本實用新型涉及一種多級生態(tài)水槽和生態(tài)水塘組合系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

黑臭水體的“臭”是由于有機污染物含量過高，好氧微生物消耗水體中的氧氣，水體轉(zhuǎn)化為缺氧或厭氧狀態(tài)，隨后有機物腐敗、分解，產(chǎn)生氨、硫化氫等惡臭物質(zhì)。惡臭化合物是水溶性的小分子物質(zhì)，難以去除。黑臭水體的“黑”是因為懸浮顆粒吸附硫化亞鐵、硫化錳等，致使水體變黑。由此有機污染物和懸浮顆粒物的去除，以及水體的高濃度氨氮成為消除黑臭水體“黑”和“臭”的關(guān)鍵。

黑臭河道水體凈化包括異位治理技術(shù)和原位治理技術(shù)，前者是將河水從河道中轉(zhuǎn)移到旁路的反應(yīng)器中進行處理，后者是直接在受污染河道中對河水進行處理。異位處理技術(shù)包括旁路人工濕地等，能較好的去除水體懸浮物，但不能有效的提高水體原位自凈能力，同時因異位處理技術(shù)占地面積大，用地受到限制而不能有效使用，尤其是在城市建成區(qū)。原位治理技術(shù)主要有河道曝氣、生態(tài)浮床等，能較好地解決水體復(fù)氧能力，恢復(fù)河道自凈能力，但難以去除大量的懸浮物。雖然有原位技術(shù)和異位技術(shù)的綜合應(yīng)用，但仍缺乏高效的、占地面積小的、原位和異位有機結(jié)合的黑臭河道水體凈化技術(shù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本實用新型提供一種異位治理與原位治理相結(jié)合的多級生態(tài)水槽和生態(tài)水塘組合系統(tǒng)。

為達到上述目的，本實用新型多級生態(tài)水槽和生態(tài)水塘組合系統(tǒng)，包括階梯生態(tài)水槽和生態(tài)水塘；

其中，所述生態(tài)水塘設(shè)置在河道內(nèi)，所述生態(tài)水塘包括圍隔，所述圍隔在河道內(nèi)分隔出圍隔區(qū)，所述圍隔區(qū)內(nèi)的設(shè)置有若干仿生水草，對應(yīng)所述仿生水草的下部設(shè)置有曝氣口，所述曝氣口與曝氣裝置連通；所述生態(tài)水塘內(nèi)設(shè)置有取水口；

所述階梯生態(tài)水槽包括按照由外向內(nèi)的順序依次由高到低排列第1生態(tài)水槽～第N生態(tài)水槽；

所述第1生態(tài)水槽通過取水管道與所述取水口連通；第1生態(tài)水槽內(nèi)設(shè)置有吸附填料，第二生態(tài)水槽～第N生態(tài)水槽內(nèi)設(shè)置有填料-水生植物-微生物凈化系統(tǒng)；所述階梯生態(tài)水槽最低的生態(tài)水槽設(shè)置有出水口，所述出水口與所述生態(tài)水塘連通。

進一步地，所述階梯生態(tài)水槽為三級生態(tài)水槽，所述三級生態(tài)水槽由高到低分別為第一、二、三級生態(tài)水槽；

所述第一生態(tài)水槽底部與所述取水口連通，所述第一生態(tài)水槽與所述第二生態(tài)水槽之間形成自然跌水，所述第二生態(tài)水槽底部通過導(dǎo)流管與所述第三生態(tài)水槽的底部連通。

進一步地，所述階梯生態(tài)水槽最高處的生態(tài)水槽內(nèi)自下而上設(shè)置有卵礫石層和吸附填料層，所述吸附填料層內(nèi)設(shè)置的吸附填料為鋼渣和粗砂的混合物。

進一步地，所述第2生態(tài)水槽～第N生態(tài)水槽內(nèi)自下而上設(shè)置有卵礫石層、粗砂填料層和土壤層；所述粗砂填料層內(nèi)設(shè)置有反硝化細菌包和石灰石；所述第2生態(tài)水槽～第N生態(tài)水槽內(nèi)種植有水生植物。

進一步地，各級所述生態(tài)水槽采用自然跌水或?qū)Я鞴芘c下一級生態(tài)水槽連通，所述自然跌水和導(dǎo)流管交替設(shè)置。

進一步地，所述生態(tài)水塘的面積為階梯生態(tài)水槽面積的1/2到2/3。

進一步地，所述第一生態(tài)水槽內(nèi)設(shè)置有配水堰和集水堰，所述配水堰和所述集水堰將所述第一生態(tài)水槽分隔為依次排列的配水區(qū)、吸附區(qū)和集水區(qū)；

所述第二生態(tài)水槽內(nèi)設(shè)置有配水堰，所述配水堰將所述第二生態(tài)水槽分隔為水處理區(qū)和配水區(qū)；

所述第三生態(tài)水槽內(nèi)設(shè)置有集水堰，所述集水堰將所述第三生態(tài)水槽分隔為水處理區(qū)和集水區(qū)；

其中，所述第一生態(tài)水槽的配水區(qū)域所述取水口連通，所述第一生態(tài)水槽的集水區(qū)與所述第二生態(tài)水槽的配水區(qū)之間形成自然跌水，所述第三生態(tài)水槽的集水區(qū)與所述生態(tài)水塘連通。

進一步地，所述取水管道上設(shè)置有水泵，所述水泵與太陽能電池電連接。

進一步地，所述取水口設(shè)置在過濾罩內(nèi)。

進一步地，所述曝氣裝置與太陽能電池電連接。

本實用新型多級生態(tài)水槽和生態(tài)水塘組合系統(tǒng)的效果在于將河道原位和異位治理相結(jié)合，充分利用河岸建設(shè)多級生態(tài)水槽和圍隔串聯(lián)組合系統(tǒng)，高效凈化黑臭河道水質(zhì)，避免了異位治理技術(shù)用地受到限制的問題，同時坡面多級生態(tài)水槽對河道岸坡起到了很好的護坡作用。

坡面多級生態(tài)水槽的多基質(zhì)填料(包括卵礫石、鋼渣、粗砂、土壤等)和植物根系表面生上了大量微生物并形成生物膜，水體中的固體懸浮物被鋼渣和粗砂組合填料在第一級生態(tài)水槽吸附截留，有機質(zhì)通過填料區(qū)域微生物吸收分解而去除，氨氮通過跌水提供的復(fù)氧環(huán)境，利用硝化細菌進行硝化作用，轉(zhuǎn)變?yōu)橄鯌B(tài)氮，同時在第二、三級生態(tài)水槽的底層填料中配以反硝化菌劑包，并以石灰石提供反硝化作用所需的弱堿性環(huán)境，強化反硝化作用，硝態(tài)氮最后轉(zhuǎn)變?yōu)榈獨舛コ２捎锰柲芴嵘锰崴?，晝間工作，夜間停止，一方面實現(xiàn)了生態(tài)水槽的間歇進水，干濕交替運行，為好氧菌和厭氧菌生長提供環(huán)境，同時節(jié)省了能源。

河道中水流循環(huán)路徑上布置人工水草，其上附著生物膜中形成好氧微生物群落，有效防止水體厭氧消化，減少控制黑臭水體惡臭氣體的產(chǎn)生。

多級水槽處理后尾水回到河道表層，與取水口底部溫度較低的水體，形成了水體循環(huán)路線，實現(xiàn)了河道水體表層水和底層水上下交替，水體水溫受到調(diào)節(jié)，可抑止黑臭水體微藻大量生長繁殖。

在坡面多級生態(tài)水槽填料吸附、植物-微生物吸附吸收降解、原位人工水草生物膜吸收降解，以及水動力循環(huán)等協(xié)同作用下，通過定期對生態(tài)水槽進行更換填料和植物收割，實現(xiàn)了黑臭水體污染物的高效去除，消除了河道黑臭。

附圖說明

圖1是本實用新型多級生態(tài)水槽和生態(tài)水塘組合系統(tǒng)的平面圖；

圖2是本實用新型多級生態(tài)水槽和生態(tài)水塘組合系統(tǒng)的斷面圖。

具體實施方式

下面結(jié)合說明書附圖對本實用新型做進一步的描述。

實施例1

如圖1-2所示，在黑臭河道河底設(shè)置過濾罩1，攔截過濾水體中大顆粒懸浮物，過濾罩1內(nèi)設(shè)置取水口2，在河道一側(cè)岸坡設(shè)置太陽能水泵4，太陽能水泵4與太陽能電池板9相接，太陽能水泵4利用太陽能將取水口2處的河道水體進行提升，經(jīng)鋪設(shè)于河底的取水管3提升至河道一側(cè)岸坡，經(jīng)過進水口5進入岸坡頂部的第一級生態(tài)水槽10的進水端，通過進水端的配水堰22進行均勻配水，水體以水平潛流進入第一級生態(tài)水槽10進行初級凈化，第一級生態(tài)水槽內(nèi)自下而上共兩層，下層卵礫石6，上層為鋼渣和粗砂配比而成的組合填料7，通過組合填料7對水體懸浮物進行吸附而去除。經(jīng)過初級凈化的水體在集水堰23集水，通過集水渠24集水后經(jīng)溢流出水口11出水。出水通過溢流跌水方式進行復(fù)氧，進入第二級生態(tài)水槽的配水渠25，通過配水堰26進行均勻配水，水體以水平潛流方式通過基質(zhì)-植物-微生物系統(tǒng)在第二級生態(tài)水槽13中進行次級凈化，第二級生態(tài)水槽13內(nèi)自下而上共三層，下層為卵礫石層，中層為中粗砂填料層，上層為土壤層8，并種植濕生灌木柳枝12，在第二級生態(tài)水槽13的中粗砂填料層內(nèi)埋設(shè)反硝化菌劑包19和石灰石20，提供反硝化細菌及其所需堿性環(huán)境，增強反硝化作用對硝態(tài)氮的去除，在第二級生態(tài)水槽13末端的底部設(shè)置導(dǎo)流過水管21，通過導(dǎo)流過水管21底部進水接入第三級生態(tài)水槽15。第三級生態(tài)水槽15內(nèi)自下而上共三層，下層為卵礫石層，中層為中粗砂填料層，上層為土壤層8，并種植水生植物蘆葦12，填料層內(nèi)埋設(shè)反硝化菌劑包19和石灰石20，水體通過水平潛流在第三級生態(tài)水槽15的基質(zhì)-植物-微生物系統(tǒng)進行強化凈化，最后在第三級生態(tài)水槽15末端通過集水堰27底部出水，經(jīng)集水渠28集水后，在溢流出水口16出水匯入河道。

在多級生態(tài)水槽一側(cè)河道內(nèi)安裝圍隔18形成圍隔區(qū)，圍隔區(qū)水面面積為第一、二和三級生態(tài)水槽總面積的1/2到2/3，將圍隔18外的河道水體進行隔擋，在出水口16至取水口2的河底安裝太陽能仿生水草17，通過太陽能曝氣提供好氧環(huán)境和表面附著好氧微生物膜對水體有機物進行降解。最終通過坡面多級生態(tài)水槽和河道原位圍隔區(qū)串聯(lián)形成水力循環(huán)系統(tǒng)，實現(xiàn)河道水體的多級循環(huán)凈化。

填料配方和菌劑包、種植的植物種類和數(shù)量可以根據(jù)水體污染特征針對性調(diào)整；生態(tài)水槽級數(shù)也可依據(jù)岸坡實際地形進行調(diào)整，不局限于本實施例的描述。

本實施例利用黑臭水體河道形成原位圍隔區(qū)的原位凈化和坡面多級生態(tài)水槽的異位凈化有機結(jié)合，同時通過太陽能水泵形成水力循環(huán)系統(tǒng)，實現(xiàn)干濕交替運行，通過定期對生態(tài)水槽進行更換填料和植物收割，可以有效去除黑臭水體污染物，消除河道黑臭。

本實施例多級生態(tài)水槽和生態(tài)水塘組合系統(tǒng)的效果在于將河道原位和異位治理相結(jié)合，充分利用河岸建設(shè)多級生態(tài)水槽和圍隔串聯(lián)組合系統(tǒng)，高效凈化黑臭河道水質(zhì)，避免了異位治理技術(shù)用地受到限制的問題，同時坡面多級生態(tài)水槽對河道岸坡起到了很好的護坡作用。

坡面多級生態(tài)水槽的多基質(zhì)填料(包括卵礫石、鋼渣、粗砂、土壤等)和植物根系表面生上了大量微生物并形成生物膜，水體中的固體懸浮物被鋼渣和粗砂組合填料在第一級生態(tài)水槽吸附截留，有機質(zhì)、通過填料區(qū)域微生物吸收分解而去除，氨通過跌水提供的復(fù)氧環(huán)境，利用硝化細菌進行硝化作用，轉(zhuǎn)變?yōu)橄鯌B(tài)氮，同時在第二、三級生態(tài)水槽的底層填料中配以反硝化菌劑包，并以石灰石提供反硝化作用所需的弱堿性環(huán)境，強化反硝化作用，硝態(tài)氮最后轉(zhuǎn)變?yōu)榈獨舛コ２捎锰柲芴嵘锰崴?，晝間工作，夜間停止，一方面實現(xiàn)了生態(tài)水槽的間歇進水，干濕交替運行，為好氧菌和厭氧菌生長提供環(huán)境，同時節(jié)省了能源。

河道中水流循環(huán)路徑上布置人工水草，其上附著生物膜中形成好氧微生物群落，有效防止水體厭氧消化，減少控制黑臭水體惡臭氣體的產(chǎn)生。

多級水槽處理后尾水回到河道表層，與取水口底部溫度較低的水體，形成了水體循環(huán)路線，實現(xiàn)了河道水體表層水和底層水上下交替，水體水溫受到調(diào)節(jié)，可抑止黑臭水體微藻大量生長繁殖。

在坡面多級生態(tài)水槽填料吸附、植物-微生物吸附吸收降解、原位人工水草生物膜吸收降解，以及水動力循環(huán)等協(xié)同作用下，實現(xiàn)了黑臭水體污染物的高效去除，消除了河道黑臭。

實施例2

在上述實施例的基礎(chǔ)上，本實施例與實施例1的區(qū)別在于，本實施例中設(shè)置5級生態(tài)水槽，第1級生態(tài)水槽的內(nèi)設(shè)置吸附填料，第2級生態(tài)水槽～第5級生態(tài)水槽形成填料-水生植物-微生物凈化系統(tǒng)，本實施例的生態(tài)水槽級數(shù)更多，其吸附作用、對有機物的分解作用以及對氨氮的去除作用更強。

以上，僅為本實用新型的較佳實施例，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求所界定的保護范圍為準(zhǔn)。