CN107935307A - 一种循环复氧强化生物分解的河道水净化系统及实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种循环复氧强化生物分解的河道水净化系统及实现方法。适用于静水河道或富含有机污染物质的黑臭水体河道的水质长效治理。它由泥砂沉淀区、多级跌水复氧单元、初次沉淀池、河道生物沉床治理单元组成。河道生物沉床治理单元由沿水流方向间隔设置在河床底面的数组生物沉床构成。上游河水经泥沙沉淀区沉淀和净化后，在生物沉床治理单元，利用生物填料附着的生物菌群对河道水体进一步分解净化，同时，河道水体通过底层集水回水管网，回流至初次沉淀池内，由水泵提升至多级跌水复氧单元再次进行生物净化和复氧处理后流回河道，如此不断循环，使河道水体逐渐净化，恢复河道生态链条，最终达到强化河道水体生态自净能力的目的。

Description

一种循环复氧强化生物分解的河道水净化系统及实现方法

技术领域

本发明涉及一种河道水质净化系统及其实现方法，即循环复氧强化生物分解的河

道水净化系统及实现方法，简称“循环复氧-生物自净系统（CirculationReoxygenation Biological Natural purification）”或“CRBN系统”。

适用于城市静水河道或富含有机污染物质的黑臭水体的长效治理。

背景技术

城市、村镇的中小型河流的污染问题日益严重，大多数河道水体流动性差，水中溶解氧含量得不到有效补充，水体自净能力不足，富营养化严重，甚至形成黑臭，影响人们的生活质量。

我们知道，河道水体具有一定的自净能力，水体受到污染后，经过水体的物理、化学与生物的作用，使污水中污染物的浓度得以降低，经过一段时间后，水体通过自能能力，往往可以恢复到受污染前的状态。水体自净主要通过物理、物理化学、生物等方面的作用来实现。

（1）、物理自净--由于水的湍流、涡流、扩散、挥发、沉淀、过滤而使水体净化。

（2）、物理化学净化--通过溶解氧的作用，水体内发生氧化、还原、化合、分解、中和、络合、螯合、吸附、凝聚等使水体净化。

（3）、生物净化--通过水体中的微生物对污染物的消解作用，使水体得到净化。

微生物分解水中的有机化合物时需要消耗氧，如果水中的溶解氧不足以供给微生物的需要，水体就处于污染状态。

然而，水体的自净能力是有限的，如果排入水体的污染物数量超过某一界限时，将造成水体的永久性污染，这一界限称为水体的自净容量或水环境容量。

影响水体自净的因素很多，其中主要因素有：受纳水体的地理、水文条件、微生物的种类与数量、水温、复氧能力以及污染物的组成、污染物浓度等。其中，地理、水文条件、水温很难改变，目前，广泛采用的是通过改善河道水力条件、结构，构建适宜的微生物载体等方式来丰富微生物种类与数量、提升复氧能力以及减少污染物排放等几个方面来提升河道水体的自净能力。

在河道水质净化方面，目前，国内外关于河道水质净化方式一般分为机械净化法、物理净化法、物理化学净化法、生物净化法这几类方法，这些方法往往结合使用。

1、机械净化法，主要包括疏浚底泥、人工打捞污染物、机械除藻等，此类方法操作简单、初期处理效果明显，但往往由于设有从水体自净能力恢复角度出发，治标不治本。

2、物理净化法是指水体中污染物经稀释、扩散和沉降等物理作用使浓度逐渐降低的过程。常用的是调水稀释，不仅可借助大量清洁水源稀释黑臭水体中污染物的浓度，而且可加强污染物的扩散、净化和输出，对于纳污负荷高、水动力不足、环境容量低的城市黑臭水体治理效果明显。但调用清洁水来改善河水水质会造成水资源的浪费，同时在调水的过程中容易引入新的污染源。

3、物理化学净化方法是指向污染水体中投加具有絮凝沉淀作用的药剂，通过对污染物的絮凝沉淀，达到去除水中污染物的作用，由于这类方法需要反复投加，治理费用较高，同时絮凝产生的沉淀物质造成河道底泥的增加，破坏水生物生存环境，效果并不理想，不能作为长效治理的手段。

4、生物净化法是利用自然生态或人工生态功能净化水体的工艺技术。主要功能性设施为稳定塘、土地处理系统及生态浮岛，是利用土壤或填料的物理、化学与生物化学作用、自然生物净化功能和水生植物综合作用使污水得到净化。但由于稳定塘法占地面积很大，而城市河道两岸用地紧缺，且稳定塘产生的臭气和滋生的蚊蝇也会影响周边居民的生活质量，并不适宜对城市内河道污水的处理，这也是稳定塘法设有取得城市河道污水处理广泛应用的根本原因。

土体处理系统大体可分为土地渗滤处理系统和湿地处理系统，目前，这两种方式在表现形式上均为旁路治理措施，不仅需要占用较大面积的净化场地，防渗措施处理不好不仅影响处理效果，还可能对周边环境造成二次污染。

生态浮岛是一种经过人工设计建造、漂浮于水面上供动植物和微生物生长、繁衍、栖息的生物生态设施，通过构建水域生态系统对水体中的污染物摄食、消化、降解等，实现水质净化。但目前生态浮岛由于受河道过流要求及季节的影响，很难大面积采用，只能作为河道水环境治理的辅助工艺使用。

5、还有一种常用的河道水体净化方式，是通过向河道中增加能够提供微生物载体的供氧曝器设施提高水体自净能力，如常用的曝气生物膜组件法，也属于河道原位生物治理，原理是通过鼓风机向河道内的生物膜组件曝气，作为微生物载体的生物膜具有透气不透水的功能，微生物膜附着生长在透氧中空纤维膜表面，水体在透氧膜周围流动时，水体中的污染物在浓差驱动和微生物吸附等作用下进入生物膜内，经过生物代谢和增殖被微生物利用，使水体中的污染物同化为微生物菌体固定在生物膜上或分解成无机代谢产物，从而实现对水体的净化。但这个工艺需要在河道内部安放大量的生物膜组件及固定装置，大面积使用造价昂贵，维护和运行费用高，使用后造成河道内部纵横交织着密集的网状织物，不仅阻碍河道的过流和船只的同行，同时，由于膜组件寿命有限，后续更换及河道清理困难大。另外，在城市人流密集的河段，一旦发生人身落水，容易造成肢体缠绕，存在极高的安全隐患，增加了安全巡视的难度。

发明内容

鉴于现有城市河道用地紧张以及现有技术存在的问题，本发明提供了一种循环复氧强化生物分解的河道水净化系统（简称CRBN系统）及实现方法。

我们知道，人体的血液循环由体循环和肺循环组成。血液循环路线是左心室→（此时为动脉血）→主动脉→各级动脉→毛细血管（进行物质交换后，变成静脉血)→各级静脉→上下腔静脉→右心房→右心室→肺动脉→肺部毛细血管（进行物质交换后，变成动脉血）→肺静脉→左心房→最后回到左心室，通过血液循环实现全身各器官氧气和养分的供给，分解或排出体内毒素，保障机体健康。

本发明就是解决城市河道用地紧张以及现有技术存在旁路治理占地大、原位治理费用高的问题，以人体血液循环自净为启示，以物理、生物及水体自净原理为依托，通过实现河道内的水体循环复氧和厌氧、好氧区多级布置、丰富菌群生存环境以及提升河底填料内不同微生物菌群的分解消化作用，达到长久提高河道自净能力，恢复河道生态系统的目的，具有强化河道水体自净能力、生态链恢复、提升景观价值、人居亲水环境品质提升的效果。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：一种循环复氧强化生物分解的河道水净化系统，利用现有的河道，采用河道自体循环流复氧加真空负压纳氧结合生物沉床分解的系统，其特征在于：河道水体净化系统为，按治理阶段河道水流方向依次为泥砂沉淀区、多级跌水复氧单元、河道生物沉床治理单元，在多级跌水复氧单元一侧的河岸内埋有初次沉淀池，在初次沉淀池内溢流堰一侧提水泵池装有水泵，所述河道生物沉床治理单元由沿水流方向间隔设置在河床底面的数组生物沉床构成，所述泥砂沉淀区内沿河道横向设有一条泥沙沉淀槽，在泥砂沉淀槽内及靠近泥砂沉淀槽下游的河床上，分别设有超细纤维人工水草，沉淀槽将上游来水裹挟的泥沙沉淀后排除，超细纤维人工水草净化水质；

所述多级跌水复氧台为矩形阶梯状，横跨在河道之上的两侧河岸上，整体为钢筋混凝土结构，沿河道上游至下游方向依次为连为一体的生物反应池、澄清配水池、横向跌水复氧池、配水池、阶梯跌水复氧台；

所述生物反应池为长方形盒体，在生物反应池下游方前壁的中间位置设有一段凹壁Ⅰ，在凹壁Ⅰ上装有锯齿三角堰板Ⅰ，

在生物反应池内前壁和后壁之间设有隔水墙，隔水墙底面与生物反应池底面留有间距，在隔水墙底端与生物反应池前壁之间间隔设有数个方梁，在数个方梁上设有水气扩散装置，在生物反应池底面设有数组弹性生物填料，在生物反应池一侧壁上依次设有进水管孔、带截门的排水管、带截门的放空管Ⅰ；

所述水气扩散装置包括上层布水管、下层水气扩散管，上层布水管至少一根，上层布水管一端为封堵端，沿上层布水管壁上间隔设有数个布水孔Ⅰ，上层布水管的另一端与上层横管连接；

下层水气扩散管由数根长短不一样的水气扩散管构成，数根水气扩散管一端为出水口，数根水气扩散管另一端间隔设置并与下层横管连接，在靠近数根水气扩散管出水口的管壁上，分别垂直连接一根进气管，在每根进气管口上端设有防尘帽，

L形连接管一端与下层横管连接，L形连接管另一端通过流量控制阀Ⅰ与上层横管上的三通连接，进水管一端与上层横管的三通连接，进水管的另一端伸出进水管孔外与水泵的上水管连接；

所述澄清配水池为长方形盒体，澄清配水池的高度低于生物反应池的高度，在澄清配水池下游方向壁的两侧位置分别设有一段凹壁Ⅱ，在凹壁Ⅱ上装有锯齿三角堰板Ⅱ，在澄清配水池一侧壁上设有带截门的回流管，回流管通过初次沉淀池壁设置在水泵上方，在澄清配水池内两个凹壁Ⅱ与生物反应池凹壁Ⅰ之间分别设有一个堰板，两个堰板上方分别装有锯齿三角堰板Ⅲ，两个堰板低于凹壁Ⅰ，凹壁Ⅱ低于两个堰板；

所述横向跌水复氧池为长方形盒体，横向跌水复氧池高度低于澄清配水池的高度，在横向跌水复氧池下游方向壁的中间位置设有一段凹壁Ⅲ，在凹壁Ⅲ上装有锯齿三角堰板Ⅳ，在横向跌水复氧池内两侧，对称设有阶梯状的横向跌水复氧台，在横向跌水复氧台第二阶以下的台面上分别设有数个三角形分水器；

所述配水池为长方形盒体，配水池高度低于横向跌水复氧池的高度，在配水池下游方向壁的中间位置设有一段凹壁Ⅳ，在配水池内底面左右两侧各设置一根出水管，在配水池一侧面设有放空管Ⅱ；

所述阶梯跌水复氧台高台面的高度低于配水池的高度，低台面为弧形凹面，阶梯跌水复氧台两侧为挡水台，挡水台上种植花草；

所述生物沉床由六层结构组成，六层结构由下至上的顺序依次为厌氧生物填料层、底层集水回水管网、砾石层、生物填料层、上层携氧布水管网和粗砾层，所述底层集水回水管网由集水回水主管、集水回水支管Ⅰ、集水回水支管Ⅱ构成，在集水回水主管两侧间隔的对称连接数根集水回水支管Ⅰ，在每根集水回水支管Ⅰ两侧间隔的对称连接数根集水回水支管Ⅱ，在集水回水主管、集水回水支管Ⅰ和集水回水支管Ⅱ上分别间隔的开有数个回水孔；

所述上层携氧布水管网由布水主管、布水支管Ⅰ和布水支管Ⅱ构成，在布水主管两侧间隔的对称连接数根布水支管Ⅰ，在每根集布水支管Ⅰ两侧间隔的对称连接数根布水支管Ⅱ，在布水主管、布水支管Ⅰ和布水支管Ⅱ上分别间隔的开有数个布水孔；

伸出最后一组生物沉床外的集水回水主管一端置于河道河水中，集水回水主管另一端通过其它的生物沉床的集水回水主管与初次沉淀池上设有的集水回水管连接，在集水回水管上设有流量控制阀Ⅱ；

最后一组生物沉床布水主管一端封堵，伸出外的布水主管另一端通过其它的生物沉床的布水主管与横向跌水复氧池的两根出水管连接；

伸出生物沉床的布水主管上不开布水孔，

伸出生物沉床的集水回水主管上不开回水孔。

一种循环复氧强化生物分解的河道水净化系统的实现方法，其特征在于，实现方法如下：

在上游设置的泥砂沉淀区，将上游来水裹挟的泥砂通过泥沙沉淀槽沉淀排除，同时，泥砂沉淀区内设置的人工水草还能够长期净化水质，降低悬浮物含量，提高水体透明度，增加溶解氧，为鱼虾产卵提供温床，够改善水体生态环境，维护水体生物多样性，保持水体生态平衡，抑制藻类过度滋生；

经过泥砂沉淀区处理过的河水，沿水流方向穿过多级跌水复氧单元下端的河道，通过间隔设置在河床底面的数组生物沉床流向下游，由于伸出最后一组生物沉床外的集水回水主管一端置于河道河水中与河底水体连通，及数组生物沉床底层集水回水管网数个回水孔的作用，将河道水通过集水回水主管引入初次沉淀池内；

在初次沉淀池内，河道中携带的固体物质沉淀下来，上层较为澄清的河水通过沉淀池出口端的溢流堰进入提水泵池，经水泵将河水通过三通一分支提升至多级跌水复氧单元内的水气扩散装置，河水通过上层布水管设有的数个布水孔Ⅰ向生物反应池内均匀布水，采取多个布水孔Ⅰ布水方式的目的是为增加进水水体与空气的接触面积，增加水体中的溶解氧，同时，三通另一分支河水通过淹设于水下的下层水气扩散管向生物反应池内注水，进气管同时向河水中注入空气，其作用原理为：依据伯努利原理，液体流速大的地方压强小，管内水体流速远大于生物反应池内的水体流速，反应池内河水接近静止，调节流量控制阀Ⅰ，当管内流速增大到一定程度后，水面上的空气在大气压的作用下通过进气管被抽入水气扩散管内部，与管内部的水体混合形成水气混合液，射入生物反应池内，在水气混合液排入的同时，对水体造成扰动，使活性污泥微生物与水体充分混合，以进一步降解水中的有机污染物含量，当不需对生物反应池内补充溶解氧时，再次调节支管流量控制阀Ⅰ，流速降低，进气管与水下水气扩散管接触点位置压强升高，则空气不会进入水气扩散管，水下水气扩散管仅喷射水流，扰动池内水体，在生物反应池数个方梁以下至池底之间的位置均匀安放若干弹性生物填料，用以为生物膜的形成提供附着条件，并吸附水中悬浮物质，减少活性污泥的流失，同时，弹性生物填料还具有切割气泡，提高氧的转移速率和利用率的作用，随着生物反应池内的来水不断增多，水体经过数组弹性生物填料挂膜、截留污泥微生物后，通过隔水墙下部通道使得上层复氧水体转向下层与下层水体混合，再经过生物反应池凹壁Ⅰ进入澄清配水池；

在澄清配水池内得到净化和澄清的水体经两侧堰板流入两侧配水池，通过两侧的凹壁Ⅱ进入横向跌水复氧池，而沉淀下来的沉积物，一部分经回流管通过提水泵池回流至生物反应池，用于活性生物菌接种，另一部分多余的沉积物视存量情况随时排出系统并妥善处理；

在横向跌水复氧池内，设有两个阶梯状的横向跌水复氧台，每个阶梯上安装的数个三角形分水器，用以扩散水流，并促使水流产生紊动，既起到水力消能的作用，利于水流平稳进入下一单元，同时也能增加水流与空气的接触面积，利于复氧，经横向跌水复氧池复氧后的水通过凹壁Ⅲ跌落至配水池，部分河水通过凹壁Ⅳ及阶梯跌水复氧台流入河道中，另一部分河水通过两根出水管进入数组生物沉床内上层携氧布水管网内，上层携氧布水管网内的复氧水再通过数个布水孔渗出，根据伯努利原理，由于底层集水回水管网内流速大，而河底水流速要低很多，在压力差的作用下，这部分从上层携氧布水管网内渗出的复氧水会进入底层集水回水管网，在这些富含溶解氧的水体进入底层集水回水管网时，势必穿过生物填料层，这又进一步提升了生物填料层的溶解氧含量，强化了生物膜的分解作用，为好氧微生物分解有机污染物提供条件，底层集水回水管网各支管设有均匀的回水孔，目的是接收上层携氧布水管网的渗水，提升中间生物填料层水中的溶解氧含量，伸出最后一组生物沉床外的集水回水主管一端置于河道河水中与河底水体连通，一方面是为了实现河道水体的循环，另一方面，增加集水回水主管的流速，发挥伯努利原理的作用，利于携氧布水管的渗水充分的进入生物填料层，进入底层集水回水管网的水体和河道下游的底层水体再次回流至初次沉淀池，如此往复多次循环，逐步实现河道水体净化作用，实现河道的长治久清。

本发明的有益效果是：

1、实现了河道水体自体循环，使河道表层具有充足溶解氧的水体转向河道下层，提升了水体内溶解氧的均匀性。

2、由于多级跌水复氧单元横跨河道而建，建成后无需占用河道两岸的用地，经过装饰和绿化美化后，可成为城市一道靓丽的风景。多级跌水复氧单元可视河道具体情况与现有交通桥相依而建，也可横架于河道之上独立实施。采用生物填料在河道内部设置沉床，既不影响汛期河道过流，也不会因为对河道内设置的大量障碍物造成不慎落水者的生命危险，绿色环保安全，符合生态城市建设理念。

3、根据伯努利原理，随着流体速度的增加，流体周围的压强会降低，由于底层集水回水管内流速大，在压力差的作用下，经多级跌水曝气单元进入携氧布水管内的复氧水在进入底层集水回水管网时，穿过生物填料层，进一步提升生物填料层的氧含量，有利于生物填料层好氧生物菌作用的发挥。

4、河道内的多个生物沉床间隔设置，在沿河段形成了多个不同的缺氧和好氧环境空间。在有生物沉床的河段，由于河道表层具有充足溶解氧的水体向下流入底层集水回水管网的过程中，会将溶解氧转向河道深部，加之此处携氧布水管网密集，也会渗出一部分富含溶解氧的水源，故该河道段溶解氧含量充分，水体含氧较多，利于除去水中的有机物，而在两个生物沉床之间以及设有布置生物沉床的河段，由于未设置携氧布水管网和集水回水管网，河道水体在该段的垂直方向设有水体交换，水体含氧量相对较少，为相对缺氧区，利于脱氮除磷。

5、生物沉床设于河底，在上覆水体的保温作用下，生物菌受大气温度变化的影响小，即使在寒冷地区也可保证菌体成活，无需额外增加保温措施。

6、每个生物沉床处理单元顶面的粗砾层高于原有河底高程，而每两个生物沉床处理单元之间仍保留河道原有河底高程，沿河段形成了一个高低相间的河底面貌，这样，就丰富了河底的水力条件，在河道内部形成了一个多样化的水下环境，有利于水生生物和菌群的多样化，为构建丰富完整的生态链条提供条件。

7、兼具活性污泥水处理工艺、稳定塘处理工艺的特点，利用多级跌水复氧和伯努利原理负压纳氧，避免了使用大量曝器设备而降低了能耗，另外，所选用的各层填料均为天然生成，避免对河道了二次污染，这些因素保持了生态环境的自然和谐。

总之，该发明对于河道场地有限的城市静水河道，可起到丰富和完善生物链条，实现河道水体自循环、提升河道水体自净能力，从而进一步恢复河道生物对水体的自净能力，打造人与自然和谐共处生态环境的作用。

本发明的特点还包括：

1、对河道的水质净化，目前国内尚无在不增加河道外土地占用的情况下，在河道底部设置间隔式生物沉床，在沉床内部设置回水管网和布水管网，利用伯努利原理实现上层管网出水和河道内水体向下层生物填料层渗透，从而提高生物填料层溶解氧含量，增强生物分解作用的实例记载。

2、目前国内河道治理中的曝气大多采用的是曝气机或曝气阀，他们均需要以电能作为动力，本系统利用水体重力流回水进入初次沉淀池后仅需要进行一次提水，将水提升至多级跌水复氧单元，采用真空负压实现生物反应池内水气扩散管向水体充氧以及利用水位高差进行跌水曝气和河道自体循环纳氧三种方式增加水中的溶解氧，对电能的需求很少。同时，横跨河道的自然跌水还具有一定的景观效果。

3、选择易于就地取材，且比表面积大，有利于生物膜形成，同时又能够微量析出钠、钾、镁、钙、铁、硫等微生物生长所需的有益元素的生物填料，更有益于微生物代谢功能的健康发挥。

本发明中所有出水堰顶部均安放锯齿三角堰板，作用是将出水进行分流扩散，增加与空气接触面积，利于水体复氧。

本发明中生物反应池内的隔水墙上顶与生物反应池上游端池壁顶齐平，底部与池底之间留有间距，作用是延长反应池内的出水时间，避免进入生物反应池池内部的来水直接排入澄清沉淀池而形成短路，使反应池内的活性生物菌与有机污染物充分接触，利于水体的生物净化。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1生物沉床的剖视图；

图3为本发明多级跌水复氧单元结构示意图；

图4为图2的剖视图；

图5为本发明生物反应池的结构示意图；

图6为本发明水气扩散装置的示意图；

图7为本发明澄清配水池的截面剖视图；

图8为本发明横向跌水复氧台的结构示意图；

图9为本发明锯齿三角堰板的结构示意图；

图10为本发明生物沉床的结构示意图；

图11为本发明上层携氧布水管网的结构示意图；

图12为本发明底层集水回水管网的结构示意图。

具体实施方式

如图1至图12所示，一种循环复氧强化生物分解的河道水净化系统，利用现有的河道，采用河道自体循环流复氧加真空负压纳氧结合生物沉床分解的系统，河道水体净化系统为，按治理阶段河道水流方向依次为泥砂沉淀区1、多级跌水复氧单元2、河道生物沉床治理单元3，在多级跌水复氧单元2一侧的河岸内埋有初次沉淀池4，在初次沉淀池4内溢流堰4-1一侧提水泵池装有水泵5，所述河道生物沉床治理单元3由沿水流方向间隔设置在河床底面的数组生物沉床3-1构成，泥砂沉淀区1内沿河道横向设有一条泥沙沉淀槽1-1，在泥砂沉淀槽1-1内及靠近泥砂沉淀槽1-1下游的河床上，分别设有超细纤维人工水草1-2，沉淀槽1-1将上游来水裹挟的泥沙沉淀后排除，超细纤维人工水草1-2净化水质。

多级跌水复氧台2为矩形阶梯状，横跨在河道之上的两侧河岸上，整体为钢筋混凝土结构，沿河道上游至下游方向依次为连为一体的生物反应池2-1、澄清配水池2-2、横向跌水复氧池2-3、配水池2-4、阶梯跌水复氧台2-5。

生物反应池2-1为长方形盒体，在生物反应池2-1下游方前壁的中间位置设有一段凹壁Ⅰ2-1-1，在凹壁Ⅰ2-1-1上装有锯齿三角堰板Ⅰ2-1-2，在生物反应池2-1内前壁和后壁之间设有隔水墙2-1-7，隔水墙2-1-7底面与生物反应池2-1底面留有间距，在隔水墙2-1-7底端与生物反应池2-1前壁之间间隔设有数个方梁2-1-6，在数个方梁2-1-6上设有水气扩散装置6，在生物反应池2-1底面设有数组弹性生物填料2-1-8，在生物反应池2-1一侧壁上依次设有进水管孔2-1-3、带截门的排水管2-1-4、带截门的放空管Ⅰ2-1-5。

水气扩散装置6包括上层布水管6-1、下层水气扩散管6-2，上层布水管6-1至少一根，上层布水管6-1一端为封堵端，沿上层布水管6-1壁上间隔设有数个布水孔Ⅰ6-1-1，上层布水管6-1的另一端与上层横管6-3连接。

下层水气扩散管6-2由数根长短不一样的水气扩散管6-2-1构成，数根水气扩散管6-2-1一端为出水口，数根水气扩散管6-2-1另一端间隔设置并与下层横管6-4连接，在靠近数根水气扩散管6-2-1出水口的管壁上，分别垂直连接一根进气管6-5，在每根进气管6-5口上端设有防尘帽6-6，L形连接管6-7一端与下层横管6-4连接，L形连接管6-7另一端通过流量控制阀Ⅰ6-8与上层横管6-3上的三通连接，进水管6-9一端与上层横管6-3的三通连接，进水管6-9的另一端伸出进水管孔2-1-3外与水泵5的上水管5-1连接。

澄清配水池2-2为长方形盒体，澄清配水池2-2的高度低于生物反应池2-1的高度，在澄清配水池2-2下游方向壁的两侧位置分别设有一段凹壁Ⅱ2-2-1，在凹壁Ⅱ2-2-1上装有锯齿三角堰板Ⅱ2-2-2，在澄清配水池2-2一侧壁上设有带截门的回流管2-2-3，回流管2-2-3通过初次沉淀池4壁设置在水泵5上方，在澄清配水池2-2内两个凹壁Ⅱ2-2-1与生物反应池2-1凹壁Ⅰ2-1-1之间分别设有一个堰板2-2-4，两个堰板2-2-4上方分别装有锯齿三角堰板Ⅲ2-2-5，两个堰板2-2-4低于凹壁Ⅰ2-1-1，凹壁Ⅱ2-2-1低于两个堰板2-2-4。

横向跌水复氧池2-3为长方形盒体，横向跌水复氧池2-3高度低于澄清配水池2-2的高度，在横向跌水复氧池2-3下游方向壁的中间位置设有一段凹壁Ⅲ2-3-1，在凹壁Ⅲ2-3-1上装有锯齿三角堰板Ⅳ2-3-2，在横向跌水复氧池2-3内两侧，对称设有阶梯状的横向跌水复氧台7，在横向跌水复氧台7第二阶以下的台面上分别设有数个三角形分水器7-1。

配水池2-4为长方形盒体，配水池2-4高度低于横向跌水复氧池2-3的高度，在配水池2-4下游方向壁的中间位置设有一段凹壁Ⅳ2-4-1，在配水池2-4内底面左右两侧各设置一根出水管2-4-2，在配水池2-4一侧面设有放空管Ⅱ2-4-3。

阶梯跌水复氧台2-5高台面的高度低于配水池2-4的高度，低台面为弧形凹面2-5-1，阶梯跌水复氧台2-5两侧为挡水台2-5-2，挡水台2-5-2上种植花草。

生物沉床3-1由六层结构组成，六层结构由下至上的顺序依次为厌氧生物填料层3-1-1、底层集水回水管网3-1-2、砾石层3-1-3、生物填料层3-1-4、上层携氧布水管网3-1-5和粗砾层3-1-6。

底层集水回水管网3-1-2由集水回水主管3-1-21、集水回水支管Ⅰ3-1-22、集水回水支管Ⅱ3-1-23构成，在集水回水主管3-1-21两侧间隔的对称连接数根集水回水支管Ⅰ3-1-22，在每根集水回水支管Ⅰ3-1-22两侧间隔的对称连接数根集水回水支管Ⅱ3-1-23，在集水回水主管3-1-21、集水回水支管Ⅰ3-1-22和集水回水支管Ⅱ3-1-23上分别间隔的开有数个回水孔3-1-24。

上层携氧布水管网3-1-5由布水主管3-1-51、布水支管Ⅰ3-1-52和布水支管Ⅱ3-1-53构成，在布水主管3-1-51两侧间隔的对称连接数根布水支管Ⅰ3-1-52，在每根集布水支管Ⅰ3-1-52两侧间隔的对称连接数根布水支管Ⅱ3-1-53，在布水主管3-1-51、布水支管Ⅰ3-1-52和布水支管Ⅱ3-1-53上分别间隔的开有数个布水孔3-1-54。

最后一组生物沉床3-1外的集水回水主管3-1-21一端置于河道河水中，集水回水主管3-1-21另一端通过其它的生物沉床3-1的集水回水主管3-1-21与初次沉淀池4上设有的集水回水管4-2连接，在集水回水管4-2上设有流量控制阀Ⅱ4-3。

最后一组生物沉床3-1布水主管3-1-51一端封堵，伸出外的布水主管3-1-51另一端通过其它的生物沉床3-1的布水主管3-1-51与横向跌水复氧池2-3的两根出水管2-4-2连接。

伸出生物沉床3-1的布水主管3-1-51上不开布水孔，伸出生物沉床3-1的集水回水主管3-1-21上不开回水孔。

粗砾层3-1-6应盖过上层携氧布水管网3-1-5上表面10～25cm，砾石层3-1-3应盖过底层集水回水管网3-1-2上表面10～25cm，厌氧生物填料层3-1-1厚度为15～20cm，生物填料层3-1-4厚度为50～80cm。

粗砾层3-1-6和砾石层3-1-3均可选用粒径20～50mm的较为圆滑的河卵石或石英石或花岗石或石灰石或页岩或火山岩或废砖块或废陶瓷材料；

所述生物填料层3-1-4可选用粒径5～20mm的卵石或砾石或陶粒或矿渣或蛭石或沸石。

厌氧生物填料层3-1-1可选用粒径在0.5～2.0mm的中粗砂。

集水回水主管3-1-21两侧数根集水回水支管Ⅰ3-1-22的外端分别向上翘起，两侧数根集水回水支管Ⅰ3-1-22向上翘起的坡度均为1%-3%的坡度。

一种循环复氧强化生物分解的河道水净化系统的实现方法，实现方法如下：

在上游设置的泥砂沉淀区1，将上游来水裹挟的泥砂通过泥沙沉淀槽1-1沉淀排除，同时，泥砂沉淀区1内设置的人工水草还能够长期净化水质，降低悬浮物含量，提高水体透明度，增加溶解氧，为鱼虾产卵提供温床，够改善水体生态环境，维护水体生物多样性，保持水体生态平衡，抑制藻类过度滋生。

经过泥砂沉淀区1处理过的河水，沿水流方向穿过多级跌水复氧单元2下端的河道，通过间隔设置在河床底面的数组生物沉床3-1流向下游，由于伸出最后一组生物沉床3-1外的集水回水主管3-1-21一端置于河道河水中与河底水体连通，及数组生物沉床3-1底层集水回水管网3-1-2数个回水孔3-1-24的作用，将河道水通过集水回水主管3-1-21引入初次沉淀池4内。

在初次沉淀池4内，河道中携带的固体物质沉淀下来，上层较为澄清的河水通过沉淀池出口端的溢流堰4-1进入提水泵池，经水泵5将河水通过三通一分支提升至多级跌水复氧单元2内的水气扩散装置6，河水通过上层布水管6-1设有的数个布水孔Ⅰ6-1-1向生物反应池2-1内均匀布水，采取多个布水孔Ⅰ6-1-1布水方式的目的是为增加进水水体与空气的接触面积，增加水体中的溶解氧，同时，三通另一分支河水通过淹设于水下的下层水气扩散管6-2向生物反应池2-1内注水，进气管6-5同时向河水中注入空气，其作用原理为：依据伯努利原理，液体流速大的地方压强小，管内水体流速远大于生物反应池内的水体流速，反应池内河水接近静止，调节流量控制阀Ⅰ6-8，当管内流速增大到一定程度后，水面上的空气在大气压的作用下通过进气管6-5被抽入水气扩散管6-2-1内部，与管内部的水体混合形成水气混合液，射入生物反应池2-1内，在水气混合液排入的同时，对水体造成扰动，使活性污泥微生物与水体充分混合，以进一步降解水中的有机污染物含量，当不需对生物反应池2-1内补充溶解氧时，再次调节支管流量控制阀Ⅰ6-8流速降低，进气管6-5与水下水气扩散管6-2-1接触点位置压强升高，则空气不会进入水气扩散管6-2-1，水下水气扩散管6-2-1仅喷射水流，扰动池内水体，在生物反应池2-1数个方梁2-1-6以下至池底之间的位置均匀安放若干弹性生物填料2-1-8，用以为生物膜的形成提供附着条件，并吸附水中悬浮物质，减少活性污泥的流失，同时，弹性生物填料2-1-8还具有切割气泡，提高氧的转移速率和利用率的作用，随着生物反应池2-1内的来水不断增多，水体经过数组弹性生物填料2-1-8挂膜、截留污泥微生物后，通过隔水墙2-1-7下部通道使得上层复氧水体转向下层与下层水体混合，再经过生物反应池2-1凹壁Ⅰ2-1-1进入澄清配水池2-2。

在澄清配水池2-2内得到净化和澄清的水体经两侧堰板2-2-4流入两侧配水池，通过两侧的凹壁Ⅱ2-2-1进入横向跌水复氧池2-3，而沉淀下来的沉积物，一部分经回流管2-2-3通过提水泵池回流至生物反应池2-1，用于活性生物菌接种，另一部分多余的沉积物视存量情况随时排出系统并妥善处理。

在横向跌水复氧池2-3内，设有两个阶梯状的横向跌水复氧台7，每个阶梯上安装的数个三角形分水器7-1，用以扩散水流，并促使水流产生紊动，既起到水力消能的作用，利于水流平稳进入下一单元，同时也能增加水流与空气的接触面积，利于复氧，经横向跌水复氧池2-3复氧后的水通过凹壁Ⅲ2-3-1跌落至配水池2-4，部分河水通过凹壁Ⅳ2-4-1及阶梯跌水复氧台2-5流入河道中，另一部分河水通过两根出水管2-4-2进入数组生物沉床3-1内上层携氧布水管网3-1-5内，上层携氧布水管网3-1-5内的复氧水再通过数个布水孔3-1-54渗出，根据伯努利原理，由于底层集水回水管网3-1-2内流速大，而河底水流速要低很多，在压力差的作用下，这部分从上层携氧布水管网3-1-5内渗出的复氧水会进入底层集水回水管网3-1-2，在这些富含溶解氧的水体进入底层集水回水管网3-1-2时，势必穿过生物填料层3-1-4，这又进一步提升了生物填料层的溶解氧含量，强化了生物膜的分解作用，为好氧微生物分解有机污染物提供条件，底层集水回水管网3-1-2各支管设有均匀的回水孔3-1-24，目的是接收上层携氧布水管网3-1-5的渗水，提升中间生物填料层3-1-4水中的溶解氧含量，伸出最后一组生物沉床3-1外的集水回水主管3-1-21一端置于河道河水中与河底水体连通，一方面是为了实现河道水体的循环，另一方面，增加集水回水主管3-1-21的流速，发挥伯努利原理的作用，利于携氧布水管的渗水充分的进入生物填料层，进入底层集水回水管网3-1-2的水体和河道下游的底层水体再次回流至初次沉淀池4，如此往复多次循环，逐步实现河道水体净化作用，实现河道的长治久清。

弹性生物填料2-1-8主要起到利于挂膜、截留微生物、增加泥龄、便于污水污泥充分接触反应的功效。

底层集水回水管网3-1-2的管道直径和安放坡度需根据河道的生态流速、管道的不淤流速以及河道水质与水体设计循环周期等因素综合确定。

本发明中提到的图例方案，如多级跌水复氧单元、上层携氧布水管网布置、下层回水集水管网布置等均为示意性方案，仅仅为示范目的，具体布置形式及外形特征需结合河道水质及指定河道的特点进行设计，并不局限于文中描述，也绝不是对本发明及其应用或用法的限制。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理和精神的前提下对其所作出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (5)

1.一种循环复氧强化生物分解的河道水净化系统，利用现有的河道，采用河道自体循环流复氧加真空负压纳氧结合生物沉床分解的系统，其特征在于：河道水体净化系统为，按治理阶段河道水流方向依次为泥砂沉淀区（1）、多级跌水复氧单元（2）、河道生物沉床治理单元（3），在多级跌水复氧单元（2）一侧的河岸内埋有初次沉淀池（4），在初次沉淀池（4）内溢流堰（4-1）一侧提水泵池装有水泵（5），所述河道生物沉床治理单元（3）由沿水流方向间隔设置在河床底面的数组生物沉床（3-1）构成，所述泥砂沉淀区（1）内沿河道横向设有一条泥沙沉淀槽（1-1），在泥砂沉淀槽（1-1）内及靠近泥砂沉淀槽（1-1）下游的河床上，分别设有超细纤维人工水草（1-2），沉淀槽（1-1）将上游来水裹挟的泥沙沉淀后排除，超细纤维人工水草（1-2）净化水质；

所述多级跌水复氧台（2）为矩形阶梯状，横跨在河道之上的两侧河岸上，整体为钢筋混凝土结构，沿河道上游至下游方向依次为连为一体的生物反应池（2-1）、澄清配水池（2-2）、横向跌水复氧池（2-3）、配水池（2-4）、阶梯跌水复氧台（2-5）；

所述生物反应池（2-1）为长方形盒体，在生物反应池（2-1）下游方前壁的中间位置设有一段凹壁Ⅰ（2-1-1），在凹壁Ⅰ（2-1-1）上装有锯齿三角堰板Ⅰ（2-1-2），

在生物反应池（2-1）内前壁和后壁之间设有隔水墙（2-1-7），隔水墙（2-1-7）底面与生物反应池（2-1）底面留有间距，在隔水墙（2-1-7）底端与生物反应池（2-1）前壁之间间隔设有数个方梁（2-1-6），在数个方梁（2-1-6）上设有水气扩散装置（6），在生物反应池（2-1）底面设有数组弹性生物填料（2-1-8），在生物反应池（2-1）一侧壁上依次设有进水管孔（2-1-3）、带截门的排水管（2-1-4）、带截门的放空管Ⅰ（2-1-5）；

所述水气扩散装置（6）包括上层布水管（6-1）、下层水气扩散管（6-2），上层布水管（6-1）至少一根，上层布水管（6-1）一端为封堵端，沿上层布水管（6-1）壁上间隔设有数个布水孔Ⅰ（6-1-1），上层布水管（6-1）的另一端与上层横管（6-3）连接；

下层水气扩散管（6-2）由数根长短不一样的水气扩散管（6-2-1）构成，数根水气扩散管（6-2-1）一端为出水口，数根水气扩散管（6-2-1）另一端间隔设置并与下层横管（6-4）连接，在靠近数根水气扩散管（6-2-1）出水口的管壁上，分别垂直连接一根进气管（6-5），在每根进气管（6-5）口上端设有防尘帽（6-6），

L形连接管（6-7）一端与下层横管（6-4）连接，L形连接管（6-7）另一端通过流量控制阀Ⅰ（6-8）与上层横管（6-3）上的三通连接，进水管（6-9）一端与上层横管（6-3）的三通连接，进水管（6-9）的另一端伸出进水管孔（2-1-3）外与水泵（5）的上水管（5-1）连接；

所述澄清配水池（2-2）为长方形盒体，澄清配水池（2-2）的高度低于生物反应池（2-1）的高度，在澄清配水池（2-2）下游方向壁的两侧位置分别设有一段凹壁Ⅱ（2-2-1），在凹壁Ⅱ（2-2-1）上装有锯齿三角堰板Ⅱ（2-2-2），在澄清配水池（2-2）一侧壁上设有带截门的回流管（2-2-3），回流管（2-2-3）通过初次沉淀池（4）壁设置在水泵（5）上方，在澄清配水池（2-2）内两个凹壁Ⅱ（2-2-1）与生物反应池（2-1）凹壁Ⅰ（2-1-1）之间分别设有一个堰板（2-2-4），两个堰板（2-2-4）上方分别装有锯齿三角堰板Ⅲ（2-2-5），两个堰板（2-2-4）低于凹壁Ⅰ（2-1-1），凹壁Ⅱ（2-2-1）低于两个堰板（2-2-4）；

所述横向跌水复氧池（2-3）为长方形盒体，横向跌水复氧池（2-3）高度低于澄清配水池（2-2）的高度，在横向跌水复氧池（2-3）下游方向壁的中间位置设有一段凹壁Ⅲ（2-3-1），在凹壁Ⅲ（2-3-1）上装有锯齿三角堰板Ⅳ（2-3-2），在横向跌水复氧池（2-3）内两侧，对称设有阶梯状的横向跌水复氧台（7），在横向跌水复氧台（7）第二阶以下的台面上分别设有数个三角形分水器（7-1）；

所述配水池（2-4）为长方形盒体，配水池（2-4）高度低于横向跌水复氧池（2-3）的高度，在配水池（2-4）下游方向壁的中间位置设有一段凹壁Ⅳ（2-4-1），在配水池（2-4）内底面左右两侧各设置一根出水管（2-4-2），在配水池（2-4）一侧面设有放空管Ⅱ（2-4-3）；

所述阶梯跌水复氧台（2-5）高台面的高度低于配水池（2-4）的高度，低台面为弧形凹面（2-5-1），阶梯跌水复氧台（2-5）两侧为挡水台（2-5-2），挡水台（2-5-2）上种植花草；

所述生物沉床（3-1）由六层结构组成，六层结构由下至上的顺序依次为厌氧生物填料层（3-1-1）、底层集水回水管网（3-1-2）、砾石层（3-1-3）、生物填料层（3-1-4）、上层携氧布水管网（3-1-5）和粗砾层（3-1-6），

所述底层集水回水管网（3-1-2）由集水回水主管（3-1-21）、集水回水支管Ⅰ（3-1-22）、集水回水支管Ⅱ（3-1-23）构成，在集水回水主管（3-1-21）两侧间隔的对称连接数根集水回水支管Ⅰ（3-1-22），在每根集水回水支管Ⅰ（3-1-22）两侧间隔的对称连接数根集水回水支管Ⅱ（3-1-23），在集水回水主管（3-1-21）、集水回水支管Ⅰ（3-1-22）和集水回水支管Ⅱ（3-1-23）上分别间隔的开有数个回水孔（3-1-24）；

所述上层携氧布水管网（3-1-5）由布水主管（3-1-51）、布水支管Ⅰ（3-1-52）和

布水支管Ⅱ（3-1-53）构成，在布水主管（3-1-51）两侧间隔的对称连接数根布水支管Ⅰ（3-1-52），在每根集布水支管Ⅰ（3-1-52）两侧间隔的对称连接数根布水支管Ⅱ（3-1-53），在布水主管（3-1-51）、布水支管Ⅰ（3-1-52）和布水支管Ⅱ（3-1-53）上分别间隔的开有数个布水孔（3-1-54）；

伸出最后一组生物沉床（3-1）外的集水回水主管（3-1-21）一端置于河道河水中，集水回水主管（3-1-21）另一端通过其它的生物沉床（3-1）的集水回水主管（3-1-21）与初次沉淀池（4）上设有的集水回水管（4-2）连接，在集水回水管（4-2）上设有流量控制阀Ⅱ（4-3）；

最后一组生物沉床（3-1）布水主管（3-1-51）一端封堵，伸出外的布水主管（3-1-51）另一端通过其它的生物沉床（3-1）的布水主管（3-1-51）与横向跌水复氧池（2-3）的两根出水管（2-4-2）连接；

伸出生物沉床（3-1）的布水主管（3-1-51）上不开布水孔，

伸出生物沉床（3-1）的集水回水主管（3-1-21）上不开回水孔。

2.根据权利要求1所述的一种循环复氧强化生物分解的河道水净化系统，其特征在于：所述粗砾层（3-1-6）应盖过上层携氧布水管网（3-1-5）上表面10～25cm，砾石层（3-1-3）应盖过底层集水回水管网（3-1-2）上表面10～25cm，厌氧生物填料层（3-1-1）厚度为15～20cm，生物填料层（3-1-4）厚度为50～80cm。

3.根据权利要求1所述的一种循环复氧强化生物分解的河道水净化系统，其特征在于：所述粗砾层（3-1-6）和砾石层（3-1-3）均可选用粒径20～50mm的较为圆滑的河卵石或石英石或花岗石或石灰石或页岩或火山岩或废砖块或废陶瓷材料；

所述生物填料层（3-1-4）可选用粒径5～20mm的卵石或砾石或陶粒或矿渣或蛭石或沸石；

厌氧生物填料层（3-1-1）可选用粒径在0.5～2.0mm的中粗砂。

4.根据权利要求1所述的一种循环复氧强化生物分解的河道水净化系统，其特征在于：所述的集水回水主管（3-1-21）两侧数根集水回水支管Ⅰ（3-1-22）的外端分别向上翘起，两侧数根集水回水支管Ⅰ（3-1-22）向上翘起的坡度均为1%-3%的坡度。

5.一种采用权利要求1所述的循环复氧强化生物分解的河道水净化系统的实现方法，其特征在于，实现方法如下：

在上游设置的泥砂沉淀区（1），将上游来水裹挟的泥砂通过泥沙沉淀槽（1-1）沉淀排除，同时，泥砂沉淀区（1）内设置的人工水草还能够长期净化水质，降低悬浮物含量，提高水体透明度，增加溶解氧，为鱼虾产卵提供温床，够改善水体生态环境，维护水体生物多样性，保持水体生态平衡，抑制藻类过度滋生；

经过泥砂沉淀区（1）处理过的河水，沿水流方向穿过多级跌水复氧单元（2）下端的河道，通过间隔设置在河床底面的数组生物沉床（3-1）流向下游，由于伸出最后一组生物沉床（3-1）外的集水回水主管（3-1-21）一端置于河道河水中与河底水体连通，及数组生物沉床（3-1）底层集水回水管网（3-1-2）数个回水孔（3-1-24）的作用，将河道水通过集水回水主管（3-1-21）引入初次沉淀池（4）内；

在初次沉淀池（4）内，河道中携带的固体物质沉淀下来，上层较为澄清的河水通过沉淀池出口端的溢流堰（4-1）进入提水泵池，经水泵（5）将河水通过三通一分支提升至多级跌水复氧单元（2）内的水气扩散装置（6），河水通过上层布水管（6-1）设有的数个布水孔Ⅰ（6-1-1）向生物反应池（2-1）内均匀布水，采取多个布水孔Ⅰ（6-1-1）布水方式的目的是为增加进水水体与空气的接触面积，增加水体中的溶解氧，同时，三通另一分支河水通过淹设于水下的下层水气扩散管（6-2）向生物反应池（2-1）内注水，进气管（6-5）同时向河水中注入空气，其作用原理为：依据伯努利原理，液体流速大的地方压强小，管内水体流速远大于生物反应池内的水体流速，反应池内河水接近静止，调节流量控制阀Ⅰ（6-8），当管内流速增大到一定程度后，水面上的空气在大气压的作用下通过进气管（6-5）被抽入水气扩散管（6-2-1）内部，与管内部的水体混合形成水气混合液，射入生物反应池（2-1）内，在水气混合液排入的同时，对水体造成扰动，使活性污泥微生物与水体充分混合，以进一步降解水中的有机污染物含量，当不需对生物反应池（2-1）内补充溶解氧时，再次调节支管流量控制阀Ⅰ（6-8），流速降低，进气管（6-5）与水下水气扩散管（6-2-1）接触点位置压强升高，则空气不会进入水气扩散管（6-2-1），水下水气扩散管（6-2-1）仅喷射水流，扰动池内水体，在生物反应池（2-1）数个方梁（2-1-6）以下至池底之间的位置均匀安放若干弹性生物填料（2-1-8），用以为生物膜的形成提供附着条件，并吸附水中悬浮物质，减少活性污泥的流失，同时，弹性生物填料（2-1-8）还具有切割气泡，提高氧的转移速率和利用率的作用，随着生物反应池（2-1）内的来水不断增多，水体经过数组弹性生物填料（2-1-8）挂膜、截留污泥微生物后，通过隔水墙（2-1-7）下部通道使得上层复氧水体转向下层与下层水体混合，再经过生物反应池（2-1）凹壁Ⅰ（2-1-1）进入澄清配水池（2-2）；

在澄清配水池（2-2）内得到净化和澄清的水体经两侧堰板（2-2-4）流入两侧配水池，通过两侧的凹壁Ⅱ（2-2-1）进入横向跌水复氧池（2-3），而沉淀下来的沉积物，一部分经回流管（2-2-3）通过提水泵池回流至生物反应池（2-1），用于活性生物菌接种，另一部分多余的沉积物视存量情况随时排出系统并妥善处理；

在横向跌水复氧池（2-3）内，设有两个阶梯状的横向跌水复氧台（7），每个阶梯上安装的数个三角形分水器（7-1），用以扩散水流，并促使水流产生紊动，既起到水力消能的作用，利于水流平稳进入下一单元，同时也能增加水流与空气的接触面积，利于复氧，经横向跌水复氧池（2-3）复氧后的水通过凹壁Ⅲ（2-3-1）跌落至配水池（2-4），部分河水通过凹壁Ⅳ（2-4-1）及阶梯跌水复氧台（2-5）流入河道中，另一部分河水通过两根出水管（2-4-2）进入数组生物沉床（3-1）内上层携氧布水管网（3-1-5）内，上层携氧布水管网（3-1-5）内的复氧水再通过数个布水孔（3-1-54）渗出，根据伯努利原理，由于底层集水回水管网（3-1-2）内流速大，而河底水流速要低很多，在压力差的作用下，这部分从上层携氧布水管网（3-1-5）内渗出的复氧水会进入底层集水回水管网（3-1-2），在这些富含溶解氧的水体进入底层集水回水管网（3-1-2）时，势必穿过生物填料层（3-1-4），这又进一步提升了生物填料层的溶解氧含量，强化了生物膜的分解作用，为好氧微生物分解有机污染物提供条件，底层集水回水管网（3-1-2）各支管设有均匀的回水孔（3-1-24），目的是接收上层携氧布水管网（3-1-5）的渗水，提升中间生物填料层（3-1-4）水中的溶解氧含量，伸出最后一组生物沉床（3-1）外的集水回水主管（3-1-21）一端置于河道河水中与河底水体连通，一方面是为了实现河道水体的循环，另一方面，增加集水回水主管（3-1-21）的流速，发挥伯努利原理的作用，利于携氧布水管的渗水充分的进入生物填料层，进入底层集水回水管网（3-1-2）的水体和河道下游的底层水体再次回流至初次沉淀池（4），如此往复多次循环，逐步实现河道水体净化作用，实现河道的长治久清。