CN212504449U - 一种河道内原位砾间净化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种河道内原位砾间净化系统，它通过在河道内建设砾间净化系统，通过将河道水引入沉淀区沉淀后通过管道引入下游配水渠，通过配水渠均匀横向投配至多级砾间净化单元，通过多级砾间净化单元的微生物和植物作用，实现对污染物的削减，完成生态净化的河水横向排入拦水堰坝下游河道内。本实用新型不仅能够达到更好的污染物削减处理效果，而且大大减少河道外占地，也无需电能等外来动力，有效降低污染物处理的投资成本以及运行成本，对污染河道的NH₃‑N、COD、BOD₅、TP等污染物皆有较好的处理效果，解决现阶段污染河道生态治理征占地问题，同时软化了河岸，提升了河道生态景观。

Description

一种河道内原位砾间净化系统

技术领域

本实用新型涉及微污染河道生态治理技术领域，特别是涉及河道两岸用地紧张、水质恶化但不发生黑臭河段水质的处理和改善。

背景技术

伴随着城市开发建设，河道两侧用地不断受到挤压和侵占，而人口数量激增导致两侧污染排放使河道水质日益恶化，河道COD、NH₃-N、TP等指标也日益增高。随着国家、地方政府对河道水质考核要求的提高，用地紧张、水质差的河道水质提升需要更加重视。

国内外对于污染河道治理，目前主要处理工艺有异位处理和原位处理两大类工艺，异位处理方式主要有河道外构建人工湿地、提升至城市污水处理厂净化处理、一体化应急处理等，异位处理存在占地面积大、运维费用高以及社会公共资源浪费等问题；原位处理工艺主要有河道原位处理(人工填料+增氧曝气)、生态浮床、水生植物净化等处理技术，由于河道原位处理的处理效果差，继而导致河道未能水质达标，一直被人们所诟病。

近年来，随着水环境治理力度加大，国家及各地区污染河道治理的考核要求也更加严格，结合河道自身条件，选择合适的处理工艺进行河道水质治理是目前国内外污染河道治理面临的共同难题。

实用新型内容

本实用新型的目的是为克服现有污染河道治理的用地难题，实现河道水质净化，提供一种新的生态治理技术，适用于泥沙含量少的山溪性河道、城镇村集居性河道，还可以用于一定坡降的平原河道，既能满足河道行洪要求，又能节约资源、减少占地，同时又有良好的生态景观效果。

本新型实用采用的技术方案是：一种河道内原位砾间净化系统，其特征在于：所述砾间净化系统包括河道拦水堰坝、沉淀区、引配水系统、多级砾间净化单元；所述河道的一侧或两侧岸边滩地：在所述拦水堰坝的上游侧设置沉淀区、在所述拦水堰坝的下游侧设置多级砾间净化单元。

进一步地，在沉淀区设置取水口，在多级砾间净化单元前设置配水渠，在取水口和配水渠之间设置配水管；利用拦水堰坝上下游水位差，将河道水引入沉淀区沉淀后再利用配水管道穿过堰坝将河道水引至拦水堰坝下游配水渠，通过配水渠将河道水分配至多级砾间净化单元，通过多级砾间净化单元的微生物和植物作用，实现对上游河道水中的污染物的削减，生态净化后的河道水通过矮型透水挡墙汇入到拦水堰坝下游河道内。

进一步地，配水渠设置在靠岸这一侧，配水管道将河道水顺河道方向引至拦水堰坝下游的所述配水渠，通过配水渠将河道水沿河道横向均匀分配至多级砾间净化单元。

进一步地，所述多级砾间净化单元位于拦水堰坝下游河道侧靠岸边滩地上，其高程顺河底高程及上下游高程差而逐级下降；在多级砾间净化单元和河道之间设置矮型透水挡墙，确保净化区不被水流冲刷。

进一步地：所述拦水堰坝为埋石混凝土坝身，高度高出河道底高程0.8～1.0m，底部设置混凝土基础。在满足河道行洪安全条件下，所述拦水堰坝可以是新建的或者是原有的，宽度与河道宽度一致。

进一步地：沉淀区临河道一侧设置有导流墙，导流墙采用浆砌块石砌筑，高度高出拦水堰坝顶部不小于20cm，底部设置混凝土基础。

进一步地，在沉淀池末端也即靠近拦水堰坝处设置取水口穿孔隔墙，所述取水口设置在穿孔隔墙和拦水堰坝之间。沉淀区中部为沉淀区核心区，采用1:3放坡，最深处水深不小于1.5m。取水口采用钢制喇叭口制作，经引水管连接至砾间净化单元进水端的配水渠，引水管和配水渠组成系统的引配水系统。

进一步地：砾间净化单元临岸侧为进水端，设置有配水渠，沉淀区末端引水管连接至配水渠前端，配水渠采用钢筋混凝土形式，且离岸侧墙体采用穿孔花墙形式，方便均匀配水；砾间净化单元临水侧设置有三级或多级净化子单元，分别呈阶梯状，每级有一定高差，宽度设置应结合河道防洪验算，以不影响河道行洪为宜，每级砾间净化子单元之间采用砖砌穿孔隔墙分隔，临水侧采用矮型透水挡墙，隔墙和挡墙均设有混凝土基础及压顶；临水侧矮型透水挡墙上部为干砌块石，经水力计算后进行下部混凝土浇筑，保证净化湿地均匀出水，挡墙顶部有混凝土压顶，同时挡墙外侧采用抛石防护。

进一步地：多级砾间净化单元内部填充有湿地填料。所述填料包括碎石、砾石、火山岩、陶粒、沸石中的一种或者多种。

进一步地：所述多级砾间净化单元内的填料上方种植有多年生挺水植物，所述挺水植物包括水葱、香蒲、芦苇、美人蕉、鸢尾、菖蒲中的的一种或多种。

本新型实用具有以下技术效果：

(1)通过拦水堰坝设置形成自然水流落差保障砾间湿地净化系统水头需求，解决现有水污染治理能耗需求；

(2)在不影响河道防洪要求的同时，通过在河道内建设砾间净化系统，减少河道两侧用地，解决现有污染河道治理征占地难题；

(3)通过砾间湿地填料作为微生物载体，搭配湿地植物吸收净化，高效完成NH₃-N、COD、BOD₅、TP等污染物去除，处理效率远高于现有河道内其它原位治理技术；

(4)相对于传统表面流、水平潜流、垂直潜流湿地，砾间净化系统通过大水力、高负荷运行，对于微生物膜更新和脱落提供了便利条件，大大提升了污染物去除效率；

(5)砾间净化系统大面积植物种植，对现有硬质化河道进行生态软化，极大改善沿河生态景观；

(6)砾间净化系统可在坡降较大河段实现多河段布置、一侧或双侧布置，上下游多级布置，极大地提高了本实用新型的在水污染防治治理领域中的应用。

综上，本实用新型针对现有多数河道存在用地紧张的主要问题，在不影响河道防洪安全的前提下，通过结合河道拦水堰坝，在河道内利用河滩地建设砾间净化系统，将河道水体引入砾间净化单元，通过砾间净化单元中的微生物膜及湿地植物实现河水生态净化处理。本实用新型充分利用河道自身水位差，在改善河道水质同时避免了征占河道外两侧大面积土地的基础上，提供了一种适用于河道两侧用地紧张、低运维费用、水质较差的河道的生态净化处理技术，实现生态效益和经济效益的统一。

附图说明

图1是本新型实用的结构示意图。

图2是本新型实用的平面布置示意图。

主要组件符号说明：11、河道上游污染来水；2、沉淀区；21、导流墙；22、进水口格栅；23、沉淀区核心区；24、取水口穿孔隔墙；25、取水喇叭口；3、拦水堰坝；31、坝体面板；32、坝下消能设施及基础；41、引水管；42、蝶阀；5、砾间净化单元；51、配水渠；511、配水墙；512配水孔；513、排空管；514、排空阀；52、多级砾间净化子单元；521、穿孔隔墙；522、矮型透水挡墙；523、抛石护脚；524、湿地填料；525、挺水植物；12、净化后河水。

具体实施方式

参照附图。本实用新型提高的一种河道内原位砾间净化系统，主要由沉淀区2、拦水堰坝3和砾间净化单元5组成，河道上游污染来水11经过拦水堰坝3蓄积，水位上升至一定高度后经沉淀区2导流墙21前端的进水口格栅22，由进水口格栅22拦截来水中杂物后进入沉淀区核心区23，核心区23将来水中泥沙等颗粒物沉淀至底部，上层清水通过取水口穿孔隔墙24，由取水喇叭口25取水进入引水管41，引水管41穿过拦水堰坝3进入砾间净化单元5前端配水渠51，引水管41上安装有碟阀42可以对水量进行控制，配水渠墙511上留有配水孔512，配水渠51中的水通过配水孔512被均匀横向投配至多级砾间净化单元52前端。

多级砾间净化单元52分三级，分别呈阶梯状，每级高差20cm，中间采用穿孔隔墙521分隔，多级砾间净化单元采用矮型透水挡墙522将多级砾间净化单元与河道分离，临水侧采用抛石护脚523，保障多级砾间净化单元稳定性，多级砾间净化单元52中采用大粒径、大孔隙湿地填料524进行填充，湿地填料524为微生物膜提供了良好的载体，形成了高效处理反应器，为净化系统污染物好氧、氧化净化提供了基础，同时湿地填料524顶部种植有挺水植物525，植物的根系从下部水体汲取污染物质净化的同时也不断向填料滤床供氧，为微生物提供了有机物好氧降解和硝化所必需的氧气。河水由配水渠51投配至多级砾间净化单元52前端，分别经过第一级、第二级……，而穿孔隔墙521也作为二次配水、三次配水……，调配净化系统内部水质和水量，提升净化效果，经过处理净化后河水12由矮型透水挡墙522排出，汇入拦水堰坝3下游河道。

在图2中，沉淀区2和砾间净化单元5分别在拦水堰坝上下游分别布置，可以在河道内单侧布置，也可以双侧布置，也可以在河道上下游多级布置联合发挥效能，极大地提高了本实用新型的在水污染防治治理领域中的应用。

附图标号31为拦水堰坝3的坝体面板，附图标号3为坝下消能设施及基础。附图标号513为配水渠的排空管，附图标号514为排空管的排空阀。

本文中所描述的具体实例仅仅是对本实用新型作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式代替，但并不会偏离本实用新型或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种河道内原位砾间净化系统，其特征在于：所述砾间净化系统包括河道拦水堰坝、沉淀区、引配水系统、多级砾间净化单元；所述河道的一侧或两侧岸边滩地：在所述拦水堰坝的上游侧设置沉淀区、在所述拦水堰坝的下游侧设置多级砾间净化单元。

2.如权利要求1所述的一种河道内原位砾间净化系统，其特征在于在沉淀区设置取水口，在多级砾间净化单元前设置配水渠，在取水口和配水渠之间设置配水管；利用拦水堰坝上下游水位差，将河道水引入沉淀区沉淀后再利用配水管道穿过拦水堰坝将河道水引至拦水堰坝下游配水渠，通过配水渠将河道水分配至多级砾间净化单元，通过多级砾间净化单元的微生物和植物作用，实现对上游河道水中的污染物的削减，生态净化后的河道水通过矮型透水挡墙汇入到拦水堰坝下游河道内。

3.如权利要求2所述的一种河道内原位砾间净化系统，其特征在于配水渠设置在靠岸这一侧，配水管道将河道水顺河道方向引至拦水堰坝下游的所述配水渠，通过配水渠将河道水沿河道横向均匀分配至多级砾间净化单元。

4.如权利要求1所述的一种河道内原位砾间净化系统，其特征在于所述多级砾间净化单元位于拦水堰坝下游河道侧靠岸边滩地上，其高程顺河底高程及上下游高程差而逐级下降；在多级砾间净化单元和河道之间设置矮型透水挡墙，确保净化区不被水流冲刷。

5.如权利要求1所述的一种河道内原位砾间净化系统，其特征在于在满足河道行洪安全条件下，所述拦水堰坝是新建的或者是原有的，宽度与河道宽度一致。

6.如权利要求1所述的一种河道内原位砾间净化系统，其特征在于所述引配水系统由引水管道和配水渠组成，分别连接沉淀区取水口和砾间净化区配水渠，中间通过阀门实现进水水量控制。

7.如权利要求1所述的一种河道内原位砾间净化系统，其特征在于多级砾间净化单元内部填充有湿地填料，顶部种植有挺水植物。

8.如权利要求1所述的一种河道内原位砾间净化系统，其特征在于多级砾间净化单元外侧矮型透水挡墙采用上部干砌块石、下部混凝土的结构，保障出水均匀，同时挡墙外侧采用抛石护脚、防冲。

9.如权利要求2或6所述的一种河道内原位砾间净化系统，其特征在于在沉淀池靠近拦水堰坝处设置取水口穿孔隔墙，所述取水口设置在穿孔隔墙和拦水堰坝之间。

10.如权利要求1所述的一种河道内原位砾间净化系统，其特征在于在沉淀区临河道一侧设置导流墙，导流墙上设置进水口格栅。

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