CN206635901U - 基于海绵城市的盐碱地排水蓄留、净化及循环利用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于海绵城市的盐碱地排水蓄留、净化及循环利用系统，包括净化蓄水沟渠、盐碱水净化池、生物滤池；净化蓄水沟渠包括沟渠主体，沟渠主体顶部设置护坡，护坡种植护坡植物，沟渠主体内依次设置沸石填料层、土工布、种植土层和泌盐植物，沸石填料层底部铺设集水管；盐碱水净化池内种植盐碱水净化植物，盐碱水净化池内设置植物漂浮块，植物漂浮块底部设置网袋；生物滤池顶部设置加盖子的搅拌机，填料生物滤池内设置有生物填料。本实用新型把海绵城市的理念融入到城市周边土地的水循环之中，把盐碱地降雨的蓄集、净化、利用纳入到整个海绵城市的水循环，有利于建设一个更加全面的城市海绵体，为人们治理生态污染提供新的思路。

Description

基于海绵城市的盐碱地排水蓄留、净化及循环利用系统

技术领域

本实用新型属于污水处理系统领域，具体涉及到盐碱水及富营养水体的净化处理与循环利用，尤其是涉及一种基于海绵城市的盐碱地排水蓄留、净化及循环利用系统。

背景技术

盐碱土是指盐土、碱土及各种盐化、碱化土壤的统称。它会严重危害作物的生长，使大面积土地资源无法利用，农业综合生产能力下降。我国有大面积的盐碱土地，加强盐碱地的预防和改善是提高我国农业发展的重要途径。传统种植盐碱地的排水模式为盐碱地淋洗水(包括人工灌溉水和雨水)通过排水沟渠直接汇入湖泊、河流，同时沟渠中还长期残存着大量的污水。盐碱地所排水体不仅盐碱度较高，同时还残留大量的农业施肥的氮、磷元素。因此，盐碱地水体排放不仅会造成对河流、湖泊的富营养化污染，同时积蓄在排水沟的盐碱水还会重新渗入盐碱地，随着水分蒸发而发生次生盐碱化，使灌溉水、雨水的淋洗作用大大降低，而且还会造成一定程度的水土流失。传统的排水模式在造成污染的同时还极大的浪费了水资源，盐碱水的处理、回用对于水资源的节约和循环利用具有重要的意义。当前有关盐碱水处理的技术较少，主要为建造人工湿地净化水体，或者是建造曝气生物滤池等进行污水处理后用于城市用水，处理目标、手段较为单一，没有针对水体的回用类型(灌溉、淋洗或城市用水)进行分级处理，而且没有实现水体在净化、灌溉淋洗之间的高效循环，浪费了大量的水资源。因此，开发具有盐碱地排水分级处理与循环利用相结合的装置有利于实现水资源利用率的提高，尤其是对淡水资源短缺的地区，盐碱水的分级净化与循环利用尤为重要。

海绵城市是新一代城市雨洪管理概念，是指城市可以像海绵一样对水有很好的适应能力即“弹性”，使其能够更好地适应环境变化和自然灾害。当下雨时能吸水、渗水、蓄水、净水、集水，需要时将储存的水释放加以利用。当前应用于海绵城市建设装置设施，大多是集中在城市内部居住区的小型装置，如透水道路，蓄水屋顶、蓄水花园等，但是，对于涉及广大种植土地尤其是盐碱地的雨水及灌溉水蓄留及净化再利用的装置设施很少。同时，近年来下沉式绿地、透水道路等发展迅速，但应用仍很狭窄，并且填料较单一，虽然渗水能力较强，但却难以对雨水进行净化，其所蓄集的雨水往往只是经过土地、填料的初步过滤，水体仍为污染的初期雨水，导致水体的再利用受到限制，流入河流、湖泊也会造成富营养化污染。因此研究并开发适用于广大种植土地尤其是盐碱地的同时具有蓄水、净化功能的装置能更好的实现对雨水及农田灌溉淋洗水的再利用以及减少污染，对海绵城市建设尤为重要。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种基于海绵城市的盐碱地排水蓄留、净化及循环利用系统，把海绵城市的理念融入到城市周边土地的水循环之中，把盐碱地降雨的蓄集、净化、利用纳入到整个海绵城市的水循环，有利于建设一个更加全面的城市海绵体，为人们治理生态污染提供一个新的思路。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。

本实用新型的基于海绵城市的盐碱地排水蓄留、净化及循环利用系统，包括设置于盐碱地处的净化蓄水沟渠，所述净化蓄水沟渠连接有与盐碱地连通的盐碱水净化池，所述盐碱水净化池连接有与市政网管连通的生物滤池；

所述净化蓄水沟渠包括沟渠主体，所述沟渠主体顶部设置有连接沟渠主体和盐碱地的护坡，所述护坡种植有护坡植物，所述沟渠主体内由下至上依次设置有沸石填料层、土工布、种植土层和泌盐植物，所述沸石填料层底部铺设有集水管；

所述盐碱水净化池内种植有盐碱水净化植物，所述盐碱水净化池内设置有植物漂浮块，所述植物漂浮块底部设置有内部充填填料净化剂的网袋；

所述生物滤池顶部设置有加盖子的搅拌机，所述填料生物滤池内设置有生物填料。

所述盐碱水净化植物包括泌盐植物、耐盐植物和挺水植物。

所述植物漂浮块包括四周及底部具有透水性的塑料浮块，所述塑料浮块内充填有供植物生长的种植土。

所述盐碱水净化池设置为倒梯形，所述生物滤池设置为矩形，所述盐碱水净化池和生物滤池均位于地下，所述盐碱水净化池和生物滤池的池壁顶部均高于地面。

所述生物填料为球形带孔填料，填料上有微生物所需的营养基质。

所述盐碱水净化池和净化蓄水沟渠之间通过管路和提水泵连通，所述盐碱水净化池和生物滤池之间通过管路和提水泵连通，所述盐碱水净化池和盐碱地之间通过管路和提水泵连通。

与现有技术相比，本实用新型的技术方案所带来的有益效果是：

(1)本实用新型实现对盐碱地灌溉水及降雨的净化、蓄留和利用，充分体现了海绵城市‘蓄、净、用’的理念，把盐碱地水循环纳入海绵城市，使其成为整个海绵城市水循环的一部分，达到了把盐碱地水循环纳入整个海绵城市水循环的一部分、建设一个更加全面的城市海绵体的目的；

(2)本实用新型实现了盐碱地排水针对不同回用类型的分级处理，达到了解决盐碱水净化处理单一、目标不明确的目的，同时决绝了装置利用率低的问题；

(3)本实用新型基于盐碱水的回用灌溉不需脱氮除磷，只需降低盐碱度，本系统达到了盐碱水高效回用、节约水源的目的；

(4)本实用新型所用材料工业废渣以及腐殖酸等废弃物均廉价易得，实现了废物利用，并且有较低的运行费用；

(5)本实用新型中，位于植物漂浮块下部网袋里的填料净化剂便于更换，使净化效果保持良好且有较低的维护费用；

(6)本实用新型中，盐碱水净化池不仅有中和盐碱度的作用，而且其中的动植物可以作为生物滤池脱氮除磷的预处理池，降低生物滤池的负荷，净化效果更好；

(7)水体在灌溉、净化之间不断循环，在降低盐碱度的同时实现了对盐碱地的修复、改良；

(8)本实用新型在净化盐碱地排水的同时实现了对净化水体的回用，使水体可重复利用，有利于节约水资源，尤其是对于淡水资源短缺的地区，盐碱水的净化处理与回收利用意义重大；

(9)由于净化的盐碱地排水用于城市用水与回用于灌溉水，减少了汇入河流、湖泊等的污水，达到了降低河流、湖泊因富含氮磷的沟渠水的排放而富营养化污染的目的。

附图说明

图1是本实用新型的布置框图；

图2是本实用新型中净化蓄水沟渠的示意图；

图3是本实用新型中盐碱水净化池的示意图；

图4是本实用新型中植物漂浮块的示意图；

图5是本实用新型中生物滤池的示意图。

附图标记:1沟渠主体；2护坡；3护坡植物；4沸石填料层；5土工布；6 种植土层；7泌盐植物；8集水管；9植物漂浮块；10网袋；11盐碱水净化植物； 12提水泵；13盖子；14搅拌机；15生物填料。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型的技术方案做进一步详细描述。

本实用新型是针对盐碱水及富营养水体净化处理与循环利用问题，把海绵城市建设和盐碱地排水净化处理结合，提出了一种基于海绵城市的盐碱地排水蓄留、净化及循环利用系统，如图1所示，包括净化蓄水沟渠、盐碱水净化池和生物滤池。所述净化蓄水沟渠设置于盐碱地处，所述盐碱水净化池和净化蓄水沟渠之间、盐碱水净化池和生物滤池之间、盐碱水净化池和盐碱地之间均通过管路和提水泵12连通，所述生物滤池与市政网管连通。图1示意了水体的流动顺序、循环过程，各构筑设施的具体位置可变更。

如图2所示，所述净化蓄水沟渠包括沟渠主体1，所述沟渠主体1设计为矩形，宽度为4米，高度为1.5米。所述沟渠主体1顶部设置有护坡2，所述护坡 2用于连接沟渠主体1和盐碱地，所述护坡2种植有护坡植物3。所述护坡2设置为倾角30-45度，长度约为10米，所述护坡2及护坡植物3不仅将径流及侧渗灌溉水和雨水引入沟渠主体1，同时还有拦截作用，能有效防止水土流失。所述沟渠主体1、护坡2及护坡植物3实现了灌溉水和雨水的汇集以及下渗过滤和初步净化。

所述沟渠主体1内由下至上依次设置有沸石填料层4、过滤透水土工布5、种植土层6和泌盐植物7。所述沸石填料层4底部中央铺设一条集水管8，所述集水管8末端连接提水泵12，所述提水泵12另一端连接管路通向盐碱水净化池。所述集水管8直径10厘米左右，管壁布有3-5毫米的细孔，当净化蓄水沟渠蓄水时，集水管8收集沟渠主体1的污水，打开集水管8连接的提水泵12，实现沟渠主体1的污水向盐碱水净化池的输送。所述沸石填料层4厚度为1米，所述沸石填料层4对盐碱水有中和作用，能够降低水体的盐碱度。所述种植土层6 约为0.5米，所述种植土层6由适合泌盐植物7生长的种植土和生物发酵残渣混合而成，可按9：1混合，其中，种植土起到过滤吸附的作用，含有的酸性生物发酵残渣能进一步降低水体pH与盐度。所述泌盐植物7对盐有吸收作用，能初步降低水体盐度。

如图3所示，所述盐碱水净化池设置为倒梯形结构，位于地下，池壁顶部略高于地面。所述盐碱水净化池侧面倾角为30-40度，池底长度为20米，池子宽度为15米，池高4米。所述盐碱水净化池内种植有盐碱水净化植物11，所述盐碱水净化植物11包括泌盐植物、耐盐植物和挺水植物等。所述盐碱水净化池内漂浮有植物漂浮块9。如图4所示，所述植物漂浮块9设计为矩形结构，长、宽、高分别为2米、1.5米、0.3米，数量约为5个，所述植物漂浮块9包括四周及底部具有较好透水性的塑料浮块，塑料浮块四周及底部有细小的孔隙，所述塑料浮块内充满种植土供植物生长。

所述植物漂浮块9底部挂一个网袋10，所述网袋10容积约3立方米，所述网袋10内装有填料净化剂，所述填料净化剂包括沸石及磷石膏等含钙离子的工业废渣、糠醛渣、腐殖酸等废弃物，所述填料净化剂能有效的降低水体盐碱度，并且具有改良盐碱土地的作用。

如图5所示，所述生物滤池设置为矩形结构，均位于地下，池壁顶部略高于地面。所述生物滤池的长、宽、高分别为10米、10米、3米，池体四周为钢混结构，生物滤池数量可设置为2-3座。所述生物滤池顶部装有加盖子13的搅拌机14，可以控制生物滤池内氧气的含量来达到不同的净化效果，所述生物滤池内添加生物填料15，所述生物填料15为球形多孔填料，填料上有微生物所需的营养基质。当生物滤池的盖子13打开时，搅拌机14处于运行状态，此时生物填料15被搅拌浮起与氧气接触，之后再下沉、浮起，如此进行循环，实现微生物供养和水体净化，类似于生物转盘。当盖子13关闭时，搅拌机14停止运行，使微生物处于厌氧状态，达到脱氮除磷的目的。

所述盐碱水净化池和生物滤池实现了灌溉水和雨水的蓄留、净化以及分类回用。所述盐碱水净化池处理后的水体回用于盐碱地的浇灌淋洗水，与盐碱地、净化蓄水沟渠组成一个水循环系统，水体在盐碱地、净化蓄水沟渠和盐碱水净化池间的循环能有效降低水体的盐碱度并对盐碱地进行淋洗改良。

本实用新型的排水蓄留、净化及循环利用过程：某次灌溉或降雨过程中，水体径流及侧渗通过护坡2，护坡植物3进行初步拦截，减少水土流失。经过护坡 2的水体汇集到净化蓄水沟渠，通过下渗水体依次通过泌盐植物7、种植土层6、土工布5及沸石填料层4，得到初步净化。当沟渠主体1内的蓄水没过种植土层 6时打开连接集水管8的提水泵12，使沟渠主体1内的水体通过底部集水管8 输送到盐碱水净化池。流入盐碱水净化池的污水通过池内的植物、土壤、生物得到一定程度的净化，此时网袋10内的填料净化剂与水体接触，开始起到降低水体盐碱度的作用。所述盐碱水净化池内的水体分为以下两部分进行使用：

(1)当进行灌溉时，打开连接灌溉管路的提水泵12，经过净化的水体由管路输送至盐碱地浇灌设施，与淡水按一定比例进行盐碱地的灌溉、淋洗，比例可根据需要与当地淡水资源状况变更。灌溉、淋洗水再次经过护坡汇入净化蓄水沟渠，重复以上流程，使水体循环。

(2)当盐碱水净化池的水体达到距离池顶0.5米左右时，打开盐碱水净化池和生物滤池之间的提水泵12，水体经过盐碱水净化池的初步处理后由提水泵 12输送至生物滤池。水体流入生物滤池后，开始时生物滤池的盖子13处于打开状态，并且搅拌机14处于搅拌运行状态，充分进入水体，生物填料15上的微生物开始有氧净化。之后关闭盖子13使微生物处于厌氧状态，如此往复实现生物去除有机物及脱氮除磷。生物滤池净化后的水体由管路接市政管网供城市用水。

本实用新型不仅实现了盐碱水净化、灌溉的高效循环，也实现了对盐碱地排水的分级处理。同时，对城市周边或内部的盐碱地降雨进行了下渗收集、蓄留、净化与再利用，其符合海绵城市理念，有助于完善海绵城市的水体循环，建设一个更加完善、高效的城市海绵体。

Claims (6)

1.基于海绵城市的盐碱地排水蓄留、净化及循环利用系统，包括设置于盐碱地处的净化蓄水沟渠，其特征在于，所述净化蓄水沟渠连接有与盐碱地连通的盐碱水净化池，所述盐碱水净化池连接有与市政网管连通的生物滤池；

所述净化蓄水沟渠包括沟渠主体，所述沟渠主体顶部设置有连接沟渠主体和盐碱地的护坡，所述护坡种植有护坡植物，所述沟渠主体内由下至上依次设置有沸石填料层、土工布、种植土层和泌盐植物，所述沸石填料层底部铺设有集水管；

所述盐碱水净化池内种植有盐碱水净化植物，所述盐碱水净化池内设置有植物漂浮块，所述植物漂浮块底部设置有内部充填填料净化剂的网袋；

所述生物滤池顶部设置有加盖子的搅拌机，所述填料生物滤池内设置有生物填料。

2.根据权利要求1所述的基于海绵城市的盐碱地排水蓄留、净化及循环利用系统，其特征在于，所述盐碱水净化植物包括泌盐植物、耐盐植物和挺水植物。

3.根据权利要求1所述的基于海绵城市的盐碱地排水蓄留、净化及循环利用系统，其特征在于，所述植物漂浮块包括四周及底部具有透水性的塑料浮块，所述塑料浮块内充填有供植物生长的种植土。

4.根据权利要求1所述的基于海绵城市的盐碱地排水蓄留、净化及循环利用系统，其特征在于，所述盐碱水净化池设置为倒梯形，所述生物滤池设置为矩形，所述盐碱水净化池和生物滤池均位于地下，所述盐碱水净化池和生物滤池的池壁顶部均高于地面。

5.根据权利要求1所述的基于海绵城市的盐碱地排水蓄留、净化及循环利用系统，其特征在于，所述生物填料为球形带孔填料，填料上有微生物所需的营养基质。

6.根据权利要求1所述的基于海绵城市的盐碱地排水蓄留、净化及循环利用系统，其特征在于，所述盐碱水净化池和净化蓄水沟渠之间通过管路和提水泵连通，所述盐碱水净化池和生物滤池之间通过管路和提水泵连通，所述盐碱水净化池和盐碱地之间通过管路和提水泵连通。