CN207130104U - 一种面源污染区域入湖径流水体磷消减装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种面源污染区域入湖径流水体磷消减装置，包括顺水流方向呈梯次落差设置的紊流沉淀池、至少一级生物过滤池、至少一级除磷池和生态净化池，所述紊流沉淀池内填充形成紊流的材料，所述生物过滤池填充生物滤料，所述除磷池中填充除磷填料。本实用新型提出了对地表径流入湖水体进行磷消减工艺，并采用截流沉砂、生物过滤、高效去磷和生态净化四种模块进行组合，通过泥沙吸附沉淀、生物同化、高效材料固化、生态协同美化等工艺段协同作用，以生态净化方式对地表水中的磷进行去除。

Description

一种面源污染区域入湖径流水体磷消减装置

技术领域

本实用新型涉及污水处理领域。具体涉及一种面源污染区域入湖径流水体磷消减装置。

背景技术

随着我国经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，水环境与饮水安全问题日益受到关注和重视。从上个世纪30年代首次发现富营养化到现在，全球范围内已有30％～40％的湖泊、水库受到不同程度的富营养化影响。由于经济发展、人口膨胀与不合理开发，越来越多的湖泊产生富营养化。湖泊水体的富营养化是湖泊生态系统失衡的重要标志，严重影响了饮用水源地的环境安全。

据监测数据显示，我国5大淡水湖水体中的营养盐数据已经大大超过氮磷富营养化发生浓度，对我国大面积供水安全形成巨大威胁。

水体富营养化是由于水体中氮、磷等植物营养物质含量过多所引起的水质污染现象。具体是指生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其它浮游生物迅速繁殖，水体溶氧量下降，鱼类及其它生物大量死亡的现象。水体富营养化过程与氮、磷的含量密切相关。目前磷污染来源被认为主要有三大途径：工业排磷、农业(肥料流失)排磷、直接生活排磷和水产养殖几类。其中工业排磷方面已经随着工业水污染治理工作的开展在不断得到发展，相应的治理工艺技术也得到快速发展。直接生活排磷包括人体直接排出的林污染物(粪便)和洗涤排放的磷，目前这块磷污染也随着我国城镇污水处理系统日趋完善正在向好的方向发展。水产养殖产生的磷污染当下也通过规范养殖也得到有效控制。农业面源污染方面产生的磷污染目前仍然是我国河道与湖泊富营养化的主要污染来源。近年来随着生态农业和绿色食品的推广和认知，我国农业面源污染特别是肥料和农药滥用问题得到了一定缓解，但长期的种植习惯上没有大的改善，再加上近年来面临的土地减少，农业增产、增收压力，农业面源污染解决的速度在几个方面是推进最慢的一块。在当前形势下如何控制农业磷排放对河道、湖泊的影响成了面源污染治理的关键。

实用新型内容

为解决现有技术中农业磷排放对河道、湖泊的影响问题，本实用新型提供了一种面源污染区入湖径流水体磷消减装置。

一种面源污染区域入湖径流水体磷消减装置，包括顺水流方向呈梯次落差设置的紊流沉淀池、至少一级生物过滤池、至少一级除磷池和生态净化池，所述紊流沉淀池内填充形成紊流的材料，所述生物过滤池填充生物滤料，所述除磷池中填充除磷填料。

紊流沉淀池、生物过滤池、除磷池和生态净化池之间依次呈梯次落差设置，安装基面依次降低，污水在紊流沉淀池、生物过滤池、除磷池和生态净化池之间自流下落，生态净化池出水自流进入河道中。

紊流沉淀池用于对地表经流水体减缓流速、降低紊流程度、加速泥沙沉降；形成紊流的材料为就地取材的碎石、卵石、浆砌石等用于降低水流速度提供优越沉降环境。

优选地，所述紊流沉淀池前端设置截流堰渠，所述截流堰渠出口设置流量调节装置。所述截流堰渠是建于面源污染区域入湖径流水体磷消减工艺设施最前端的地表径流水体截留收集系统。所述截流堰渠出口设置流量调节装置。所述流量调节装置是对地表经流水体进行分流的装置，确保按照设计进水量分配后续设施进水。

优选地，相邻池体之间通过若干过水管连通，过水管的出水口位于下一池体的上方。水流经过每个工段均是上进下出，水流在滤料中流向为下向流。

进一步优选地，所有生物滤池和除磷池内均设有布水集水装置，所述布水集水装置包括与过水管数量对应的若干布水堰槽和对应设置在每个布水堰槽末端的集水井，每个池体内的集水井与连通至下一池体的过水管对应连通。过水管及布水集水装置负责污染水体在相邻两个处理池中转移，同时本实用新型中过水管与布水集水装置的设置能使污染水体更均匀的分散于对应的处理池中，通过对应填料的净化更彻底。集布水装置材质优选UPVC、PE等，规格大小根据实际设计水量确定。

进一步优选地，所述布水堰槽位于对应池体内填料的顶面，所述布水堰槽上均匀开设齿槽。

进一步优选地，过水管出口与下一池体内的布水堰槽之间设置下水管。

进一步优选地，所述集水井的进水口位于集水井下部，集水井的上部与过水管相连。

集水装置进水口位于工段的滤料下层，出水口位于工段的滤料上层，水流经过每个工段均是上进下出，水流在滤料中流向为下向流。集布水装置的服务面积优选4～5m²。

生物滤料优选当地优势矿石，可选择石灰石、沸石、火山岩、硫铁矿石等。所述生物滤料分为4-5个不同粒径级别，分别为5-10mm，10-15mm，15-25mm，25-40mm，40-60mm。

生物滤料按照不同粒径级别铺设于构筑物中，粒径上小下大，分布比例从上至下优选10％、10％、40％、20％、20％。所述滤料填充高度优选1.0m～1.5m。

优选地，所述紊流沉淀池及生态净化池与其他池体之间为分体结构，所有生物滤池与除磷池为一体结构。

所述生物过滤工段、高效去磷工段为一体化设置。

本实用新型中，生物过滤工段、高效去磷工段为多组并流设置。

优选地，所述生物过滤池设置为呈梯次落差设置的3～6级，所述除磷池设置为呈梯次落差设置的3～6级。

单组生物过滤工段、高效去磷工段整体的设施底部坡度优选10度～35度范围。生物过滤工段、高效去磷工段整体级别优选3～6级，高效去磷工段占整体的比例优选15％～30％。

进一步优选地，单组单级的尺寸：宽度优选1～3m，长度优选6-10m。

优选地，紊流沉淀池、所有生物滤池及所有除磷池内的填料中均种植景观植物。

优选地，所述生态净化池内铺设生态种植过滤层，生态种植过滤层中种植生态净化植物。

态净化工段需沿水岸布设，铺设面积占一种面源污染区域入湖径流水体磷消减工艺整体面积的20～50％。

本实用新型所用填料均为现有填料。除磷材料是一种改性制备的具有高效交换、吸附、固定磷污染物的新型矿物材料。例如，稀土改性沸石、高温改性高炉渣等一种或者几种混合物。

生态净化池内铺设人工生态种植过滤层。所述生态种植层为碎石、棕丝植物根系组成生态垫层。生态垫层上种植生态净化植物，所述生态净化植物可以选择较高植株(花叶芦竹、旱伞草、纸莎草、水葱、再力花等)、中高植物(黄花鸢尾、石菖蒲、黄花蔺、泽泻、千屈菜等)、低植株(革命草、水芹、慈姑、狗牙根等)。

本实用新型包括截流沉砂、生物过滤、高效去磷和生态净化四个工段。截流沉砂工段可以实现污染水的浮渣拦截、初步沉砂和水流稳定，为生物过滤奠定基础条件。生物过滤工段通过填充的功能型滤料对水体进行过滤和吸附，去除污染水中不溶性污染物。高效去磷工段通过填充的高效聚磷材料和辅助生物填料实现对污染水中可溶性磷酸盐的铺集，实现水中磷的减量。生态净化工段通过固定基床和种植的生态植物形成一个高效的生态过滤面，进一步净化过流污水。四个工段依次通过集布水装置相连，并各自发挥作用，协同达到水体净化和磷减排目的。

本实用新型中截流沉砂、生物过滤、高效去磷和生态净化四个工段是一个协同的模拟生态除磷的工艺组合技术，各自有相应的设置目的。所述截留沉沙目的是初步沉淀泥沙的同时将颗粒型非溶解型的磷污染物沉淀去除，固定在泥沙中。所述生物过滤的目的是利用工艺装置内部滤料表面生长的大量微生物包括多类聚磷菌，可以对可溶性磷进行同化利用，同时可对含磷胶体物质进行分解、释放溶解态磷，提高后续可溶性磷的去除。所述高效去磷目的是通过高效固磷、锁磷材料将水体中可溶性无机磷进行交换、吸附、固化，进而去除。所述生态净化目的是通过构建生态防线，一方面截留系统前段尚未完成的或未能实现的部分磷的去除，另一方面协助构建湖岸景观带，完善湖岸生态系统。

与现有处理方法相比，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型提出了对地表径流入湖水体进行磷消减工艺，并采用截流沉砂、生物过滤、高效去磷和生态净化四种模块进行组合，通过泥沙吸附沉淀、生物同化、高效材料固化、生态协同美化等工艺段协同作用，以生态净化方式对地表水中的磷进行去除。

本实用新型除磷效率高、运行维护简单，适合于在滨湖缓坡地带设置，目前使用结果显示磷消减比率为62.1％-96.7％之间，可以为实现面源污染水体入湖地表径流水中磷的有效控制。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的剖面图。

图中所示附图标记如下：

1-紊流沉淀池 2-生物过滤池 3-除磷池

4-生态净化池 5-过水管 6-集水布水装置

7-景观植物 11-紊流材料 21-生物滤料

31-除磷填料 41-生态净化植物

61-布水堰槽 62-集水井 63-下水管

具体实施方式

一种面源污染区入湖径流水体磷消减装置，如图1或图2所示，包括截流沉砂、生物过滤、高效去磷和生态净化四个工段。四个工段构筑在河岸的斜坡上，顺水流方向依次降低，呈梯次落差设置，实现水体自流。

截流沉砂工段的主体构筑物为一个紊流沉淀池1，紊流沉淀池1中填充紊流材料11，紊流沉淀池1前端设置截流堰渠，截流堰渠出口设置流量调节装置(图中未示出)。

生物过滤工段的主体构筑物为至少一个生物过滤池2，以图1和图2为例，均设置为两级，生物过滤池中填充生物滤料21，高效去磷的主体构筑物为至少一个除磷池3，图1中为一级除磷池，图2中为两级除磷池。生物过滤工段和高效除磷工段为为一体式设置，各处理池的构筑高度顺水流方向依次降低，呈梯次落差设置，实现水体自流。

生态净化工段的主体构筑物为一个生态净化池4，生态净化池位于末级除磷池的下游，生态净化池内铺设生态种植过滤层，生态种植过滤层中种植生态净化植物41。

相邻池体之间均设置若干过水管5，过水管5的出口位于下一池体上方，每个池体内污水均为上进下出，水体成下向流。

所有的生物过滤池和除磷池中均设置集水布水装置6，集水布水装置包括布水堰槽61、集水井62和下水管63，布水堰槽的数量与过水管数量一致，且进水端位于对应过水管的正下方，布水堰槽的两侧壁上均匀分布齿槽，用于均匀布水，每个布水堰槽的末端对应设置一个集水井，集水井插入填料底部，集水中污水为下进上出，连通至下一池体的过水管与集水井一一对应连通，过水管与下一池体的布水堰槽之间设置一一对应设施下水管。

紊流沉淀池1、所有生物过滤池3和所有除磷池3中均种植景观植物7。

河岸两侧的面源污染水体经截流堰渠截留并进行流量控制后依次流经紊流沉淀池、生物过滤池、除磷池和生态净化池，除磷净化后的水体最终由生态净化池流入河道中。

以上所述仅为本实用新型专利的具体实施案例，但本实用新型专利的技术特征并不局限于此，任何相关领域的技术人员在本实用新型的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本实用新型的专利范围之中。

Claims (10)

1.一种面源污染区域入湖径流水体磷消减装置，其特征在于，包括顺水流方向呈梯次落差设置的紊流沉淀池、至少一级生物过滤池、至少一级除磷池和生态净化池，所述紊流沉淀池内填充形成紊流的材料，所述生物过滤池填充生物滤料，所述除磷池中填充除磷填料。

2.根据权利要求1所述面源污染区域入湖径流水体磷消减装置，其特征在于，所述紊流沉淀池前端设置截流堰渠，所述截流堰渠出口设置流量调节装置。

3.根据权利要求1所述面源污染区域入湖径流水体磷消减装置，其特征在于，相邻池体之间通过若干过水管连通，过水管的出水口位于下一池体的上方。

4.根据权利要求3所述面源污染区域入湖径流水体磷消减装置，其特征在于，所有生物滤池和除磷池内均设有布水集水装置，所述布水集水装置包括与过水管数量对应的若干布水堰槽和对应设置在每个布水堰槽末端的集水井，每个池体内的集水井与连通至下一池体的过水管对应连通。

5.根据权利要求4所述面源污染区域入湖径流水体磷消减装置，其特征在于，所述布水堰槽位于对应池体内填料的顶面，所述布水堰槽上均匀开设齿槽。

6.根据权利要求4所述面源污染区域入湖径流水体磷消减装置，其特征在于，过水管出口与下一池体内的布水堰槽之间设置下水管。

7.根据权利要求4所述面源污染区域入湖径流水体磷消减装置，其特征在于，所述集水井的进水口位于集水井下部，集水井的上部与过水管相连。

8.根据权利要求1所述面源污染区域入湖径流水体磷消减装置，其特征在于，所述生物过滤池设置为呈梯次落差设置的3～6级，所述除磷池设置为呈梯次落差设置的3～6级。

9.根据权利要求1所述面源污染区域入湖径流水体磷消减装置，其特征在于，紊流沉淀池、所有生物滤池及所有除磷池内的填料中均种植景观植物。

10.根据权利要求1所述面源污染区域入湖径流水体磷消减装置，其特征在于，所述生态净化池内铺设生态种植过滤层，生态种植过滤层中种植生态净化植物。