CN204874019U

CN204874019U - 生态沟净水系统

Info

Publication number: CN204874019U
Application number: CN201520396438.6U
Authority: CN
Inventors: 孙维铭; 虞晓岚; 邹艳茹
Original assignee: Wuxi Longsheng Ecological Technology Co Ltd
Current assignee: Wuxi Longsheng Ecological Technology Co Ltd
Priority date: 2015-06-10
Filing date: 2015-06-10
Publication date: 2015-12-16
Anticipated expiration: 2025-06-10

Abstract

本实用新型涉及的是一种生态沟净水系统，由水生景观植物和生态基质层两大系统组成，整个水处理过程综合了好氧、兼氧、厌氧三种反应。雨水在流经该系统时，各种污染物经过基质吸附、过滤、挥发、蒸腾、沉淀等物理过程，及微生物的转化、氧化分解、还原、吸收等生化过程后，最终从水体中移出，以达到净化雨水的目的。生态沟净水系统由生态沟、水生景观植物层和生态基质层组成，生态沟内填装有生态基质层，生态基质层上部设置有水生景观植物层。所述的生态沟是经原土开挖，两边和底层原土夯实构成。生态基质层为透水性的基质层，是微生态滤床的核心部分，生态基质层采用生态滤料层。

Description

生态沟净水系统

技术领域

本实用新型涉及的是一种生态沟净水系统，由水生景观植物和生态基质层两大系统组成，整个水处理过程综合了好氧、兼氧、厌氧三种反应。雨水在流经该系统时，各种污染物经过基质吸附、过滤、挥发、蒸腾、沉淀等物理过程，及微生物的转化、氧化分解、还原、吸收等生化过程后，最终从水体中移出，以达到净化雨水的目的。

背景技术

目前，雨水大部分均没有作任何处理直接排放入水库、江河、湖海，空气中污染物，地面上的各种污染物会直接随着雨水排放入水库、江河、湖海，会直接污染水库、江河、湖海，给生态环境造成不利后果。城市道路地表径流是非点源污染的主要组成部分，初期雨水中含有较多悬浮颗粒、有机污染物、重金属及油类物质等污染物质，对受纳水体影响较为严重。现有排水模式中，排水管道和沟渠系统应用最为普遍，但其仅能作为雨水收集系统使用，初期雨水产生道路径流未经处理便纳入管道或沟渠，经输送后直接排入受纳水体，不但易造成受纳水体的水质污染，而且将管道沉积物冲入水体，造成双重污染。现有传统排水管道设施并不能解决初期雨水的污染问题，因此衍生出各种生态处理措施，比如通常包括浅草沟、绿化过滤带或滨水缓冲带等。浅草沟一般呈梯形或浅碟形布置，深度较浅，其能够收集一定的径流量，具有输送功能，雨水首先尽量下渗而不是直接排入下游管道或受纳水体，是一种生态型的雨水收集、输送和净化系统，一般用于高速公路两侧，但浅草沟雨水下渗后可能对道路路基产生不利影响，而其他排水措施有的对道路断面要求较高，有的使用范围比较狭窄，都存在一定排水安全隐患问题。

发明内容

本实用新型目的是针对上述不足之处提供一种生态沟净水系统，由水生景观植物和生态基质层两大系统组成，整个水处理过程综合了好氧、兼氧、厌氧三种反应。雨水在流经该系统时，各种污染物经过基质吸附、过滤、挥发、蒸腾、沉淀等物理过程，及微生物的转化、氧化分解、还原、吸收等生化过程后，最终从水体中移出，以达到净化雨水的目的。

生态沟净水系统采取以下技术方案实现：

生态沟净水系统由生态沟、水生景观植物层和生态基质层组成，生态沟内填装有生态基质层，生态基质层上部设置有水生景观植物层。

所述的生态沟是经原土开挖，将沟两边及底部夯实构成，再在生态沟内填充生态基质层（滤料），生态基质层（滤料）表面种植水生景观植物层。

所述的生态沟底部分段设置有挡板，便于分段挡水、储水。

生态基质层为透水性的基质层，是微生态滤床的核心部分。基质层作用在于为水生、沼生、湿生植物生长提供所需要的基质，为雨水在其中渗流提供良好的水力条件，为微生物提供良好的生长载体。基质层的基质还可以吸附污染物。生态基质层采用生态滤料层，生态滤料层从低到高依次采用碎石层、陶粒填充层、混合层（粗砂、瓜子片石）、瓜子片石层、鹅卵石层，滤料孔隙率30-40%。

所述的碎石层厚度为13～17cm，碎石粒径4～5cm。所述的陶粒填充层厚度为5-8cm，陶粒填充粒径1-2cm。所述的混合层为粗砂与瓜子片石混合层，混合层厚度为18～22cm，粗砂粒径2-4mm，瓜子片石4-6cm。所述的瓜子片石层厚度为5-8cm，瓜子片石粒径4-6cm。所述的鹅卵石层厚度为5-8cm，鹅卵石粒径3-5cm。

所述的水生景观植物层由水生、沼生与湿生植物组成。它们是适合于在饱和水和基质中生长的植物。生态湿地设计中多选择高等水生维管植物作为生态湿地的植物。一般要求湿地植物耐污染能力强、根系发达、茎叶茂盛、抗病虫害能力强、有一定的经济价值的植物和具有美化环境的功能。如芦苇、香蒲、菖蒲、黄菖蒲、美人蕉等。一般在保证处理能力的前提下，尽量选择本土生长的水生、沼生与湿生植物。这样能较好的适应当地的气候、土壤等条件，同时还应考虑植物在生态湿地建设地点的越冬能力。

在生态沟过滤系统中的植物淹没的水下茎、枯枝落叶层、生态基质层中还发育大量的微生物，有助于降解有机污染物。

生态沟净水系统生态沟净水系统使用时，当降雨量较小时，雨水缓慢汇集进入生态沟，此时雨水中污染物充分与生态沟内菌群接触并有相对较长的停留时间，系统内好氧、缺氧、厌氧状态同时存在，雨水处理彻底。

当降雨量较大或过大时，雨水快速汇集进入生态沟，此时雨水中溶解态的各类污染物质浓度降低但颗粒污染物数量增多，此时生态沟中的成熟的细菌群落和水生植物可快速对溶解性污染物和颗粒物质吸附、转化、分解、吸收、挥发、沉淀。

无降雨时，生态沟可与周围景观绿化融为一体，为城市营造绿色廊道，通过设置挡板保证系统保有一定量的水分，保证基质中好氧、缺氧、厌氧细菌群落的活力。

生态沟净水系统技术特点：

1、合理分配好氧、兼氧、厌氧三块反应区，促使硝化、反硝化反应能同时进行，除氮率高；

2、整个系统自动运行，无需专业化设备和专人管理，使用寿命长，可达到50年以上；

3、整个生态沟系统不含泥土，采用新型生物亲和介质及配比，显著提高生物除污效率，运行稳定且表面干燥无积水，不易滋生蚊虫，与周边景观配合度高，出水水质可达国家Ⅱ类水质标准且出水水质稳定，技术水平远远领先于传统湿地；

4、不使用化学药剂，不会产生二次污染，具备良好的生态安全性；

5、节能、高效，低碳环保，日常维护成本低廉。

6、运行费用低。

附图说明

以下将结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1是一种生态沟净水系统的横断面图示意图。

图2是一种生态沟净水系统的纵断面图示意图。

具体实施方式

参照附图1、2，生态沟净水系统由生态沟1、水生景观植物层4和生态基质层3组成，生态沟1内填装有生态基质层3，生态基质层3上部设置有水生景观植物层4。

所述的生态沟底部分段设置有挡板2，便于分段挡水、储水。

生态基质层3为透水性的基质层，是微生态滤床的核心部分。基质层作用在于为水生、沼生、湿生植物生长提供所需要的基质，为雨水在其中渗流提供良好的水力条件，为微生物提供良好的生长载体。基质层的基质还可以吸附污染物。生态基质层采用生态滤料层，生态滤料层从低到高依次采用碎石层、陶粒填充层、混合层（粗砂、瓜子片石）、瓜子片石层、鹅卵石层，滤料孔隙率30-40%。

所述的水生景观植物层4由水生、沼生与湿生植物组成。它们是适合于在饱和水和基质中生长的植物。生态湿地设计中多选择高等水生维管植物作为生态湿地的植物。一般要求湿地植物耐污染能力强、根系发达、茎叶茂盛、抗病虫害能力强、有一定的经济价值的植物和具有美化环境的功能。如芦苇、香蒲、菖蒲、黄菖蒲、美人蕉等。一般在保证处理能力的前提下，尽量选择本土生长的水生、沼生与湿生植物。这样能较好的适应当地的气候、土壤等条件，同时还应考虑植物在生态湿地建设地点的越冬能力。

工作原理

生态沟净水系统，整个水处理过程综合了好氧、兼氧、厌氧三种反应。在植物根区的氧气由根部释放出来并在周围形成一个环状的有氧区域。离根部较远处，由于生化有氧变化对氧气的需求(BOD)而使该区域的氧气浓度减少为零。富氧区的半径由氧气的需求量(BOD)决定。当高BOD的雨水流经时，富氧区半径减小以满足需氧量，当低BOD的雨水流经时，富氧区半径增大。好氧细菌和厌氧细菌的比例随着雨水浓度、承载率、植被床和根部的深度变化而变化。根部区域是一个复杂多变的微生态系统，无机化学反应、根系呼吸、有机微生物转化都与雨水处理的最终出水质量相关。

过滤系统中氮的去除和过滤系统的设计、植物种类、植物根部环境的化学性质、植物摄取量、可利用碳源等条件有关。另外，生态沟过滤系统中氮的去除量也依赖于雨水在湿地中停留的时间。氮的循环主要通过一系列复杂生物化学作用方式发生，它包括直接转化成氮化物及其它矿物质结合起来。硝化、反硝化是微生态滤床中除氮的一种重要途径，植物输送氧气到达底部根区，在根区联合形成好氧区，氮在微生物的作用下进行氨氮的硝化过程：

NH⁴⁺—NO^2-－NO^3-

在远离根区的部位，NO^3-由于缺氧环境而进行反硝化过程，从而使氮以气体的形式去除：

NO^3-—NO^2-—NO—N₂O—N₂

过滤系统底部有机物的分解和生物降解及底部较低的溶解氧浓度，及充足的有机物作碳源，这些都为反硝化过程提供了条件。

系统中的磷主要通过植物的吸收及与其它有机物结合去除。

不溶性有机物主要通过沉淀、过滤作用被截留在过滤系统中；可溶性有机物通过植物根系生物膜的吸附、吸收及生物降解过程而被分解去除。生物降解过程主要通过耗氧和厌氧代谢得到降解，从而降低进水的BOD和COD。

运作的核心是对有氧区域的尺寸和数量的管理。通过选择不同的基质和根系，处理过程中的好氧或厌氧反应会得到合理利用，提高处理效率。

Claims

1.一种生态沟净水系统，其特征在于：由生态沟、水生景观植物层和生态基质层组成，生态沟内填装有生态基质层，生态基质层上部设置有水生景观植物层。

2.根据权利要求1所述的生态沟净水系统，其特征在于：所述的生态沟是经原土开挖，将沟两边及底部夯实构成。

3.根据权利要求1所述的生态沟净水系统，其特征在于：所述的生态沟底部分段设置有挡板，便于分段挡水、储水。

4.根据权利要求1所述的生态沟净水系统，其特征在于：生态基质层为透水性的基质层，是微生态滤床的核心部分，生态基质层采用生态滤料层，生态滤料层从低到高依次采用碎石层、陶粒填充层、混合层、瓜子片石层、鹅卵石层，滤料孔隙率30-40%。

5.根据权利要求4所述的生态沟净水系统，其特征在于：所述的碎石层厚度为13～17cm，碎石粒径4～5cm；所述的陶粒填充层厚度为5-8cm，陶粒填充粒径1-2cm；

所述的混合层为粗砂与瓜子片石混合层，混合层厚度为18～22cm，粗砂粒径2-4mm，瓜子片石粒径4-6cm；所述的瓜子片石层厚度为5-8cm，瓜子片石粒径4-6cm；所述的鹅卵石层厚度为5-8cm，鹅卵石粒径3-5cm。

6.根据权利要求1所述的生态沟净水系统，其特征在于：所述的水生景观植物层由水生、沼生与湿生植物组成。