一種河流溝渠污水生態(tài)強化自凈方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于污水處理技術(shù)，更確切地說是關(guān)于河流溝渠水質(zhì)污染的生態(tài)處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工農(nóng)業(yè)的發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，環(huán)境污染與經(jīng)濟發(fā)展之間的矛盾變得日益突出，其中水質(zhì)污染造成的公害，世界各國都非常重視，提出許多防治對策和處理技術(shù)。
[0003]目前建立大型污水處理廠，污水集中生化處理是世界上普遍采用的方法。但是該類方法存在投入高，耗資大，占地面積廣，處理效果受到的制約因素多，出廠水質(zhì)不穩(wěn)定等問題，對于經(jīng)濟實力較差的地區(qū)難于推廣應(yīng)用?，F(xiàn)在每年向一些河流中排放大量的工廠廢水和生活污水。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服已有技術(shù)的不足，提出一種結(jié)合流域整治工程建設(shè)并且投資小，效益高，充分利用河道的自然空間，變納污排污的河流為“污水處理場”的凈化方法。
[0005]本發(fā)明的河流污水處理方法:河流污水流過多級基堰構(gòu)成的“生物基堰濕地氧化塘”，達到污水自凈目的，每級基堰由景觀曝氣、噴灌曝氣、濕地、基堰、基堰前后的沉淀溝和堤坡生物植被或滲濾材料所構(gòu)成，以形成交替循環(huán)水滲濾、曝氣和穩(wěn)定絮凝、沉淀。
[0006]本發(fā)明“生物基堰濕地氧化塘”的構(gòu)筑方法:采用生態(tài)治理工程與河流清淤整治工程結(jié)合的構(gòu)筑方法，即在河流疏浚整治工程時，可先整治一側(cè)河床堤岸，另一側(cè)保持徑流排水。整治時首先清淤后沿河床與堤坡根部用磚、石、硬質(zhì)纖維材料由下而上逐級修砌堤坡滲濾階梯，然后在所整治河(渠)區(qū)間砌筑基堰，兩級基堰之間的水平面位于上級基堰高度的1/2-2/3處和下級基堰的頂部，以形成濕地氧化塘水面，如此由下游而上逐級修筑，然后再按此法修砌另一側(cè)河床。生物基堰的具體構(gòu)筑方法:在河道中選擇合適的距離挖兩條0.5米深、I米寬的橫溝即沉淀溝:用磚石、水泥等硬質(zhì)材料構(gòu)筑基堰前后兩壁，單側(cè)基壁厚度0.24-0.36米，前后壁之間距離0.52-0.78米，并用鋼筋加固成一體，然后將堰前后的泥土填入前后壁的空隙，最后用磚石、水泥砌筑成深0.5米、寬I米的防滲沉淀溝。在最后一級生物基堰之后建有二-三級橡皮壩，對小的河溝渠也可以不建。所述的基堰即能保持住一定高度的水流平面，保持一定的水位，又可以在水位增高、流量增大時，具有排水下泄的作用，其構(gòu)筑高度0.5-1.0米，寬度0.5-1.0米(流速小、沖擊力不大的河、渠)，流速湍急，沖擊力較大的河流構(gòu)筑寬度為1-1.5米。
本發(fā)明所述的濕地氧化塘是兩米以下的水面深度的水域統(tǒng)稱，其上具有多種水生維管束植物和水生微型生物，可以凈化水質(zhì)，具有為野生動植物提供良好的棲息環(huán)境的功能。形成的濕地氧化塘處理系統(tǒng)能夠發(fā)生沉淀、吸附、過濾、固定、離子交換、絡(luò)合反應(yīng)、硝化、反硝化、營養(yǎng)元素攝取、生物代謝轉(zhuǎn)化和細菌、真菌的異化作用等過程，尤其是大型水生植物具有發(fā)達的根系，并分泌有粘液，成為微型生物的附著基質(zhì)，對污染水質(zhì)會產(chǎn)生有效的微生物絮凝、沉淀、吸附、滲濾、分解作用，提高污水凈化率。
[0007]本發(fā)明所述的基堰前后的沉淀溝可沉積一定量的沉積物，需定期清理，每級沉淀溝內(nèi)的沉積物抽吸到同級堤坡上進行生態(tài)物質(zhì)循環(huán)利用。該沉積物是在厭氧或好氧條件下被生物降解成的消化污泥，有利于植物的吸收利用，具有開發(fā)生態(tài)經(jīng)濟資源的利用價值，避免二次污染，減少河道疏浚工程量。
[0008]本發(fā)明所述的基堰以上形成的濕地氧化塘，是與濕地處理系統(tǒng)相結(jié)合的治理污水方法，與經(jīng)典的污水處理方法中所述的氧化塘不完全相同。其基本原理是利用自然界水體的自凈能力和水生動植物的生態(tài)凈化作用以及堤坡土壤和植被處理系統(tǒng)，促進有機質(zhì)分解，處理廢水降解水質(zhì)的代謝毒性。
[0009]所述的景觀曝氣，是針對寬闊的河面，噴灌裝置射程達不到岸邊堤坡的河流中心區(qū)，通過不同組合形式，配以彩燈，以形成景觀噴泉式曝氣方式，使其具有觀賞價值，又具有充分接觸空氣充氧，加速水中污染物的分解速度。
[0010]所述的噴灌曝氣，是沿河岸水邊處合理按裝噴灌設(shè)備，其射程能達到堤岸坡頂，每級基堰的污水噴灌曝氣水量應(yīng)等于同級基堰的進水量，其作用是:既能對堤岸植物灌溉，讓土壤生物分解污染物，又能增強與空氣的接觸面積，充分曝氣充氧，加速污染物的好氧性分解；還可以針對高大的河岸堤坡，當(dāng)噴灌裝置最大射程也難于到達頂部時，可設(shè)置堤坡引管噴灌曝氣裝置，即采用坡土下埋管，引管向上，在堤岸頂部裝置噴頭進行曝氣，在冬季也有利于對堤坡溫棚植物進行灌溉。
[0011]本發(fā)明的生物基堰在不同水期的凈化情況:
河水下落時，各基堰之間成為靜水區(qū)，延長高濃度污水停留時間，通過噴灌堤坡土壤植被，增加滲濾流動和交換的次數(shù)。另外，由于水面穩(wěn)定，水質(zhì)變化速度不快，因此適應(yīng)于該水域生態(tài)環(huán)境條件下的生物種發(fā)生相應(yīng)地變異、生存、繁殖，建立新的生態(tài)共生關(guān)系，相互協(xié)同分解污染物和代謝產(chǎn)物，降解污染物質(zhì)，促進污水凈化和植物的吸收利用。
[0012]河水上漲時，水流超過壩頂，可被基堰頂部生物過濾、吸附，同時具有落差，產(chǎn)生自然跌水和水躍，增加曝氣充氧過程，促進污染物質(zhì)的凈化；
泄洪期，上游稀釋水量大，浮水植物、漂浮植物、浮游動物被沖走，污染水質(zhì)也會被稀釋，而浮葉植物與挺水植物、沉水動植物仍會保留。
[0013]本發(fā)明的主要優(yōu)點和效果:
本發(fā)明的方法對于干旱少雨、水資源缺乏、河床寬度大于一米、河水深度與河坡陸地平面高度比值大于1/2、河坡與水平面夾角大于120度、坡度呈自然傾斜狀和/或呈階梯狀、生長有自然植被或半自然植被且有工農(nóng)業(yè)廢水和生活污水排放的河流和流域均適用；本發(fā)明由于充分利用河道空間，節(jié)約用地，工程投資小，容易管理，運行費用很少，凈化效果溶解氧增力卩，B0D5、C0Dm、CODct均降低，而且有減弱細胞遺傳毒性作用，降低魚類死亡率，明顯降低水中銅、鉛、鎘的濃度；本發(fā)明通過堤岸整修，河床平整，實施“生物基堰濕地氧化塘”的工程，可形成規(guī)律有序的人工經(jīng)濟生物綠化帶，改善生態(tài)環(huán)境；凈化過程中沉積的污泥可以用于種植根系發(fā)達的經(jīng)濟植物，還可以開發(fā)水生植物、食草動物和肉食動物。綜上所述，本發(fā)明充分利用河道空間的自然植被和半自然植被，是強化自然環(huán)境的“自我凈化系統(tǒng)”，變納污、排污河道為一天然的污水處理場，同時具有生物資源開發(fā)和利用的基地，是一種因地制宜、耗資小且符合“綜合利用，化害為利”原則的河流污水生態(tài)強化自凈方法。
[0014]下面說明生物基堰濕地氧化塘結(jié)構(gòu)。
[0015]本發(fā)明基堰濕地氧化塘是由若干級基堰所構(gòu)成，每級基堰依次建有:景觀曝氣、噴灌曝氣段、濕地氧化塘、基堰以及基堰前后的沉淀溝，河床，河床的出入口所建的滾水壩。
[0016]基堰前后壁用磚石、水泥等硬質(zhì)材料砌筑，并用多根鋼筋將其加固，然后將基堰前后的泥土挖出填入前后壁之間的空隙并填實，基堰前形成平坦的濕地氧化塘4，基堰前后的沉淀溝，是用磚石、水泥砌筑成一定寬度和深度的防滲漏溝。
[0017]下面通過實例進一步闡述本發(fā)明的特點。
實施例
[0018]本實例是模擬裝置中進行的。實驗用的污水取溝渠水樣。
[0019]實驗過程和條件:實驗缸的位置高低模擬河流坡降的落差，自流到下實驗缸內(nèi)，等進入帶攪拌器的沉積物缸體內(nèi)經(jīng)水生植物吸收滲濾溢出后，按負(fù)壓密閉抽入蓄水瓶，然后同速自然滴落入實驗缸內(nèi)；實驗時用日光燈按自然光暗比條件進行光照射；內(nèi)有PFU(聚氨酯泡沫塊)A兩級滲濾，其作用是讓其中的微型生物有一個分解污染物質(zhì)的生存空間；沉積缸內(nèi)種植有同種水生植物，實驗缸養(yǎng)殖同等數(shù)量的小型魚(孔雀魚)，用洹河污染水域的水蚤喂養(yǎng)，觀察污染物經(jīng)水生食物鏈作用后將產(chǎn)生什么效果。
【主權(quán)項】
1.一種河流溝渠污水生態(tài)強化自凈方法，其特征在于河流溝渠污水經(jīng)過多級基堰構(gòu)成的“生物基堰濕地氧化塘”，每級基堰是由堤坡生物植被或滲濾材料、景觀曝氣、噴灌曝氣、濕地、基堰和基堰前后的沉淀溝所組成，兩級基堰之間的水平面位于上一級基堰高度的1/2-2/3處和下級基堰的頂部，深度0.5米、寬度為1米的沉淀溝。2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的兩基堰之間的距離應(yīng)能夠形成具有0.5-1%。的坡降和寬闊穩(wěn)定的平坦?jié)竦匮趸谅髑也挥绊懶购楣δ堋?.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在最后一級基堰之后其水面不超過前一級基堰的2/3高度建有二一三級橡皮壩。4.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于每級基堰濕地氧化塘的污水、污泥噴灌水和沉積物可以抽吸到同級堤坡上，以供植物吸收利用，凈化滲濾。
【專利摘要】一種河流溝渠污水生態(tài)強化自凈方法，河流溝渠污水經(jīng)過多級基堰構(gòu)成的“生物基堰濕地氧化塘”，每級基堰是由堤坡生物植被或滲濾材料、景觀曝氣、噴灌曝氣、濕地、基堰和基堰前后的沉淀溝所組成，兩級基堰之間的水平面位于上一級基堰高度的1/2-2/3處和下級基堰的頂部。深度0.5米、寬度為1米的沉淀溝。
【IPC分類】C02F9/14
【公開號】CN105130090
【申請?zhí)枴緾N201410249948
【發(fā)明人】蔣壽悟
【申請人】蔣壽悟
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2014年6月9日