专利名称：处理面源低污染水的河道生态系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及ー种处理面源低污染水的河道生态系统。
背景技术：
近年来，随着点源污染控制力度的加強，以农村生活污水、农田径流和畜禽养殖污水为主的面源污染成为了河流和湖泊流域污染控制的重点。研究表明，这些污水的发生主要和地表径流产生量成正相关关系，经降雨和河流上游来水混合后，径流中的污染物浓度大幅下降，水中的营养盐和碳源远低于生活污水的标准，通常称这类水量大、浓度低的污水为低污染水或微污染水。根据以上特性可知，低污染水不宜使用集中式的生物处理方式对其进行处理，针对面源污染源的随机性和复杂性，因地制宜地采用生态工程处理面源低污染水被认为是较为有效的工程技术手段。目前被广泛采用的生态工程处理技术包括人工湿地处理技术、氧化塘技术、生物滤池技术以及土壤渗滤技术等，以上技术的基本思想是构建植物、微生物和基质等微生态系统，通过植物吸收、微生物分解、基质吸附以及化学沉淀等联合作用对污染物进行降解。 然而低污染水中的低碳低氮磷以及水力负荷大的特点使得微生物和植物的生长受到明显抑制，物理和化学作用因为水力停留时间短而无法高效完成。目前単一的生态处理工程技术难以解决面源低污染水问题，面源低污染水的处理是河流和湖泊流域内当前面源污染控制的一大难题。
发明内容
本发明目的在于针对以上河流和湖泊流域内面源低污染水处理的难题，提出ー种处理面源低污染水的河道生态系统，建立以生态截污沟、生态护岸、河口人工湿地組合形成的处理面源低污染水的河道生态系统，本发明从强化源头污染截留、改善河道自浄能力以及控制污染出流三方面立体式地解决了面源低污染水的收集和处理问题。为实现上述发明目的，本发明的技术方案如下本发明提供了一种处理面源低污染水的河道生态系统，该河道生态系统包括生态截污沟、生态护岸和河口人工湿地，所述生态截污沟位于河道沿岸外两侧，所述河口人工湿地位于所述生态截污沟出口处，所述生态护岸是梯级生态护岸，所述生态护岸位于河道内侧沿河两岸。优选地，所述生态截污沟采用砌砖结构，收集通过地表径流和漫流方式产生的农田和农村面源低污染水，所述生态截污沟的尺寸根据最大过水量设计，所述生态截污沟的底部铺设水泥孔砖，以提供微生物生长环境从而增强水体浄化能力。优选地，所述水泥孔砖的孔径大小为30mm-60mm。优选地，所述生态护岸为三级生态护岸，从河内往外依次为一级挺水植物护岸， 挺水植物根植于河流底泥和土壌中，筛选适合当地生长、耐污性强的水生植物；二级湿生植物护岸，筛选适合当地生长、耐污性强、根系较发达的湿生植物；三级灌木和乔木护岸，选择观赏性强、根系发达的灌木和乔木植物，在污染削減、水量调蓄和固定护岸方面发挥作用。优选地，所述生态护岸的各级护岸宽度为1. Om-1. 5m，护岸高度根据河道最高水位和平水水文情况而定。优选地，所述ー级挺水植物护岸和河道底部的交汇处设置有护角石，以便保护坡脚，使整个护岸的抗冲刷能力大大提高，也能为水生生物提供栖息场所。优选地，所述ニ级湿生植物护岸的高度使湿生植物根系不能长时间低于河流常水位，所述ニ级湿生植物护岸上铺设用于植物生根的粗砂或者土壌。优选地，所述三级灌木和乔木护岸上铺设用于植物生根的粗砂或者土壌。优选地，所述人工湿地采用氧化塘和潜流湿地或者氧化塘和表流湿地的组合エ 艺，氧化塘发挥污染物沉淀和水体复氧的作用，后续湿地将发挥基质、植物和微生物的联合作用对污染物进行去除。优选地，所述人工湿地包括湿地植物和湿地填料，所述湿地植物选用芦苇、美人蕉、香蒲、风车草中的ー种或多种的混合，所述湿地填料选用粉煤灰、沸石、干渣、石灰岩中的ー种或多种的混合。本发明在河道沿岸外两侧建设生态截污沟，使得来自农田径流和农村污水的面源高浓度污水不直接进入河道，避免与河流水体混合形成大量低污染水并影响河流水质；在生态截污沟出口处建设河口人工湿地系统，收集通过生态截污沟导流进入的污水，这部分污水一方面在生态截污沟传输过程中得到一定程度的浄化，另ー方面在进入湖泊之前经过人工湿地強化净化处理，污染物负荷能够得到大幅度的削減；在河道两岸内侧建设以挺水植物-湿生植物-灌木和乔木组成的三级生态护岸，改善河道内的水体自浄和防洪能力。本发明在強化源头污染控制、提高河道自浄能力以及控制污染出流这三方面立体式地削减最终进入湖泊的面源污染负荷。
图1为本发明的处理面源低污染水的河道生态系统的平面图；图2为本发明的处理面源低污染水的河道生态系统的剖面图。
具体实施例方式下面以云南洱海流域面源低污染水污染控制实施例为基础，进ー步阐述本发明， 但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。实施例本实施例位于云南洱海流域北部罗时江河流子流域，工程服务对象为流域内的农田径流、农村污水、部分畜禽粪便污染、上游河流来水等面源污染。流域内面源污染负荷的产生和迁移与降雨量存在显著相关性，受到降雨和上游河流来水的影响，该地区的面源污染存在着污水产生量大，污水浓度低的特点。针对以上情況，在该流域建设实施了本发明中的处理面源低污染水的河道生态系统。其目的在于改善罗时江河水水质，削减进入洱海的面源污染负荷量。如图1和图2所示，罗时江的入湖河道1的常年最高水位3为2. 7m,河流常水位2为1. 0m，根据河流中段提升泵站位置，在罗时江某3km河段沿河两侧，建设了长约的生态截污沟10，沟渠尺寸为500mmX800mm(宽X高)，沟内底部铺设水泥孔砖11，孔砖尺寸为 300mmX 250mmX 50mm (长X宽X高)，砖孔径大小为50mm，农田和农村生活来水12经沟渠的进ロ进入生态截污沟10 ；沟渠两出口分別建设两个河口人工湿地13处理截污沟中的来水，湿地面积均为5亩，均采用氧化塘和表流湿地的組合エ艺，其中氧化塘面积约为1亩，深度为2m，水利停留时间约为他，表流人工湿地面积约为4亩，深度为1. 5m，水力停留时间约为Mh，人工湿地选用的水生植物包括芦苇、风车草、香蒲，湿地填料使用沸石和粉煤灰混合填料，在3km河道内两侧建设了长约3km的河道生态护岸4，采用的是挺水植物5-湿生植物 6-灌木和乔木7三级复合生态护岸，选用的植物分別为芦苇、柳树、杨树，三级高度分别为 0. 3m、0. 5m、0. 5m,宽度均为1. 5m，供植物根系生长的土壌使用原位表土回填，植物栽种密度以能有效覆盖土壌表面为准，在坡脚放置护角石8。生态截污沟10和河道生态护岸4之间是河岸马路9。工程实施考察期为8个月份G月-11月)，现场对截污沟进水水质、人工湿地出水水质、系统实施前后河流水质变化的监测结果表1所示。可见，处理面源低污染水的河道生态系统工程实施后，罗时江河水水质得到改善，来自农田和农村的面源污水处理效果理想， 并且形成怡人的河道生态护岸景观，有效削减了进入洱海的面源污染负荷。表 权利要求
1.一种处理面源低污染水的河道生态系统，包括生态截污沟、生态护岸和河口人工湿地，其特征在干所述生态截污沟位于河道沿岸外两侧，所述河口人工湿地位于所述生态截污沟出口处，所述生态护岸是梯级生态护岸，所述生态护岸位于河道内侧沿河两岸。
2.根据权利要求1所述的河道生态系统，其特征在于所述生态截污沟采用砖砌结构， 所述生态截污沟的尺寸根据最大过水量设计，所述生态截污沟的底部铺设水泥孔砖。
3.根据权利要求2所述的河道生态系统，其特征在于所述水泥孔砖的孔径大小为 30mm-60mmo
4.根据权利要求1所述的河道生态系统，其特征在于所述生态护岸为三级生态护岸， 从河内往外依次为ー级挺水植物护岸、ニ级湿生植物护岸、三级灌木和乔木护岸。
5.根据权利要求4所述的河道生态系统，其特征在于所述生态护岸的各级护岸宽度为1. Om-1. 5m，护岸高度根据河道最高水位和平水水文情况而定。
6.根据权利要求4所述的河道生态系统，其特征在于所述ー级挺水植物护岸和河道底部的交汇处设置有护角石。
7.根据权利要求4所述的河道生态系统，其特征在于所述ニ级湿生植物护岸的高度使湿生植物根系不能长时间低于河流常水位，所述ニ级湿生植物护岸上铺设用于植物生根的粗砂或者土壌。
8.根据权利要求4所述的河道生态系统，其特征在于所述三级灌木和乔木护岸上铺设用于植物生根的粗砂或者土壌。
9.根据权利要求1所述的河道生态系统，其特征在于所述人工湿地采用氧化塘和潜流湿地或者氧化塘和表流湿地的組合エ艺。
10.根据权利要求9所述的河道生态系统，其特征在于所述人工湿地包括湿地植物和湿地填料，所述湿地植物选用芦苇、美人蕉、香蒲或风车草中的ー种或多种的混合，所述湿地填料选用粉煤灰、沸石、干渣或石灰岩中的ー种或多种的混合。
全文摘要
本发明涉及一种处理面源低污染水的河道生态系统，该河道生态系统在河道沿岸外两侧建设生态截污沟，使得来自农田径流和农村污水的面源高浓度污水不直接进入河道，避免与河流水体混合形成大量低污染水并影响河流水质，同时在生态截污沟出口处建设河口人工湿地系统，强化处理通过生态截污沟导流进入的污水，并在河道两岸内侧建设以挺水植物-湿生植物-灌木和乔木组成的三级生态护岸，改善河道内的水体自净和防洪能力。本发明公开的河道生态系统从强化源头污染截留、改善河道自净能力以及控制污染出流三方面立体式地解决了面源低污染水的收集和处理问题。
文档编号C02F9/14GK102561254SQ201210008590
公开日2012年7月11日 申请日期2012年1月12日 优先权日2012年1月12日
发明者仝欣楠, 孔海南, 封吉猛, 尚晓, 王欣泽 申请人:上海交通大学