CN109502761B - 一种生态塘渗透墙及生态景观水原位处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种渗透墙，以及利用该渗透墙的生态景观水原位处理方法。所述渗透墙包括滤料层、砾石层以及石笼网，所述滤料层的宽度渐变，滤料层的表面附着有一层生物膜，砾石层设置在滤料层的外侧，石笼网包覆在砾石层外侧，所述滤料层、砾石层和石笼网的上端面上敷设有一层防渗材料层，防渗材料层上设有一层土壤层，土壤层上面种植有植物。本发明的生态景观水原位处理方法能够强化吸附过滤水体中的悬浮颗粒物、溶解态的氮和磷，提高了水质的净化效率；且生态景观水原位处理方法在生态塘内错位布置多个渗透墙，使水流折流前进，能够提高了水体与沉水植物之间的接触时间，对水体进行双重过滤，进一步提高了水质的净化效率。
Description
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，尤其涉及一种生态塘渗透墙及生态景观水原位处理方法。
背景技术
景观水处理方法中，常用的方法是异位处理法，所谓异位处理法是指将景观水从水体中引出，经处理后再排回水体，这种方法需额外占用土地，在处理水量大且周边无多余土地可供利用的情况下不宜采用。现有技术中，也可采用常规的原位生态处理法对景观水进行净化。但普通的原位生态处理法仅采用水生植物净化，由于植物对水中氮、磷去除效果有限，当水中氮磷含量较高时，无法在短时间内将其有效去除。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种生态塘渗透墙及生态景观水原位处理方法，用以解决上述背景技术中存在的问题。
一种生态塘渗透墙，包括滤料层、砾石层以及石笼网，所述滤料层的宽度渐变，滤料层的表面附着有一层生物膜，所述砾石层设置在滤料层的外侧且其两侧面为阶梯面，所述石笼网包覆在砾石层外侧，所述滤料层、砾石层和石笼网的上端面上敷设有一层防渗材料层，所述防渗材料层上设有一层用以种植植物的土壤层。
优选的，所述滤料层的宽度尺寸从水中往岸边逐渐增大。
优选的，所述滤料层的厚度为0.7m-3m。
优选的，所述滤料层由沸石滤料组成，所述沸石滤料的粒径为8mm。
优选的，所述砾石层的厚度为0.5m，砾石的粒径为25mm。
优选的，所述土壤层的厚度至少为30cm，土壤层上种植的植物为挺水水生植物、或与所述渗透墙周围景观绿地上的品种相同的植物。
优选的，所述石笼网是由锌-5%铝-混合稀土合金钢丝编织而成的网状结构。
一种利用生态塘渗透墙的生态景观水原位处理方法，具体包括以下步骤：
沿生态塘的水流方向，在生态塘的相对侧壁上设置多个渗透墙，相邻两个渗透墙之间错位布置；
在生态塘内种植沉水植物，并养殖水生动物，所述沉水植物的种植面积为生态塘中水体面积的60%；
河道水或地表水从进水口以不大于6m/s的流速流入生态塘后，在渗透墙的引导下折流前进，水流流过渗透墙时，渗透墙内的滤料层拦截水中的悬浮颗粒物，溶解态的氮和磷会吸附在滤料层表面，滤料层表面覆着的生物膜对水中的有机物、溶解态的氮和磷进行降解；同时，种植的沉水植物和水生动物对水中的悬浮颗粒物进行拦截，并通过自身新陈代谢对有机物、溶解态的氮和磷进行净化处理。
优选的，所述渗透墙的长度为其所处位置的池塘宽度的2/3。
优选的，所述沉水植物包括苦草、马来眼子菜、狐尾藻、小茨藻、大茨藻、金鱼藻、轮叶黑藻中的一种或多种，所述水生动物包括底栖动物、滤食性鱼类、肉食性鱼类中的一种或多种。
本发明的有益效果是：
1、本申请的生态塘渗透墙能够吸附过滤水体中的悬浮颗粒物、溶解态的氮和磷，提高了水质的净化效率。
2、通过在生态塘内错位布置多个渗透墙，使水流折流前进，不但提高了水体与沉水植物之间的接触时间，也能使水体经沉水植物和渗透墙进行双重过滤，提高了水质的净化效率；且渗透墙上种植有植物，可与岸边景观融为一体，不影响景观效果。
3、生态塘内的渗透墙错位布置，能够在生态塘内营造急流和缓流交替的流态，有助于生态塘内鱼类的产卵和栖息，也为水中微生物的附着提供场所，增加微生物数量，强化水质净化效果。
4、本发明是水处理方法，是一种集物理过滤、生物降解、生态净化在同一个反应器中同时发生净化功能的水处理方法。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是生态塘渗透墙的结构示意图。
图2是生态塘渗透墙的使用状态图。
图3是水质净化的仿真效果图。
图中标号的含义为：1为滤料层，2为砾石层，3为石笼网，4为防渗材料层，5为土壤层，6为渗透墙，7为生态塘，8为水流。
具体实施方式
为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细描述。
在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；除非另有规定或说明，术语“多个”是指两个或两个以上；术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本说明书的描述中，需要理解的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。
本发明实施例给出一种生态塘渗透墙，及应用该种生态塘渗透墙的生态景观水原位处理方法。渗透墙中的滤料层可过滤水体中的悬浮颗粒物、吸附溶解态的氮和磷，通过滤料层上附着的微生物的新陈代谢将有机物和氮、磷等降解，从而达到净化水体的目的。
参照图1，其为本发明的生态塘渗透墙的结构示意图。如图所示，所述生态塘渗透墙包括滤料层1、砾石层2以及石笼网3。
具体地，滤料层1由若干个沸石滤料堆叠而成，滤料层1的表面覆着有一层生物膜（指微生物），沸石表面具有很多孔洞，微生物可附着在这些孔洞内。当生态塘中的水流经滤料层1时，水中的悬浮颗粒物会被沸石截留，溶解态的氮和磷会吸附在沸石表面的孔洞内，微生物通过自身的新陈代谢将有机物和氮、磷降解。本实施例中，所述滤料层1的宽度尺寸沿生态塘宽度方向从水中往岸边逐渐增加，滤料层1的两侧面可设置为阶梯面；所述滤料层1的厚度为0.7m-3m，滤料层1中沸石滤料的粒径为8mm。
砾石层2设置在滤料层的外侧。砾石层2的上端面与滤料层1的上端面相齐平，或略高于滤料层1的上端面。砾石层2的内侧面形状与滤料层1的侧面形状相匹配，即砾石层2的内侧面与滤料层1的左、右侧面相贴合。砾石层2的左、右侧面（外侧面）为阶梯面，石笼网3包覆在砾石2层外侧。本实施例中，砾石层2的厚度为0.5m，砾石的粒径为25mm；石笼网3是由锌-5%铝-混合稀土合金钢丝编织而成的网状结构，其网孔直径为100mm，其耐腐蚀性是传统纯镀锌的3倍以上，钢丝直径为2mm-4mm，钢丝的抗拉强度不小于380Mpa(或38kg/m2)。
滤料层1、砾石层2和石笼网3的上端面上敷设有一层防渗材料层4，具体地，防渗材料层4可选用尼龙土工布，规格为200-250 g/m2，主要用于防止土工布上的土壤层流失到下面的滤料层，堵塞滤料。所述防渗材料层4上设有一层用以种植植物的土壤层5。所述土壤层5的厚度至少为30cm，土壤层5上种植有挺水水生植物、或与所述渗透墙周围景观绿地上的品种相同的植物。
将上述渗透墙应用于生态塘内，可增强生态塘内水质的净化效果。生态塘包括生态塘本体、多个渗透墙，多个渗透墙沿水流方向错位布置在生态塘本体的相对侧壁上。
具体地，本实施例的利用生态塘渗透墙的生态景观水原位处理方法，具体包括以下步骤：
步骤1：沿生态塘7的水流方向，在生态塘7的相对侧壁上设置多个渗透墙6，相邻两个渗透墙之间错位布置，所述渗透墙6的宽度为其所处位置的池塘宽度的2/3，如图2所示。
步骤2：在生态塘7内种植沉水植物，并养殖水生动物，所述沉水植物的种植面积为生态塘中水体面积的60%。每种植物的种植量为植物总种植量与植物种植种类的比值。生态塘的水深在1.5m-2.5m范围内，在生态塘的高度方向上，自上而下形成了好氧区、兼性区和厌氧区，使得氨化细菌、硝化细菌和反硝化细菌在各自适宜的环境中生长，有利于硝化反应和反硝化反应的进行，提高脱氮效果。
所述沉水植物有苦草、马来眼子菜、狐尾藻、小茨藻、大茨藻、金鱼藻、轮叶黑藻等植物。沉水植物的具体要求如表1。
表1：沉水植物
所述水生动物有底栖动物、滤食性鱼类、肉食性鱼类等，底栖动物可投放鲢鳙鱼类以及蚌类、螺类等。水生动物摄取水中的藻类，可以控制水体中藻类生物量，减少富营养化发生的几率，从而达到防治藻类水华爆发和改善水质的目的。水生动物的具体要求如表2。
表2：水生动物
| 序号 | 水生动物 | 备注 |
| 1 | 底栖动物 | 1.投放种类：三角帆蚌、河蚬、梨形环棱螺、铜锈环棱螺； 2.规格要求：成活率>90%，杂质含量低于5%，无泥沙，200-300g/个 3.投放季节：一年四季均可 |
| 2 | 滤食性鱼类 | 1.鱼类规格：50-150g/尾（鱼种，）生长健壮，无病虫害，到场成活率>95% 2.投放季节：秋冬季 |
| 3 | 肉食性鱼类 | 1.鱼类规格：100-300g/尾（鱼种，）生长健壮，无病虫害，到场成活率>95% 2.投放季节：秋冬季 |
步骤3：河道水或地表水从进水口以不大于6m/s的流速流入生态塘7后，在渗透墙6的引导下折流前进。
渗透墙6可将生态塘内部区域分成急流区和缓流区，由于渗透墙6在生态塘7的左、右两侧错位布置，因此可在生态塘7内营造急流和缓流交替的流态，有助于生态塘内鱼类的产卵和栖息，也为水中微生物的附着提供场所，增加微生物数量，强化水质净化效果。
当水流8流过渗透墙6时，渗透墙6内的滤料层1拦截水中的悬浮颗粒物，溶解态的氮和磷会吸附在滤料层表面，滤料层1表面覆着的生物膜对悬浮颗粒物、溶解态的氮和磷进行降解。同时，种植的沉水植物和水生动物通过自身新陈代谢对水中的悬浮颗粒物、溶解态的氮和磷进行净化处理。
当生态塘中的水流8经沉水植物时，水中的悬浮物会被截留在植物上，从而缩短了悬浮物的沉淀时间，使水更澄清，且由于沉水植物的整个植株都浸在水中，其根、茎、叶都能直接从水中获取氮、磷营养，对氮、磷进行降解；植物产生的微量氧气及分泌物可抑制藻类生长，避免水体臭气产生。水中的水生动物可以直接摄取水中的微藻，减少富营养化发生的几率。
下面，通过举例具体说明本发明的利用生态塘渗透墙的生态景观水原位处理方法的水质净化效果。
假设，生态塘的水深为1.5m，长9m，宽1m；进水水质为地表V类水质（模拟水质），处理水量为1.35m3/d。
沿生态塘的水流方向，在距生态塘入口3m的位置处，设置第一道渗透墙，第一道渗透墙设置在生态塘的右侧；在距生态塘入口6m的位置处，设置第二道渗透墙，第二道渗透墙设置在生态塘的左侧，每道渗透墙的尺寸为长*款*高=1.7m*0.6m*1.5m。
沿生态塘的水流方向，在生态塘内种植刺苦草、矮型苦草、金鱼藻、轮叶黑藻等多种沉水植物，每种植物的种植量均为1.35m2。并投放螺2个（每个200g左右），鲢鱼1条（30g左右）。
经试验模拟，从图3可以看出，地质V类水质在经渗透墙、沉水植物、水生植物的综合作用下，流出水中的COD、氨氮、TP均达到地表水III类水质标准要求，TP的去除效果尤其稳定。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。
Claims (8)
1.一种生态塘渗透墙，其特征在于，包括滤料层（1）、砾石层（2）以及石笼网（3），所述滤料层（1）的宽度渐变，滤料层（1）的表面附着有一层生物膜，所述砾石层（2）设置在滤料层（1）的外侧，所述石笼网（3）包覆在砾石层（2）外侧，所述滤料层（1）、砾石层（2）和石笼网（3）的上端面上敷设有一层防渗材料层（4），所述防渗材料层（4）上设有一层用以种植植物的土壤层（5），所述渗透墙（6）的长度为其所处位置的池塘宽度的2/3，所述渗透墙（6）的侧壁为弧形，所述滤料层（1）的宽度尺寸从水中至岸边逐渐增加，所述生态塘（7）的相对侧壁上沿生态塘（7）的水流方向设置有多个渗透墙（6），相邻两个渗透墙之间错位布置。
2.根据权利要求1所述的生态塘渗透墙，其特征在于，所述滤料层（1）的厚度为0 .7m-3m。
3.根据权利要求2所述的生态塘渗透墙，其特征在于，所述滤料层（1）由沸石滤料组成，所述沸石滤料的粒径为8mm。
4.根据权利要求1所述的生态塘渗透墙，其特征在于，所述砾石层（2）的厚度为0.5m，砾石的粒径为25mm。
5.根据权利要求1所述的生态塘渗透墙，其特征在于，所述土壤层（5）的厚度至少为30cm，土壤层（5）上种植的植物为挺水水生植物、或与所述渗透墙周围景观绿地上的品种相同的植物。
6.根据权利要求1所述的生态塘渗透墙，其特征在于，所述石笼网（3）是由锌-5%铝-混合稀土合金钢丝编织而成的网状结构。
7.一种利用权利要求1-6中任一项所述的生态塘渗透墙的生态景观水原位处理方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
沿生态塘（7）的水流方向，在生态塘（7）的相对侧壁上设置多个渗透墙（6），相邻两个渗透墙之间错位布置，所述渗透墙（6）的长度为其所处位置的池塘宽度的2/3；
在生态塘内种植沉水植物，并养殖水生动物，所述沉水植物的种植面积为生态塘中水体面积的60%；
河道水或地表水从进水口以不大于6m/s的流速流入生态塘后，在渗透墙（6）的引导下折流前进，水流（8）流过渗透墙（6）时，渗透墙内的滤料层（1）拦截水中的悬浮颗粒物，溶解态的氮和磷会吸附在滤料层表面，滤料层（1）表面覆着的生物膜对水中的有机物、溶解态的氮和磷进行降解；同时，种植的沉水植物和水生动物对水中的悬浮颗粒物进行拦截，并通过自身新陈代谢对有机物、溶解态的氮和磷进行净化处理。
8.根据权利要求7所述的生态景观水原位处理方法，其特征在于，所述沉水植物包括苦草、马来眼子菜、狐尾藻、小茨藻、大茨藻、金鱼藻、轮叶黑藻中的一种或多种，所述水生动物包括底栖动物、滤食性鱼类、肉食性鱼类中的一种或多种。
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