CN208517072U - 一种用于河道治理的生境驿站 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于河道治理的生境驿站，主要由水上结构和水下结构构成，所述水上结构为亲水平台，所述水下结构包含多层填料层，所述的填料层由下至上依次设为第一沸石层、硫层、活性炭层、第二沸石层。本实用新型通过植物根系、功能填料理化作用及功能微生物，依靠河水自流进入生境驿站净化层，以去除水中COD、BOD、硝酸盐氮、总氮等污染物，净化水质的同时提高水体透明度。与生态景观相结合，可根据河道情况，设计不同造型、布设不同位置，有助于打造高标准、高品质的水景观，提升人工河道亲水效果。

Description

一种用于河道治理的生境驿站

技术领域

本实用新型属环保工程和水处理技术领域，具体涉及一种用于河道治理的水生态系统—生境驿站。

背景技术

河道是城乡生态系统的重要组成部分，具有水土保持、改善气候、提高生活舒适度等多种功能。很久以来，为改善河道的水环境，提高其防洪、抗洪标准，在河道工程中大量使用石笼等硬质建筑材料砌筑河床，形成了硬质化、人工化、渠道化的灰色景观，严重影响了河道生态系统及自然景观因素，降低了水体的自净能力。

目前，随着经济及生活水平的提高，人们对生态景观的需求越来越高，国家更提出了生态文明建设，水生态建设得到快速推进，提出了水质改善、生态修复、景观构建的目标。水生态系统主要利用水生动植物、微生物在生长繁殖过程中物质能量交换来消耗污染物，因具有生态协调、不易产生二次污染等优点被广泛应用于国内外河道水环境治理中，效果显著且副作用小。

本实用新型以水生植物和功能填料为主体，通过植物根系、功能填料理化作用及功能微生物，依靠河水自流进入生境驿站净化层，以去除水中COD、BOD、硝酸盐氮、总氮等污染物，净化水质的同时提高水体透明度。与生态景观相结合，可根据河道情况，设计不同造型、布设不同位置，有助于打造高标准、高品质的水景观，提升人工河道亲水效果。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种结合生态景观的高效河道净化水生态系统—生境驿站。

本实用新型的目的是通过以下方式实现的：

一种用于河道治理的生境驿站，主要由水上结构和水下结构构成，所述水上结构为亲水平台，所述水下结构包含多层填料层，所述的填料层由下至上依次设为第一沸石层、硫层、活性炭层、第二沸石层。

在本实用新型中，沸石增加水体中溶解氧，河道底部溶解氧较低，置于最下层，产生的微量氧气可以由底部向上层扩散；而且，沸石吸附范围较广，河道上层融入多种浮尘或其他污染物，置于上层起第一层屏障作用。硫驯化自养反硝化菌需要在缺氧的条件下，而河道上层溶解氧较高，越往下溶解氧越低，所以置于中层偏下。上述用于河道治理的生境驿站，每层填料层之间设有间隙。每层之间的空隙一方面方便鱼类等穿梭游走，另一方面保证河水自流进入生境驿站，填料层具体高度也可根据河水深度及填料高度设置。

上述用于河道治理的生境驿站，优选每层填料层之间的间隙高度为20-30厘米。

上述用于河道治理的生境驿站，所述水下结构由耐河水冲击、可支撑填料的硬质材料编制而成的多层结构。优选钢管编制而成，编制得到的孔径大小以方便填料填入即可。

上述用于河道治理的生境驿站，所述第一沸石层填充有粒径5～6cm的沸石，层高30～40cm。优选第一沸石层填充有粒径5cm的沸石，层高40cm。

上述用于河道治理的生境驿站，所述硫层填充有粒径1～2cm的硫磺颗粒，层高20～30cm。优选硫层填充有粒径1～2cm的硫磺颗粒，层高20cm。在缺氧条件下，硫自养反硝化菌可以利用还原态的硫作为电子供体，以水中的硝酸盐作为电子受体，通过氧化还原作用获取能量，去除水体中的氮。

上述用于河道治理的生境驿站，所述活性炭层填充有粒径5～6cm的活性炭，层高20～30cm。优选活性炭层填充有粒径5cm的活性炭，层高20cm。

上述用于河道治理的生境驿站，所述第二沸石层填充有粒径5～10cm的沸石，层高50～60cm。优选第二沸石层填充有粒径5～10cm的沸石，层高60cm。

沸石具有吸附性、离子交换性、催化等性能，能吸收水中氨氮、有机物和重金属离子，有效降低河底厌氧状态，调节pH值，增加水中溶解氧，为浮游植物生长提供充足的碳素，提高水体光合作用强度，布设于上下层；活性炭具有较强的吸附性和催化性能，处理效率高、对微生物难于降解的绝大多数有机物都有效，布设于中间层；硫是自养反硝化菌的载体，该菌在缺氧、低C/N比的条件下实现反硝化脱氮，布设于中间层。三者按序设置，有机搭配，具有显著的效果互补，在微生物脱氮、提高水体溶解氧的同时，补充以氨氮、有机物和重金属离子的吸附。

本实用新型优选沸石为斜发沸石，斜发沸石对环境友好，吸附平衡时间短、可循环使用，对于河道水体中氮磷等污染物吸附作用强，水质净化功能显著。

上述用于河道治理的生境驿站，所述亲水平台上种植水生植物。亲水平台可固定不动，亦可根据实际情况做成可上下升降式的，可微沉于水下、浮于水面或高于水面。

上述用于河道治理的生境驿站，所述亲水平台表面布设有景观图案。

还可根据河道具体情况，配以水动力系统，增加水体流动性。

本实用新型提供的生境驿站，包括水生植物区(水上结构)和功能填料区(水下结构)，结构类似接触氧化或生物滤池，分为上下两层，上层体现景观效果，可栽种水生植物、设计为喷泉、亲水平台等；下层填充功能填料(分层填充，留有空隙)。生境驿站高度可根据河道深度进行设计，甚至做成可升降式。

水生植物可以为适宜当地气候及水质条件的多年生水生植物，如再力花、千屈菜、梭鱼草等。也可以结合景观效果布设于生境驿站上层、周边或下层。其对水体内外源污染物具有吸收净化作用，同时其光合作用产生氧气，通过茎、根输送并释放到水体中，在根毛周围可形成一个好氧区域，增加水体溶解氧，为微生物等供给降解污染物所需的氧量。通过植物根系及微生物的吸附、沉淀、过滤、吸收和转化等作用，提高水体透明度，有效降低有机物、营养盐和重金属等污染物浓度。

所述功能填料也可以根据河道水质情况选定种类，包括吸附填料、微生物填料等，根据生境驿站下层形状设置分层填充，可促进生物膜生长附着、水生动植物栖息，通过功能填料理化作用及功能微生物作用，可去除色度、臭味、重金属、氨氮、总氮、COD等，净化水质，其外形可设计为假山、不规则形状等，体现生态融合性，增加观赏价值。其中，水生动物的主要功能是平衡水生生态系统，提高系统的稳定性。水生动物包括浮游动物、水生脊椎动物和底栖动物，它们以水体中的游离细菌、浮游藻类、有机碎屑等为食，可以有效减少水体中的悬浮物，提高水体的透明度。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1.无需大批量栽种水生植物，运行管理方便。水生植物的生长与环境条件密切相关，需根据环境条件变化更换植物；大批量的水生植物定期收割管理，是必不可少的环节，且需根据不同植物的规律进行收割。本实用新型生态系统无必须大批量种植水生植物，运行管理方便，运行成本低。

2.非完全依靠水生植物，对季节依赖性低，提高水质处理效果，耐冲击。水生植物对季节依赖性强，在低温环境下容易枯萎或活性降低，大大降低了净水能力；水生植物对暴雨及洪水等耐冲击性差。本实用新型水生植物适量，配合多种功能填料，提高系统耐冲击性及水质处理效果。

3.生态系统性。本实用新型通过水生植物及多种功能填料，集植物、微生物、原生动物、鱼类、底栖动物等于一体，在多方面净化水质的同时，形成较为丰富的生态系统，创造多样的河流生境，促进水质净化，并有利于长期稳定运行。

4.景观协同性。本实用新型上层根据河道情况，设计景观石、植物、亲水平台等，体现景观效果；下层可根据水体透明度，形状设计为适宜的填料填充构筑物。使系统体现景观观赏价值的同时，与周边环境协同融合一体。

5.填料复合性，包括吸附填料、微生物填料等，综合理化作用及微生物作用，提升综合处理效果；选用适宜粒径的填料，一方面防止填料堵塞板结，一方面增加水的接触面积，提高水质净化效果；每层间隙设置可利于鱼类等穿梭游走，补充生境驿站的生态系统性，增加其可持续性。

附图说明

图1为生境驿站剖面图。

图2为第一种河道中生境驿站布设图。

图3为第二种河道中生境驿站布设图。

具体实施方式

以下通过具体实施例对本实用新型进行进一步解释说明。

实施例1:

如图1所示，用于河道治理的生境驿站1由水上结构2和水下结构3构成。水上结构2为亲水平台5，水下结构3包含多层填料层，所述的填料层由下至上依次设为第一沸石层1、硫层6、活性炭层7、第二沸石层8。

每层填料层之间设有间隙4，每层间隙高度20cm。水下结构3由耐河水冲击、可支撑填料的硬质材料(如钢管)编制而成的多层结构。结构内部填充功能填料，由下至上第一沸石层1填充粒径5cm的斜发沸石，层高40cm，硫层6填充粒径1～2cm的硫磺颗粒，层高20cm，活性炭层7填充粒径5cm的活性炭，层高20cm，第二沸石层8填充粒径5～10cm的斜发沸石，层高60cm。

具体地，所述亲水平台5种植水生植物，水生植物为零星点缀荷花、睡莲等，亲水平台5表面布设有景观图案，周围布设为荷花。

应用例1：

以图3的形式，在河道设置了3个按照实施例方式建造的生境驿站，河道宽约15米，河道水体缓流或基本不流动，配以水动力系统，具体为350m³/h，增加水体流动性，使水体循环流经生境驿站，增加接触面积。每个生境驿站处理水量约600m³/d，相邻生境驿站间距约50m。设置半年后，经检测，水体氨氮由2.06mg/L降至0.542mg/L，TN由3.6mg/L降至1.5mg/L，透明度由90cm提高到145cm，浊度由5.36NTU降低到3.65NTU。

Claims (10)

1.一种用于河道治理的生境驿站，其特征在于主要由水上结构(2)和水下结构(3)构成，所述水上结构(2)为亲水平台(5)，所述水下结构(3)包含多层填料层，所述的填料层由下至上依次设为第一沸石层(1)、硫层(6)、活性炭层(7)、第二沸石层(8)。

2.根据权利要求1所述的用于河道治理的生境驿站，其特征在于每层填料层之间设有间隙(4)。

3.根据权利要求2所述的用于河道治理的生境驿站，其特征在于每层填料层之间的间隙(4)高度为20-30厘米。

4.根据权利要求1所述的用于河道治理的生境驿站，其特征在于所述水下结构(3)由耐河水冲击、可支撑填料的硬质材料编制而成的多层结构。

5.根据权利要求1所述的用于河道治理的生境驿站，其特征在于所述第一沸石层(1)填充有粒径5～6cm的沸石，第一沸石层(1)高度30～40cm。

6.根据权利要求1所述的用于河道治理的生境驿站，其特征在于所述硫层(6)填充有粒径1～2cm的硫磺颗粒，硫层(6)高度20～30cm。

7.根据权利要求1所述的用于河道治理的生境驿站，其特征在于所述活性炭层(7)填充有粒径5～6cm的活性炭，活性炭层(7)高度20～30cm。

8.根据权利要求1所述的生境驿站，其特征在于所述第二沸石层(8)填充有粒径5～10cm的沸石，第二沸石层(8)高度50～60cm。

9.根据权利要求1所述的用于河道治理的生境驿站，其特征在于所述亲水平台(5)上种植水生植物。

10.根据权利要求1所述的用于河道治理的生境驿站，其特征在于所述亲水平台(5)表面布设有景观图案。