CN212102441U - 一种用于河道黑臭水体治理的生态修复坝 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于黑臭河道水体整治领域，具体可以说是一种适用于小河道流域整治黑臭河水的生态蓄水过滤坝。所述生态蓄水过滤坝为箱涵式水处理设备，前段包括粗格栅，细格栅，闸门，闸门和粗格栅处于前后相对位置；中间段包括缺氧仓、厌氧仓；后段包括好氧仓和出水口。在三个仓室内分别填充不同过滤材料，使得污水经过每层填料时都会进行针对性处理，提高处理效果。同时为了增加坝体的稳定性，在坝体的背水面设置支撑柱。本实用新型安装设置在黑臭水体整治项目的河床上，具有去除氨氮、磷、增加溶解氧等作用，有效提高水质质量，达标后的水质通过出水口向下游排出。

Description

一种用于河道黑臭水体治理的生态修复坝

技术领域

本实用新型涉及一种生态修复设备，尤其是一种用于小流量河道的生态修复坝及其应用，属于多重污水处理技术领域。

背景技术

在中国北方，大部分地区由于水资源短缺、降雨较少，导致很多河道在每年7、8月汛期之外的时间内都处于干涸或小水量状态，河道干涸后对河道流域内长期建立起来的生态食物链造成破坏，影响河道的生态平衡，如等到下次蓄水需要进行很长时间的生态修复，因此河道干涸对城市或乡村小流量河道城，或者还是生态景观区，都会造成负面影响。

城乡小水量河道补水多为周围居民用水或工厂用水排放汇入，水量不稳定，磷、氨氮含量较高，水质难以达标，同时河道底部坑洼不齐很容易形成多个坑塘，水体长期流动缓慢造成浮萍生长堆积。水体流动缓慢加上外源污染物的汇入长期积累形成黑臭坑塘，对周围居民及生活环境造成一定的危害影响。

针对这些小流量河道水体污染问题，我们需要全面把控污染源，在控源截污的同时对水体进行治理。此时，需要对河道中的水进行蓄水，保证水流稳定通畅达到一定的水位再进行物理或者生物治理措施。本实用新型型生态过滤坝就是针对此类现象专门研发装备而成，在起到蓄水过滤功能的同时还能通过生物治理的手段来改善水质质量。

实用新型内容

本实用新型是提供一种适用于河道黑臭水体治理的生态修复坝。

本实用新型要解决的技术问题是：为了克服河道流量较小产生的污泥、浮萍和垃圾堆积，造成的水体黑臭现象，本实用新型提供了一种针对此现象的管理简单、操作方便的治理水质的生态蓄水过滤坝。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：本实用新型生态蓄水过滤坝在前端设置有拦截水中树枝、水瓶等大型漂浮物装置，格栅可以拦截较小污水漂浮物。采用的坝体是箱式组装结构，其中填充的不同填料可对水体起到不同作用的过滤治理作用。

具体的，一种用于河道流域黑臭水体治理的生态修复坝，该生态修复坝主体为长方体组合的箱涵式结构，包括粗细双层格栅、闸门、三个仓室、多个仓室顶盖、坝体支撑和地基；三个仓室在远离闸门的方向上依次为厌氧仓、缺氧仓和好氧仓，每个仓室相互连通并在下游侧壁面顶部设置有泄洪口，好氧仓的下游侧壁上部还设置有出水口，所述的出水口的高度低于泄洪口的高度；整个生态修复坝设置在稳固的地基上，并且在仓体后方设置有坝体支撑结构，增加整体的稳定性。

进一步地，生态修复坝预处理段包括粗细双层格栅和闸门，闸门位于下游侧，粗细格栅相对闸门位于上游侧设置，粗格栅在迎水侧、细格栅在粗格栅后；污水先经过粗格栅，拦截大漂浮物，再经过细格栅，拦截较小漂浮物。

进一步地，所述生态蓄水过滤坝的粗格栅和细格栅采用玻璃钢材质，即纤维增强复合塑料。根据采用的纤维不同分为玻璃纤维增强复合塑料(GFRP)，碳纤维增强复合塑料(CFRP)，硼纤维增强复合塑料等。基体相对于纤维来说，强度、模量都要低很多，但可以经受住大的应变，往往具有粘弹性和弹塑性，是韧性材料。粗格栅采用孔径为50-100mm，尺寸为之间1200×900×20mm，细格栅孔径为10-20mm，尺寸为1200×360×20mm。

进一步地，经过粗细格栅的污水依次进入厌氧仓、缺氧仓和好氧仓进行处理，厌氧仓填装大粒径沸石填料，缺氧仓填装小粒径火山岩填料，好氧仓填装生物挂膜填料；厌氧仓靠近粗细格栅的位置设有进水口，相邻仓室底部设置有连通口，每个仓室内放置一台潜污泵用于向外排放污泥，好氧仓内放设置曝气装置，连接曝气风机。出水口设置的位置在最后一个仓室60-80厘米位置，排放处理过后的的达标水质，仓室总体连接方式使用橡胶止水结构。

进一步地，所述的仓室所用碳钢材质，整个坝体尺寸范围为长10-15m、宽0.5-1.5m、高1-2m，优选12m×0.5m×1.5m，单个仓室尺寸优选4×0.5×1.5mm，厌氧仓添加小粒径绿沸石，直径大约在3-5cm，缺氧仓仓室内添加粒径为5-8cm左右的火山岩填料，大粒径的火山岩不仅能够起到过滤作用，还有利于微生物的接触挂膜和生长。火山岩的内外平均孔隙率在40％左右，对水的阻力较小，同时与同类滤料相比，所需滤料量少，同样能达到预期过滤目标。好氧仓添加生物填料，进行生物挂膜特点治理，使用软性填料，从仓室横截面看沿水流方向成列排布，填充满整个仓室。其生物挂膜法利用水体本身中的营养物质给细菌类微生物提供营养物质，污水中的氮磷等元素既当作微生物的氮源磷源又当作目标去除物。

进一步地，整个坝体为一体式结构或者拼接式结构，拼接式结构时采用插接或螺栓紧固连接的方式，各仓室之间的连接面采用橡胶防水结构，包括连接面的橡胶片和仓体底部位置的橡胶止水件，橡胶片尺寸与仓体的高度和宽度相符，平行放置在两个仓室对接面处，在仓体连通口处预留相应尺寸的开孔，插接相应的插接结构或者使用碳钢螺丝固定两个仓室的对接面。整体仓室底部采用U型橡胶止水件，放置在仓室底部与地基之间，其主要目的防止仓室底部边角进水。

进一步地，所述的曝气设备可以为曝气盘连接曝气风机，也可以是离心曝气机，选择曝气机则可以采用功率1.5kW，进气量22m³/h，充氧量1kg/h型号。曝气使得好氧箱内充分处于氧气充足状态，以便于生物填料附膜正常。

进一步地，所述潜污泵型号采用流量10m³/h，扬程10m,功率1kW，材质铸铁，单主机，出水口径50mm,设备尺寸370×230×450mm，含碳钢底座。

进一步地，所述坝体的仓室顶盖数量为6个，每个仓室上方设置2个盖板，每个仓室的2个盖板采用扇叶开合方式，尺寸为2000×1000×50mm，采用碳钢防腐材料。三泄洪口距箱底70-100cm，宽度在10-30cm左右。坝体背部的钢板坝体支撑高度约30cm。

进一步地，所述的生态修复坝还配套设置有岸边智慧水务管理系统智慧水务系统可以是市售的智慧水务系统，一般包括检测流量设备，水质检测设备，智能分析设备，水处理控制平台，智能终端服务设备，用于对生态修复坝进行过滤状态监控、设备运行状态控制能操作以及信息分析和收发。水质监测设备是抽水泵在粗格栅后铺设管道口，提升污水进入到专用箱底部检测小水槽。

进一步地，本实用新型的智慧水务系统的信号传输建立在4G模块运行上，智能分析采用PLC模块。水质监测探头检测出的水质结果传输到PLC模块，同时检测水质指标的结果也可以传输到屏幕，可供现场巡逻人员观察监测。然后根据提前导入的数据库进行分析，给出分析结果并给出控制操作建议，告知是否需要进行水处理控制等操作，分析结果可以通过4G信号发射器传输到用户电脑终端或移动设备上。

本实用新型的有益效果为：

1.针对目前小河道治理困难，岸边设置水循环设备维护成本高、使用不方便等情况，本实用新型的生态修复坝可以直接设置在河道中，或者在河道比较窄的地方设置，单个坝体达不到预期效果时可以在上下游继续设置类似的坝体串联使用，效果更好。

2.本实用新型提供的仓室为模块化组合，各个模块的种类、数量和顺序都可以根据需要调整，也可根据河道水位不同、河道宽窄不同、污水水质不同进行定制化组合设计，保证对不同情况下均能推出对应的治理方案。同时得益于模块化的组合，在设备出现故障后，可对问题仓室进行单独维修或更换(在维修时可将备用仓室换上继续工作)。

3、本实用新型的生态修复坝可以像其他小型水处理设备一样连接智慧水务系统，提供的在线水质检测设备和流量计等可定时分析处理完成的水体流量及水质数据，并通过智慧水务系统回传至电脑或移动终端，使管理人员对污水处理情况做到实时监控，保证出水稳定达标，起到实时监控和智能管理的效果。

附图说明：

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是本实用新型的整体结构示意图。

图3是厌氧仓示意图。

图4是缺氧仓示意图。

图5是好氧仓示意图。

图6是仓顶盖板示意图。

具体实施方式

为了更好地了解本实用新型，下面结合实施例进一步阐明本实用新型的内容来体现本实用新型的功能。但本实用新型的内容不仅仅局限于下面的实施例。

本实施例提供一种用于河道流域黑臭水体治理的生态修复坝，该生态修复坝主体为长方体组合的箱涵式结构，包括粗细双层格栅1、闸门2、三个仓室4、5、6、12个仓室顶盖3、6个坝体支撑9和地基10；三个仓室4、5、6在远离闸门2的方向上依次为厌氧仓4、缺氧仓5和好氧仓6，每个仓室相互连通并在下游侧壁面顶部设置有泄洪口7，好氧仓6的下游侧壁上部还设置有出水口8，所述的出水口8的高度低于泄洪口7的高度；整个生态修复坝设置在稳固的地基10上，并且在仓体后方设置有坝体支撑9结构，增加整体的稳定性。生态修复坝预处理段包括粗细双层格栅1和闸门2，闸门2位于下游侧，粗细格栅1相对闸门位于上游侧设置，粗格栅在迎水侧、细格栅在粗格栅后；污水先经过粗格栅，拦截大漂浮物，再经过细格栅，拦截较小漂浮物，之后进入闸门2上游侧，再通过厌氧仓上的进水口进入厌氧仓4开始水处理。经过粗细格栅的污水依次进入厌氧仓4、缺氧仓5和好氧仓6进行处理后，从好氧仓后面的排水口排出。相邻仓室底部设置有连通口，每个仓室内放置一台潜污泵用于向外排放污泥，好氧仓6内放设置曝气装置，连接曝气风机。出水口设置的位置在好氧仓6背水侧高60厘米位置，排放处理过后的的达标水质。

在本实施例中，所述生态蓄水过滤坝的粗格栅和细格栅采用玻璃纤维增强复合塑料(GFRP)。粗格栅采用孔径为50mm，尺寸为之间1200×900×20mm，细格栅孔径为20mm，尺寸为1200×360×20mm。厌氧仓添加小粒径绿沸石，直径大约在3-5cm，缺氧仓仓室内添加粒径为5-8cm左右的火山岩填料，好氧仓6填装锦纶纤维辫式填料，从仓室横截面看沿水流方向成列排布，填充满整个仓室。厌氧仓4靠近粗细格栅的位置设有进水口，相邻仓室底部设置有连通口，每个仓室内放置一台潜污泵用于向外排放污泥，污泥泵连接排泥管道，管道出口放置在泄洪口处，外延10cm。好氧仓6内放设置曝气设备，连接曝气风机。出水口设置的位置在最后一个仓室高80厘米位置，排放处理过后的的达标水质，其仓室总体连接方式使用橡胶止水结构。

本实施例中所述的坝体采用碳钢材质，整个坝体尺寸为长15m、宽1m、高1.5m，三个仓室都为4m长，闸门处3m长，厌氧仓和缺氧仓相邻壁面上部设置连通孔，缺氧仓和好氧仓相邻壁面底部设置连通孔。三个仓体背面三泄洪口距箱底70cm，宽度在20cm左右。坝体背部的钢板坝体支撑高度约30cm。

本实施例中坝体为拼接式结构，拼接式结构时采用螺栓紧固连接的方式，各仓室之间的连接面采用橡胶防水结构，包括连接面的橡胶片和仓体底部位置的橡胶止水件，橡胶片尺寸与仓体的高度和宽度相符，平行放置在两个仓室对接面处，在仓体连通口处预留相应尺寸的开孔，使用碳钢螺丝固定两个仓室的对接面。整体仓室底部采用U型橡胶止水件，放置在仓室底部与地基之间，其主要目的防止仓室底部边角进水，仓室与地基之间有固定桩固定。

本实施例中所述的曝气设备为离心曝气机，曝气机采用功率1.5kW，池深1.5米，进气量22m³/h，充氧量1kg/h型号。曝气机提供曝气，使得好氧箱内充分处于氧气充足状态，以便于生物填料附膜正常。所述潜污泵型号采用流量10m³/h，扬程10m,功率1kW，材质铸铁，单主机，出水口径50mm,设备尺寸370×230×450mm，含碳钢底座。

本实施例的坝体的仓室顶盖3数量为6个，每个仓室上方设置2个盖板，每个仓室的2个盖板采用扇叶开合方式，尺寸为2000×1000×50mm，采用碳钢防腐材料。

生态修复坝在使用时，上游的河水聚集在坝体上游侧，从粗细格栅进入，依次经过粗格栅和细格栅，拦截掉一部分漂浮物和悬浮物，这部分杂物定期由巡逻人员打捞，河水然后进入进入闸门2上游侧，再通过进水口进入厌氧仓4进行厌氧处理、再进入缺氧仓利用的火山岩填料进行过滤和生物处理，最后进入好氧仓进行生物膜处理去除氮源磷源，经过多重过滤处理之后从厌氧仓背部的出水口留出。如果河水流量过大，则可以适当打开闸门或者从仓室背面的泄洪口流出。当坝体上游侧沉积污泥过多时，可以打开闸门进行泥沙排放。

在另一个实施例中，生态修复坝还配套设置有岸边智慧水务管理系统智慧水务系统可以是市售的智慧水务系统，一般包括检测流量设备，水质检测设备，智能分析设备，水处理控制平台，智能终端服务设备，用于对生态修复坝进行过滤状态监控、设备运行状态控制能操作以及信息分析和收发。水质监测设备是抽水泵在粗格栅后铺设管道口，提升污水进入到专用箱底部检测小水槽。检测水质指标结果通过智能分析设备分析当前水质情况，是否需要进行别的加药处理等，水质指标可在智慧水务系统屏幕显示，并且可以通过智能终端设备发送到用户移动设备上。

在另一个实施例中，在岸上的智慧水务系统的信号传输建立在4G模块运行上，智能分析设置在PLC模块。水质监测探头检测出的水质结果传输到PLC模块，检测水质指标的结果也可以传输到屏幕，可供人们观察监测。然后根据提前导入的数据库进行分析，分析结果可以通过4G信号发射器传输到用户移动端。采用市场上已有的电控设备和信号发射设备，信号发射系统包括无线发射器、获得水质监测传感器信号的监测器、信号转换器、开关和显示器等。

在另一个实施例中，线水质监测设备包括温度传感器、ORP测量仪、pH监测仪和氨氮含量检测器，好氧仓出水口15使用法兰连接仓室，出水管上设置有电磁流量计，在线水质监测设备、电磁流量计的数据信号先传输至电控室的监控设备，再经过信号转换后通过信号发射器回传至电脑终端或移动设备终端，实现终端对污水处理情况的实时监控。

本实用新型的生态修复坝可以用于小流量河道的污水治理，可以根据具体实际现场的河道水岸、水质等情况才确定生态过滤坝的长度和宽度。还可以根据实地的水质污染情况，来确定仓室内的滤料形式和种类。一般河道的污水的来源是来自周围居民的生活用水和雨水，还有来自上游地区的工厂排水。所以在径流的过程中会渗入地下成为污染源，成为危害人们健康的隐患之一。通过控制源头的同时在河道中设置多道坝体进行蓄水处理。

最后需要指出的是，以上所述的实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种用于河道黑臭水体治理的生态修复坝，其特征是：该生态修复坝主体为长方体组合的箱涵式结构，包括粗细双层格栅(1)、闸门(2)、三个仓室(4、5、6)、多个仓室顶盖(3)、坝体支撑(9)和地基(10)；三个仓室(4、5、6)在远离闸门(2)的方向上依次为厌氧仓(4)、缺氧仓(5)和好氧仓(6)，每个仓室相互连通并在下游侧壁面顶部设置有泄洪口(7)，好氧仓(6)的下游侧壁上部还设置有出水口(8)，所述的出水口(8)的高度低于泄洪口(7)的高度；整个生态修复坝设置在稳固的地基(10)上。

2.根据权利要求1所述的生态修复坝，其特征在于，在仓体后方设置有坝体支撑(9)结构，增加整体的稳定性。

3.根据权利要求1所述的生态修复坝，其特征在于，生态修复坝预处理段包括粗细双层格栅(1)和闸门(2)，闸门(2)位于下游侧，粗细双层格栅(1)相对闸门位于上游侧设置，粗格栅在迎水侧、细格栅在粗格栅后。

4.根据权利要求1所述的生态修复坝，其特征在于，经过粗细双层格栅(1)的污水依次进入厌氧仓(4)、缺氧仓(5)和好氧仓(6)进行处理，厌氧仓(4)仓室填装大粒径沸石填料，缺氧仓(5)填装小粒径火山岩填料，好氧仓(6)填装生物挂膜填料；厌氧仓(4)靠近粗细双层格栅(1)的位置设有进水口，相邻仓室底部设置有连通口，每个仓室内放置一台潜污泵用于向外排放污泥，好氧仓(6)内放设置曝气装置，连接曝气风机。

5.根据权利要求1所述的生态修复坝，其特征在于，整个坝体为一体式结构或者拼接式结构，拼接式结构时采用插接或螺栓紧固连接的方式，各仓室之间的连接面采用橡胶防水结构，包括连接面的橡胶片和仓体底部位置的橡胶止水件，橡胶片尺寸与仓体的高度和宽度相符，平行放置在两个仓室对接面处，在仓体连通口处预留相应尺寸的开孔，插接相应的插接结构或者使用碳钢螺丝固定两个仓室的对接面，整体仓室底部采用U型橡胶止水件，放置在仓室底部与地基之间，其主要目的防止仓室底部边角进水。

6.根据权利要求1所述的生态修复坝，其特征在于：三个仓室尺寸相同，都采用碳钢防腐材料，其中厌氧仓(4)填装小粒径绿沸石直径3-5cm，缺氧仓(5)内火山岩填料粒径为5-8cm，好氧仓(6)的生物挂膜填料使用辫带式软性填料，在仓室横截面上成列排布，填充满整个仓室。

7.根据权利要求4所述的生态修复坝，其特征在于：所述潜污泵连接排泥管道，排泥管道出口放置在泄洪口处，外延10cm；好氧仓(6)设置离心曝气机。

8.根据权利要求1所述的生态修复坝，其特征在于:坝体的仓室顶盖(3)数量为6个，每个仓室上方设置2个盖板，每个仓室的2个盖板采用扇叶开合方式，采用碳钢防腐材料。

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