CN112139227B - 一种利用河流修复土壤的系统与方法 - Google Patents

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Abstract

一种利用河流修复土壤的系统与方法,属于土壤修复技术领域。该系统包括高位水渠、配水渠、修复斜床、过滤墙、滤液处理渠、湿地植物渠、水泵、水管和河床。本发明把河流的河滩和河床改造成修复土壤的装置,施工简便,成本低,管理方便,又美化了环境。利用污染土壤、煤矸石、粉煤灰为原料,采用烧结工艺,制备出环保砖,有毒有害物质在烧结过程中被固化在固化体中,经过烧结固化后,重金属浸出率远低于国家标准;所以对污染土壤、煤矸石、粉煤灰进行烧结资源化利用,既能解决污染土壤、煤矸石和粉煤灰对环境的危害,又能充分利用资源,变废为宝。

Description

一种利用河流修复土壤的系统与方法
技术领域
本发明涉及土壤修复技术领域,尤其是一种利用河流修复土壤的系统与方法。
背景技术
近年来土壤污染问题日益加剧,土壤中的重金属和有机物在环境中发生各种形态之间的相互转换,对生物和人类带来影响和危害。世界各国开始意识到土壤污染问题的严重性,纷纷开展与土壤修复治理相关的机理及工艺研究。
土壤污染治理的方法主要有物理法、化学法、生态修复法和电动法,每种方法都有优点和长处,也存在不足和缺陷。电动修复技术具有对现场环境影响小、节约能源、经济可行以及处理效果好等优点,但成本较高。植物修复是一种新型的重金属污染土壤治理方法,使环境污染通过“绿色”治理技术得以修复,与传统的化学修复、物理和工程修复相比较有美观、投资维护成本低、操作简单以及不造成二次污染等优点,但周期较长。
粉煤灰是电厂的副产品,粉煤灰的大量排放对人们的生活和环境会造成诸多危害,将会造成不可逆转的损失,粉煤灰的危害主要表现在以下几个方面:①侵占土地;②污染土壤;③污染水体;④污染大气;⑤危害人类健康。
煤矸石是来自于煤炭开采与煤炭洗选过程的一种固体废弃物。煤矸石与煤共生,颜色黑褐色,含碳量较低。煤矸石是我国累计堆积量和排放量最大的固体废弃物,导致很多的煤矿区和煤炭洗选公司的煤矸石堆积成山,形成安全隐忧。现阶段煤矸石的处理方法主要以消极堆放保存为主,这样的处理方法对资源造成极大的浪费,同时也给社会、经济和环境带来了诸多问题。
发明内容
本发明的目的是解决传统土壤修复中成本高、操作复杂难题和粉煤灰、煤矸石环境污染问题,本发明提供一种利用河流修复土壤的系统和方法,设计科学合理,布置方便,运行成本低。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种利用河流修复土壤的系统,包括高位水渠1、配水渠2、修复斜床3、过滤墙4、滤液处理渠5、湿地植物渠6、水泵、水管和河床7。
所述的高位水渠1位于河岸的最上部,并与河道平行设置。高位水渠1的渠体由混凝土和环保砖制成,上面设有盖板,高位水渠1底部设有倾斜向河中心的斜坡,减少泥土淤积,斜坡下端每隔1~5米设有排水口,排水口上安置水位调节板;进一步地,高位水渠1上部设有若干进水口,用于接纳水泵抽取的河水。优选地,高位水渠1的设计与地理地形充分结合,美化环境,设计成人们休闲散步的廊道。
所述环保砖的由待修复污染土壤、煤矸石和粉煤灰烧结制成,具体制作步骤:
(1)把干燥的待修复污染土壤粉碎、过筛;
(2)把干燥的煤矸石粉碎、过筛;
(3)将筛分后的土壤、煤矸石以及粉煤灰按照质量比为3~6:2~3:1~2的比例混合搅拌均匀;
(4)把搅拌均匀后的混合体加水搅拌成料浆;
(5)然后将搅拌好的料浆倒入模具中,在湿度大于70%的常温下养护3~10天,然后脱模;
(6)把步骤(5)中的脱模制品在105±0.5℃条件下烘干20~40min,然后以20℃/min升至1100~1300℃烧结48~120小时;
(7)烧结完成后,缓慢冷却至室温,制成环保砖。
所述的配水渠2位于高位水渠1的下游,并与高位水渠1平行设置。配水渠2的渠体由混凝土和环保砖制成。配水渠2靠近河流的一侧设有渗水墙,渗水墙上安置有渗水板,渗水板上设有孔洞,进一步的,渗水板采用硬塑料、不锈钢或木板制成。配水渠2内设有药液添加分配器。
所述修复斜床3位于配水渠2的下游,与高位水渠1和配水渠2平行设置,配水渠2渗出的水进入修复斜床3。修复斜床3包括由下及上的素土防渗支撑层3-1、防渗薄膜层3-2、保护层3-3和土壤层3-4,土壤层3-4上种植植物。渗水板上孔洞的高度高于保护层3-3最上部的高度。
所述过滤墙4位于修复斜床3的下游,与高位水渠1平行设置;所述过滤墙4包括滤料区和支撑区,滤料区位于靠近修复斜床3的一侧,滤料区充填有滤料,所述滤料包括卵石或碎石;所述支撑区位于滤料区的下游一侧,采用混凝土制成,支撑区的墙体内设有若干排水口。
所述修复斜床3和过滤墙4的建造按如下步骤实施:
(1)测量、计算河岸斜坡的长度、坡度,确定修复斜床3的长度、宽度;
(2))剥离施工区的表层土,剥离深度为0.8~1米;对剥离后的河岸斜坡素土进行夯实形成素土防渗支撑层3-1;在素土防渗支撑层3-1上部铺设防渗薄膜形成防渗薄膜层3-2,防渗薄膜采用1.5~2毫米厚的塑料膜,搭接处要处理好,以提高防渗效果;进一步的,为防止防渗薄膜层3-2被破坏,在防渗薄膜层3-2上表面铺设细砂或以土工布加细砂作为保护层3-3;
(3)在修复斜床3的最下游施工建造过滤墙4的支撑区,采用混凝土制成,支撑区为长方体结构,优选地,支撑区的设计与地理地形充分结合,美化环境,设计成人们休闲散步的亲水廊道;
(4)沿着支撑区的墙体充填卵石或碎石形成滤料区;
(5)在修复斜床的保护层3-3上充填待修复的污染土壤形成土壤层3-4;
(6)在土壤层3-4选种植物;选种的植物应满足以下几点要求:①耐污能力强;②采用乡土物种,因土种植,因地制宜;③抗病能力强;④易于收获、便于处置;⑤根系发达,茎叶茂密;⑥在城市里以观赏为主,在郊区和农村植物的经济利用价值要高。
所述滤液处理渠5位于过滤墙4的下游,接收来自过滤墙4的滤液,所述滤液处理渠内设有曝气调控器,所述曝气调控器包括曝气盘、鼓风机和氧气测量调控机;进一步,所述的曝气盘是均匀设置在滤液处理渠5底部的微孔式曝气盘;所述曝气盘通过曝气管连接鼓风机,鼓风机设置在滤液处理渠5的渠沿上;所述氧气测量调控机根据水中的氧气含量调控鼓风机的工作。所述滤液处理渠5位于河流的一侧设有垛口式溢流堰。垛口式溢流堰方便设备管理、植物收割和游人行走。所述滤液处理渠5的渠体由混凝土和环保砖制成。进一步的,所述滤液处理渠5内还设有吸附吊篮,吊篮内填充吸附剂,吊篮的外壳上设有空洞。
所述湿地植物渠6位于滤液处理渠5的下游一侧,湿地植物渠6底部敷设淤泥层,湿地植物渠6内种植植物,湿地植物渠6内春夏季种植莲藕,秋冬季选种羊蹄、反曲灯心草、鸢尾、蕴草、洋菜、水葱,美化环境。所述湿地植物渠6位于河流的一侧设有三角形的溢流堰。三角形的溢流堰流出的水跌落进入河流中,进行充氧曝气。所述湿地植物渠6的渠体由混凝土和环保砖制成。
采用上述的一种利用河流修复土壤的系统进行土壤修复的方法如下:
①利用水泵、水管把河床7的水抽入高位水渠1,高位水渠1的水通过排水口进入配水渠2,水位调节板调节排水口出水的流量,进而调节配水渠2的水位。水进入配水渠2后,通过药液添加分配器向水中添加氨水增加土壤肥力,或添加能够促进植物对重金属吸收和积累的土壤螯合剂:乙二胺四乙酸(EDTA)、乙二醇双四乙酸(EGTA)或氨基三乙酸(NTA)。
②然后配水渠2中的水通过渗水板进入修复斜床3,在重力的作用下,来自配水渠2的水对修复斜床3的土壤层3-4进行淋滤,产生滤液,污染土壤中的污染物进入滤液中。修复斜床3上种植的植物吸收土壤中的重金属或有机污染物,通过植物的收割一部分重金属或有机污染物得以去除。
③然后滤液通过过滤墙4后进入滤液处理渠5,曝气调控器对滤液进行曝气,滤液中发生好氧反应和硝化反应;产生的甲烷、氮气溢出水面。当滤液处理渠5内设置吸附吊篮时,吸附吊篮中的吸附剂对滤液进行吸附,滤液中的重金属或有机污染物被吸附在吸附剂中,吸附饱和后,吊出吸附吊篮进行吸附剂的更换。
④滤液处理渠5强化处理后的水进入湿地植物渠6,湿地植物渠6产生稳定塘的效应,利用天然净化能力对污水进行处理。湿地植物渠6中的植物和微生物吸收和消化水中的污染物。
⑤然后湿地植物渠6的水通过三角形的溢流堰流出、跌落进入河床中,进行充氧曝气,河床利用天然净化能力对水进行深度处理。
本发明的有益效果:
1.把河流的河滩和河床改造成修复土壤的装置,施工简便,成本低,管理方便,又美化了环境。
2.利用污染土壤、煤矸石、粉煤灰为原料,采用烧结工艺,制备出环保砖,有毒有害物质在烧结过程中被固化在固化体中,经过烧结固化后,重金属浸出率远低于国家标准;所以对污染土壤、煤矸石、粉煤灰进行烧结资源化利用,既能解决污染土壤、煤矸石和粉煤灰对环境的危害,又能充分利用资源,变废为宝。
附图说明
图1是本发明的实施例示意图;
图中:1高位水渠,2配水渠,3修复斜床,3-1素土防渗支撑层,3-2防渗薄膜层,3-3保护层,3-4土壤层,4过滤墙,5滤液处理渠,6湿地植物渠,7河床。
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。
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1
如图1所示的一种利用河流修复土壤的系统,修复有机物污染的土壤,包括高位水渠1、配水渠2、修复斜床3、过滤墙4、滤液处理渠5、湿地植物渠6、水泵、水管和河床7。
所述的高位水渠1位于河岸的最上部,并与河道平行设置。高位水渠1的渠体由混凝土和环保砖制成,上面设有盖板,高位水渠1的底部设有倾斜向河中心的斜坡,减少泥土淤积,斜坡下端每隔三米设有排水口,排水口上安置水位调节板;进一步地,高位水渠1上部设有若干进水口,用于接纳水泵抽取的河水;优选地,高位水渠1的设计与地理地形充分结合,美化环境,设计成人们休闲散步的廊道。
所述环保砖的制作步骤:
(1)把干燥的待修复污染土壤粉碎、过筛;
(2)把干燥的煤矸石粉碎、过筛;
(3)将筛分后的土壤、煤矸石以及粉煤灰按照质量比为5:2:1的比例混合搅拌均匀;
(4)把搅拌均匀后的混合体加水搅拌成料浆;
(5)然后将搅拌好的料浆倒入模具中,在湿度大于70%的常温下养护10天,然后脱模;
(6)把步骤(5)中的脱模制品在105±0.5℃条件下烘干30min,然后以20℃/min升至1300℃烧结96小时;
(7)烧结完成后,缓慢冷却至室温,制成环保砖。
所述的配水渠2位于高位水渠1的下游,并与高位水渠1平行设置。配水渠2的渠体由混凝土和环保砖制成。配水渠2靠近河流的一侧设有渗水墙,渗水墙上安置有渗水板,渗水板上设有孔洞,渗水板采用硬塑料制成。配水渠内设有药液添加分配器。
所述修复斜床3位于配水渠2的下游,与高位水渠1和配水渠2平行设置,配水渠2渗出的水进入修复斜床3。修复斜床3包括由上及下的素土防渗支撑层3-1、防渗薄膜层3-2、保护层3-3和土壤层3-4,土壤层3-4上种植植物。
所述过滤墙4位于修复斜床3的下游,与高位水渠1平行设置;所述过滤墙4包括滤料区和支撑区,滤料区位于靠近修复斜床3的一侧,滤料区充填有滤料,所述滤料为卵石;所述支撑区位于滤料区的下游一侧,采用混凝土制成,支撑区的墙体内设有若干排水口。
所述修复斜床3和过滤墙4的建造按如下步骤实施:
(1)测量、计算河岸斜坡的长度、坡度,确定修复斜床3的长度、宽度;
(2))剥离施工区的表层土,剥离深度为1米;对剥离后的河岸斜坡素土进行夯实形成素土防渗支撑层3-1;在素土防渗支撑层3-1上部铺设防渗薄膜形成防渗薄膜层3-2,防渗薄膜采用二毫米厚的塑料膜,进一步的,为防止防渗薄膜层3-2被破坏,在防渗薄膜层3-2上表面以土工布加细砂作为保护层3-3;
(3)在修复斜床3的下游施工建造过滤墙4的支撑区,采用混凝土制成,支撑区为长方体结构,优选地,支撑区的设计与地理地形充分结合,美化环境,设计成人们休闲散步的亲水廊道;
(4)沿着支撑区的墙体充填卵石形成滤料区;
(5)在修复斜床的保护层3-3上充填待修复的污染土壤形成土壤层3-4;
(6)在土壤层选种李氏禾和苋菜。
所述滤液处理渠5位于过滤墙4的下游,接收来自过滤墙4的滤液,所述滤液处理渠内设有曝气调控器,所述曝气调控器包括曝气盘、鼓风机和氧气测量调控机;进一步,所述的曝气盘是均匀设置在滤液处理渠5底部的微孔式曝气盘;所述曝气盘通过曝气管连接鼓风机,鼓风机设置在滤液处理渠5的渠沿上。所述滤液处理渠5位于河流的一侧设有垛口式溢流堰。垛口式溢流堰方便设备管理、植物收割和游人行走。所述滤液处理渠5的渠体由混凝土和环保砖制成。作为优选,所述氧气测量调控机包括工业在线溶解氧仪SIN-DM2800和电脑,电脑与鼓风机连通,工业在线溶解氧仪测出的氧气含量传输到电脑中,电脑调控鼓风机的转速,调控水中氧气的含量,使水中氧气的含量不低于2mg/L。
所述湿地植物渠6位于滤液处理渠5的下游一侧,湿地植物渠6底部敷设淤泥层,湿地植物渠6内种植植物,湿地植物渠6内春夏季种植莲藕,秋冬季选种羊蹄和水葱,美化环境。所述湿地植物渠6位于河流的一侧设有三角形的溢流堰。三角形的溢流堰流出的水跌落进入河床7中,进行充氧曝气。所述湿地植物渠6的渠体由混凝土和环保砖制成。
实施例2
一种利用河流修复土壤的系统,修复有机物和重金属复合污染的土壤,与实施例1不同在于所述滤液处理渠5内还设有吸附吊篮,吊篮内填充吸附剂,吊篮的外壳上设有空洞。所述吸附剂为活性炭。
采用上述的利用河流修复土壤的系统进行土壤修复的方法如下:
①利用水泵、水管把河床7的水抽入高位水渠1中,高位水渠1的水通过排水口进入配水渠2,水位调节板调节排水口出水的流量,进而调节配水渠2的水位。水进入配水渠2后,药液添加分配器添加氨水增加土壤肥力,添加土壤螯合剂乙二胺四乙酸。
②配水渠2中的水通过渗水板进入修复斜床3,在重力的作用下,来自配水渠2的水对修复斜床3的土壤层3-4进行淋滤,产生滤液,污染土壤中的污染物进入滤液中。修复斜床3上种植的植物吸收土壤中的重金属或有机污染物,通过植物的收割部分重金属或有机污染物得以去除。
③过滤墙4对滤液进行过滤,然后滤液进入滤液处理渠5,曝气调控器对滤液进行曝气,滤液发生好氧反应和硝化反应;产生的甲烷、氮气溢出水面。吸附吊篮中的吸附剂对滤液进行吸附,滤液中的重金属或有机污染物被吸附在吸附剂中,吸附饱和后,吊出吊篮进行吸附剂的更换。
④滤液处理渠5强化处理后的水进入湿地植物渠6,湿地植物渠6产生稳定塘的作用,利用天然净化能力对污水进行处理。湿地植物渠6中的植物和微生物吸收和消化水中的污染物。
⑤湿地植物渠6的水通过三角形的溢流堰流出、跌落进入河床7中,进行充氧曝气,利用天然净化能力对水进行深度处理。
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 (9)

1.一种利用河流修复土壤的系统,其特征在于,包括高位水渠(1)、配水渠(2)、修复斜床(3)、过滤墙(4)、滤液处理渠(5)、湿地植物渠(6)、水泵、水管和河床(7);
所述的高位水渠(1)位于河岸的最上部,并与河道平行设置;高位水渠(1)的渠体由混凝土和环保砖制成,高位水渠(1)底部设有倾斜向河中心的斜坡,斜坡下端每隔1~5米设有排水口,排水口上安置水位调节板;
所述的配水渠(2)位于高位水渠(1)的下游,并与高位水渠(1)平行设置;配水渠(2)的渠体由混凝土和环保砖制成;配水渠(2)靠近河流的一侧设有渗水墙,渗水墙上安置有渗水板,渗水板上设有孔洞,配水渠(2)内设有药液添加分配器;
所述修复斜床(3)位于配水渠(2)的下游,与高位水渠(1)和配水渠(2)平行设置,配水渠(2)渗出的水进入修复斜床(3);修复斜床(3)包括由下及上的素土防渗支撑层(3-1)、防渗薄膜层(3-2)、保护层(3-3)和土壤层(3-4),土壤层(3-4)上种植植物;渗水板上孔洞的高度高于保护层(3-3)最上部的高度;
所述过滤墙(4)位于修复斜床(3)的下游,与高位水渠(1)平行设置;所述过滤墙(4)包括滤料区和支撑区,滤料区位于靠近修复斜床(3)的一侧,滤料区充填有滤料,所述滤料包括卵石或碎石;所述支撑区位于滤料区的下游一侧,采用混凝土制成,支撑区的墙体内设有若干排水口;
所述滤液处理渠(5)位于过滤墙(4)的下游,接收来自过滤墙(4)的滤液,所述滤液处理渠内设有曝气调控器,所述曝气调控器包括曝气盘、鼓风机和氧气测量调控机;所述滤液处理渠(5)位于河流的一侧设有垛口式溢流堰;垛口式溢流堰方便设备管理、植物收割和游人行走;所述滤液处理渠(5)的渠体由混凝土和环保砖制成;
所述湿地植物渠(6)位于滤液处理渠(5)的下游一侧,湿地植物渠(6)底部敷设淤泥层,湿地植物渠(6)内种植植物;所述湿地植物渠(6)位于河流的一侧设有三角形的溢流堰;三角形的溢流堰流出的水跌落进入河流中,进行充氧曝气;所述湿地植物渠(6)的渠体由混凝土和环保砖制成。
2.根据权利要求1所述的一种利用河流修复土壤的系统,其特征在于,高位水渠(1)上面设有盖板,高位水渠(1)上部设有若干进水口,用于接纳水泵抽取的河水。
3.根据权利要求1所述的一种利用河流修复土壤的系统,其特征在于,所述环保砖由待修复污染土壤、煤矸石和粉煤灰烧结制成,渗水板采用硬塑料、不锈钢或木板制成。
4.根据权利要求3所述的一种利用河流修复土壤的系统,其特征在于,所述环保砖的具体制作步骤:
(1)把干燥的待修复污染土壤粉碎、过筛;
(2)把干燥的煤矸石粉碎、过筛;
(3)将筛分后的土壤、煤矸石以及粉煤灰按照质量比为3~6:2~3:1~2的比例混合搅拌均匀;
(4)把搅拌均匀后的混合体加水搅拌成料浆;
(5)然后将搅拌好的料浆倒入模具中,在湿度大于70%的常温下养护3~10天,然后脱模;
(6)把步骤(5)中的脱模制品在105±0.5℃条件下烘干20~40min,然后以20℃/min升至1100~1300℃烧结48~120小时;
(7)烧结完成后,缓慢冷却至室温,制成环保砖。
5.根据权利要求1所述的一种利用河流修复土壤的系统,其特征在于,所述修复斜床(3)和过滤墙(4)的建造按如下步骤实施:
(1)测量、计算河岸斜坡的长度、坡度,确定修复斜床(3)的长度、宽度;
(2))剥离施工区的表层土,剥离深度为0.8~1米;对剥离后的河岸斜坡素土进行夯实形成素土防渗支撑层(3-1);在素土防渗支撑层(3-1)上部铺设防渗薄膜形成防渗薄膜层(3-2),防渗薄膜采用1.5~2毫米厚的塑料膜,搭接处要处理好,以提高防渗效果;为防止防渗薄膜层(3-2)被破坏,在防渗薄膜层(3-2)上表面铺设细砂或以土工布加细砂作为保护层(3-3);
(3)在修复斜床(3)的最下游施工建造过滤墙(4)的支撑区,采用混凝土制成,支撑区为长方体结构;
(4)沿着支撑区的墙体充填卵石或碎石形成滤料区;
(5)在修复斜床的保护层(3-3)上充填待修复的污染土壤形成土壤层(3-4);
(6)在土壤层(3-4)选种植物;选种的植物应满足以下几点要求:①耐污能力强;②采用乡土物种,因土种植,因地制宜;③抗病能力强;④易于收获、便于处置;⑤根系发达,茎叶茂密;⑥在城市里以观赏为主,在郊区和农村植物的经济利用价值要高。
6.根据权利要求1所述的一种利用河流修复土壤的系统,其特征在于,所述的曝气盘是均匀设置在滤液处理渠(5)底部的微孔式曝气盘;所述曝气盘通过曝气管连接鼓风机,鼓风机设置在滤液处理渠(5)的渠沿上;所述氧气测量调控机根据水中的氧气含量调控鼓风机的工作。
7.根据权利要求1所述的一种利用河流修复土壤的系统,其特征在于,所述滤液处理渠(5)内还设有吸附吊篮,吊篮内填充吸附剂,吊篮的外壳上设有空洞。
8.根据权利要求1所述的一种利用河流修复土壤的系统,其特征在于,高位水渠(1)的设计与地理地形充分结合,美化环境,设计成人们休闲散步的廊道;过滤墙(4)的支撑区的设计与地理地形充分结合,美化环境,设计成人们休闲散步的亲水廊道。
9.采用权利要求1-8任一所述的一种利用河流修复土壤的系统进行土壤修复的方法,其特征在于,步骤如下:
①利用水泵、水管把河床(7)的水抽入高位水渠(1),高位水渠(1)的水通过排水口进入配水渠(2),水位调节板调节排水口出水的流量,进而调节配水渠(2)的水位;水进入配水渠(2)后,通过药液添加分配器向水中添加氨水增加土壤肥力,或添加能够促进植物对重金属吸收和积累的土壤螯合剂:乙二胺四乙酸EDTA、乙二醇双四乙酸EGTA或氨基三乙酸NTA;
②然后配水渠(2)中的水通过渗水板进入修复斜床(3),在重力的作用下,来自配水渠(2)的水对修复斜床(3)的土壤层(3-4)进行淋滤,产生滤液,污染土壤中的污染物进入滤液中;修复斜床(3)上种植的植物吸收土壤中的重金属或有机污染物,通过植物的收割一部分重金属或有机污染物得以去除;
③然后滤液通过过滤墙(4)后进入滤液处理渠(5),曝气调控器对滤液进行曝气,滤液中发生好氧反应和硝化反应;产生的甲烷、氮气溢出水面;当滤液处理渠(5)内设置吸附吊篮时,吸附吊篮中的吸附剂对滤液进行吸附,滤液中的重金属或有机污染物被吸附在吸附剂中,吸附饱和后,吊出吸附吊篮进行吸附剂的更换;
④滤液处理渠(5)强化处理后的水进入湿地植物渠(6),湿地植物渠(6)产生稳定塘的效应,利用天然净化能力对污水进行处理;湿地植物渠(6)中的植物和微生物吸收和消化水中的污染物;
⑤然后湿地植物渠(6)的水通过三角形的溢流堰流出、跌落进入河床中,进行充氧曝气,河床利用天然净化能力对水进行深度处理。
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CN113430986A (zh) * 2021-05-25 2021-09-24 西藏电建成勘院工程有限公司 适用于河湖水体环境治理的水生生态防护结构及施工方法
CN114057358B (zh) * 2021-11-25 2023-10-17 常州大学 一种无动力污水处理装置及方法

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KR101163061B1 (ko) * 2009-11-02 2012-07-05 한국과학기술연구원 처리토양층 및 투수여재층을 이용한 하천수질 정화장치 및 방법
CN103878171B (zh) * 2014-03-27 2016-01-20 常州大学 一种铬污染土壤的生态处理床
CN103993576B (zh) * 2014-05-22 2015-08-05 常州大学 富营养化河水净化和非点源污染拦截系统
CN104529089B (zh) * 2015-01-06 2016-05-18 常州大学 重度污染小型河流净化系统
CN109133525A (zh) * 2018-09-25 2019-01-04 常州大学 一种皮草加工废水处理装置
CN110171917B (zh) * 2019-06-21 2021-01-29 江南大学 一种河湖淤泥就地处理的一体化滨岸带系统及其应用
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