CN107500415A - 一种用于黑臭河道治理的科技湿地岸滤系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于黑臭河道治理的科技湿地岸滤系统，设置于黑臭河道内并靠近驳岸，包括湿地单元、布水单元以及排水单元，所述的湿地单元包括位于河道内且靠近驳岸的岸滤墙、位于岸滤墙与驳岸之间的人工湿地；所述的排水单元位于人工湿地的下方；所述的排水单元包括由支撑装置将人工湿地撑起形成的集水层以及位于岸滤墙底部与集水层连通的排水孔，所述的排水孔将集水层内的水排出到河道内。本发明不占用驳岸资源；岸滤系统耐冲击负荷增大，系统以处理黑臭河道河水为主，也可处理合流制溢流污水和雨水；设施结构灵活，可根据当地河水水质水量与降雨数据进行设计；曝气过程使滤床内部具有良好的好氧状态，并且处理过程中无臭味产生。
Description
技术领域
本发明涉及黑臭河道治理技术领域，尤其是涉及一种用于黑臭河道治理的科技湿地岸滤系统。
背景技术
目前我国大部分城市河道正在演变为黑臭河道。在我国许多城市，河道有机污染普遍存在且日益突出，城市污水直排河道，流经城镇河段污染严重，水体出现季节性或常年黑臭，均成为我国目前城市河道污染问题中亟待解决的水环境问题。
传统河道的坡岸基本分为硬质驳岸和软质驳岸，单纯的石砌驳岸（硬质驳岸），多用于防洪排涝且无生态修复作用，单纯的软质驳岸水土流失严重，且难以管理；目前有一种河道坡岸设计，经过景观专业和环境专业的结合，将湿地加设在驳岸，将雨水、河水引流进湿地内完成净化，但此类设计较多占用农田、绿化，并需要设置污泥池进行集中处理，这种方式处理程度不高且效果不明显，积泥池难以清理，臭气问题难以解决；而软质驳岸一般以错落的植物群落为主，起到较好的景观和防止水土流失的作用，但是对于河道水质处理功能较弱。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于黑臭河道治理的科技湿地岸滤系统，由于考虑到河道驳岸可用地有限，因此着眼于河道内部，利用岸滤的原理，在处理过程中，不产生臭气。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种用于黑臭河道治理的科技湿地岸滤系统，设置于黑臭河道内并靠近驳岸，包括用于处理黑臭河道河水的湿地单元、用于将河水均匀分布在湿地单元上的布水单元以及用于将处理后的清水排入河道的排水单元，所述的湿地单元包括位于河道内且靠近驳岸的岸滤墙、位于岸滤墙与驳岸之间的人工湿地；所述的排水单元位于人工湿地的下方；所述的排水单元包括由支撑装置将人工湿地撑起形成的集水层以及位于岸滤墙底部与集水层连通的排水孔，所述的排水孔将集水层内的水排出到河道内。
进一步具体的，所述的支撑装置包括过滤顶板、过滤底板以及用于支撑过滤顶板与过滤底板的支架。
进一步具体的，所述的支架包括上支架和下支架，所述的上支架与下支架之间设有定位装置；所述的上支架设置在过滤顶板的下部，所述的下支架设置在过滤底板的上部。
进一步具体的，所述的上支架与过滤顶板均采用塑料制得且一体成型；所述的下支架与过滤底板均采用塑料制得且一体成型。
进一步具体的，所述的定位装置包括设置在上支架底部以及下支架顶部的凹槽与凸台组合。
进一步具体的，在所述的集水层内设有曝气装置。
进一步具体的，所述的曝气装置包括曝气器、曝气主管以及曝气支管，在所述的曝气支管上设有曝气孔，所述的曝气孔的直径为3mm～6mm，具体数值依据实际情况由设计进一步确定。
进一步具体的，所述的布水单元包括位于人工湿地上的配水渠、与配水渠连通的进水收集管、位于河道内部的河水提升泵以及连通配水渠与河水提升泵的提升管道。
进一步具体的，所述的布水单元包括位于人工湿地上的布水主管、与布水主管连通且均匀分布的布水支管以及用于给布水主管供水的进水主管。
进一步具体的，在所述的集水层内设有潜水回流泵，所述的潜水回流泵与排水孔连通。本发明的有益效果是：1、不占用驳岸资源；2、岸滤系统耐冲击负荷增大，系统以处理黑臭河道河水为主，也可处理合流制溢流污水和雨水；3、设施结构灵活，可根据当地河水水质水量与降雨数据进行设计 ；4、曝气过程使滤床内部具有良好的好氧状态，并且处理过程中无臭味产生。
附图说明
图1是本发明的剖面结构示意图；
图2是本发明的俯视结构示意图；
图3是本发明另一种实施例的俯视结构示意图；
图4是本发明的支撑装置的结构示意图；
图5是本发明的曝气装置的位置示意图；
图6是本发明的排水孔第一种实施例的示意图；
图7是本发明的排水孔第二种实施例的示意图；
图8是本发明潜水回流泵与排水孔连接的示意图。
图中：1、驳岸；2、河道；3、湿地单元；4、布水单元；5、排水单元；31、岸滤墙；311、排水孔；32、人工湿地；41、配水渠；42、河水提升泵；43、提升管道；44、雨水收集管；45、布水主管；46、布水支管；47、进水主管；51、集水层；52、支撑装置；53、曝气装置；54、潜水回流泵；521、过滤顶板；522、过滤底板；523、上支架；524、下支架；525、凸台；526、凹槽；531、曝气主管；532、曝气支管。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图1和图2所示一种用于黑臭河道治理的科技湿地岸滤系统，设置于黑臭河道内并靠近驳岸1，包括用于处理黑臭河道河水的湿地单元3、用于将收集的河水均匀分布在湿地单元3上的布水单元4以及用于将处理后的河水排入河道2的排水单元5，所述的湿地单元3包括位于河道2内且靠近驳岸1的岸滤墙31、位于岸滤墙31与驳岸1之间的人工湿地32；所述的排水单元5位于人工湿地32的下方；所述的排水单元5包括由支撑装置52将人工湿地32撑起形成的集水层51以及位于岸滤墙31底部与集水层51连通的排水孔311，所述的排水孔311将集水层51内的水排出到河道2内。通过布水单元4将收集到的河水以及雨水均匀分布在湿地单元3的人工湿地32上，河水以及雨水经过人工湿地32的处理并顺着人工湿地32向下渗入，进入到排水单元5，排水单元5将河水以及雨水排入河道2内。岸滤系统的长度、宽度以及高度需要根据实际河道的长度、宽度以及高度进行设计。
岸滤墙31可以制作成钢板墙或者由木桩排列钉入河底组成，其主要作用是支撑人工湿地32以及排水的功能，其排水功能是通过排水孔311实现的，排水孔311设置在岸滤墙31底部（如图6和图7所示），其个数可以多个，能够及时排水，其形态可以是各种形状，目前主要使用的为圆形或者方形。
人工湿地32是一种固定床反应器，主要由滤料层、微生物以及栽种在滤料层上的湿地植物组成，湿地植物通过输氧作用以及好氧生物膜对氧的利用，根系不同距离的区域形成好氧/缺氧的微环境，污水在下渗的过程中，污染物主要通过 “微生物膜单元” 降解，浓度逐渐降低的过程；根据河道水体的黑臭程度，采用不同的滤料，当前采用的滤料层，其使用粒径在8mm～16mm之间的砾石构成，结合不同的合流制溢流污水和雨水的污染程度，所需滤料层可以分为多层，各个层的滤料粒径不同，以项目实际设计为准；湿地植物主要为芦苇、美人蕉、水葱等，其种植密度为20～30株/m2。
布水单元4主要有两种功能，第一种，接入合流制溢流污水和雨水，并均匀布水于湿地单元3上，其结构是通过雨水收集管44与配水渠41连通，雨水收集管44的管径需要根据当地区域降雨数据进行设计；第二种，没有降水的时候，处理河道内河水并均匀分布于湿地单元3上，其结构是通过河水提升泵42以及连通配水渠41与河水提升泵42的提升管道43进行间歇式布水。
如图3所示布水单元4还可以是另外一种形式，在人工湿地32上方设置布水主管45，并在布水主管45上设置布水支管46，布水主管45通过进水主管47进水，布水支管46均匀分布在布水主管45上，使河水均布在人工湿地32上。
排水单元5主要是将通过人工湿地32的水快速的排入河道2内，故通过支撑装置52将人工湿地32撑起形成空腔，以方便处理后的水快速进入到集水层51，集水层51内的水通过排水孔311进入河道2，由于人工湿地32的上方源源不断的进行布水，从而使得岸滤系统内的压强大于河道2内的压强，故过滤后的水会通过排水孔311源源不断的进入河道2；支撑装置52可以有多种结构形态，主要目的是将人工湿地32支撑起来并保证滤料不会掉落，如图5所示初步设计支撑装置52包括过滤顶板521、过滤底板522以及用于支撑过滤顶板521与过滤底板522的支架，过滤顶板521上有若干通过水流的孔，这些孔的直径应小于滤料的直径；在安装过程中，需要先固定过滤底板522，再固定支架，最后将过滤顶板521安装在支架顶部，形成支撑装置52，这种结构以及安装方式，在安装过程中需要对过滤底板522、支架以及过滤顶板521的位置进行调整，需要花费较长的时间，延长工期；故对支撑装置52进行改进，将支架分为上支架523和下支架524，在上支架523与下支架524之间设有定位装置，能够保证上支架523与下支架524快速定位，并且上支架523设置在过滤顶板521的下部，上支架523与过滤顶板521均采用塑料制得且一体成型；下支架524设置在过滤底板522的上部，下支架524与过滤底板522均采用塑料制得且一体成型；定位装置采用在上支架523底端设置凸台525，在下支架524的顶端设置凹槽526，凸台525能够快速插入凹槽526内实现快速定位；上支架523的直径从上至下逐渐变小，下支架524的直径从下至上逐渐变小，提高支撑的强度。
如图8所示在集水层内设置潜水回流泵54与排水孔311连通，当河道水量较大时，其漫过了岸滤墙，将整个岸滤系统淹没，此时通过设置的潜水回流泵54将集水层内的清水排出至河道内，形成循环，保证岸滤系统继续正常工作。
如图5所示曝气装置53包括曝气器、曝气主管531以及曝气支管532，曝气主管531连接在曝气器上，在每隔1m～2m的曝气主管531上安装曝气支管532，曝气主管531与曝气支管532的直径保证在65mm～150mm之间，并保证曝气主管531的直径大于曝气支管532的直径，以方便气体能够充分进入曝气支管532，在曝气支管532上设置曝气孔，曝气孔的直径为3mm～6mm，能够保证曝气的气泡的直径在0.2mm～3mm之间。
岸滤系统的工作流程为，河水提升泵42每隔一定时间间歇抽取河道2中的河水，并以设定的速率进行布水，相隔抽水时间、布水速率以及布水速度需要根据当地所处理水体的具体污染程度进行设计。雨水收集管44持续收集从市政雨水管网收集的水体，流经配水渠41，布水于人工湿地32上。河水或雨水以及混合的进水在下渗的过程中，停留设定的时间后（时间通过滤料粒径及排水孔的大小进行控制），保证充分反应，进入排水单元5的集水层51。
曝气装置53也会根据具体处理程度来确定其运行时间以及运行周期，白天与夜晚其运行时间与运行周期可以不一致。通过曝气，增加水体中的氧气含量，提高水体氧化还原电位，将有机氮氨化反应生成的NH4+氧化为NO3-，生成的NO3-以及曝气增加的氧气可抑制硫酸根离子的还原以及有机物的厌氧反应，抑制臭气产生。
上述岸滤系统的具体实施方式，是将湿地单元3的上表面高于河道的工程设计与实施方式；除上述情况以外，也可根据所需处理水体的水质、水量的具体要求，将湿地单元3的上表面低于河道2的水面进行工程设计并实施，此时不需要设置配水渠41、河水提升泵42、提升管道43、布水主管45、布水支管46。
综上，岸滤系统不占用岸上的用地，并且不破坏一般城市河道的硬质驳岸，能够融入河道内部，实现循环净化河道水体，并处理驳岸上收集的雨水径流；另外，通过种植的水生植物和定时曝气以及湿地内部良好的好氧环境，可以消除黑臭河道的臭气问题。
需要强调的是：以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种用于黑臭河道治理的科技湿地岸滤系统，设置于黑臭河道内并靠近驳岸（1），包括用于处理黑臭河道河水的湿地单元（3）、用于将河水均匀分布在湿地单元（3）上的布水单元（4）以及用于将处理后的清水排入河道（2）的排水单元（5），其特征在于：所述的湿地单元（3）包括位于河道（2）内且靠近驳岸（1）的岸滤墙（31）、位于岸滤墙（31）与驳岸（1）之间的人工湿地（32）；所述的排水单元（5）位于人工湿地（32）的下方；所述的排水单元（5）包括由支撑装置（52）将人工湿地（32）撑起形成的集水层（51）以及位于岸滤墙（31）底部与集水层（51）连通的排水孔（311），所述的排水孔（311）将集水层（51）内的水排出到河道（2）内。
2.根据权利要求1所述的用于黑臭河道治理的科技湿地岸滤系统，其特征在于，所述的支撑装置（52）包括过滤顶板（521）、过滤底板（522）以及用于支撑过滤顶板（521）与过滤底板（522）的支架。
3.根据权利要求2所述的用于黑臭河道治理的科技湿地岸滤系统，其特征在于：所述的支架包括上支架（523）和下支架（524），所述的上支架（523）与下支架（524）之间设有定位装置；所述的上支架（523）设置在过滤顶板（521）的下部，所述的下支架（524）设置在过滤底板（522）的上部。
4.根据权利要求3所述的用于黑臭河道治理的科技湿地岸滤系统，其特征在于，所述的上支架（523）与过滤顶板（521）均采用塑料制得且一体成型；所述的下支架（524）与过滤底板（522）均采用塑料制得且一体成型。
5.根据权利要求3或4所述的用于黑臭河道治理的科技湿地岸滤系统，其特征在于，所述的定位装置包括设置在上支架（523）底部以及下支架（524）顶部的凹槽（526）与凸台（525）组合。
6.根据权利要求1所述的用于黑臭河道治理的科技湿地岸滤系统，其特征在于，在所述的集水层（51）内设有曝气装置（53）。
7.根据权利要求6所述的用于黑臭河道治理的科技湿地岸滤系统，其特征在于，所述的曝气装置（53）包括曝气器、曝气主管（531）以及曝气支管（532），在所述的曝气支管（532）上设有曝气孔，所述的曝气孔的直径为3mm～6mm。
8.根据权利要求1所述的用于黑臭河道治理的科技湿地岸滤系统，其特征在于，所述的布水单元（4）包括位于人工湿地（32）上的配水渠（41）、与配水渠（41）连通的进水收集管（44）、位于河道（2）内部的河水提升泵（42）以及连通配水渠（41）与河水提升泵（42）的提升管道（43）。
9.根据权利要求1所述的用于黑臭河道治理的科技湿地岸滤系统，其特征在于，所述的布水单元（4）包括位于人工湿地（32）上的布水主管（45）、与布水主管（45）连通且均匀分布的布水支管（46）以及用于给布水主管（46）供水的进水主管（47），均布在人工湿地（32）的上方。
10.根据权利要求1所述的用于黑臭河道治理的科技湿地岸滤系统，其特征在于，在所述的集水层（51）内设有潜水回流泵（54），所述的潜水回流泵（54）与排水孔（311）连通。
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