物。
一种排口原位生态治理净化系统，包括设置在排口外围的围格、立体生态浮床、净化浮床、曝气系统和药剂播撒船。
围格采用双层滤布，双层滤布之间间隔不小于1米，双层滤布之间设置浮叶植物，双层滤布可以采用锦纶滤网，锦纶滤网的孔径为150～250目，围格上端与浮子连接，浮子可以采用高强度泡沫，围格的下端与渔网铅坠连接，渔网铅坠规格可以为80～120g，沿围格间隔4～6m设置钢管，钢管管径可选用160～200mm，钢管通过绳索与围格绑扎。围格比常水位高10～20cm。
围格设置在排口外围范围，整体为弧形或方形。
立体生态浮床包括生态浮体、种植在生态浮体上的挺水植物、以及悬挂在生态浮体下部的人工水草；生态浮体由PE材质的浮盆单体拼接而成，浮盆单体的长宽可以选用330*330mm，相邻的浮盆单体之间通过卡扣固定，拼装完成后形成生态浮体，生态浮体采用渔网包裹固定，包裹后的生态浮体采用带筋水泥锚固定，带筋水泥锚的长宽高可以选用350*350*150mm，带筋水泥锚内预埋钢筋，钢筋的直径可以选用4～8mm，通过尼龙绳将生态浮体与带筋水泥锚的钢筋连接，尼龙绳可以选用直径为8～12mm，生态浮体外围间距2～4米布设带筋水泥锚；生态浮体上种植挺水植物；生态浮体下方悬挂人工水草，整体形成立体生态浮床，人工水草布按10束/平方米的悬挂密度悬挂于生态浮体下方，人工水草的比表面积300平方米/平方米及以上，人工水草的长度为1～3米。
立体生态浮床设置在围格所围区域内，优选的，立体生态浮床俯视为长方形，且立体生态浮床的长边垂直于水流方向布设，各个立体生态浮床间隔控制不小于2m，以方便后期药剂播撒船行走。
净化浮床包括外围浮体和包裹在外围浮体上的渔网，净化浮床的外围浮体内的种植有浮叶植物。
净化浮床布设于围格内外两侧，净化浮床通过渔网与围格顶部相连。净化浮床的外围通过长宽高为350*350*150mm的带筋水泥锚进行固定。
浮叶植物可选用铜钱草、粉绿狐尾藻等浮叶植物中的一种或任意组合，浮叶植物的种植密度可以为5～13株/平方米；挺水植物可以选用梭鱼草、黄花鸢尾、伞草、美人蕉等中的一种或任意组合，挺水植物的种植密度可以为5～13株/平方米。
曝气系统包括罗茨风机、微孔曝气管和控制柜，罗茨风机分别与微孔曝气管和控制柜连接。微孔曝气管的曝气孔的孔径范围为2～8mm，微孔曝气管布设于水下，微孔曝气管离水底不小于50cm，竹竿与竹竿捆扎形成整体框架，整体框架固定在水底，微孔曝气管绑扎在整体框架上，将微孔曝气管绑扎安装在整体框架上以保证微孔曝气管的现状稳定，为防止曝气时微孔曝气管漂上水面。罗茨风机和控制柜等设于岸上控制室内以便于操作。曝气管可以选用DN60～100的PVC管，曝气孔直径为2～8mm，曝气孔的间隔为2～8cm。
药剂播撒船采用小型船只，排口排入污染水体时，启动人工操作方式抛洒药剂，抛洒药剂为微生物制剂。
微生物制剂采用光合细菌、硝化菌、红螺菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、磷细菌按相同个数比例组合成复合生物菌剂。
本发明的优点和有益效果在于：
1、本发明不受水深影响，充分利用现有水面对来水进行原位净化；
2、本发明对排口排出的水体中的营养盐均有很好的分解、吸收、净化能力，微生物、水生植物对营养物质的吸收有利于水体中N、P等营养平衡，能有效地削减污染负荷；
3、本发明利用了现有湖体，无需其他工程用地，节省了工程建设成本；
4、本发明的排口原位生态治理净化系统易拆除，可移动；
5、本发明的生物性多样，运行稳定性强，整体稳定性好；
6、本发明的排口原位生态治理净化系统，在治理污染的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
图1为本发明的俯视结构示意图。
图2为本发明的侧视结构示意图。
图中，1-净化浮床、2-围格、3-曝气系统、4-立体生态浮床、5-控制室、6-排口、7-药剂播撒船。
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。
实施例1
一种排口原位生态治理净化系统，应用于岳阳市城区一富营养化湖泊水质净化处理工程，包括设置在排口外围的围格2、立体生态浮床4、净化浮床1、曝气系统和药剂播撒船。
围格2采用双层滤布，双层滤布之间间隔不小于1米，双层滤布之间设置浮叶植物，双层滤布可以采用锦纶滤网，锦纶滤网的孔径为250目，围格2上端与浮子连接，浮子可以采用直径为150的高强度球形泡沫，围格2的下端与渔网铅坠连接，渔网铅坠规格可以为120g，沿围格2间隔6m设置钢管，钢管管径可选用200mm，钢管通过绳索与围格2绑扎。围格2高5.1米，比常水位高20cm。
围格2设置在排口外围范围，整体为弧形。
立体生态浮床4包括生态浮体、种植在生态浮体上的挺水植物、以及悬挂在生态浮体下部的人工水草；生态浮体由PE材质的浮盆单体拼接而成，浮盆单体的长宽可以选用330*330mm，相邻的浮盆单体之间通过卡扣固定，拼装完成后形成生态浮体，生态浮体采用渔网包裹固定，包裹后的生态浮体采用带筋水泥锚固定，带筋水泥锚的长宽高可以选用350*350*150mm，带筋水泥锚内预埋钢筋，钢筋的直径可以选用8mm，通过尼龙绳将生态浮体与带筋水泥锚的钢筋连接，尼龙绳可以选用直径为12mm，生态浮体外围间距4米布设带筋水泥锚；生态浮体上种植挺水植物；生态浮体下方悬挂人工水草，整体形成立体生态浮床，人工水草布按10束/平方米的悬挂密度悬挂于生态浮体下方，人工水草的比表面积500平方米/平方米及以上，人工水草的长度为3米。
立体生态浮床4设置在围格2所围区域内，优选的，立体生态浮床4俯视为长×宽为6×3m的长方形，且立体生态浮床的长边垂直于水流方向布设，各个立体生态浮床4间隔控制为3m，以方便后期药剂播撒船行走。
净化浮床1包括外围浮体和包裹在外围浮体上的渔网，净化浮床1的外围浮体内的种植有浮叶植物。渔网为尼龙渔网，网眼10*10mm，网线6股。
在本实施例中，浮叶植物选用铜钱草，浮叶植物的种植密度可以为13株/平方米；挺水植物选用美人蕉，挺水植物的种植密度可以为13株/平方米。
净化浮床1布设于围格2内外两侧，净化浮床1通过线径为10mm的渔网与围格2顶部相连。净化浮床1的外围通过长宽高为350×350×150mm的带筋水泥锚进行固定。
曝气系统包括罗茨风机、微孔曝气管和控制柜，罗茨风机分别与微孔曝气管和控制柜连接。微孔曝气管的曝气孔的孔径范围为8mm，微孔曝气管布设于水下，微孔曝气管离水底100cm，竹竿与竹竿捆扎形成整体框架，整体框架固定在水底，微孔曝气管绑扎在整体框架上，将微孔曝气管绑扎安装在整体框架上以保证微孔曝气管的现状稳定，为防止曝气时微孔曝气管漂上水面。罗茨风机和控制柜等设于岸上控制室内以便于操作。曝气管可以选用DN100的PVC管，曝气孔直径为8mm，曝气孔的间隔为8cm。
药剂播撒船采用小型船只，排口排入污染水体时，启动人工操作方式抛洒药剂，抛洒药剂为微生物制剂。
微生物制剂采用光合细菌、硝化菌、红螺菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、磷细菌按相同个数比例组合成复合生物菌剂。
微生物制剂通过与湖水混合后采用进行喷撒。
实施例1运行处理效果如表1所示：
表1实施例1对于水质处理后的状况对比表
| 水质 | pH | COD<sub>Mn</sub> | NH<sub>3</sub>-N | TN | TP |
| 排口排水 | 7.37 | 16.2 | 16.4 | 18.1 | 1.48 |
| 系统出水 | 7.75 | 13.1 | 11.5 | 13.7 | 1.31 |
| 处理率 | --- | 19.14％ | 29.88％ | 24.31％ | 11.49％ |
本发明能去除排口水体中部分的营养物质，高锰酸盐指数去除率为19.14％、NH3-N去除率为29.88％、TN去除率为24.31％、TP去除率为11.49％。
实施例2
一种排口原位生态治理净化系统，包括设置在排口外围的围格2、立体生态浮床4、净化浮床1、曝气系统和药剂播撒船。
围格2采用双层滤布，双层滤布之间间隔不小于1米，双层滤布之间设置浮叶植物，双层滤布可以采用锦纶滤网，锦纶滤网的孔径为200目，围格2上端与浮子连接，浮子可以采用直径为150mm的高强度球形泡沫，围格2的下端与渔网铅坠连接，渔网铅坠规格可以为100g，沿围格2间隔5m设置钢管，钢管管径可选用180mm，钢管通过绳索与围格2绑扎。围格2高4.1米，围格2比常水位高15cm。
围格2设置在排口外围范围，整体为弧形或方形。
立体生态浮床4包括生态浮体、种植在生态浮体上的挺水植物、以及悬挂在生态浮体下部的人工水草；生态浮体由PE材质的浮盆单体拼接而成，浮盆单体的长宽可以选用330*330mm，相邻的浮盆单体之间通过卡扣固定，拼装完成后形成生态浮体，生态浮体采用渔网包裹固定，包裹后的生态浮体采用带筋水泥锚固定，带筋水泥锚的长宽高可以选用350*350*150mm，带筋水泥锚内预埋钢筋，钢筋的直径可以选用6mm，通过尼龙绳将生态浮体与带筋水泥锚的钢筋连接，尼龙绳可以选用直径为10mm，生态浮体外围间距3米布设带筋水泥锚；生态浮体上种植挺水植物；生态浮体下方悬挂人工水草，整体形成立体生态浮床，人工水草布按10束/平方米的悬挂密度悬挂于生态浮体下方，人工水草的比表面积为400平方米/平方米，人工水草的长度为2米。
立体生态浮床4设置在围格2所围区域内，优选的，立体生态浮床4俯视为8*4m的长方形，且立体生态浮床的长边垂直于水流方向布设，各个立体生态浮床4间隔为3m，以方便后期药剂播撒船行走。
净化浮床1包括外围浮体和包裹在外围浮体上的渔网，净化浮床1的外围浮体内的种植有浮叶植物。净化浮床宽2米，渔网为尼龙渔网，网眼10*10mm，网线6股。
净化浮床1布设于围格2内外两侧，净化浮床1通过线径为10mm的渔网与围格2顶部相连。净化浮床1的外围通过长宽高为350*350*150mm的带筋水泥锚进行固定。
在本实施例中，浮叶植物选用粉绿狐尾藻，种植密度可以为9株/平方米，挺水植物选用梭鱼草，种植密度可以为9株/平方米。
曝气系统包括罗茨风机、微孔曝气管和控制柜，罗茨风机分别与微孔曝气管和控制柜连接。微孔曝气管的曝气孔的孔径范围为5mm，微孔曝气管布设于水下，微孔曝气管离水底100cm，竹竿与竹竿捆扎形成整体框架，整体框架固定在水底，微孔曝气管绑扎在整体框架上，将微孔曝气管绑扎安装在整体框架上以保证微孔曝气管的现状稳定，为防止曝气时微孔曝气管漂上水面。罗茨风机和控制柜等设于岸上控制室内以便于操作。曝气管可以选用DN80的PVC管，曝气孔直径为5mm，曝气孔的间隔为5cm。
药剂播撒船采用小型船只，排口排入污染水体时，启动人工操作方式抛洒药剂，抛洒药剂为微生物制剂。
微生物制剂采用光合细菌、硝化菌、红螺菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、磷细菌按相同个数比例组合成复合生物菌剂。
实施例2运行处理效果如表2所示：
表2实施例2对于水质处理后的状况对比表
| 水质 | pH | COD<sub>Mn</sub> | NH<sub>3</sub>-N | TN | TP |
| 排口排水 | 7.41 | 15.3 | 19.2 | 20.7 | 1.65 |
| 系统出水 | 7.65 | 12.4 | 13.5 | 15.4 | 1.42 |
| 处理率 | --- | 18.95％ | 29.69％ | 25.60％ | 13.94％ |
实施例3
一种排口原位生态治理净化系统，包括设置在排口外围的围格2、立体生态浮床4、净化浮床1、曝气系统和药剂播撒船。
围格2采用双层滤布，双层滤布之间间隔不小于1米，双层滤布之间设置浮叶植物，双层滤布可以采用锦纶滤网，锦纶滤网的孔径为150目，围格2上端与浮子连接，浮子可以采用高强度泡沫，围格2的下端与渔网铅坠连接，渔网铅坠规格可以为80g，沿围格2间隔4m设置钢管，钢管管径可选用160mm，钢管通过绳索与围格2绑扎。围格2高3.2米，围格2比常水位高10cm。
围格2设置在排口外围范围，整体为弧形或方形。
立体生态浮床4包括生态浮体、种植在生态浮体上的挺水植物、以及悬挂在生态浮体下部的人工水草；生态浮体由PE材质的浮盆单体拼接而成，浮盆单体的长宽可以选用330*330mm，相邻的浮盆单体之间通过卡扣固定，拼装完成后形成生态浮体，生态浮体采用渔网包裹固定，包裹后的生态浮体采用带筋水泥锚固定，带筋水泥锚的长宽高可以选用350*350*150mm，带筋水泥锚内预埋钢筋，钢筋的直径可以选用4mm，通过尼龙绳将生态浮体与带筋水泥锚的钢筋连接，尼龙绳可以选用直径为8mm，生态浮体外围间距2米布设带筋水泥锚；生态浮体上种植挺水植物；生态浮体下方悬挂人工水草，整体形成立体生态浮床，人工水草布按10束/平方米的悬挂密度悬挂于生态浮体下方，人工水草的比表面积300平方米/平方米及以上，人工水草的长度为1米。
立体生态浮床4设置在围格2所围区域内，优选的，立体生态浮床4俯视为长方形，且立体生态浮床的长边垂直于水流方向布设，各个立体生态浮床4间隔控制不小于2m，以方便后期药剂播撒船行走。
净化浮床1包括外围浮体和包裹在外围浮体上的渔网，净化浮床1的外围浮体内的种植有浮叶植物。
净化浮床1布设于围格2内外两侧，净化浮床1通过渔网与围格2顶部相连。净化浮床1的外围通过长宽高为350*350*150mm的带筋水泥锚进行固定。
在本实施例中，浮叶植物选用铜钱草，浮叶植物的种植密度为5株/平方米；挺水植物选用伞草，挺水植物的种植密度为5株/平方米。
曝气系统包括罗茨风机、微孔曝气管和控制柜，罗茨风机分别与微孔曝气管和控制柜连接。微孔曝气管的曝气孔的孔径范围为2mm，微孔曝气管布设于水下，微孔曝气管离水底50cm，竹竿与竹竿捆扎形成整体框架，整体框架固定在水底，微孔曝气管绑扎在整体框架上，将微孔曝气管绑扎安装在整体框架上以保证微孔曝气管的现状稳定，为防止曝气时微孔曝气管漂上水面。罗茨风机和控制柜等设于岸上控制室内以便于操作。曝气管可以选用DN60的PVC管，曝气孔直径为2mm，曝气孔的间隔为2cm。
药剂播撒船采用小型船只，排口排入污染水体时，启动人工操作方式抛洒药剂，抛洒药剂为微生物制剂。
微生物制剂采用光合细菌、硝化菌、红螺菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、磷细菌按相同个数比例组合成复合生物菌剂。
实施例3运行处理效果如表3所示：
表3实施例3对于水质处理后的状况对比表
| 水质 | pH | COD<sub>Mn</sub> | NH<sub>3</sub>-N | TN | TP |
| 排口排水 | 7.42 | 15.8 | 18.7 | 19.1 | 1.55 |
| 系统出水 | 7.62 | 12.1 | 12.5 | 14.1 | 1.4 |
| 处理率 | --- | 23.42％ | 33.16％ | 26.18％ | 9.68％ |
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 (6)
1.一种排口原位生态治理净化系统，包括设置在排口外围的围格(2)，其特征在于，还包括立体生态浮床(4)、净化浮床(1)、曝气系统和药剂播撒船，
围格(2)为双层滤布，双层滤布之间设置浮叶植物，围格(2)上端与浮子连接，围格(2)的下端与渔网铅坠连接，沿围格(2)间隔设置钢管，钢管通过绳索与围格(2)绑扎，
立体生态浮床(4)设置在围格(2)所围区域内，立体生态浮床(4)包括生态浮体、种植在生态浮体上的挺水植物、以及悬挂在生态浮体下部的人工水草，生态浮体采用渔网包裹，生态浮体通过带筋水泥锚固定，
净化浮床(1)布设于围格(2)内外两侧，净化浮床(1)通过渔网与围格(2)顶部相连，净化浮床(1)通过带筋水泥锚进行固定，净化浮床(1)包括外围浮体和包裹在外围浮体上的渔网，外围浮体内的种植有浮叶植物，
曝气系统包括罗茨风机、微孔曝气管和控制柜，罗茨风机分别与微孔曝气管和控制柜连接，微孔曝气管布设于围格(2)所围区域的水下，微孔曝气管绑扎在整体框架上，整体框架固定在水底，
药剂播撒船设置在围格(2)所围区域内，
双层滤布之间间隔不小于1米，双层滤布材质为锦纶滤网，锦纶滤网的孔径为150～250目，渔网铅坠规格为80～120g，钢管沿围格(2)间隔4～6m设置，钢管管径为160～200mm，围格(2)比常水位高10～20cm。
2.根据权利要求1所述的一种排口原位生态治理净化系统，其特征在于，所述的挺水植物为梭鱼草、黄花鸢尾、伞草、美人蕉等中的一种或任意组合；所述的浮叶植物为铜钱草、粉绿狐尾藻中的一种或任意组合。
3.根据权利要求2所述的一种排口原位生态治理净化系统，其特征在于，所述的挺水植物的种植密度为5～13株/平方米；所述的浮叶植物的种植密度为5～13株/平方米。
4.根据权利要求1所述的一种排口原位生态治理净化系统，其特征在于，所述的生态浮体由PE材质的浮盆单体拼接而成，相邻的浮盆单体之间通过卡扣固定，人工水草布按10束/平方米的悬挂密度悬挂于生态浮体下方，人工水草的比表面积为300平方米/平方米及以上，人工水草的长度为1～3米。
5.根据权利要求1所述的一种排口原位生态治理净化系统，其特征在于，所述的立体生态浮床(4)俯视为长方形，立体生态浮床(4)的长边垂直于水流方向，各个立体生态浮床(4)间隔不小于2m。
6.根据权利要求1所述的一种排口原位生态治理净化系统，其特征在于，所述的曝气管为DN60～100的PVC管，曝气孔直径为2～8mm，曝气孔的间隔为2～8cm。
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