一种应用于黑臭水体治理的水质改善与生态修复设施的制作方法
专利名称:一种应用于黑臭水体治理的水质改善与生态修复设施的制作方法
【专利摘要】本新型公开了一种应用于黑臭水体治理的水质改善与生态修复设施，包括河道，在河道中设置水位自动控制过滤坝(1)，将河道分成上游河道(5)和下游河道(6)，在上游河道(5)和下游河道(6)附近还设有生态填料床(2)和景观水道(3)；所述生态填料床包括进口布水区(1)和出口布水区(2)，生态填料床(2)的进口布水区(1)与上游河道(5)连通，生态填料床(2)的出口布水区(2)与景观水道(3)的一端连通，景观水道(3)的另一端与下游河道(6)连通。该设施可以达到消除黑臭现象；提高透明度，改善水质；生态堤岸建设；改善生态景观的目的。
【专利说明】
一种应用于黑臭水体治理的水质改善与生态修复设施
技术领域
[0001]本新型属于河道治理领域，进一步是指一种应用于黑臭水体治理的水质改善与生态修复设施。
【背景技术】
[0002]在过去的河道治理中，比较早的是采用工程治河，主要以提高防洪排涝、蓄水航运能力为主，利用防洪工程、排污工程等措施控制污染并改善水质。这个初级阶段使用的河道整治技术主要有河道截弯取直、底泥疏浚、河岸带重建等，其中护岸结构以直立式挡墙为主。在这种理念的驱使下，城镇河道沟渠化、硬质化现象相当严重，对提高河流水体的自净能力和城镇生态环境产生了较为负面的影响。
[0003]随后，城镇河道治理进入了环境保护与综合治理阶段。这个阶段以城市水环境综合整治方针为标志，开展了混合污水截流管道的修建和优化，兴建集中污水处理设施、氧化塘、土地处理系统等为城市河流污染截污控源，开展底泥疏浚、引清调水、河岸带衬砌等河道整治，在实现城市河流的景观效应、旅游和休闲功能取得了一些进展，但问题仍然不少。
[0004]上述两个阶段的城镇河道治理虽然在当时的环境下起到积极的作用，但从去除有机物与生态的角度来看，仍存在明显不足。现阶段的城镇河道治理应在截污控源，底泥生物修复的基础上，以强化水质修复、生态护岸、河道生态景观重建为目的，达到“岸青、水美”的水明如镜的目的。
【实用新型内容】
[0005]针对现有技术的不足，本新型提供一种应用于黑臭水体治理的水质改善与生态修复设施，以达到消除黑臭现象；提高透明度，改善水质；生态堤岸建设；改善生态景观的目的。
[0006]为了解决上述技术问题，本新型所采用的技术方案是:
[0007]—种应用于黑臭水体治理的水质改善与生态修复设施，包括河道，在河道中设置水位自动控制过滤坝，将河道分成上游河道和下游河道，在上游河道和下游河道附近还设有生态填料床和景观水道;所述生态填料床包括进口布水区和出口布水区，生态填料床的进口布水区与上游河道连通，生态填料床的出口布水区与景观水道的一端连通，景观水道的另一端与下游河道连通。
[0008]所述水位自动控制过滤坝包括由前端坝壁，后端坝壁以及底部坝基础所组成的坝腔，所述坝腔内水平方向设有滤板，所述滤板将坝腔分为上下两部分，坝腔下部分为集水室，坝腔上部分竖直方向设有至少一块隔板，使得坝腔上部分分隔为多个过滤室;所述任意一个过滤室内从下往上均依次设置有承托层、页岩滤料层、粗石英砂滤料层、上层双向滤头盖板、顶层细格栅和顶层粗格栅。
[0009]所述水位自动控制过滤坝，不仅起到自动过滤和净化水质的作用，而且可以自动控制治理水系与其它水系的水体交换，同时可以提高治理水系水体的流动性。
[0010]所述水位自动控制过滤坝的具体优选方案如下:
[00?1 ] 优选方案，所述滤板的厚度为8mm-l 2mm，所述滤板上钻有20mm-25mm的孔，孔间距为50mm-60mmo
[0012]优选方案，所述集水室的出水口设置有出水口细格栅和出水口粗格栅。
[0013]优选方案，所述出水口细格栅的间隙为3mm-5mm，所述出水口粗格栅的间隙为8mm-12mm。
[OOM] 优选方案，所述承托层选用粒径为32-64mm的卵石，厚度为200-300mm;所述页岩滤料层选用粒径为16?25mm页岩颗粒，厚度为300-400mm;所述粗石英砂滤料层选用粒径为4?8mm的粗石英砂，厚度为300-400mm ；所述上层双向滤头盖板材质为钢板，厚度为10_20mm，钢板上钻有孔，孔间距为150-200mm，孔内紧固双滤头;所述顶层细格栅的间隙为所述顶层粗格栅的间隙为I Omm-12mm。
[0015]优选方案，所述顶层粗格栅与前端坝壁的水平夹角为45°，形成迎水坡面，以适应不同水位的变化。
[0016]所述一种应用于河道治理的水位自动在过滤坝，在运行时，当上游河道最高水位
H.W.L高于下游河道最低水位[L.W.Lr进行过滤；当下游河道最高水位[H.W.Lr河道最低水位L.W.L时进行反冲洗。
[0017]与传统的坝体相比较的优势为:具有水坝和生物反应器的双重功能。①在过滤和反冲洗过程中，不需要任何设备，全靠上、下游水位差自控控制。②通过水坝体内滤料的生物净化、过滤、吸附等功能来达到净化水质的效果。
[0018]所述生态填料床还包括位于进口布水区和出口布水区之间的生态填料床主体部分，所述生态填料床主体部分从下往上依次设有防渗层，空气管承托层，页岩填料层，混合填料层，不饱和炭填料层，细砂保护层，改良营养土层以及挺水植物层，所述空气管承托层内设有空气管。
[0019]所述生态填料床，可以有效解决传统人工湿地容易堵塞的缺点，其脱氮除磷效果好。
[0020]所述生态填料床的具体优选方案如下:
[0021 ]优选方案，所述进口布水区进水端顶部设有进水管，所述进口布水区内部设有进口布水区石笼，所述进口布水区与生态填料床主体部分交界处设有进口布水区穿孔板。
[0022]优选方案，所述出口布水区出水端底部设有出水管，所述出口布水区内部设有出口布水区石笼，所述出口布水区与生态填料床主体部分交界处设有出口布水区穿孔板。
[0023]优选方案，所述防渗层厚度为200-300mm，防渗层上铺有聚丙烯防渗土工膜;所述空气管承托层选用粒径为16?32mm的粗砾石，厚度为300-400mm;所述页岩填料层选用粒径为16?32mm的页岩颗粒，厚度为200-300mm;所述混合填料层选用粒径为16?32mm的粗烁石和铁矿石，厚度为200-300mm;所述不饱和炭填料层选用粒径为8?16mm的不饱和炭，厚度为300-400mm ；所述细砂保护层选用粒径为4?8mm的石英砂，厚度为100-200mm;所述改良营养土层厚度为300-400mm。
[0024]所述改良营养土是选用粉煤灰占20%，微量元素铜、铁、锌、硼、钼各占2%，当地一般粘土占7%复合而成的营养土。
[0025]所述挺水植物种植包括香蒲、石菖蒲、水葱、千屈菜等。
[0026]本新型生态填料床的原理为①接触沉淀作用，即污染河水通过生态填料床时，水中的悬浮污染物颗粒、与填料上附着的生物膜产生沉淀，从而与水体分离;②吸附作用，即河水中污染物与多种填料表面的电荷发生作用，产生物化吸附现象，污染物附着于多种填料表面上;③氧化分解，即由生态填料床中的大量微生物、微小生物、螺蛳等软体动物、挺水植物组成生态系统，将有机物作为营养物质进行生物强化分解，转变为简单的含C、N、P等的无机物，为生态填料床的生物膜，植物体系吸附、利用。
[0027]和传统的人工湿地相比，本新型由于在生态填料床底部设置有空气管进行曝气，解决了堵塞问题；由于多种填料去除污染物的功能明确，且在顶部种植了挺水植物，其去除TP(总磷)、TN(总氮)效果好。
[0028]所述景观水道优选包括河底垫层、位于景观水道两侧的护岸生态石笼、位于护岸生态石笼上方的人行道，所述河底垫层的上方设有吸附反应层，所述护岸生态石笼内分为四个填装区，以与水接触的一侧为外侧，由外至内依次为速分生化球填装区、肥料球填装区、石块填装区、土壤球填装区。
[0029]所述景观水道，在水质改善与生态修复的基础上，达到与景观的完美结合，且结构更稳定，水体自净能力更强。
[0030]所述景观水道包括河底垫层、位于景观水道两侧的护岸生态石笼、位于护岸生态石笼上方的人行道、以及沉水植物、浮叶植物、护岸植物、人行道旁侧植物;所述河底垫层的上方设有吸附反应层，所述护岸生态石笼内分为四个填装区，以与水接触的一侧为外侧，由外至内依次为速分生化球填装区、肥料球填装区、石块填装区、土壤球填装区。这种结构和填装方式可以使得河岸结构更稳定，且更加适合各种植物和生物的生存，提高水体自净能力。
[0031 ]所述景观水道的具体优选方案如下:
[0032]优选方案，所述河底垫层为16?32mm的卵石，厚度为150-200mm。
[0033]优选方案，所述吸附反应层为I?2mm的石英砂，厚度为300-400mm。
[0034]优选方案，所述护岸生态石笼是用镀锌、喷塑铁丝网或用竹子编制的竹笼。护岸生态石笼高度为240mm，宽度为480mm，长度为1200?1600mm。皇成台阶状护岸，并结合植物、碎石以增强其稳定性和生态性。
[0035]优选方案，所述速分生化球填装区内的速分生化球填粒径为100-120mm、所述肥料球填装区内的肥料球粒径为80?100mm、所述石块填装区内石块粒径为60-80mm、所述土壤球填装区土壤球粒径为60_100mm。
[0036]优选方案，所述沉水植物为金鱼草、黄丝草间种;所述浮叶植物为睡莲、泽泻间种；所述护岸植物为茭草、芦苇间种。所述的人行道旁侧植物为美人蕉。
[0037]所述景观水道以“生态人居，环境可持续发展”为主题进行景观水道设计，可恢复水体的生物物种景观多样化，且结构更稳定，水体自净能力更强。以创建一个“景美可赏、水清可渔”的生态环境，适合人们休闲、居住、观赏的景观水道。
[0038]本新型的工作流程是:由图8可知①将待处理河道用水位自动控制过滤坝分隔成上游河道与下游河道;②待处理河道的水体流经水位自动控制过滤坝，通过坝体内的多种滤料的生物净化、吸附、过滤后，处理后水体流入下游河道;③用潜水栗将上游河道待处理的水体栗入生态填料床，通过接触沉淀、吸附、氧化分解等作用，原水水体交换净化后流入景观水道;④经生态填料床处理后的水在景观水道内进一步接触沉淀、吸附和氧化分解作用后补充到下游河道。
[0039]与现有技术相比，本新型的优势在于:
[0040]①以“流动—净化—修复”为治理与修复理念，通过促进水体流动，净化改善水质与修复生态系统治理思路来达到工程的预期目标。
[0041]②以原水水体净化技术与河流生态景观技术相结合，改善了河道水体水质，又达到了美化环境的目的。
[0042]③创建了具有水坝和生物反应器双重功能的水位自动控制过滤坝。
【附图说明】
[0043]图1是一种应用于黑臭水体治理的水质改善与生态修复设施的区域布置平面示意图；
[0044]图2是实施例中水位自动控制过滤坝的平面示意图；
[0045]图3是实施例中水位自动控制过滤坝的剖面示意图；
[0046]图4是实施例中生态填料床的平面和剖面示意图；
[0047]图5是实施例中生态填料床的平面和剖面示意图；
[0048]图6是实施例中景观水道的平面和剖面示意图；
[0049]图7是实施例中景观水道的平面和剖面示意图；
[0050]图8是一种应用于黑臭水体治理的水质改善与生态修复设施的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0051 ]为了更好的理解本新型，下面结构实施例对本新型进一步详细说明。
[0052]实施例1
[0053]由图1、图2、图3可知，一种应用于黑臭水体治理的水质改善与生态修复设施，包括河道，在河道中设置水位自动控制过滤坝I，将河道分成上游河道5和下游河道6，在上游河道5和下游河道6附近还设有生态填料床2和景观水道3;所述生态填料床包括进口布水区2-1和出口布水区2-2，生态填料床2的进口布水区2-1与上游河道5连通，生态填料床2的出口布水区2-2与景观水道3的一端连通，景观水道3的另一端与下游河道6连通。
[0054]所述水位自动控制过滤坝I包括由前端坝壁1-1，后端坝壁1-2以及底部坝基础1-3所组成的坝腔，所述坝腔内水平方向设有滤板1-6，所述滤板1-6将坝腔分为上下两部分，坝腔下部分为集水室1-4，坝腔上部分竖直方向设有至少一块隔板1-5，使得坝腔上部分分隔为多个过滤室;所述任意一个过滤室内从下往上均依次设置有承托层1-61、页岩滤料层1-62、粗石英砂滤料层1-63、上层双向滤头盖板1-64、顶层细格栅1-7和顶层粗格栅1-8;
[0055]所述集水室1-4底部为坝基础1-3，上面设置钢制滤板1-6，钢制滤板1-6厚度为8mm。滤板上钻有20mm孔，孔间距为60mm。集水室1-4出水口设置有集水室出口细格栅1-41和集水室出口粗格栅1-42。细格栅间隙为3mm，粗格栅间隙为10mm。集水室1-4上面设置的钢制滤板1-6和坝腔内的2块分隔竖立钢板1-5焊接组成过滤室。竖立钢板的厚度为10mm。
[0056]所述过滤室从下往上依次设置有:
[0057]承托层1-61，选用粒径为32?64mm的卵石，厚度为300mm。承托层主要功能是支撑上面的滤料层。
[0058]页岩滤料层1-62，选用粒径为16?25mm的页岩颗粒，厚度为400mm。页岩滤料层的主要功能是去除被污染河道中的氮(N)和磷(P)及有机物(COD,B0D) ο[°°59] 粗石英砂滤料层1-63，选用粒径为4?8mm的粗石英砂，厚度为400mm。粗石英砂的主要功能是截除悬浮颗粒，起过滤和生物反应作用。
[0000]上层双向滤头盖板1-64，材质为钢板，厚度为10mm，钢板上钻33mm孔，孔间距为150mm。孔内紧固双向滤头，双向滤头规格为XH=80X 140mm。上层双向滤头盖板的主要功能为过滤和反冲洗时防止滤料流失。
[0061 ]顶层细格栅1-7，间隙为3mm。
[0062]顶层粗格栅1-8，间隙为10mm。
[0063]顶层粗格栅1-8与前端坝壁1-1的水平夹角为45°形成迎水坡面，以适应不同水位的变化。
[0064]顶层粗、细格栅的主要功能是拦截河面上的大、小悬浮物。
[0065]所述水位自动控制过滤坝，在运行时，当上游河道最高水位H.W.L高于下游河道最低水位[L.W.Lr时进行过滤；当下游河道最高水位[H.W.Lr高于上游河道最低水位L.W.L时进行反冲洗。
[0066]所述水位自动控制过滤坝和传统的坝体相比较的优势为:具有水坝和生物反应器的双重功能。①在过滤和反冲洗过程中，不需要任何设备，全靠上、下游水位差自动控制。②通过水坝体内滤料的生物净化、过滤、吸附等功能来达到净化水质的效果。
[0067](2)在构建水位自动控制过滤坝附近的岸边建造生态填料床。
[0068]由图1、图4、图5可知
[0069]所述生态填料床2还包括位于进口布水区2-1和出口布水区2-2之间的生态填料床主体部分2-3，所述生态填料床主体部分2-3从下往上依次设有防渗层2-31，空气管承托层2-32，页岩填料层2-34，混合填料层2-35，不饱和炭填料层2_36，细砂保护层2_37，改良营养土层2-38以及挺水植物层2-39，所述空气管承托层2-32内设有空气管2_33。
[0070]所述进口布水区2-1进水端顶部设有进水管2-11，所述进口布水区2-1内部设有进口布水区进水口布水区石笼2-12，所述进口布水区与生态填料床主体部分2-3交界处设有进口布水区穿孔板2_13。
[0071]所述出口布水区2-2出水端底部设有出水管2-21，所述出口布水区2_2内部设有出口布水区出水口布水区石笼2-12，所述出口布水区2-2与生态填料床主体部分2-3交界处设有出口布水区穿孔板2-23。
[0072]下面做更进一步的说明。
[0073]所述进口布水区2-1的首端池壁和进口布水区穿孔板2-13组成池腔，池腔内满填进水口布水区石笼2-12(金属网内置80?10mm的石块)，顶部进水口布水区石笼2-12内设置进水管1-1。进口布水区穿孔板2-13材质为钢板，厚度为10mm，采用环氧富锌防腐。钢板穿孔孔径为50mm，孔间距为100mm。
[0074]所述出口布水区2-2的末端池壁和出口布水区穿孔板2-23组成池腔，池腔内满填出水口布水区石笼2-12(金属网内置60?80mm的石块)，底部出水口布水区石笼2_12内设置出水管2-21。出口布水区穿孔板2-23材质为钢板，厚度为10mm，采用环氧富锌防腐。钢板穿孔孔径为50mm，孔间距为100mm。
[0075]进口布水区2-1和出口布水区2-2之间设置的生态填料床主体部分2-3，从下往上依次设置有:
[0076]所述防渗层2-31由粘土和膨润土按体积比6:4混合而成，厚度为200mm，上面紧铺250g/m2的聚丙稀防渗土工膜。
[0077]所述空气管承托层2-32选用粒径为16?32mm的粗烁石，厚度为400mm。
[0078]所述空气管2-33设置在空气管承托层2-32之中，空气管主管管径为DN150mm，各支管管径为DN50mm，管间距为200mm，支管下部沿中心线两边45°角开有小孔，孔径为5mm，孔间距为200mm。
[0079]所述页岩填料层2-34选用粒径为16?32mm的页岩颗粒，厚度为200mm，页岩填料的主要功能是去除TP(总磷)。
[0080]所述混合填料层2-35选用粒径为16?32mm的粗烁石和铁矿石，厚度为200mm，粗石乐石占80%，铁矿石占20%。混合填料的主要功能是去除TN(总氮)。
[0081 ] 所述不饱和炭填料层2-36选用粒径为8?16mm的木炭，厚度为300mm。不饱和炭填料的主要功能是去除C0Dcr、B0D5(有机物)。
[0082]所述细砂保护层2-37选用粒径为4?8mm的石英砂，厚度为100mm。
[0083]所述改良营养土层2-38选用粉煤灰占20%，微量元素铜、铁、锌、硼、钼各占2%，当地一般粘土占7%复合而成，规格为100目，厚度为300mm。
[0084]所述挺水植物层2-39种植香蒲、石菖蒲、水葱、千屈菜4种。
[0085](3)在生态填料床的出口方向与下游主河道相连处建造景观水道。
[0086]由图1、图6、图7可知，所述景观水道3包括河底垫层3-1、位于景观水道两侧的护岸生态石笼3-3、位于护岸生态石笼3-3上方的人行道3-4，所述河底垫层3-1的上方设有吸附反应层3-2，所述护岸生态石笼3-3内分为四个填装区，以与水接触的一侧为外侧，由外至内依次为速分生化球填装区、肥料球填装区、石块填装区、土壤球填装区。
[0087]所述河底垫层3-1为16?32mm的卵石，厚度为150mm。主要功能为隔离污染底泥与水体，防止底泥污染物向水体迀移。
[0088]所述吸附反应层3-2为I?2mm的石英砂，厚度为300mm。主要功能为安全覆盖，对水流产生接触沉淀、吸附和氧化分解作用，以改善水质、修复水体生态环境。
[0089]所述护岸生态石笼3-3是用镀锌、喷塑钢塑铁丝网或用竹子编制的竹笼(笼内所装的速分生化球规格为120 mm、肥料球规格80?100mm、石块规格为60 mm、浓缩土壤球规格为60mm)。护岸生态笼高度为240mm，宽度为480mm，长度为1200?1600mm，叠成台阶护岸，并结合植物、碎石以增强其稳定性和生态性。主要功能为抗冲刷和为水生植物、动物与微生物提供生存空间。
[0090]所述人行道3-4为普通铺砌人行道。
[0091]所述沉水植物3-5为金鱼草、黄丝草间种。主要功能为增加水生动植物的生存空间，增加水体空间的层次。
[0092]所述浮叶植物3-6为睡莲、泽泻间种。主要功能为适应工程区水体生境，开花植物，具有一定的景观效果。
[0093]所述护岸植物3-7为茭草、芦苇间种。主要功能为突出自然生态情趣，弱化堤岸硬质效果。
[0094]所述的人行道旁侧植物3-8为美人蕉。主要功能为景观水道，增加美感。
[0095]所述提水景观曝气机3-9选用0BA0-2008C，功率HP/kw为1.5/1.2，转速为2800印111，增氧能力为3.2?4.0kgO2A，循环通量为200m3/h。主要功能为强力曝气充氧，以改善水质；又可造景，美化水体。
[0096]景观水道3长度约为200?1000m，设计水深0.5?1.0m，水道顶宽1.5?3.0m，底宽0.5?I.0m0
[0097](4)所述潜水栗4选用型号为亂-200-10，流量0 = 2001113/11，扬程!1=10111，功率~ =30kw，转速 1450r/min。
[0098]本新型的工作流程是:由图8可知①将待处理河道用水位自动控制过滤坝分隔成上游河道5与下游河道6 ；②待处理河道5的水体流经水位自动控制过滤坝I，通过坝体内的多种滤料的生物净化、吸附、过滤后，处理后水体流入下游河道6;③用潜水栗4将上游河道5待处理的水体栗入生态填料床2，通过接触沉淀、吸附、氧化分解等作用，原水水体交换净化后流入景观水道3;④经生态填料床2处理后的水在景观水道3内进一步接触沉淀、吸附和氧化分解作用后补充到下游河道5.
[0099]利用本发明的一种应用于黑臭水体治理水质改善与生态修复方法对某城市的河道进行水质改善与生态修复工程中，上游河道的水质指标D0<0.575mg/L，⑶DS151.0mg/L，BOD彡 11.lmg/L，NH3-N彡 14.495mg/L，TPSI.736mg/L，TN彡 15.59mg/L，采用本发明的工艺流程，经过处理过的下游河道的水质指标:COD彡40mg/L，B0D彡10mg/L ,NH3-N彡2.0mg/L，TP彡0.4mg/L，TN彡2.0mg/L，水质达到《污水处理再生利用景观环境用水水质标准》(GB/T18921-2002)国家标准；下游河道水体夏季透明度普遍提高至48cm，冬季达到67cm。消除了河流黑臭现象，实现了堤岸生态化，水体景观优美。
【主权项】
1.一种应用于黑臭水体治理的水质改善与生态修复设施，包括河道，其特征是，在河道中设置水位自动控制过滤坝(I)，将河道分成上游河道(5)和下游河道(6)，在上游河道(5)和下游河道(6)附近还设有生态填料床(2)和景观水道(3);所述生态填料床包括进口布水区(2-1)和出口布水区(2-2)，生态填料床(2)的进口布水区(2-1)与上游河道(5)连通，生态填料床(2)的出口布水区(2-2)与景观水道(3)的一端连通，景观水道(3)的另一端与下游河道(6)连通。2.根据权利要求1所述应用于黑臭水体治理的水质改善与生态修复设施，其特征是，所述水位自动控制过滤坝(I)包括由前端坝壁(1-1)，后端坝壁(1-2)以及底部坝基础(1-3)所组成的坝腔，所述坝腔内水平方向设有滤板(1-6)，所述滤板(1-6)将坝腔分为上下两部分，坝腔下部分为集水室(1-4)，坝腔上部分竖直方向设有至少一块隔板(1-5)，使得坝腔上部分分隔为多个过滤室;所述任意一个过滤室内从下往上均依次设置有承托层(1-61)、页岩滤料层(1-62)、粗石英砂滤料层(1-63)、上层双向滤头盖板(1-64)、顶层细格栅(1-7)和顶层粗格栅(1-8)。3.根据权利要求2所述应用于黑臭水体治理的水质改善与生态修复设施，其特征是，所述集水室(1-4)的出水口设置有出水口细格栅(1-41)和出水口粗格栅(1-42)。4.根据权利要求3所述应用于黑臭水体治理的水质改善与生态修复设施，其特征是，所述出水口细格栅(1-41)的间隙为，所述出水口粗格栅(1-42)的间隙为8mm_l 2mm。5.根据权利要求2所述应用于黑臭水体治理的水质改善与生态修复设施，其特征是，所述承托层(1-61)选用粒径为32-64mm的卵石，厚度为200-300mm;所述页岩滤料层(1-62)选用粒径为16?25mm页岩颗粒，厚度为300-400mm;所述粗石英砂滤料层(1-63)选用粒径为4?8mm的粗石英砂，厚度为300-400mm;所述上层双向滤头盖板(1-64)材质为钢板，厚度为10-20mm，钢板上钻有孔，孔间距为150-200mm，孔内紧固双滤头;所述顶层细格栅(7)的间隙为;所述顶层粗格栅(8)的间隙为I Omm-12mm。6.根据权利要求1所述应用于黑臭水体治理的水质改善与生态修复设施，其特征是，所述生态填料床(2)还包括位于进口布水区(2-1)和出口布水区(2-2)之间的生态填料床主体部分(2-3)，所述生态填料床主体部分(2-3)从下往上依次设有防渗层(2-31)，空气管承托层(2-32)，页岩填料层(2-34)，混合填料层(2-35)，不饱和炭填料层(2-36)，细砂保护层(2-37)，改良营养土层(2-38)以及挺水植物层(2-39)，所述空气管承托层(2-32)内设有空气管(2-33)07.根据权利要求6所述应用于黑臭水体治理的水质改善与生态修复设施，其特征是，所述进口布水区(2-1)进水端顶部设有进水管(2-11)，所述进口布水区(2-1)内部设有进口布水区石笼(2-12)，所述进口布水区与生态填料床主体部分(2-3)交界处设有进口布水区穿孔板(2-13)， 所述出口布水区(2-2)出水端底部设有出水管(2-21)，所述出口布水区(2-2)内部设有出口布水区石笼(2-22)，所述出口布水区(2-2)与生态填料床主体部分(2-3)交界处设有出口布水区穿孔板(2-23)。8.根据权利要求6所述应用于黑臭水体治理的水质改善与生态修复设施，其特征是，所述防渗层(2-31)厚度为200-300mm，防渗层上铺有聚丙烯防渗土工膜;所述空气管承托层(2-32)选用粒径为16?32mm的粗烁石，厚度为300-400mm;所述页岩填料层(2-34)选用粒径为16?32mm的页岩颗粒，厚度为200-300mm;所述混合填料层(2-35)选用粒径为16?32mm的粗石乐石和铁矿石，厚度为200-300mm;所述不饱和炭填料层(2-36)选用粒径为8?16mm的不饱和炭，厚度为300-400mm;所述细砂保护层(2_37)选用粒径为4?8mm的石英砂，厚度为100-200mm ；所述改良营养土层(2-38)厚度为300-400mm。9.根据权利要求1所述应用于黑臭水体治理的水质改善与生态修复设施，所述景观水道(3)包括河底垫层(3-1)、位于景观水道两侧的护岸生态石笼(3-3)、位于护岸生态石笼(3-3)上方的人行道(3-4)，所述河底垫层(3-1)的上方设有吸附反应层(3-2)，所述护岸生态石笼(3-3)内分为四个填装区，以与水接触的一侧为外侧，由外至内依次为速分生化球填装区、肥料球填装区、石块填装区、土壤球填装区。
【文档编号】C02F9/14GK205710288SQ201620274367
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年4月5日
【发明人】游建军, 钟儒波, 胡志鑫, 唐传祥
【申请人】湖南艾布鲁环保科技有限公司
【专利摘要】本新型公开了一种应用于黑臭水体治理的水质改善与生态修复设施，包括河道，在河道中设置水位自动控制过滤坝(1)，将河道分成上游河道(5)和下游河道(6)，在上游河道(5)和下游河道(6)附近还设有生态填料床(2)和景观水道(3)；所述生态填料床包括进口布水区(1)和出口布水区(2)，生态填料床(2)的进口布水区(1)与上游河道(5)连通，生态填料床(2)的出口布水区(2)与景观水道(3)的一端连通，景观水道(3)的另一端与下游河道(6)连通。该设施可以达到消除黑臭现象；提高透明度，改善水质；生态堤岸建设；改善生态景观的目的。
【专利说明】
一种应用于黑臭水体治理的水质改善与生态修复设施
技术领域
[0001]本新型属于河道治理领域，进一步是指一种应用于黑臭水体治理的水质改善与生态修复设施。
【背景技术】
[0002]在过去的河道治理中，比较早的是采用工程治河，主要以提高防洪排涝、蓄水航运能力为主，利用防洪工程、排污工程等措施控制污染并改善水质。这个初级阶段使用的河道整治技术主要有河道截弯取直、底泥疏浚、河岸带重建等，其中护岸结构以直立式挡墙为主。在这种理念的驱使下，城镇河道沟渠化、硬质化现象相当严重，对提高河流水体的自净能力和城镇生态环境产生了较为负面的影响。
[0003]随后，城镇河道治理进入了环境保护与综合治理阶段。这个阶段以城市水环境综合整治方针为标志，开展了混合污水截流管道的修建和优化，兴建集中污水处理设施、氧化塘、土地处理系统等为城市河流污染截污控源，开展底泥疏浚、引清调水、河岸带衬砌等河道整治，在实现城市河流的景观效应、旅游和休闲功能取得了一些进展，但问题仍然不少。
[0004]上述两个阶段的城镇河道治理虽然在当时的环境下起到积极的作用，但从去除有机物与生态的角度来看，仍存在明显不足。现阶段的城镇河道治理应在截污控源，底泥生物修复的基础上，以强化水质修复、生态护岸、河道生态景观重建为目的，达到“岸青、水美”的水明如镜的目的。
【实用新型内容】
[0005]针对现有技术的不足，本新型提供一种应用于黑臭水体治理的水质改善与生态修复设施，以达到消除黑臭现象；提高透明度，改善水质；生态堤岸建设；改善生态景观的目的。
[0006]为了解决上述技术问题，本新型所采用的技术方案是:
[0007]—种应用于黑臭水体治理的水质改善与生态修复设施，包括河道，在河道中设置水位自动控制过滤坝，将河道分成上游河道和下游河道，在上游河道和下游河道附近还设有生态填料床和景观水道;所述生态填料床包括进口布水区和出口布水区，生态填料床的进口布水区与上游河道连通，生态填料床的出口布水区与景观水道的一端连通，景观水道的另一端与下游河道连通。
[0008]所述水位自动控制过滤坝包括由前端坝壁，后端坝壁以及底部坝基础所组成的坝腔，所述坝腔内水平方向设有滤板，所述滤板将坝腔分为上下两部分，坝腔下部分为集水室，坝腔上部分竖直方向设有至少一块隔板，使得坝腔上部分分隔为多个过滤室;所述任意一个过滤室内从下往上均依次设置有承托层、页岩滤料层、粗石英砂滤料层、上层双向滤头盖板、顶层细格栅和顶层粗格栅。
[0009]所述水位自动控制过滤坝，不仅起到自动过滤和净化水质的作用，而且可以自动控制治理水系与其它水系的水体交换，同时可以提高治理水系水体的流动性。
[0010]所述水位自动控制过滤坝的具体优选方案如下:
[00?1 ] 优选方案，所述滤板的厚度为8mm-l 2mm，所述滤板上钻有20mm-25mm的孔，孔间距为50mm-60mmo
[0012]优选方案，所述集水室的出水口设置有出水口细格栅和出水口粗格栅。
[0013]优选方案，所述出水口细格栅的间隙为3mm-5mm，所述出水口粗格栅的间隙为8mm-12mm。
[OOM] 优选方案，所述承托层选用粒径为32-64mm的卵石，厚度为200-300mm;所述页岩滤料层选用粒径为16?25mm页岩颗粒，厚度为300-400mm;所述粗石英砂滤料层选用粒径为4?8mm的粗石英砂，厚度为300-400mm ；所述上层双向滤头盖板材质为钢板，厚度为10_20mm，钢板上钻有孔，孔间距为150-200mm，孔内紧固双滤头;所述顶层细格栅的间隙为所述顶层粗格栅的间隙为I Omm-12mm。
[0015]优选方案，所述顶层粗格栅与前端坝壁的水平夹角为45°，形成迎水坡面，以适应不同水位的变化。
[0016]所述一种应用于河道治理的水位自动在过滤坝，在运行时，当上游河道最高水位
H.W.L高于下游河道最低水位[L.W.Lr进行过滤；当下游河道最高水位[H.W.Lr河道最低水位L.W.L时进行反冲洗。
[0017]与传统的坝体相比较的优势为:具有水坝和生物反应器的双重功能。①在过滤和反冲洗过程中，不需要任何设备，全靠上、下游水位差自控控制。②通过水坝体内滤料的生物净化、过滤、吸附等功能来达到净化水质的效果。
[0018]所述生态填料床还包括位于进口布水区和出口布水区之间的生态填料床主体部分，所述生态填料床主体部分从下往上依次设有防渗层，空气管承托层，页岩填料层，混合填料层，不饱和炭填料层，细砂保护层，改良营养土层以及挺水植物层，所述空气管承托层内设有空气管。
[0019]所述生态填料床，可以有效解决传统人工湿地容易堵塞的缺点，其脱氮除磷效果好。
[0020]所述生态填料床的具体优选方案如下:
[0021 ]优选方案，所述进口布水区进水端顶部设有进水管，所述进口布水区内部设有进口布水区石笼，所述进口布水区与生态填料床主体部分交界处设有进口布水区穿孔板。
[0022]优选方案，所述出口布水区出水端底部设有出水管，所述出口布水区内部设有出口布水区石笼，所述出口布水区与生态填料床主体部分交界处设有出口布水区穿孔板。
[0023]优选方案，所述防渗层厚度为200-300mm，防渗层上铺有聚丙烯防渗土工膜;所述空气管承托层选用粒径为16?32mm的粗砾石，厚度为300-400mm;所述页岩填料层选用粒径为16?32mm的页岩颗粒，厚度为200-300mm;所述混合填料层选用粒径为16?32mm的粗烁石和铁矿石，厚度为200-300mm;所述不饱和炭填料层选用粒径为8?16mm的不饱和炭，厚度为300-400mm ；所述细砂保护层选用粒径为4?8mm的石英砂，厚度为100-200mm;所述改良营养土层厚度为300-400mm。
[0024]所述改良营养土是选用粉煤灰占20%，微量元素铜、铁、锌、硼、钼各占2%，当地一般粘土占7%复合而成的营养土。
[0025]所述挺水植物种植包括香蒲、石菖蒲、水葱、千屈菜等。
[0026]本新型生态填料床的原理为①接触沉淀作用，即污染河水通过生态填料床时，水中的悬浮污染物颗粒、与填料上附着的生物膜产生沉淀，从而与水体分离;②吸附作用，即河水中污染物与多种填料表面的电荷发生作用，产生物化吸附现象，污染物附着于多种填料表面上;③氧化分解，即由生态填料床中的大量微生物、微小生物、螺蛳等软体动物、挺水植物组成生态系统，将有机物作为营养物质进行生物强化分解，转变为简单的含C、N、P等的无机物，为生态填料床的生物膜，植物体系吸附、利用。
[0027]和传统的人工湿地相比，本新型由于在生态填料床底部设置有空气管进行曝气，解决了堵塞问题；由于多种填料去除污染物的功能明确，且在顶部种植了挺水植物，其去除TP(总磷)、TN(总氮)效果好。
[0028]所述景观水道优选包括河底垫层、位于景观水道两侧的护岸生态石笼、位于护岸生态石笼上方的人行道，所述河底垫层的上方设有吸附反应层，所述护岸生态石笼内分为四个填装区，以与水接触的一侧为外侧，由外至内依次为速分生化球填装区、肥料球填装区、石块填装区、土壤球填装区。
[0029]所述景观水道，在水质改善与生态修复的基础上，达到与景观的完美结合，且结构更稳定，水体自净能力更强。
[0030]所述景观水道包括河底垫层、位于景观水道两侧的护岸生态石笼、位于护岸生态石笼上方的人行道、以及沉水植物、浮叶植物、护岸植物、人行道旁侧植物;所述河底垫层的上方设有吸附反应层，所述护岸生态石笼内分为四个填装区，以与水接触的一侧为外侧，由外至内依次为速分生化球填装区、肥料球填装区、石块填装区、土壤球填装区。这种结构和填装方式可以使得河岸结构更稳定，且更加适合各种植物和生物的生存，提高水体自净能力。
[0031 ]所述景观水道的具体优选方案如下:
[0032]优选方案，所述河底垫层为16?32mm的卵石，厚度为150-200mm。
[0033]优选方案，所述吸附反应层为I?2mm的石英砂，厚度为300-400mm。
[0034]优选方案，所述护岸生态石笼是用镀锌、喷塑铁丝网或用竹子编制的竹笼。护岸生态石笼高度为240mm，宽度为480mm，长度为1200?1600mm。皇成台阶状护岸，并结合植物、碎石以增强其稳定性和生态性。
[0035]优选方案，所述速分生化球填装区内的速分生化球填粒径为100-120mm、所述肥料球填装区内的肥料球粒径为80?100mm、所述石块填装区内石块粒径为60-80mm、所述土壤球填装区土壤球粒径为60_100mm。
[0036]优选方案，所述沉水植物为金鱼草、黄丝草间种;所述浮叶植物为睡莲、泽泻间种；所述护岸植物为茭草、芦苇间种。所述的人行道旁侧植物为美人蕉。
[0037]所述景观水道以“生态人居，环境可持续发展”为主题进行景观水道设计，可恢复水体的生物物种景观多样化，且结构更稳定，水体自净能力更强。以创建一个“景美可赏、水清可渔”的生态环境，适合人们休闲、居住、观赏的景观水道。
[0038]本新型的工作流程是:由图8可知①将待处理河道用水位自动控制过滤坝分隔成上游河道与下游河道;②待处理河道的水体流经水位自动控制过滤坝，通过坝体内的多种滤料的生物净化、吸附、过滤后，处理后水体流入下游河道;③用潜水栗将上游河道待处理的水体栗入生态填料床，通过接触沉淀、吸附、氧化分解等作用，原水水体交换净化后流入景观水道;④经生态填料床处理后的水在景观水道内进一步接触沉淀、吸附和氧化分解作用后补充到下游河道。
[0039]与现有技术相比，本新型的优势在于:
[0040]①以“流动—净化—修复”为治理与修复理念，通过促进水体流动，净化改善水质与修复生态系统治理思路来达到工程的预期目标。
[0041]②以原水水体净化技术与河流生态景观技术相结合，改善了河道水体水质，又达到了美化环境的目的。
[0042]③创建了具有水坝和生物反应器双重功能的水位自动控制过滤坝。
【附图说明】
[0043]图1是一种应用于黑臭水体治理的水质改善与生态修复设施的区域布置平面示意图；
[0044]图2是实施例中水位自动控制过滤坝的平面示意图；
[0045]图3是实施例中水位自动控制过滤坝的剖面示意图；
[0046]图4是实施例中生态填料床的平面和剖面示意图；
[0047]图5是实施例中生态填料床的平面和剖面示意图；
[0048]图6是实施例中景观水道的平面和剖面示意图；
[0049]图7是实施例中景观水道的平面和剖面示意图；
[0050]图8是一种应用于黑臭水体治理的水质改善与生态修复设施的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0051 ]为了更好的理解本新型，下面结构实施例对本新型进一步详细说明。
[0052]实施例1
[0053]由图1、图2、图3可知，一种应用于黑臭水体治理的水质改善与生态修复设施，包括河道，在河道中设置水位自动控制过滤坝I，将河道分成上游河道5和下游河道6，在上游河道5和下游河道6附近还设有生态填料床2和景观水道3;所述生态填料床包括进口布水区2-1和出口布水区2-2，生态填料床2的进口布水区2-1与上游河道5连通，生态填料床2的出口布水区2-2与景观水道3的一端连通，景观水道3的另一端与下游河道6连通。
[0054]所述水位自动控制过滤坝I包括由前端坝壁1-1，后端坝壁1-2以及底部坝基础1-3所组成的坝腔，所述坝腔内水平方向设有滤板1-6，所述滤板1-6将坝腔分为上下两部分，坝腔下部分为集水室1-4，坝腔上部分竖直方向设有至少一块隔板1-5，使得坝腔上部分分隔为多个过滤室;所述任意一个过滤室内从下往上均依次设置有承托层1-61、页岩滤料层1-62、粗石英砂滤料层1-63、上层双向滤头盖板1-64、顶层细格栅1-7和顶层粗格栅1-8;
[0055]所述集水室1-4底部为坝基础1-3，上面设置钢制滤板1-6，钢制滤板1-6厚度为8mm。滤板上钻有20mm孔，孔间距为60mm。集水室1-4出水口设置有集水室出口细格栅1-41和集水室出口粗格栅1-42。细格栅间隙为3mm，粗格栅间隙为10mm。集水室1-4上面设置的钢制滤板1-6和坝腔内的2块分隔竖立钢板1-5焊接组成过滤室。竖立钢板的厚度为10mm。
[0056]所述过滤室从下往上依次设置有:
[0057]承托层1-61，选用粒径为32?64mm的卵石，厚度为300mm。承托层主要功能是支撑上面的滤料层。
[0058]页岩滤料层1-62，选用粒径为16?25mm的页岩颗粒，厚度为400mm。页岩滤料层的主要功能是去除被污染河道中的氮(N)和磷(P)及有机物(COD,B0D) ο[°°59] 粗石英砂滤料层1-63，选用粒径为4?8mm的粗石英砂，厚度为400mm。粗石英砂的主要功能是截除悬浮颗粒，起过滤和生物反应作用。
[0000]上层双向滤头盖板1-64，材质为钢板，厚度为10mm，钢板上钻33mm孔，孔间距为150mm。孔内紧固双向滤头，双向滤头规格为XH=80X 140mm。上层双向滤头盖板的主要功能为过滤和反冲洗时防止滤料流失。
[0061 ]顶层细格栅1-7，间隙为3mm。
[0062]顶层粗格栅1-8，间隙为10mm。
[0063]顶层粗格栅1-8与前端坝壁1-1的水平夹角为45°形成迎水坡面，以适应不同水位的变化。
[0064]顶层粗、细格栅的主要功能是拦截河面上的大、小悬浮物。
[0065]所述水位自动控制过滤坝，在运行时，当上游河道最高水位H.W.L高于下游河道最低水位[L.W.Lr时进行过滤；当下游河道最高水位[H.W.Lr高于上游河道最低水位L.W.L时进行反冲洗。
[0066]所述水位自动控制过滤坝和传统的坝体相比较的优势为:具有水坝和生物反应器的双重功能。①在过滤和反冲洗过程中，不需要任何设备，全靠上、下游水位差自动控制。②通过水坝体内滤料的生物净化、过滤、吸附等功能来达到净化水质的效果。
[0067](2)在构建水位自动控制过滤坝附近的岸边建造生态填料床。
[0068]由图1、图4、图5可知
[0069]所述生态填料床2还包括位于进口布水区2-1和出口布水区2-2之间的生态填料床主体部分2-3，所述生态填料床主体部分2-3从下往上依次设有防渗层2-31，空气管承托层2-32，页岩填料层2-34，混合填料层2-35，不饱和炭填料层2_36，细砂保护层2_37，改良营养土层2-38以及挺水植物层2-39，所述空气管承托层2-32内设有空气管2_33。
[0070]所述进口布水区2-1进水端顶部设有进水管2-11，所述进口布水区2-1内部设有进口布水区进水口布水区石笼2-12，所述进口布水区与生态填料床主体部分2-3交界处设有进口布水区穿孔板2_13。
[0071]所述出口布水区2-2出水端底部设有出水管2-21，所述出口布水区2_2内部设有出口布水区出水口布水区石笼2-12，所述出口布水区2-2与生态填料床主体部分2-3交界处设有出口布水区穿孔板2-23。
[0072]下面做更进一步的说明。
[0073]所述进口布水区2-1的首端池壁和进口布水区穿孔板2-13组成池腔，池腔内满填进水口布水区石笼2-12(金属网内置80?10mm的石块)，顶部进水口布水区石笼2-12内设置进水管1-1。进口布水区穿孔板2-13材质为钢板，厚度为10mm，采用环氧富锌防腐。钢板穿孔孔径为50mm，孔间距为100mm。
[0074]所述出口布水区2-2的末端池壁和出口布水区穿孔板2-23组成池腔，池腔内满填出水口布水区石笼2-12(金属网内置60?80mm的石块)，底部出水口布水区石笼2_12内设置出水管2-21。出口布水区穿孔板2-23材质为钢板，厚度为10mm，采用环氧富锌防腐。钢板穿孔孔径为50mm，孔间距为100mm。
[0075]进口布水区2-1和出口布水区2-2之间设置的生态填料床主体部分2-3，从下往上依次设置有:
[0076]所述防渗层2-31由粘土和膨润土按体积比6:4混合而成，厚度为200mm，上面紧铺250g/m2的聚丙稀防渗土工膜。
[0077]所述空气管承托层2-32选用粒径为16?32mm的粗烁石，厚度为400mm。
[0078]所述空气管2-33设置在空气管承托层2-32之中，空气管主管管径为DN150mm，各支管管径为DN50mm，管间距为200mm，支管下部沿中心线两边45°角开有小孔，孔径为5mm，孔间距为200mm。
[0079]所述页岩填料层2-34选用粒径为16?32mm的页岩颗粒，厚度为200mm，页岩填料的主要功能是去除TP(总磷)。
[0080]所述混合填料层2-35选用粒径为16?32mm的粗烁石和铁矿石，厚度为200mm，粗石乐石占80%，铁矿石占20%。混合填料的主要功能是去除TN(总氮)。
[0081 ] 所述不饱和炭填料层2-36选用粒径为8?16mm的木炭，厚度为300mm。不饱和炭填料的主要功能是去除C0Dcr、B0D5(有机物)。
[0082]所述细砂保护层2-37选用粒径为4?8mm的石英砂，厚度为100mm。
[0083]所述改良营养土层2-38选用粉煤灰占20%，微量元素铜、铁、锌、硼、钼各占2%，当地一般粘土占7%复合而成，规格为100目，厚度为300mm。
[0084]所述挺水植物层2-39种植香蒲、石菖蒲、水葱、千屈菜4种。
[0085](3)在生态填料床的出口方向与下游主河道相连处建造景观水道。
[0086]由图1、图6、图7可知，所述景观水道3包括河底垫层3-1、位于景观水道两侧的护岸生态石笼3-3、位于护岸生态石笼3-3上方的人行道3-4，所述河底垫层3-1的上方设有吸附反应层3-2，所述护岸生态石笼3-3内分为四个填装区，以与水接触的一侧为外侧，由外至内依次为速分生化球填装区、肥料球填装区、石块填装区、土壤球填装区。
[0087]所述河底垫层3-1为16?32mm的卵石，厚度为150mm。主要功能为隔离污染底泥与水体，防止底泥污染物向水体迀移。
[0088]所述吸附反应层3-2为I?2mm的石英砂，厚度为300mm。主要功能为安全覆盖，对水流产生接触沉淀、吸附和氧化分解作用，以改善水质、修复水体生态环境。
[0089]所述护岸生态石笼3-3是用镀锌、喷塑钢塑铁丝网或用竹子编制的竹笼(笼内所装的速分生化球规格为120 mm、肥料球规格80?100mm、石块规格为60 mm、浓缩土壤球规格为60mm)。护岸生态笼高度为240mm，宽度为480mm，长度为1200?1600mm，叠成台阶护岸，并结合植物、碎石以增强其稳定性和生态性。主要功能为抗冲刷和为水生植物、动物与微生物提供生存空间。
[0090]所述人行道3-4为普通铺砌人行道。
[0091]所述沉水植物3-5为金鱼草、黄丝草间种。主要功能为增加水生动植物的生存空间，增加水体空间的层次。
[0092]所述浮叶植物3-6为睡莲、泽泻间种。主要功能为适应工程区水体生境，开花植物，具有一定的景观效果。
[0093]所述护岸植物3-7为茭草、芦苇间种。主要功能为突出自然生态情趣，弱化堤岸硬质效果。
[0094]所述的人行道旁侧植物3-8为美人蕉。主要功能为景观水道，增加美感。
[0095]所述提水景观曝气机3-9选用0BA0-2008C，功率HP/kw为1.5/1.2，转速为2800印111，增氧能力为3.2?4.0kgO2A，循环通量为200m3/h。主要功能为强力曝气充氧，以改善水质；又可造景，美化水体。
[0096]景观水道3长度约为200?1000m，设计水深0.5?1.0m，水道顶宽1.5?3.0m，底宽0.5?I.0m0
[0097](4)所述潜水栗4选用型号为亂-200-10，流量0 = 2001113/11，扬程!1=10111，功率~ =30kw，转速 1450r/min。
[0098]本新型的工作流程是:由图8可知①将待处理河道用水位自动控制过滤坝分隔成上游河道5与下游河道6 ；②待处理河道5的水体流经水位自动控制过滤坝I，通过坝体内的多种滤料的生物净化、吸附、过滤后，处理后水体流入下游河道6;③用潜水栗4将上游河道5待处理的水体栗入生态填料床2，通过接触沉淀、吸附、氧化分解等作用，原水水体交换净化后流入景观水道3;④经生态填料床2处理后的水在景观水道3内进一步接触沉淀、吸附和氧化分解作用后补充到下游河道5.
[0099]利用本发明的一种应用于黑臭水体治理水质改善与生态修复方法对某城市的河道进行水质改善与生态修复工程中，上游河道的水质指标D0<0.575mg/L，⑶DS151.0mg/L，BOD彡 11.lmg/L，NH3-N彡 14.495mg/L，TPSI.736mg/L，TN彡 15.59mg/L，采用本发明的工艺流程，经过处理过的下游河道的水质指标:COD彡40mg/L，B0D彡10mg/L ,NH3-N彡2.0mg/L，TP彡0.4mg/L，TN彡2.0mg/L，水质达到《污水处理再生利用景观环境用水水质标准》(GB/T18921-2002)国家标准；下游河道水体夏季透明度普遍提高至48cm，冬季达到67cm。消除了河流黑臭现象，实现了堤岸生态化，水体景观优美。
【主权项】
1.一种应用于黑臭水体治理的水质改善与生态修复设施，包括河道，其特征是，在河道中设置水位自动控制过滤坝(I)，将河道分成上游河道(5)和下游河道(6)，在上游河道(5)和下游河道(6)附近还设有生态填料床(2)和景观水道(3);所述生态填料床包括进口布水区(2-1)和出口布水区(2-2)，生态填料床(2)的进口布水区(2-1)与上游河道(5)连通，生态填料床(2)的出口布水区(2-2)与景观水道(3)的一端连通，景观水道(3)的另一端与下游河道(6)连通。2.根据权利要求1所述应用于黑臭水体治理的水质改善与生态修复设施，其特征是，所述水位自动控制过滤坝(I)包括由前端坝壁(1-1)，后端坝壁(1-2)以及底部坝基础(1-3)所组成的坝腔，所述坝腔内水平方向设有滤板(1-6)，所述滤板(1-6)将坝腔分为上下两部分，坝腔下部分为集水室(1-4)，坝腔上部分竖直方向设有至少一块隔板(1-5)，使得坝腔上部分分隔为多个过滤室;所述任意一个过滤室内从下往上均依次设置有承托层(1-61)、页岩滤料层(1-62)、粗石英砂滤料层(1-63)、上层双向滤头盖板(1-64)、顶层细格栅(1-7)和顶层粗格栅(1-8)。3.根据权利要求2所述应用于黑臭水体治理的水质改善与生态修复设施，其特征是，所述集水室(1-4)的出水口设置有出水口细格栅(1-41)和出水口粗格栅(1-42)。4.根据权利要求3所述应用于黑臭水体治理的水质改善与生态修复设施，其特征是，所述出水口细格栅(1-41)的间隙为，所述出水口粗格栅(1-42)的间隙为8mm_l 2mm。5.根据权利要求2所述应用于黑臭水体治理的水质改善与生态修复设施，其特征是，所述承托层(1-61)选用粒径为32-64mm的卵石，厚度为200-300mm;所述页岩滤料层(1-62)选用粒径为16?25mm页岩颗粒，厚度为300-400mm;所述粗石英砂滤料层(1-63)选用粒径为4?8mm的粗石英砂，厚度为300-400mm;所述上层双向滤头盖板(1-64)材质为钢板，厚度为10-20mm，钢板上钻有孔，孔间距为150-200mm，孔内紧固双滤头;所述顶层细格栅(7)的间隙为;所述顶层粗格栅(8)的间隙为I Omm-12mm。6.根据权利要求1所述应用于黑臭水体治理的水质改善与生态修复设施，其特征是，所述生态填料床(2)还包括位于进口布水区(2-1)和出口布水区(2-2)之间的生态填料床主体部分(2-3)，所述生态填料床主体部分(2-3)从下往上依次设有防渗层(2-31)，空气管承托层(2-32)，页岩填料层(2-34)，混合填料层(2-35)，不饱和炭填料层(2-36)，细砂保护层(2-37)，改良营养土层(2-38)以及挺水植物层(2-39)，所述空气管承托层(2-32)内设有空气管(2-33)07.根据权利要求6所述应用于黑臭水体治理的水质改善与生态修复设施，其特征是，所述进口布水区(2-1)进水端顶部设有进水管(2-11)，所述进口布水区(2-1)内部设有进口布水区石笼(2-12)，所述进口布水区与生态填料床主体部分(2-3)交界处设有进口布水区穿孔板(2-13)， 所述出口布水区(2-2)出水端底部设有出水管(2-21)，所述出口布水区(2-2)内部设有出口布水区石笼(2-22)，所述出口布水区(2-2)与生态填料床主体部分(2-3)交界处设有出口布水区穿孔板(2-23)。8.根据权利要求6所述应用于黑臭水体治理的水质改善与生态修复设施，其特征是，所述防渗层(2-31)厚度为200-300mm，防渗层上铺有聚丙烯防渗土工膜;所述空气管承托层(2-32)选用粒径为16?32mm的粗烁石，厚度为300-400mm;所述页岩填料层(2-34)选用粒径为16?32mm的页岩颗粒，厚度为200-300mm;所述混合填料层(2-35)选用粒径为16?32mm的粗石乐石和铁矿石，厚度为200-300mm;所述不饱和炭填料层(2-36)选用粒径为8?16mm的不饱和炭，厚度为300-400mm;所述细砂保护层(2_37)选用粒径为4?8mm的石英砂，厚度为100-200mm ；所述改良营养土层(2-38)厚度为300-400mm。9.根据权利要求1所述应用于黑臭水体治理的水质改善与生态修复设施，所述景观水道(3)包括河底垫层(3-1)、位于景观水道两侧的护岸生态石笼(3-3)、位于护岸生态石笼(3-3)上方的人行道(3-4)，所述河底垫层(3-1)的上方设有吸附反应层(3-2)，所述护岸生态石笼(3-3)内分为四个填装区，以与水接触的一侧为外侧，由外至内依次为速分生化球填装区、肥料球填装区、石块填装区、土壤球填装区。
【文档编号】C02F9/14GK205710288SQ201620274367
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年4月5日
【发明人】游建军, 钟儒波, 胡志鑫, 唐传祥
【申请人】湖南艾布鲁环保科技有限公司
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