CN1872731A

CN1872731A - 三维多向流湿地处理排入江河面源污染和净化河水的方法

Info

Publication number: CN1872731A
Application number: CNA2006100853457A
Authority: CN
Inventors: 吴春笃; 陶明清; 张波; 储金宇; 张鹏; 黄卫东; 黄勇强; 吴沿友
Original assignee: Jiangsu University
Current assignee: Jiangsu University
Priority date: 2006-06-12
Filing date: 2006-06-12
Publication date: 2006-12-06
Anticipated expiration: 2026-06-12
Also published as: CN100572299C

Abstract

本发明属于环境保护工程、生态修复工程和水利工程技术领域，特指三维多向流湿地处理排入江河面源污染和净化河水的方法。该净化区由岸式布水净化系统(法向维)、生态生物强化净化系统(铅锤维)和自复氧式生态生物净化系统(切向维)等三维净化系统组成，充分发掘江河水陆交错带——湿地系统的环境生态潜能，以江河水陆交错带——湿地系统为基础，建立投资省、效果好、管理少、景观美和易推广的滨河水陆交错带构造三维多向流湿地的方法，起到处理废污水、生态护岸、美化景观、湿地生态修复和资源循环利用的作用。并按照环境技术模块化、生态技术本土化、构造技术工程化和管理技术简单化的原则，建立滨江(河)区域易于推广的方法。

Description

三维多向流湿地处理排入江河面源污染和净化河水的方法

技术领域

本发明属于环境保护工程、生态修复工程和水利工程技术领域，特指三维多向流湿地处理排入江河面源污染和净化河水的方法。

背景技术

目前，国内外利用沟渠河流、荒地水塘等天然水土资源处理废污水采用三种方法：人工湿地方法、氧化塘方法和土地过滤方法。

人工湿地是一种国内外已推广应用多年的生态治污技术。在现有技术中，较大型人工湿地一般都是以多级串并联方式组合。对于串连方式的湿地组合，过去一般均采用的是潜流、上下流方式，即一个单元水下流，一个单元水上流，反复地流淌。大部分采用使污水依次经过沉淀池、推流床、下行流人工湿地、上行流人工湿地和水质修饰塘的方法，从而使污水得到净化，其中，推流床、下行流人工湿地和上行流人工湿地中的水流为潜流。现有的人工湿地虽然可以实现对污水的生态治理，但存在着占地面积大，出水量小容易堵塞、效率低的问题。

氧化塘也称生物塘、稳定塘，按塘水中氧的存在状态不同，可分为好氧塘、厌氧塘、兼性氧化塘、曝气氧化塘。由厌氧塘-兼氧塘-好氧塘组成的氧化塘系统处理污水具有节省投资、节省能耗和管理简单等优点。我国开发的生态氧化塘，在兼氧塘、好氧塘相应养鸭、养鱼或某些水生植物，在整个氧化塘系统内建立起相互协调的“食物链”，提高污水处理效果，被认为是有应用价值的技术。但是自然氧化塘处理高浓度有机废水存在处理能力低、效果差，占地面积大，产生恶臭及处理时间长等缺点。

污水土地处理系统是在人工控制的条件下，将污水投配在土地上，通过土壤一植物系统，进行一系列物理、化学、物理化学和生物化学的净化过程，使污水得到净化的一种污水处理工艺。主要有快速渗滤处理系统和污水地下渗滤处理系统。污水土地处理系统与其它污水生物处理技术相比具有投资省、节能、运行费用低等优点。存在的主要问题是水力负荷低、处理能力低和占地面积大。

以上这些方法除了各自固有的一些局限性外，此外都不能够适应江河大水位的变化、不能够适应江河水流的双向和多向变化、以及难以适应一年四季温差的变化。

发明内容

本发明的目的在于充分发掘江河水陆交错带——湿地系统的环境生态潜能，以江河水陆交错带——湿地系统为基础，建立投资省、效果好、管理少、景观美和易推广的滨河水陆交错带构造三维多向流湿地的方法，起到处理废污水、生态护岸、美化景观、湿地生态修复和资源循环利用的作用。

该净化区由岸式布水净化系统(法向维)、生态生物强化净化系统(铅锤维)和自复氧式生态生物净化系统(切向维)等三维净化系统组成。具体包括：

1.岸式布水净化系统(法向维)由复式护岸布水装置、框式雨水过滤装置组成。道路雨水收集起来经过雨水集中排放布水装置或雨水表面流布水装置，再通过雨水过滤装置进行初步净化。

2.所述生态生物强化净化装置(铅锤维)由生物浮床、可伸缩接触氧化层、生物滤池组成的多层生态丛。生物浮床选用芦苇、香蒲等净化能力和根系泌氧功能强的植物。可伸缩接触氧化层由一层或多层芦苇、作物等秸秆编制的填料席构成。生物滤池由透水混凝土构筑滤床床体，多孔石块作为滤料。

3.自复氧式生态生物净化系统(切向维)由复氧区、生态生物强化净化区、湿地净化区和布水系统组成。在雨水排放口的上游沿岸合适的区域建设复氧区，复氧区由复氧沟槽和水生植物构成。

附图说明

图1平面布置图 1-道路布水 2-岸式布水净化系统 3-复氧区 4-雨水集中排放布水 5-浮动堰 6-生态生物强化净化装置 7-导流堰 8-湿地

图2自复氧式生态生物净化系统(切向维) 9-布水系统 3-复氧区 10-生态生物强化净化区 8-湿地 11-出水

图3-岸式布水净化系统(法向维) 12-雨水表面流布水装置 13-岸坡 14框式雨水过滤装置 15-滨江带

图4框式雨水过滤装置 16-框式护岸 17-底板 18-植生性滤料块

图5雨水集中排放布水系统 19-导流槽 20-减速堰 21-减速生物栅 22-植物带

图6雨水物理处理装置 23-旋转分离器 24-沉淀池

图7生态生物强化净化装置(铅锤维) 25-生物浮床 26-可伸缩接触氧化层 27-沟渠 28-生物滤池

具体实施方式

实施过程中结合现场实际，上述各净化系统具体实施内容如下：

1.道路雨水收集系统是在滨江道路两边设置合适尺寸的雨水收集渠，雨水收集渠通过设有合适高度的排水堰和道路下面的雨水管连通，排水堰具有分流功能：将设定降雨量以下的雨水通过在雨水收集渠下部均匀布置合适管径的排水管排至雨水过滤装置进行初步净化，而超过设定降雨量的雨水的初期雨水依然经排水管排至雨水过滤装置进行初步净化，超出雨水收集渠下排水管排水量的雨水则经过排水堰直接排放到道路下面的雨水管，雨水管将雨水汇集到河边雨水排放口集中排放。

2.雨水表面流布水装置是将道路靠近河道一侧的河岸上表面漫流的雨水通过构筑拦水坝、导流沟等来收集雨水，并将雨水布到雨水过滤装置。

3.雨水过滤装置由透水混凝土构筑的框式护岸和植生性滤料块组成。框式护岸由护墙、支撑墙、底板组成；护墙上预留连接雨水收集系统的进水口；植生性滤料块大小形状与框式护岸的结构相适应，植生性滤料块由陶瓷碎片、多孔石子、废混凝土碎片、废砖碎片等一种或多种多孔填料和营养土、粘结剂、多年生植物种子免烧结物理成型。植生性滤料块与底板之间铺设200mm左右厚的50-100mm大小的块石，作为排水层和排水出口，将经过过滤的雨水排到沉淀池。

4.雨水集中排放布水系统是根据净化区流场设计要求，在雨水排放口通过设置减速堰、分流装置、导流槽、减速生物栅、分流植物带等流场控制设施，将集中排放的雨水分布到净化系统之中。

5.雨水物理处理装置由旋转分离器和沉淀池构成。旋转分离器设置在雨水集中排放口外侧，该旋转分离器可以分离出雨水中的部分固定物质，可以削减雨水排放速度和能量，也可以根据需要改变雨水排放的流向。沉淀池沿河岸方向布置在雨水过滤装置的外侧，也可以和本发明的切向维中的复氧池合二为一。

6.复氧区和生态生物强化净化区之间可以设置浮动堰，视生态生物强化净化区水质、流速、流量而调节浮动堰的堰口高度，从而控制布到生态生物强化净化区的水量(氧量)。

7.通过雨水集中排放布水系统的雨水经过在雨水排放口下游构建的生态生物强化净化区进行净化后通过布水系统排放到湿地净化系统进行深度处理，然后排放到天然河流水体中。

8.在雨水排放口的上游沿岸合适的区域开挖合适尺寸的引水渠，引水渠上游与主河道连通，引水渠底部设计成倒梯形，引水渠坡比以渠坡自然稳定为合适；该引水渠构成复氧沟槽。选择根系泌氧能力强的水生植物，一部分栽种在引水渠内，一部分由浮床种植。这两部分水草种植的面积小于沟槽水面积的三分之一。

9.生态生物强化净化区由生态生物强化净化装置和生态沉淀池组成。生态生物强化净化装置已如前所述，生态沉淀池由生态浮床栅栏和普通沉淀池上下组合而成。生态浮床栅栏由根茎长度不小于3米的植物作浮床植物，同时浮床下固定若干排竹竿栅栏，竹竿栅栏和植物根茎一起起到降速和拦截污染物的作用。生态浮床栅栏由足够强度的缆绳固定。普通沉淀池依据净化区流场参数和河床地质工程勘测成果设计，按照水利工程建设规范建造。生态沉淀池一方面可以沉淀较大暴雨带来的泥沙，一方面沉淀暴雨冲刷生态生物强化净化装置带出来的活性污泥。沉淀池定期进行清理。

10.生态生物强化净化区和湿地之间可以设置浮动堰，视净化区水质、流速、流量而调节浮动堰的堰口高度，防止大量污染雨水冲击湿地。

11.后期管理：在运行过程中，定期对沉淀池、导流槽等进行清淤，对过滤装置进行清洗，定时收割植物防止植物枯萎引起二次污染等。

Claims

1.三维多向流湿地处理排入江河面源污染和净化河水的方法，其特征是设置由法向维：岸式布水净化系统，铅锤维：生态生物强化净化系统和切向维：自复氧式生态生物净化系统三维净化系统组成的净化区，具体包括：

(1)岸式布水净化系统由雨水表面流布水装置、框式雨水过滤装置组成，道路雨水经道路雨水收集系统收集起来，再经过雨水集中排放布水装置或雨水表面流布水装置，再通过雨水过滤装置进行初步净化；

(2)生态生物强化净化装置由生物浮床、可伸缩接触氧化层、生物滤池组成的多层生态丛；生物浮床选用芦苇、香蒲等净化能力和根系泌氧功能强的植物；可伸缩接触氧化层由一层或多层芦苇、作物等秸秆编制的填料席构成；生物滤池由透水混凝土构筑滤床床体，多孔石块作为滤料。

(3)自复氧式生态生物净化系统由复氧区、生态生物强化净化区、湿地净化区和布水系统组成；在雨水排放口的上游沿岸合适的区域建设复氧区，复氧区由复氧沟槽和水生植物构成。

2.根据权利要求1所述的三维多向流湿地处理排入江河面源污染和净化河水的方法，其特征是所述道路雨水收集系统是在滨江道路两边设置合适尺寸的雨水收集渠，雨水收集渠通过设有合适高度的排水堰和道路下面的雨水管连通。

3.根据权利要求1所述的三维多向流湿地处理排入江河面源污染和净化河水的方法，其特征是所述雨水表面流布水装置是将道路靠近河道一侧的河岸上表面漫流的雨水通过构筑拦水坝、导流沟等来收集雨水，并将雨水布到雨水过滤装置。

4.根据权利要求1所述的三维多向流湿地处理排入江河面源污染和净化河水的方法，其特征是所述雨水过滤装置由透水混凝土构筑的框式护岸和植生性滤料块组成，框式护岸由护墙、支撑墙、底板组成；护墙上预留连接雨水收集系统的进水口；植生性滤料块大小形状与框式护岸的结构相适应，植生性滤料块由陶瓷碎片、多孔石子、废混凝土碎片、废砖碎片等一种或多种多孔填料和营养土、粘结剂、多年生植物种子免烧结物理成型，植生性滤料块与底板之间铺设200mm左右厚的50-100mm大小的块石，作为排水层和排水出口，将经过过滤的雨水排到沉淀池。

5.根据权利要求1所述的三维多向流湿地处理排入江河面源污染和净化河水的方法，其特征是所述雨水集中排放布水系统是根据净化区流场设计要求，在雨水排放口通过设置减速堰、分流装置、导流槽、减速生物栅、分流植物带等流场控制设施，将集中排放的雨水分布到生态生物强化净化区内，消减集中排放的雨水污染物。

6.根据权利要求1所述的三维多向流湿地处理排入江河面源污染和净化河水的方法，其特征是所述雨水物理处理装置由旋转分离器和沉淀池构成；旋转分离器设置在雨水集中排放口外侧，该旋转分离器分离出雨水中的部分固定物质，沉淀池沿河岸方向布置在雨水过滤装置的外侧，或与本发明的切向维中的复氧池合二为一。

7.根据权利要求1所述的三维多向流湿地处理排入江河面源污染和净化河水的方法，其特征是所述复氧区和生态生物强化净化区之间设置浮动堰，浮动堰的堰口高度可调节。

8.根据权利要求1所述的三维多向流湿地处理排入江河面源污染和净化河水的方法，其特征是所述在雨水排放口的上游沿岸合适的区域开挖合适尺寸的引水渠，引水渠上游与主河道连通，引水渠底部设计成倒梯形；该引水渠构成复氧沟槽，选择根系泌氧能力强的水生植物，一部分栽种在引水渠内，一部分由浮床种植，这两部分水草种植的面积小于沟槽水面积的三分之一。

9.根据权利要求1所述的三维多向流湿地处理排入江河面源污染和净化河水的方法，其特征是所述生态生物强化净化区由生态生物强化净化装置和生态沉淀池组成，生态沉淀池由生态浮床栅栏和普通沉淀池上下组合而成；生态浮床栅栏由根茎长度不小于3米的植物作浮床植物，同时浮床下固定若干排竹竿栅栏。

10.根据权利要求1所述的三维多向流湿地处理排入江河面源污染和净化河水的方法，其特征是所述生态生物强化净化区和湿地之间设置浮动堰，浮动堰的堰口高度可调节。