本發(fā)明涉及河湖邊坡建造技術(shù)，具體涉及一種河湖生物凈化邊坡系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著國家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，污水收集和處理設(shè)施嚴(yán)重滯后，造成大量污水直接入河，目前大部分河流湖泊的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)不能滿足斷面考核的要求，因此需采取措施進(jìn)行治理。

現(xiàn)在常用的河水凈化處理措施主要有管道截污、分散修建小型污水處理站和磁分離臨時(shí)治污措施這三種，但現(xiàn)有的以上三種污水處理方法中仍存在管道截污的管網(wǎng)投資較大、城區(qū)或其它建筑物密集的區(qū)域拆遷量較大、一般需隨區(qū)域規(guī)劃實(shí)施、實(shí)現(xiàn)規(guī)劃的周期較長等不足。分散建處理站缺點(diǎn)是投資和運(yùn)行管理費(fèi)用較大，占地問題也不容易解決。磁分離技術(shù)僅能去除一部分不溶解污染物，氨氮和總磷的去除率極低，出水水質(zhì)仍然為劣V類水質(zhì)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了考核的水質(zhì)要求，并且容易產(chǎn)生大量的化學(xué)污泥對環(huán)境造成二次污染。

因此如何充分利用河道的特點(diǎn)，研究開發(fā)一種低成本，實(shí)施簡單，適合城市河湖使用，并且零污染的河湖污水凈化系統(tǒng)是非常必要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種河湖水體生物凈化邊坡，具有實(shí)施簡單，適合城市河湖使用的河湖生物凈化邊坡系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種河湖生物凈化邊坡系統(tǒng)，包括沿河岸分布的邊坡結(jié)構(gòu)，所述邊坡結(jié)構(gòu)由石籠網(wǎng)箱疊堆組成，所述邊坡結(jié)構(gòu)與河岸之間設(shè)有隔離池，所述隔離池內(nèi)設(shè)有填充生物骨料的濾料填充層，所述生物骨料包括建筑垃圾骨料及附著其外側(cè)且由微生物菌劑形成的生物膜。

在優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述邊坡結(jié)構(gòu)上設(shè)有鋪設(shè)在所述隔離池池底的隔離池基底結(jié)構(gòu)，所述隔離池基底結(jié)構(gòu)由所述石籠網(wǎng)箱拼裝組成。

在優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述隔離池內(nèi)設(shè)有沿河岸邊坡鋪設(shè)的隔離池邊坡結(jié)構(gòu)，所述隔離池邊坡結(jié)構(gòu)由所述石籠網(wǎng)箱拼裝組成。

在優(yōu)選的實(shí)施方案中，還包括鋪設(shè)在河床上的河湖基底結(jié)構(gòu)，所述邊坡結(jié)構(gòu)的底部固定連接所述河湖基底結(jié)構(gòu)。

在優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述濾料填充層的底部設(shè)有鋪設(shè)在河岸上的防滲膜。

在優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述微生物菌劑包括至少一種能夠去除水中有機(jī)物的微生物，所述能夠去除水中有機(jī)物的微生物為：

球衣菌屬、貝氏硫菌屬等絲狀體結(jié)構(gòu)細(xì)菌；

紅假單胞菌屬、紅螺菌屬等光合細(xì)菌；

酵母菌、青霉、毛霉、地霉等真菌；

輪蟲、線蟲等后生動(dòng)物；

纖維素酶、蛋白酶、淀粉酶等生物酶；以及，

芽孢桿菌屬。

在優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述微生物菌劑包括硝化細(xì)菌、變形桿菌、假單胞菌等至少一種能夠去除水中氮素的微生物，所述去除水中氮素的微生物附著在建筑垃圾骨料的外表形成除氮素生物膜，得到能夠去除水中氮素的生物骨料。

在優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述微生物菌劑包括不動(dòng)桿菌、假單胞菌、氣單胞菌等至少一種能夠通過吸附方式去除水中磷素的微生物，所述去除水中磷素的微生物附著在建筑垃圾骨料的外表形成除磷素生物膜，得到能夠去除水中磷素的生物骨料。

在優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述微生物菌劑包括絲芽孢桿菌、多種酵母菌、脫硫弧菌等至少一種能夠通過吸附方式去除水中金屬元素的微生物，所述去除水中金屬元素的微生物附著在建筑垃圾骨料的外表形成除金屬元素生物膜，得到能夠去除水中金屬元素的生物骨料。

在優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述建筑垃圾骨料包括碎石、塊石、角礫、圓礫、石英砂、活性炭、陶粒、火山巖、錳砂、海綿鐵、無煙煤、鵝卵石、纖維球、硅藻土、多孔玻璃、沸石、新磚、新混凝土、中砂、粗砂及廢棄建筑垃圾中的至少一種，所述建筑垃圾骨料經(jīng)過分選、破碎、篩分后形成顆粒狀結(jié)構(gòu)，所述建筑垃圾骨料的粒徑范圍為1-80mm。

本發(fā)明的有益效果為：

1、本發(fā)明在河中心與河岸之間設(shè)有隔離池，隔離池內(nèi)設(shè)置生物凈化與水生植物，可以使隔離池內(nèi)的水穩(wěn)定達(dá)到地表水IV類標(biāo)準(zhǔn)，部分達(dá)到II類水標(biāo)準(zhǔn)，將死水灣區(qū)域進(jìn)行生態(tài)隔離，避免了河水污染影響周圍居民的生活，同時(shí)隔離池可對污水進(jìn)行生物凈化，除掉水中的氨氮化合物、磷素化合物、金屬元素化合物、有機(jī)物化合物等污染物，凈化后的河水可回流河中，實(shí)現(xiàn)對河水的凈化。

2、本發(fā)明將微生物制作成生物膜并附著在建筑垃圾表面，將攜帶微生物的建筑垃圾固定在河道沿岸和河底部，當(dāng)河水流過建筑垃圾層時(shí)，生物膜中微生物開始作用，對河水進(jìn)行凈化除污，有效的去除水體內(nèi)的氨氮，可以為河道的水體提供自然凈化的環(huán)境，也可為水生動(dòng)物提供必要的棲息環(huán)境，防止水體富營養(yǎng)化，提高河道的景觀效果。

3、本發(fā)明在建筑垃圾骨料表面生長的生物膜具有掛膜效果好、除污效果明顯、微生物生長繁殖迅速等優(yōu)點(diǎn)，通過對水流的流速和停留時(shí)間進(jìn)行控制，增加河水的大氣富氧效果，為微生物的充分生長提供有利條件，本技術(shù)對河道污水的凈化除污效果明顯，利用微生物凈化處理方式，不會(huì)對環(huán)境造成二次污染。

4、本發(fā)明沿岸坡布置由石籠網(wǎng)箱組成的隔離池，通過石籠網(wǎng)箱上進(jìn)行微生物固定，利用石籠網(wǎng)箱內(nèi)部植物根系對氧的傳遞和釋放，使其周圍的環(huán)境中依次呈現(xiàn)出好氧、缺氧和厭氧狀態(tài)，充分利用高效好氧微生物、厭氧微生物、除磷菌、亞硝化細(xì)菌和硝化細(xì)菌等微生物的作用凈化污水，用最少的運(yùn)行費(fèi)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的凈化效果。保證了河水中的氮、磷不僅能夠被植物和微生物作為營養(yǎng)成分而直接吸收，而且還可以通過硝化、反硝化作用及微生物對磷的過量積累作用將其從水體中去除。

附圖說明

下面根據(jù)附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例1所述的河湖水體生物凈化邊坡的剖視結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例2所述的河湖水體生物凈化邊坡的剖視結(jié)構(gòu)圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例所述的具有河湖基底結(jié)構(gòu)的河湖水體生物凈化邊坡的剖視結(jié)構(gòu)圖

圖4是本發(fā)明實(shí)施例所述的具有隔離池基底結(jié)構(gòu)的河湖水體生物凈化邊坡的剖視結(jié)構(gòu)圖；

圖5是本發(fā)明實(shí)施例所述的具有隔離池邊坡結(jié)構(gòu)的河湖水體生物凈化邊坡的剖視結(jié)構(gòu)圖。

圖中：

1、邊坡結(jié)構(gòu)；2、隔離池；3、濾料填充層；4、防滲膜；5、挺水植物；6、隔離池基底結(jié)構(gòu)；7、隔離池邊坡結(jié)構(gòu)；8、河湖基底結(jié)構(gòu)；9、河岸。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計(jì)。因此，以下對在附圖中提供的本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

下面將參照附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

實(shí)施例1

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例的一種河湖生物凈化邊坡系統(tǒng)，包括沿河岸9分布的邊坡結(jié)構(gòu)1，邊坡結(jié)構(gòu)1的橫截面形狀為斷面矩形、三角形、品字形、梯形等邊坡形狀，邊坡結(jié)構(gòu)1由石籠網(wǎng)箱疊堆組成，邊坡結(jié)構(gòu)1與河岸9之間設(shè)有隔離池2，隔離池2內(nèi)設(shè)有填充生物骨料的濾料填充層3，生物骨料包括建筑垃圾骨料及附著其外側(cè)且由微生物菌劑形成的生物膜。

實(shí)施例2

如圖2所示，實(shí)施例2的河湖生物凈化邊坡系統(tǒng)適用于相對較深的河湖，人工開鑿隔離池2，隔離池2的深度小于河湖的最大深度，可節(jié)省施工材料，降低施工成本。

實(shí)施例1與實(shí)施例2的河湖生物凈化邊坡系統(tǒng)均設(shè)置邊坡結(jié)構(gòu)1可將隔離池2與河中心分開，部分河水穿過邊坡結(jié)構(gòu)1進(jìn)入到隔離池2內(nèi)，河水穿過邊坡結(jié)構(gòu)1與生物骨料相接處，生物骨料過濾掉河水中的氮素化合物、磷素化合物、有機(jī)物化合物、金屬元素化合物等多種污染物，隔離池2內(nèi)的水在經(jīng)過濾料填充層3進(jìn)行長時(shí)間過濾，過濾效果好，可以使隔離池2內(nèi)的水穩(wěn)定達(dá)到地表水IV類標(biāo)準(zhǔn)，部分達(dá)到II類水標(biāo)準(zhǔn)；邊坡結(jié)構(gòu)1與河岸9之間、濾料填充層3的底部均設(shè)有鋪設(shè)在河岸9上的防滲膜4，該防滲膜4為防水土工布、混凝土層等用于河湖防滲水的結(jié)構(gòu)。

石籠網(wǎng)箱與濾料填充層3的頂部可種植菖蒲、千屈菜等根系發(fā)達(dá)的挺水植物5，增加凈化效果和景觀效果，利用植物根系對氧的傳遞和釋放，使其周圍的環(huán)境中依次呈現(xiàn)出好氧、缺氧和厭氧狀態(tài)，充分利用高效好氧微生物、厭氧微生物、除磷菌、亞硝化細(xì)菌和硝化細(xì)菌等微生物的作用凈化污水，保證了河水中的氮、磷不僅能夠被植物和微生物作為營養(yǎng)成分而直接吸收，而且還可以通過硝化、反硝化作用及微生物對磷的過量積累作用將其從水體中去除。在死水灣位置可以建立隔離池2，將死水灣區(qū)域進(jìn)行生態(tài)隔離，隔離后的死水灣內(nèi)可以種植大量水生植物，起到隔離水華、凈化水質(zhì)的作用。

石龍箱籠與濾料填充層3內(nèi)的生物骨料之間具有大量空隙，起到魚巢作用，從而為水生動(dòng)物也提供了棲息空間，最終實(shí)現(xiàn)水生動(dòng)物、水生植物和高效微生物于一體的高效凈化系統(tǒng)。

如圖3所示，河床上鋪設(shè)河湖基底結(jié)構(gòu)8，邊坡結(jié)構(gòu)1的底部固定連接河湖基底結(jié)構(gòu)8，河湖基底結(jié)構(gòu)8可吸附沉入河底的固體顆粒，從而增加河水的清澈度，避免渾濁的情況，同時(shí)河湖基底結(jié)構(gòu)8與河岸9兩側(cè)的邊坡結(jié)構(gòu)1固定連接，可作為邊坡結(jié)構(gòu)1的地基，增加邊坡結(jié)構(gòu)1的穩(wěn)固性。

如圖4所示，邊坡結(jié)構(gòu)1上設(shè)有鋪設(shè)在隔離池2池底的隔離池基底結(jié)構(gòu)6，隔離池基底結(jié)構(gòu)6由石籠網(wǎng)箱拼裝組成，隔離池基底結(jié)構(gòu)6可增加邊坡結(jié)構(gòu)1與河岸9的接觸面積，使邊坡結(jié)構(gòu)1與河岸9之間的連接更加穩(wěn)固，適用于流水量大的河湖，若河水流量突然上漲，會(huì)出現(xiàn)濾料填充層3被沖散的情況，而隔離池基底結(jié)構(gòu)6與河岸9固定連接，可防止被河湖沖散，從而保證了隔離池2內(nèi)生物骨料的基本量。

如圖5所示，隔離池2內(nèi)設(shè)有沿河岸9邊坡鋪設(shè)的隔離池邊坡結(jié)構(gòu)7，隔離池邊坡結(jié)構(gòu)7由石籠網(wǎng)箱拼裝組成，適用于承載力＜150kpa的河岸9，增加河岸9的穩(wěn)固性，起到保護(hù)河岸9的作用，隔離池邊坡結(jié)構(gòu)7的底部與隔離池基底結(jié)構(gòu)6固定連接，形成整體結(jié)構(gòu)，可增加邊坡結(jié)構(gòu)1與河岸9的接觸面積，從而增加邊坡結(jié)構(gòu)1的穩(wěn)固性，同時(shí)隔離池2的兩側(cè)及池底均設(shè)有生物骨料，增加隔離池2的生物凈化能力，雨季來臨時(shí)，隔離池邊坡結(jié)構(gòu)7可以有效的緩解雨污對隔離池2的沖擊，并將進(jìn)入隔離池2的雨污水經(jīng)過生物和物理的方式去掉多余的有機(jī)污染物，可防止隔離池2黑臭，可提高流入隔離池2的水源的水質(zhì)。

生物骨料包括建筑垃圾骨料及附著其外側(cè)的由微生物菌劑形成的生物膜，微生物菌劑為除有機(jī)物類微生物菌劑、除氮類微生物菌劑、除磷類微生物菌劑中的至少一種，在建筑垃圾骨料上加入的生物試劑并形成生物膜，生物膜中的微生物與建筑垃圾骨料之間通過物理吸附、離子結(jié)合、共價(jià)結(jié)合及生物特異性吸附等方式將微生物固定在建筑垃圾骨料上進(jìn)行繁殖。

微生物菌劑中包括至少一種能夠去除水中有機(jī)物的微生物，能夠去除水中有機(jī)物的微生物在建筑垃圾骨料的外表形成除有機(jī)物生物膜，得到具有除水中有機(jī)物功能的生物骨料，能夠去除水中有機(jī)物的微生物為：

球衣菌屬、貝氏硫菌屬等絲狀體結(jié)構(gòu)細(xì)菌，可形成球衣菌屬生物膜、貝氏硫菌屬生物膜等絲狀體結(jié)構(gòu)細(xì)菌生物膜；

紅假單胞菌屬、紅螺菌屬等光合細(xì)菌，可形成紅假單胞菌屬生物膜、紅螺菌屬生物膜等光合細(xì)菌生物膜；

酵母菌、青霉、毛霉、地霉等真菌，可形成酵母菌生物膜、青霉生物膜、毛霉生物膜、地霉生物膜等真菌生物膜；

輪蟲、線蟲等后生動(dòng)物，可形成輪蟲生物膜、線蟲生物膜等后生動(dòng)物生物膜；

纖維素酶、蛋白酶、淀粉酶等生物酶，可形成纖維素酶生物膜、蛋白酶生物膜、淀粉酶生物膜等生物酶生物膜；

芽孢桿菌屬等能夠去除水中有機(jī)物的微生物，可形成芽孢桿菌屬生物膜等能夠去除水中有機(jī)物的微生物生物膜。

固定化微生物對有機(jī)物有較強(qiáng)的處理能力，其中不溶性有機(jī)物通過沉淀和生物過濾可以很快從廢水中截流下來，被微生物加以利用；可溶性有機(jī)物則可通過骨料的吸附及微生物的代謝過程被去除，廢水中大部分有機(jī)物的最終歸宿是被異養(yǎng)型微生物轉(zhuǎn)化為微生物細(xì)胞及CO2和H2O。

微生物菌劑包括硝化細(xì)菌、變形桿菌、假單胞菌等至少一種能夠去除水中氮素的微生物，附著在建筑垃圾骨料的表面，形成硝化細(xì)菌生物膜、變形桿菌生物膜、假單胞菌生物膜等能夠去除水中氮素的除氮素生物膜，得到能夠去除水中氮素的生物骨料。

微生物菌劑中包括不動(dòng)桿菌、假單胞菌、氣單胞菌等至少一種能夠通過吸附方式去除水中磷素的微生物，附著在建筑垃圾骨料的表面，形成不動(dòng)桿菌生物膜、假單胞菌生物膜、氣單胞菌生物膜等能夠通過吸附方式去除水中磷素的除磷素生物膜，得到能夠去除水中磷素的生物骨料。

微生物菌劑包括絲芽孢桿菌、多種酵母菌、脫硫弧菌等至少一種能夠通過吸附方式去除水中金屬元素的微生物，附著在建筑垃圾骨料上形成絲芽孢桿菌生物膜、多種酵母菌生物膜、脫硫弧菌生物膜等能夠通過吸附方式去除水中金屬元素的微生物生物膜，得到能夠去除水中金屬元素的生物骨料。

建筑垃圾骨料包括碎石、塊石、角礫、圓礫、石英砂、活性炭、陶粒、火山巖、錳砂、海綿鐵、無煙煤、鵝卵石、纖維球、硅藻土、多孔玻璃、沸石、新磚、新混凝土、中砂、粗砂及廢棄建筑垃圾中的至少一種，建筑垃圾骨料經(jīng)過分選、破碎、篩分后形成顆粒狀結(jié)構(gòu)，建筑垃圾骨料的粒徑范圍為1-80mm。

下面以2015年潮白河?xùn)|大橋～河南村橡膠壩段工程舉例說明：

1、河道情況

根據(jù)2015年最新衛(wèi)星圖片顯示，潮白河?xùn)|大橋～河南村橡膠壩段的水華明顯比上游嚴(yán)重，尤其是受風(fēng)向和死水灣的影響，該區(qū)域內(nèi)河道南岸長期聚集大量水華，而該區(qū)域又是距離居民區(qū)較近的位置，水華爆發(fā)后死亡的藻類發(fā)出濃烈的臭味，嚴(yán)重影響了周邊居民的生活。

2015年度雖然進(jìn)行了生物治理，但是由于水面面積較大，河岸約1500米，總面積15000～30000m²，死水灣又非常容易聚集水華，經(jīng)觀測大量補(bǔ)水和行洪期間死水灣內(nèi)的水華也不能被沖走。

2、河道治理

潮白河的河道邊坡形式為矩形斷面，沿河道側(cè)布置邊坡結(jié)構(gòu)1，內(nèi)部全部裝填凈化球，石籠表面淺水區(qū)種植菖蒲、千屈菜等根系發(fā)達(dá)的挺水植物5，石籠表面深水區(qū)和隔離池2內(nèi)首先裝填約1米深的生態(tài)凈化骨料，骨料表面種植水蔥、蘆葦、菖蒲、美人蕉等水生植物，隔離水華凈化水質(zhì)的同時(shí)打造良好的生態(tài)景觀效果，對容易聚集水華的區(qū)域進(jìn)行隔離，隔離池2內(nèi)滿種水生植物，達(dá)到凈化水質(zhì)和隔離水華的目的，最終投資200萬元。

3、治理后河道情況

工程完工后，隔離池2內(nèi)水體水質(zhì)主要指標(biāo)可達(dá)到地表水IV類標(biāo)準(zhǔn)。

最后應(yīng)說明的是：以上的各實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。