本發(fā)明涉及環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，更為具體地，涉及一種用于河道治理的生態(tài)凈化系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著城市規(guī)模和社會經(jīng)濟的發(fā)展，城市河道被不同程度地污染。一些河道存在混濁不堪、清水少中水多、富營養(yǎng)化導(dǎo)致一些水生物難以生存，甚至夾雜著腥臭味等問題。即使可以花較長的時間和大量的經(jīng)濟改善河岸邊的景致，但終會因河道內(nèi)的污水而影響河道周圍的景致。

近年來，水污染控制技術(shù)從原先的集中式處理向分散式和就地處理逐步轉(zhuǎn)變。其中，生態(tài)工藝技術(shù)的研究在近年來更是方興未艾。生態(tài)工藝技術(shù)中運用人工濕地充分發(fā)揮濕地系統(tǒng)中各組成部分的潛力，達到了環(huán)境和經(jīng)濟的雙重效益，在許多領(lǐng)域內(nèi)成為傳統(tǒng)污水處理工藝的廉價替代方案，將之應(yīng)用于控源、原位生態(tài)修復(fù)、流域污染控制等領(lǐng)域均取得了較好的效果。

在傳統(tǒng)的人工濕地中，污水在其中的流速較為平緩，導(dǎo)致人工濕地基質(zhì)溶氧水平低，限制了濕地污水處理效率。目前，提高人工濕地污水處理效率的方法主要是通過人工濕地中基質(zhì)、水生植物、微生物的優(yōu)化組合、輔助生物強化處理、增加人工曝氣裝置等，雖然可以不同程度的提高人工濕地污水處理效率，但結(jié)果依然不理想。如何科學有效的提高人工濕地的污水處理效率，從而解決人工濕地占地面積大這一瓶頸問題，是人工濕地進一步發(fā)展有待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種用于河道治理的生態(tài)凈化系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有的人工濕地污水處理效率低、且人工濕地占地面積大的問題。

本發(fā)明提供一種用于河道治理的生態(tài)凈化系統(tǒng)，包括依次相連通的格柵池、調(diào)節(jié)池、配水渠、人工濕地、穩(wěn)定塘和集水井；其中，上游河道的污水經(jīng)格柵池初步過濾后，進入調(diào)節(jié)池進行調(diào)節(jié)，經(jīng)調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)后的污水進入配水渠；配水渠內(nèi)設(shè)置有三角堰，通過三角堰將經(jīng)過調(diào)節(jié)后的污水引入人工濕地內(nèi)；人工濕地包括呈階梯狀的表流濕地和潛流濕地；其中，表流濕地和潛流濕地通過中水集布水裝置連接；在表流濕地和潛流濕地內(nèi)，從上至下均依次設(shè)置有表面流層、第一填料層、第二填料層和第三填料層，且在表流濕地和潛流濕地的表面流層均布設(shè)有水管，在表流濕地和潛流濕地的第三填料層底部均設(shè)有滲流排水管；其中，設(shè)在表流濕地的第三填料層底部的滲流排水管與中水集布水裝置連接，經(jīng)過調(diào)節(jié)后的污水被引入表流濕地內(nèi)，通過在表流濕地的表面流層布設(shè)的水管對引入的污水進行均勻布水，所引入的污水依次經(jīng)表流濕地的第一填料層、第二填料層和第三填料層過濾后，通過設(shè)在表流濕地的第三填料層底部的滲流排水管和中水集布水裝置將過濾后的污水引入潛流濕地內(nèi)；通過在潛流濕地的表面流層布設(shè)的水管對經(jīng)過表流濕地過濾的污水進行均勻布水，所引入的經(jīng)表流濕地過濾的污水依次經(jīng)潛流濕地的第一填料層、第二填料層和第三填料層過濾后，通過設(shè)在潛流濕地的第三填料層底部的滲流排水管將經(jīng)過潛流濕地過濾的污水引入穩(wěn)定塘；在穩(wěn)定塘中將經(jīng)過潛流濕地過濾的污水進行凈化，經(jīng)穩(wěn)定塘凈化后的污水通過集水井排入下游河道。

此外，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)為：至少包括兩級階梯狀人工濕地，每一級人工濕地均包括表流濕地和潛流濕地；其中，第一級人工濕地的表流濕地與配水渠相連，最后一級人工濕地的潛流濕地與穩(wěn)定塘相連。

此外，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)為：格柵池、調(diào)節(jié)池、人工濕地和穩(wěn)定塘的面積按1：1：1：1設(shè)置；分別在格柵池、調(diào)節(jié)池、人工濕地和穩(wěn)定塘之間設(shè)置有隔水壩，各個隔水壩之間依次形成0.1m的自然落差。

此外，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)為：格柵池內(nèi)斜向設(shè)置有格柵，格柵的傾角在45度至75度之間；格柵池一側(cè)設(shè)置有進水口，另一側(cè)設(shè)置有出水口，上游河道的污水通過格柵池的進水口進入格柵池，經(jīng)格柵初步過濾后，通過格柵池的出水口排入調(diào)節(jié)池內(nèi)；其中，格柵池的進水口的水平高度高于格柵池的出水口的水平高度。

此外，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)為：調(diào)節(jié)池的一側(cè)設(shè)置有進水口，另一側(cè)設(shè)置有出水口，經(jīng)格柵池初步過濾的污水由進水口進入調(diào)節(jié)池，經(jīng)調(diào)節(jié)池進行均質(zhì)均量調(diào)節(jié)后，由調(diào)節(jié)池的出水口進入配水渠；調(diào)節(jié)池由池體、橫向隔墻和縱向隔墻組成；其中，縱向隔墻分別垂直設(shè)置在池體的上側(cè)和下側(cè)，垂直于上側(cè)的各縱向隔墻與垂直于下側(cè)的各縱向隔墻間隔排列；橫向隔墻分別垂直設(shè)置在調(diào)節(jié)池的左側(cè)和縱向隔墻側(cè)，垂直于調(diào)節(jié)池的左側(cè)的各橫向隔墻與垂直于縱向隔墻的各橫向隔墻間隔排列。

此外，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)為：縱向隔墻的數(shù)量為3-6塊，橫向隔墻的數(shù)量為2-5塊。

此外，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)為：表流濕地和潛流濕地的表面流層均種植有凈水植物；表流濕地和潛流濕地的第一填料層的填料均為粒徑6mm-10mm的高爐渣，表流濕地和潛流濕地的第二填料層的填料均為粒徑10mm-20mm的碎石，表流濕地和潛流濕地的第三填料層的填料均為粒徑20mm-30mm的沸石。

此外，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)為：在潛流濕地靠表流濕地的一端的上方設(shè)置有多孔板形成跌水平臺，多孔板與潛流濕地的寬度相等。

此外，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)為：穩(wěn)定塘的塘深為1.2m-2.0m，穩(wěn)定塘中的污泥厚度為0.3m，在穩(wěn)定塘中通過種植挺水植物、浮水植物和養(yǎng)殖觀賞魚類構(gòu)建穩(wěn)定塘的生態(tài)系統(tǒng)。

此外，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)為：在集水井底部設(shè)置有向下凹陷的集水槽，集水槽內(nèi)設(shè)置有提升泵，通過提升泵將進入集水井內(nèi)的水排入下游河道。

本發(fā)明提供的用于河道治理的生態(tài)凈化系統(tǒng)作為一種實用高效的污水處理和再利用技術(shù)，具有以下有益效果：

1、處理能耗低，運行方便，能夠美化環(huán)境，延長了人工濕地的運行周期，提高了人工濕地去污效率；

2、以多級結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，依次通過格柵池濾渣、調(diào)節(jié)池均勻水質(zhì)水量、多級人工濕地和穩(wěn)定塘去除污染物質(zhì)，從而完成對污水的有效處理，實現(xiàn)了生物強化處理和人工濕地凈化的有效結(jié)合；

3、過水面積最大化，使水體盡可能地與基質(zhì)及植物根系發(fā)生作用，實現(xiàn)了跌水曝氣和人工濕地的有效結(jié)合，提高濕地生物凈化能力，污水在各級人工濕地的出水處以跌水方式進入下一級，污水在此過程中曝氣增氧，在下一凈化層的人工濕地中形成好氧、缺氧、厭氧的區(qū)域，有利于氮的硝化與反硝化條件的形成；

4、對水質(zhì)、水量變化適應(yīng)性強，應(yīng)用范圍廣，若進水水質(zhì)污染濃度較高或出水水質(zhì)要求提高時，可增加立體結(jié)構(gòu)的級數(shù)，其中，該立體結(jié)構(gòu)是指本發(fā)明提供的用于河道治理的生態(tài)凈化系統(tǒng)。

附圖說明

通過參考以下結(jié)合附圖的說明及權(quán)利要求書的內(nèi)容，并且隨著對本發(fā)明的更全面理解，本發(fā)明的其它目的及結(jié)果將更加明白及易于理解。在附圖中：

圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例的用于河道治理的生態(tài)凈化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為根據(jù)本發(fā)明實施例的用于河道治理的生態(tài)凈化系統(tǒng)的調(diào)節(jié)池的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為根據(jù)本發(fā)明實施例的用于河道治理的生態(tài)凈化系統(tǒng)的集水井結(jié)構(gòu)示意圖。

在所有附圖中相同的標號指示相似或相應(yīng)的特征或功能。

圖中：河道1、格柵池2、格柵3、隔水壩4、調(diào)節(jié)池5、配水渠6、表流濕地71、潛流濕地72、中水集布水裝置8、穩(wěn)定塘9、集水井10、橫向隔墻11、縱向隔墻12、集水槽13、提升泵14、池體15。

具體實施方式

以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施例進行詳細描述。

針對前述現(xiàn)有的人工濕地污水處理效率低且占地面積大的問題，本發(fā)明通過將格柵池、調(diào)節(jié)池、配水渠、人工濕地、穩(wěn)定塘和集水井依次相連來構(gòu)建生態(tài)凈化系統(tǒng)，污水在進入本生態(tài)凈化系統(tǒng)后，經(jīng)格柵池的初步過濾后，進入調(diào)節(jié)池進行均質(zhì)均量調(diào)節(jié)，經(jīng)調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)后的污水進入配水渠，然后依次經(jīng)過階梯狀的多級人工濕地進行進一步過濾，污水經(jīng)多級人工濕地的過濾處理后進入穩(wěn)定塘，在穩(wěn)定塘中進行凈化，經(jīng)穩(wěn)定塘凈化后的污水通過集水井排入下游河道。本發(fā)明提供的用于河道治理的生態(tài)凈化系統(tǒng)不僅成本低，并且污水的處理效率也高，同時，還能夠美化環(huán)境。

為了說明本發(fā)明提供的用于河道治理的生態(tài)凈化系統(tǒng)，圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的用于河道治理的生態(tài)凈化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

如圖1所示，本發(fā)明提供的用于河道治理的生態(tài)凈化系統(tǒng)包括設(shè)置在河道1內(nèi)的依次相連通的格柵池2、調(diào)節(jié)池5、配水渠6、人工濕地、穩(wěn)定塘9和集水井10。其中，格柵池2、調(diào)節(jié)池5、人工濕地和穩(wěn)定塘9的面積按1：1：1：1設(shè)置；分別在格柵池2、調(diào)節(jié)池5、人工濕地和穩(wěn)定塘9之間設(shè)置有隔水壩4，各個隔水壩之間依次形成0.1m的自然落差，通過設(shè)置的隔水壩4能夠使污水自流至下一流程。

具體地，上游河道的污水經(jīng)格柵池2初步過濾后進入調(diào)節(jié)池5進行調(diào)節(jié)，經(jīng)調(diào)節(jié)池5調(diào)節(jié)后的污水進入配水渠6。其中，在格柵池2內(nèi)斜向設(shè)置有格柵3，格柵3的傾角在45度至75度之間；在格柵池2的一側(cè)設(shè)置有進水口，格柵池2的另一側(cè)設(shè)置有出水口，上游河道的污水通過格柵池的進水口進入格柵池，經(jīng)格柵3初步過濾(即通過格柵3截留并去除污水中的粒徑較大的懸浮物或漂浮物)后，通過格柵池2的出水口排入調(diào)節(jié)池5內(nèi)。其中，格柵池2的進水口的水平高度高于格柵池2的出水口的水平高度。

經(jīng)格柵池2初步過濾后的污水進入調(diào)節(jié)池5后，通過調(diào)節(jié)池5進行均質(zhì)均量調(diào)節(jié)。其中，在調(diào)節(jié)池5的一側(cè)設(shè)置有進水口，另一側(cè)設(shè)置有出水口，經(jīng)格柵池2初步過濾的污水由進水口進入調(diào)節(jié)池5，經(jīng)調(diào)節(jié)池5進行均質(zhì)均量調(diào)節(jié)后，由調(diào)節(jié)池5的出水口進入配水渠6。其中，圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的用于河道治理的生態(tài)凈化系統(tǒng)的調(diào)節(jié)池的結(jié)構(gòu)。

如圖2所示，調(diào)節(jié)池5由池體15、橫向隔墻11和縱向隔墻12組成。其中，縱向隔墻12分別垂直設(shè)置在池體15的上側(cè)和下側(cè)，垂直于上側(cè)的各縱向隔墻與垂直于下側(cè)的各縱向隔墻間隔排列；橫向隔墻11分別垂直設(shè)置在調(diào)節(jié)池5的左側(cè)和縱向隔墻側(cè)，垂直于調(diào)節(jié)池5的左側(cè)的各橫向隔墻與垂直于縱向隔墻側(cè)的各橫向隔墻間隔排列。具體地，縱向隔墻的數(shù)量為3-6塊，橫向隔墻的數(shù)量為2-5塊；在本發(fā)明的一個示例中，當縱向隔墻的數(shù)量為6塊，橫向隔墻的數(shù)量為4塊時，能夠達到較好的均質(zhì)均量的調(diào)節(jié)效果。

經(jīng)調(diào)節(jié)池5調(diào)節(jié)后的污水由調(diào)節(jié)池的出水口進入配水渠6內(nèi)，在配水渠6內(nèi)設(shè)置有三角堰，通過三角堰將經(jīng)過調(diào)節(jié)后的污水引入人工濕地內(nèi)。其中，人工濕地包括呈階梯狀的表流濕地71和潛流濕地72。

其中，表流濕地71和潛流濕地72通過中水集布水裝置8連接；在表流濕地71和潛流濕地72內(nèi)，從上至下均依次設(shè)置有表面流層、第一填料層、第二填料層和第三填料層，且在表流濕地和潛流濕地的表面流層均布設(shè)有水管，在表流濕地和潛流濕地的第三填料層底部均設(shè)有滲流排水管；其中，設(shè)在表流濕地71的第三填料層底部的滲流排水管與中水集布水裝置連接，經(jīng)過調(diào)節(jié)后的污水被引入表流濕地71內(nèi)，通過在表流濕地的表面流層布設(shè)的水管對引入的污水進行均勻布水，所引入的污水依次經(jīng)表流濕地71的第一填料層、第二填料層和第三填料層過濾后，通過設(shè)在表流濕地的第三填料層底部的滲流排水管和中水集布水裝置將過濾后的污水引入潛流濕地72內(nèi)。

通過在潛流濕地的表面流層布設(shè)的水管對經(jīng)過表流濕地過濾的污水進行均勻布水，所引入的經(jīng)表流濕地71過濾的污水依次經(jīng)潛流濕地72的第一填料層、第二填料層和第三填料層過濾后，通過設(shè)在潛流濕地的第三填料層底部的滲流排水管將經(jīng)過潛流濕地72過濾的污水引入穩(wěn)定塘9。

其中，可以根據(jù)污水的污染濃度設(shè)置多級人工濕地。在本發(fā)明的一個示例中，至少包括兩級階梯狀人工濕地，每一級人工濕地均包括表流濕地和潛流濕地；其中，第一級人工濕地的表流濕地與配水渠相連，用于引將經(jīng)過調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)的污水引入該多級人工濕地內(nèi)，最后一級人工濕地的潛流濕地與穩(wěn)定塘相連，用于將經(jīng)過多級人工濕地過濾的污水排入穩(wěn)定塘中。需要說明的是，在最后一級人工濕地的潛流濕地的第三填料層的底部設(shè)置出水口(該出水口的位置可以為潛流濕地的第三填料層的底部-1.0m處)，其中，最后一級人工濕地的潛流濕地的第三填料層底部的滲流排水管需與人工濕地的出水口相連，經(jīng)人工濕地過濾后的污水經(jīng)由該出水口排入穩(wěn)定塘中。

此外，表流濕地71和潛流濕地72的表面流層均種植有凈水植物；在對表流濕地和潛流濕地的第一填料層、第二填料層和第三填料層進行填料時，需注意各層所填填料的填料粒徑的匹配，以免阻礙水體流動。在本發(fā)明的一個示例中，表流濕地71和潛流濕地72的第一填料層的填料均為粒徑6mm-10mm的高爐渣，表流濕地和潛流濕地的第二填料層的填料均為粒徑10mm-20mm的碎石，表流濕地和潛流濕地的第三填料層的填料均為粒徑20mm-30mm的沸石。

另外，在潛流濕地靠表流濕地的一端的上方設(shè)置有多孔板形成跌水平臺，多孔板與潛流濕地的寬度相等。通過跌水平臺能夠增大水流與空氣的接觸面積，并通過自由跌水進行充分的充氧，有利于去除污水中的COD(Chemical Oxygen Demand，化學需氧量)、BOD(Biochemical Oxygen Demand，生化需氧量)以及大多數(shù)難降解污染物。

在本發(fā)明的一個示例中，在表流濕地和潛流濕地的表面流層種植的凈水植物可以為蘆葦、水蔥、香蒲、美人蕉、茭白中的任意兩種以上組合，種植密度為6株/m²。

經(jīng)過人工濕地過濾后的污水通過最后一級人工濕地的潛流濕地的出水口排入穩(wěn)定塘中，在穩(wěn)定塘9中將經(jīng)過潛流濕地過濾的污水進行進一步凈化，經(jīng)穩(wěn)定塘凈化后的污水通過集水井排入下游河道。

在本發(fā)明一個示例中，穩(wěn)定塘的塘深為1.2m-2.0m，穩(wěn)定塘中的污泥厚度為0.3m，在穩(wěn)定塘中通過種植挺水植物、浮水植物和養(yǎng)殖觀賞魚類構(gòu)建穩(wěn)定塘的生態(tài)系統(tǒng)。具體地，可以在穩(wěn)定塘的進水口附近種植蘆葦，塘中種植睡蓮，四周種植風車草，在塘中混養(yǎng)鰱魚、金魚和紅鯉魚，密度為8-10尾/m²，在穩(wěn)定塘中投入一定的田螺，以此構(gòu)建穩(wěn)定塘生態(tài)系統(tǒng)。

經(jīng)穩(wěn)定塘進一步凈化后的污水經(jīng)集水井排入下游河道。其中，圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的用于河道治理的生態(tài)凈化系統(tǒng)的集水井結(jié)構(gòu)。

如圖3所示，在集水井底部設(shè)置有向下凹陷的集水槽13，集水槽13內(nèi)設(shè)置有提升泵14，通過提升泵14將進入集水井內(nèi)的水排入下游河道。

通過上述可知，污水在進入本發(fā)明提供的用于河道治理的生態(tài)凈化系統(tǒng)后，首先經(jīng)格柵池截留并去除污水中的粒徑較大的懸浮物或漂浮物后，污水進入調(diào)節(jié)池進行均質(zhì)均量調(diào)節(jié)；經(jīng)調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)后的污水進入配水渠，然后依次經(jīng)階梯狀多級人工濕地進行進一步過濾處理。在階梯狀多級人工濕地的厭氧和缺氧環(huán)境中，濕地池基質(zhì)表面上負載的缺氧和厭氧的微生物通過厭氧呼吸作用去除有機物；濕地中的反硝化細菌通過反硝化作用將氮降解，濕地基質(zhì)吸附并沉淀污水中的磷和固體懸浮物；經(jīng)過多級人工濕地跌水曝氣使得污水中的溶解氧增加，有利于去除污水中的COD、BOD以及大多數(shù)難降解污染物；然后，污水進入到穩(wěn)定塘中，在穩(wěn)定塘中去除污水中剩余的COD、BOD以及磷，經(jīng)過穩(wěn)定塘凈化后的污水通過集水井排入下游河道。本發(fā)明提供的用于河道治理的生態(tài)凈化系統(tǒng)不僅成本低，并且污水的處理效率也高，同時，還能夠美化環(huán)境。

如上參照附圖以示例的方式描述了根據(jù)本發(fā)明的用于河道治理的生態(tài)凈化系統(tǒng)。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解，對于上述本發(fā)明所提出的用于河道治理的生態(tài)凈化系統(tǒng)，還可以在不脫離本發(fā)明內(nèi)容的基礎(chǔ)上做出各種改進。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)當由所附的權(quán)利要求書的內(nèi)容確定。