CN108483797A - 污染河流修复与维护系统 - Google Patents

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CN108483797A CN201810200085.6A CN201810200085A CN108483797A CN 108483797 A CN108483797 A CN 108483797A CN 201810200085 A CN201810200085 A CN 201810200085A CN 108483797 A CN108483797 A CN 108483797A
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Abstract

一种污染河流修复与维护系统，包括岸基拦截净化区、生态养殖区、生态种植区和自然功能区；岸基拦截净化区设置在河流两岸上，包括常水位下植物带、常水位与洪水位间植物带和洪水位上植物带；生态养殖区设置在河流中，依据河流的自然形状建造而成，生态养殖区包括上游拦渣坝、表曝机、生物附载体、微生物剂添加器、下游蓄水坝、拦截网和太阳能与风能发电装置；生态种植区设置在河流中，依据河流的自然形状建造而成，生态种植区内设置有植物浮床。污染河流的除生态养殖区和生态种植区以外的水域设置为自然功能区，利用河流本身的自然功能进行河水自净和生物的繁衍生息。

Description

污染河流修复与维护系统
技术领域
本发明涉及水环境治理技术流域，尤其是一种污染河流修复与维护系统。
背景技术
由于工业废水和生活污水的排放，加上河流两岸的雨水径流、农田退水等导致污染物质在河水环境中的累积，河流的污染程度不断加重，很多河流几乎失去自净能力，水环境日渐恶化。
现有河流治理的方法主要有物理方法、化学方法和生态修复方法，每种方法都有优点和长处，也存在不足和缺陷。同时很多河流治理后又被污染，再治理、再污染，反反复复。
随着人们对生态环境的认识日益提高，河流的生态整治工程越来越受到关注，人们开始尊重并保护河流的自然风貌和生态功能，通过采用一些修复技术和方法恢复河流的自然特征和风貌。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：本发明提供一种操作简单、投资少并具有一定经济收益的污染河流修复与维护系统，对污染河水进行净化，使河流恢复自净能力。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明的污染河流修复与维护系统包括：岸基拦截净化区、生态养殖区、生态种植区和自然功能区。
所述岸基拦截净化区设置在河流两岸上，在遵循生物多样性、适应性及乡土性原则基础上，选取具有对氮、磷等营养物去除能力强、护坡能力高、具有一定经济价值的植物，在河流两岸构建乔、灌、草相结合的岸基拦截净化区；岸基拦截净化区的功能是过滤、截留两岸农田面源污染物、维持河岸稳定、防止河岸侵蚀；所述岸基拦截净化区包括常水位下植物带、常水位与洪水位间植物带和洪水位上植物带；常水位下植物带种植的植物有芦苇、香蒲、菖蒲、雨久花、水莎草、狗尾草和早熟禾。常水位与洪水位间植物带种植的植物有蒿柳、细柱柳、卷边柳和杞柳。洪水位上植物带种植的植物有小叶杨、李子、杏树和山楂树。
所述生态养殖区设置在河流中，依据河流的自然形状建造而成；生态养殖区包括上游拦渣坝、表曝机、生物附载体、微生物剂添加器、下游蓄水坝、拦截网和太阳能与风能发电装置。
所述上游拦渣坝位于生态养殖区的上游部位，包括上游橡胶底坝、拦渣板、浮渣池和鼓气装置。
所述上游橡胶底坝采用袋式结构，上游橡胶底坝用高强度合成纤维织物为受力骨架，内外涂敷橡胶作保护层，加工成高强度胶布，将上游橡胶底坝垂直河岸设置，上游橡胶底坝的两端固定在河岸上，通过充填水或气体使其膨胀，利用充填的水或气体的多少来调节上游橡胶底坝的高度。
所述拦渣板设置在上游橡胶底坝上，由木板或者采用聚氨酯防水泡沫板制成；拦渣板两端固定在河岸上；拦渣板上半部分设置在水面上，拦渣板下半部分浸没在水面下，拦渣板和上游橡胶底坝之间留有空隙，作为水流通道。
所述浮渣池设置在河岸上，接收河流吹浮过来的塑料袋、树枝、饮料瓶等漂浮物。
所述鼓气装置包括鼓气泵、进气管、布气管和鼓气头，鼓气泵安装在拦渣板的露出水面的上半部分上，布气管和鼓气头布设在拦渣板的浸没在水面下的下半部分上，鼓气头吹出的气流朝向河岸一侧，气流带动水流和漂浮物沿着拦渣板飘向河岸，漂浮物进入浮渣池；进气管连接鼓气泵和布气管。
所述表曝机设有若干台，均匀分布在生态养殖区内。表曝机为生态养殖区补充氧气。
所述生物附载体满足以下要求：①比重接近于水，挂膜后其比重略小于一，在不曝气时浮于水的表面；②挂膜以后，在正常的曝气强度下能在水中呈流化状态；③老化的生物膜靠水力冲刷和曝气搅动自动脱落，保证生物膜的活性；④可直接往水里投加；⑤靠表曝机的曝气和水流引导其流动；⑥采用聚乙烯、聚丙烯或树脂制成；⑦生物附载体为多孔球体。
所述微生物剂添加装置包括塑料桶和搅拌器。
所述微生物剂添加装置添加的微生物剂的生产过程为：①分离、筛选本修复河流中的底泥和河水中的土著微生物，得到本土优势菌群；②对本土优势菌群进行驯化、培养；生产出具有强大分解污染物能力的消淤菌剂和净水菌剂；③把消淤菌剂和净水菌剂按一定比例混合得到微生物剂。
所述下游蓄水坝位于生态养殖区的下游部位，包括下游橡胶底坝和溢流堰。所述下游橡胶底坝采用袋式结构，下游橡胶底坝用高强度合成纤维织物为受力骨架，内外涂敷橡胶作保护层，加工成高强度胶布，将下游橡胶底坝垂直河岸设置，下游橡胶底坝的两端固定在河岸上，通过充填水或气体使其膨胀，利用充填的水或气体的多少来调节下游橡胶底坝的高度。所述溢流堰采用硬塑料或木板制成，溢流堰安置在下游橡胶底坝上部。
所述拦截网设置在拦渣板和上游橡胶底坝之间的水流通道前端和溢流堰的前端，拦截网由聚乙烯、聚丙烯或金属制成，其网眼的尺寸小于生物附载体的直径，阻止生物附载体和鱼类流失。
所述太阳能与风能发电装置安装在拦渣板的露出水面的上半部分上，并通过电缆与鼓气泵和表曝机连接。
生态养殖区的水体中按比例放养具有滤食水生生物功能的鲢鱼、鳙鱼，鲤鱼、鲫鱼、鲶鱼和贝类等多种生物。
所述生态种植区设置在河流中，依据河流的自然形状建造而成；所述生态种植区内设置有植物浮床。所述植物浮床由木料、竹竿、尼龙绳、钢丝和人工草制成，具体地，所述植物浮床的制作过程为：①用木料或竹竿制成植物浮床的长方体外框架，接头处用螺丝或钢丝捆扎连接；②用尼龙绳在长方体外框架的上层和下层织成网状，上层网眼大于下层网眼，上下网眼错开；③在网眼内种植植物，冬季种植耐寒景观植物，其余季节种植空心菜；④在下层网眼下悬挂人工草，人工草由聚乙烯材料制成，比表面积大。
污染河流的除生态养殖区和生态种植区以外的水域设置为自然功能区，利用河流本身的自然功能进行河水自净和生物的繁衍生息。
本发明的有益效果是：
①岸基拦截净化区内种植的乔木、灌木和草吸收氮、磷营养物，过滤、截留两岸农田的面源污染物，守护两岸的堤坡、防止河岸侵蚀，维持河岸稳定，同时种植的经济植物产生经济效益；
②来自上游的污染河水到达拦渣板后，由于拦渣板的拦截，漂浮物集聚在拦渣板前，太阳能与风能发电装置产生的电能带动鼓气泵工作，利用进气管、布气管和鼓气头对水体进行吹气，鼓气头吹出的气流朝向河岸一侧，气流带动水流沿着拦渣板流动，漂浮物飘向河岸、进入浮渣池并被清理运走，河水通过拦渣板和橡胶底坝之间的水流通道进入生态养殖区内，微生物剂添加装置添加微生物剂，水体和底泥的微生物就地大量繁殖，使水体中的有机污染物得到降解，同时通过消化作用削除河流中的部分有机底泥。表曝机一方面对污水进行曝气充氧，一方面推动水流流动，生物附载体成为活性污泥的载体，拦截网阻止生物附载体流入下游；生态养殖区的水体中放养的鱼类、贝类滤食其它水生生物，水体被净化；捕捞鱼类、贝类产生经济效益；
③河水进入生态种植区后，植物浮床下部的人工草上生长有大量的生物，产生生物接触氧化池的效果，对污染的河水进行净化处理；植物浮床床体上种植的植物通过发达的根系吸收水体中的富营养物质，降低水体中的COD、N、P的含量；种植的景观植物产生景观效应；种植的空心菜产生经济效益。
本发明结构简单、运行管理方便，能较方便地清理河面上的漂浮物，同时能消化底泥，提高河流的净化效率，美化环境，取得较高的经济效益和生态效益。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的具体实施例的结构示意图；
图1中：1.岸基拦截净化区，1-1.常水位下植物带，1-2.常水位与洪水位间植物带，1-3.洪水位上植物带，2.生态养殖区，2-1.上游拦渣坝，2-2.表曝机，2-3.生物附载体，2-4.下游蓄水坝，2-5.拦截网，3.生态种植区，3-1.植物浮床，4.自然功能区。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
实施例
如图1所示，本发明的污染河流修复与维护系统包括岸基拦截净化区1、生态养殖区2、生态种植区3和自然功能区4。
所述岸基拦截净化区1设置在河流两岸上，在遵循生物多样性、适应性及乡土性原则基础上，选取具有对氮、磷等营养物去除能力强、护坡能力高、具有一定经济价值的植物，在河流两岸构建乔灌草相结合的岸基拦截净化区；岸基拦截净化区的功能是过滤、截留两岸农田面源污染物、维持河岸稳定、防止河岸侵蚀；所述岸基拦截净化区1包括常水位下植物带1-1、常水位与洪水位间植物带1-2和洪水位上植物带1-3；常水位下植物带1-1种植的植物有芦苇、香蒲、菖蒲、雨久花、水莎草、狗尾草和早熟禾。常水位与洪水位间植物带1-2种植的植物有蒿柳、细柱柳、卷边柳和杞柳。洪水位上植物带1-3种植的植物有小叶杨、李子、杏树和山楂树。
所述生态养殖区2设置在河流中，依据河流的自然形状建造而成；生态养殖区2包括上游拦渣坝2-1、表曝机2-2、生物附载体2-3、微生物剂添加器、下游蓄水坝2-4、拦截网2-5和太阳能与风能发电装置。
所述上游拦渣坝2-1位于生态养殖区的上游部位，包括上游橡胶底坝、拦渣板、浮渣池和鼓气装置。
所述上游橡胶底坝采用袋式结构，上游橡胶底坝用高强度合成纤维织物为受力骨架，内外涂敷橡胶作保护层，加工成高强度胶布，将其垂直河岸设置，上游橡胶底坝的两端固定在河岸上，通过充填水或气体使其膨胀，利用充填的水或气体的多少来调节上游橡胶底坝的高度。
所述拦渣板设置在上游橡胶底坝上，由木板制成，或者采用聚氨酯防水泡沫板制成；拦渣板两端固定在河岸上；拦渣板上半部分设置在水面上，拦渣板下半部分浸没在水面下，拦渣板和上游橡胶底坝之间留有空隙，作为水流通道。
所述浮渣池设置在河岸上，接收河流吹浮过来的塑料袋、树枝、饮料瓶等漂浮物。
所述鼓气装置包括鼓气泵、进气管、布气管和鼓气头，鼓气泵安装在拦渣板的露出水面的上半部分上，布气管和鼓气头布设在拦渣板的浸没在水面下的下半部分上，鼓气头吹出的气流朝向河岸一侧，气流带动水流和漂浮物沿着拦渣板飘向河岸，漂浮物进入浮渣池；进气管连接鼓气泵和布气管。
所述表曝机2-2设有若干台，均匀分布在生态养殖区内。表曝机2-2为生态养殖区补充氧气。
所述生物附载体2-3满足以下要求：①比重接近于水，挂膜后其比重略小于一，在不曝气时浮于水的表面；②挂膜以后，在正常的曝气强度下能在水中呈流化状态；③老化的生物膜靠水力冲刷和曝气搅动自动脱落，保证生物膜的活性；④可直接往水里投加；⑤靠表曝机的曝气和水流引导其流动；⑥采用聚乙烯、聚丙烯或树脂制成；⑦生物附载体为多孔球体。
所述微生物剂添加装置包括塑料桶和搅拌器。
所述微生物剂添加装置添加的微生物剂的生产过程为：①分离、筛选本修复河流中的底泥和河水中的土著微生物，得到本土优势菌群；②对本土优势菌群进行驯化、培养，生产出具有强大分解污染物能力的消淤菌剂和净水菌剂；③把消淤菌剂和净水菌剂按一定比例混合得到微生物剂。
所述下游蓄水坝2-4位于生态养殖区的下游部位，包括下游橡胶底坝和溢流堰。所述下游橡胶底坝采用袋式结构，下游橡胶底坝用高强度合成纤维织物为受力骨架，内外涂敷橡胶作保护层，加工成高强度胶布，将其垂直河岸设置，下游橡胶底坝的两端固定在河岸上，通过充填水或气体使其膨胀，利用充填的水或气体的多少来调节下游橡胶底坝的高度。所述溢流堰采用硬塑料或木板制成，溢流堰安置在下游橡胶底坝上部。
所述拦截网2-5设置在拦渣板和上游橡胶底坝之间的水流通道前端，所述拦截网2-5也设置在溢流堰的前端，拦截网2-5由聚乙烯、聚丙烯或金属制成，其网眼的尺寸小于生物附载体2-3的直径，阻止生物附载体2-3和鱼类流失。
所述太阳能与风能发电装置安装在拦渣板的露出水面的上半部分上，并通过电缆与鼓气泵和表曝机2-2连接。
生态养殖区2的水体中按比例放养具有滤食水生生物功能的鲢鱼、鳙鱼，鲤鱼、鲫鱼、鲶鱼和贝类等多种生物。
所述生态种植区3设置在河流中，依据河流的自然形状建造而成；所述生态种植区3内设置有植物浮床3-1。所述植物浮床3-1由木料、竹竿、尼龙绳、钢丝和人工草制成，具体地，所述植物浮床的制作过程为：①用木料或竹竿制成植物浮床的长方体外框架，接头处用螺丝或钢丝捆扎连接；②用尼龙绳在长方体外框架的上层和下层织成网状，上层网眼大于下层网眼，上下网眼错开；③在网眼内种植植物，冬季种植耐寒景观植物，其余季节种植空心菜；④在下层网眼下悬挂人工草，人工草由聚乙烯材料制成，比表面积大。
污染河流的除生态养殖区2和生态种植区3以外的水域设置为自然功能区4，利用河流本身的自然功能进行河水自净和生物的繁衍生息。
①岸基拦截净化区1内种植的乔木、灌木和草吸收氮、磷营养物，过滤、截留两岸农田的面源污染物，守护两岸的堤坡、维持河岸稳定、防止河岸侵蚀，同时种植的经济植物产生经济效益；
②来自上游的污染河水到达拦渣板后，由于拦渣板的拦截，漂浮物集聚在拦渣板前，太阳能与风能发电装置产生的电能带动鼓气泵工作，通过进气管、布气管和鼓气头对水体进行吹气，鼓气头吹出的气流朝向河岸一侧，气流带动水流沿着拦渣板流动，漂浮物飘向河岸、进入浮渣池并被清理运走，河水通过拦渣板和橡胶底坝之间的水流通道进入生态养殖区内，微生物剂添加装置添加微生物剂，水体和底泥的微生物就地大量繁殖，使水体中的有机污染物得到降解，同时通过消化作用削除河流中的部分有机底泥。表曝机2-2一方面对污水进行曝气充氧，一方面推动水流流动，生物附载体2-3成为活性污泥的载体，拦截网2-5阻止生物附载体2-3流入下游；生态养殖区2的水体中放养的鱼类、贝类滤食其它水生生物，水体被净化；捕捞鱼类、贝类产生经济效益；
③河水进入生态种植区3后，植物浮床3-1下部的人工草上生长有大量的生物，产生生物接触氧化池的效果，对污染的河水进行净化处理；植物浮床床体上种植的植物通过发达的根系吸收水体中的富营养物质，降低水体中的COD、N、P的含量；种植的景观植物产生景观效应；种植的空心菜产生经济效益。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (4)

1.一种污染河流修复与维护系统，其特征在于：包括岸基拦截净化区(1)、生态养殖区(2)、生态种植区(3)和自然功能区(4)；
所述岸基拦截净化区(1)设置在河流两岸上，所述岸基拦截净化区(1)包括常水位下植物带(1-1)、常水位与洪水位间植物带(1-2)和洪水位上植物带(1-3)；常水位下植物带(1-1)种植的植物有芦苇、香蒲、菖蒲、雨久花、水莎草、狗尾草和早熟禾；常水位与洪水位间植物带(1-2)种植的植物有蒿柳、细柱柳、卷边柳和杞柳；洪水位上植物带(1-3)种植的植物有小叶杨、李子、杏树和山楂树；
所述生态养殖区(2)设置在河流中，生态养殖区(2)包括上游拦渣坝(2-1)、表曝机(2-2)、生物附载体(2-3)、微生物剂添加器、下游蓄水坝(2-4)、拦截网(2-5)和太阳能与风能发电装置；
所述上游拦渣坝(2-1)位于生态养殖区的上游部位，包括上游橡胶底坝、拦渣板、浮渣池和鼓气装置；
所述上游橡胶底坝采用袋式结构，上游橡胶底坝用高强度合成纤维织物为受力骨架，内外涂敷橡胶作保护层，加工成高强度胶布，将上游橡胶底坝垂直河岸设置，上游橡胶底坝的两端固定在河岸上，通过充填水或气体使其膨胀，利用充填的水或气体的多少来调节上游橡胶底坝的高度；
所述拦渣板设置在上游橡胶底坝上，由木板制成，或者采用聚氨酯防水泡沫板制成；拦渣板两端固定在河岸上；拦渣板上半部分设置在水面上，拦渣板下半部分浸没在水面下，拦渣板和上游橡胶底坝之间留有空隙，作为水流通道；
所述浮渣池设置在河岸边，接收河流吹浮过来的漂浮物；
所述鼓气装置包括鼓气泵、进气管、布气管和鼓气头，鼓气泵安装在拦渣板的露出水面的上半部分上，布气管和鼓气头布设在拦渣板的浸没在水面下的下半部分上，鼓气头吹出的气流朝向河岸一侧，气流带动水流和漂浮物沿着拦渣板飘向河岸，漂浮物进入浮渣池；进气管连接鼓气泵和布气管；
所述表曝机(2-2)设有若干台，均匀分布在生态养殖区内；表曝机(2-2)为生态养殖区补充氧气；
所述微生物剂添加装置包括塑料桶和搅拌器；
所述下游蓄水坝(2-4)位于生态养殖区的下游部位，包括下游橡胶底坝和溢流堰；所述下游橡胶底坝采用袋式结构，下游橡胶底坝用高强度合成纤维织物为受力骨架，内外涂敷橡胶作保护层，加工成高强度胶布，将下游橡胶底坝垂直河岸设置，下游橡胶底坝的两端固定在河岸上，通过充填水或气体使其膨胀，利用充填的水或气体的多少来调节下游橡胶底坝的高度；所述溢流堰采用硬塑料或木板制成，溢流堰安置在下游橡胶底坝上部；
所述拦截网(2-5)设置在拦渣板和上游橡胶底坝之间的水流通道前端，所述拦截网(2-5)也设置在溢流堰的前端，拦截网(2-5)由聚乙烯、聚丙烯或金属材料制成，拦截网(2-5)的网眼的尺寸小于生物附载体(2-3)的直径，阻止生物附载体(2-3)和鱼类流失；
所述太阳能与风能发电装置安装在拦渣板的露出水面的上半部分上，并通过电缆与鼓气泵和表曝机(2-2)连接；
生态养殖区(2)的水体中按比例放养具有滤食水生生物功能的鲢鱼、鳙鱼，鲤鱼、鲫鱼、鲶鱼和贝类；
所述生态种植区(3)设置在河流中，生态种植区(3)内设置有植物浮床(3-1)；
污染河流的除生态养殖区(2)和生态种植区(3)以外的水域设置为自然功能区(4)，利用河流本身的自然功能进行河水自净和生物的繁衍生息。
2.根据权利要求1所述的污染河流修复与维护系统，其特征在于：所述生物附载体(2-3)满足以下要求：①为多孔球体；②挂膜以后，在正常的曝气强度下能在水中呈流化状态；③老化的生物膜靠水力冲刷和曝气搅动自动脱落，保证生物膜的活性；④直接往水里投加；⑤靠表曝机的曝气和水流引导其流动；⑥采用聚乙烯、聚丙烯或树脂制成。
3.根据权利要求1所述的污染河流修复与维护系统，其特征在于：所述微生物剂添加装置添加的微生物剂的生产过程为：①分离、筛选本修复河流中的底泥和河水中的土著微生物，得到本土优势菌群；②对本土优势菌群进行驯化、培养，生产出具有分解污染物能力的消淤菌剂和净水菌剂；③把消淤菌剂和净水菌剂按一定比例混合得到微生物剂。
4.根据权利要求1所述的污染河流修复与维护系统，其特征在于：所述植物浮床(3-1)由木料、竹竿、尼龙绳、钢丝和人工草制成，所述植物浮床的制作过程为：①用木料或竹竿制成植物浮床的长方体外框架，接头处用螺丝或钢丝捆扎连接；②用尼龙绳在长方体外框架的上层和下层织成网状，上层网眼大于下层网眼，上下网眼错开；③在网眼内种植植物，冬季种植耐寒景观植物，其余季节种植空心菜；④在下层网眼下悬挂人工草，人工草由聚乙烯材料制成。
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