用于河道水体原位修复的立体生态廊道系统及方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于河道水体原位修复的立体生态廊道系统及方法，包括拦截单元、预处理单元、湿地单元、绿化截滤单元、反冲洗单元、排洪单元和植物控制单元。本发明可以有效地解决现有人工湿地需间歇运行和长期运行以后填料易堵塞的技术难题，提高整个系统的处理效果和耐冲击负荷能力，减少占地面积，同时兼具防洪功能。并且本发明集多项优化技术构成完善的生态净化系统，实现河道水环境改善、水生态修复的有机统一。具有占地面积小、可在河道原位处理且不影响排洪需求、处理效果好、氮磷去除能力强、应对冲击负荷适应能力强、无蚊蝇滋生、运行维护管理方便等优点，适用于处理受生活污水和工业废水污染的河道。
【专利说明】用于河道水体原位修复的立体生态廊道系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及水生态污水治理【技术领域】，具体涉及一种用于河道水体原位修复的立 体生态廊道系统及方法。
【背景技术】
[0002] 城市河道作为城市景观中的重要组成部分，不仅要为城市供给居民的生活用水， 还要保证城市的工业用水、消防用水及绿化灌溉等。在城市的多个组成系统中，河道具有防 洪排水功能、景观文化功能、生态环境功能和雨水利用功能等，对城市的进步和发展起到了 积极的推动作用。因此，建设良好的城市河道生态系统，从可持续发展的角度而言对人类的 发展与延续起到了重要的作用。
[0003] 随着城市经济的高速发展，城市化和工业化进程的加快，城市河道水环境受到了 严重的污染和破坏。受污染的河道水滞留，河道淤积，水体浑浊甚至时常出现黑臭，被污染 的河水其原作为生活和工业用水水源的功能已经完全丧失；河道水所具有的美化环境、调 节城区小气候、景观旅游等功能大大下降，河道的积泥、淤塞使航运、防洪功能显著退化。水 环境的恶化使城市人居环境和景观效果受到了严重破坏，因此对城市河道水进行水质修复 刻不容缓。
[0004] 对于河流、湖泊等地表水体修复，目前较为先进和科学的理念是生态治水，就具体 的技术发展趋势来看，人工湿地技术是近十几年来国内外开发并已成功地用于治理受污染 水体修复的新技术，也是生态修复技术发展的重要趋势。由于目前在国内大多采用单一的 人工湿地技术对受污染的河道水进行治理，缺乏以人工湿地为其中某一单项技术的集成技 术，因此造成水质净化单元难以处理高污染负荷的污染水，存在着对C0D去除率低，总去除 效率低，湿地填料容易堵塞等不足。特别是人工湿地由于占地问题，与上海等城市市区内生 态用地紧缺的矛盾极为突出。因此，研究如何将人工湿地和其他技术相结合的集成技术与 河道功能有机结合，利用河道现有用地建设水质净化系统，改善和恢复景观河道的生态环 境是亟需解决的问题。
【发明内容】
[0005] 鉴于上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于河道水体原位修复的 立体生态廊道技术。该技术能够在处理城市河道污水中，无需水泵提升、实现河道内原位处 理受污染水体，不占用或少占用两岸用地，并且有效地解决了河道行洪的需要；该技术处理 效率高，可承受的污染物负荷大，能够彻底去除河道黑臭或富营养化问题，处理效果稳定。
[0006] 根据本发明提供的一种用于河道水体原位修复的立体生态廊道系统，包括沿河道 上游至下游方向依次设置的拦截单元、预处理单元、湿地单元、植物控制单元、；
[0007] 所述拦截单元，用于将上游河道来水中的杂物进行拦截；
[0008] 所述预处理单元，用于对经所述拦截单元的来水，进行曝气以及微生物降解；
[0009] 所述湿地单元，用于使经所述预处理单元的来水，沿波浪式渗径反复流经床体的 表层和底层，即反复经过好氧和厌氧的过程，实现对污染物的去除；
[0010] 所述植物控制单元，用于对经所述湿地单元的来水，利用人工浮床种植挺水植物 和浮水植物进行悬浮物拦截、氮磷吸收。
[0011] 优选地，还包括如下任一种或任多种装置：
[0012] 反冲洗单元，用于对人工湿地单元的填料进行反冲洗；
[0013] 绿化截滤单元，用于设置在河道的岸边，拦截污染物进入河道；
[0014] 排洪单元，用于在人工湿地单元的首尾之间提供排洪管道。
[0015] 优选地，所述拦截单元采用不锈钢格栅或者不锈钢筛网。
[0016] 优选地，所述预处理单元，包括曝气管网、柔性填料、曝气头和浮水植物；
[0017] 曝气管网的一端高于柔性填料并与供气装置相连，曝气管网的另一端延伸至柔性 填料的下方并连接曝气头；浮水植物设置在柔性填料的上方。
[0018] 优选地，所述湿地单元包括沿河道上游至下游方向依次设置的多道隔墙，相邻的 隔墙之间填充有多孔性填料；多孔性填料上方种植有湿地植物；
[0019] 位于最上游的隔墙为上部含有过水孔的过水孔隔墙，位于最下游的隔墙为顶端能 够形成漫流的漫流隔墙，其中，所述漫流隔墙的顶端低于过水孔隔墙的顶端；
[0020] 在所述位于最上游的隔墙与所述位于最下游的隔墙之间，沿河道上游至下游方 向：
[0021] -设置有1道下部含有过水孔的过水孔隔墙；或者
[0022] -依次交替设置有下部含有过水孔的过水孔隔墙、漫流隔墙。
[0023] 优选地，所述植物控制单元，包括沉水植物、第一挺水植物、第二挺水植物、浮床；
[0024] 第二挺水植物种植在浮床上。
[0025] 优选地，多孔性填料包括砾石、钢渣、沉水陶粒等中的任一种或多种组合；湿地植 物包括美人蕉、黄菖蒲、菖蒲、香蒲、芦苇中的任一种或任多种植物。
[0026] 优选地，所述反冲洗单元，包括反冲洗管道，其中，所述反冲洗管道设置在所述人 工湿地单元的填料的下方，所述人工湿地底部设置反冲洗单元以解决湿地填料堵塞问题， 在反冲洗管道下部两侧位置处分别开出气孔。
[0027] 优选地，所述排洪单元，包括过水管道、溢流管道、阀门；
[0028] 过水管道穿过所述人工湿地单元的首尾两端，并位于人工湿地单元的下部，过水 管道的上游端设置有阀门；
[0029] 溢流管道穿过所述人工湿地单元的首尾两端，并位于人工湿地单元的上方，溢流 管道的上游端设置有阀门。
[0030] 根据本发明提供的一种用于河道水体原位修复的方法，其利用上述的用于河道水 体原位修复的立体生态廊道系统，对河道水体进行原位修复。
[0031] 与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
[0032] 1、本发明有效地解决现有人工湿地需间歇运行和长期运行以后填料易堵塞的技 术难题，提高整个系统的处理效果和耐冲击负荷能力，减少占地面积，同时兼具防洪功能。
[0033] 2、本发明由多项技术优化集成，构成完善的生态净化系统，发挥多种技术互补、协 同作用的集成优势，实现河道水环境改善、水生态修复和景观功能的有机统一。
[0034] 3、本发明具有占地面积小、可在河道原位处理且不影响排洪需求、处理效果好、氮 磷去除能力强、应对冲击负荷适应能力强、无蚊蝇滋生、运行维护管理方便、具有景观功能 等优点，适用于处理受生活污水和工业废水污染的河道。
【专利附图】
【附图说明】
[0035] 通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、 目的和优点将会变得更明显：
[0036] 图1为本发明的平面结构示意图。
[0037] 图2为本发明的剖面结构示意图。
[0038] 图3为本发明的人工湿地单元纵剖面结构示意图。
[0039] 图4为本发明的人工湿地单元反冲洗横支管纵剖面结构示意图。
[0040] 图中：
[0041]
【权利要求】
1. 一种用于河道水体原位修复的立体生态廊道系统，其特征在于，包括沿河道上游至 下游方向依次设置的拦截单元、预处理单元、湿地单元、植物控制单元； 所述拦截单元，用于将上游河道来水中的杂物进行拦截； 所述预处理单元，用于对经所述拦截单元的来水，进行曝气以及微生物降解； 所述湿地单元，用于使经所述预处理单元的来水，沿波浪式渗径反复流经床体的表层 和底层，即反复经过好氧和厌氧的过程，实现对污染物的去除； 所述植物控制单元，用于对经所述湿地单元的来水，利用人工浮床种植挺水植物和浮 水植物进行悬浮物拦截、氮磷吸收。
2. 根据权利要求1所述的用于河道水体原位修复的立体生态廊道系统，其特征在于， 还包括如下任一种或任多种装置： 反冲洗单元，用于对人工湿地单元的填料进行反冲洗； 绿化截滤单元，用于设置在河道的岸边，拦截污染物进入河道； 排洪单元，用于在人工湿地单元的首尾之间提供排洪管道。
3. 根据权利要求1所述的用于河道水体原位修复的立体生态廊道系统，其特征在于， 所述拦截单元采用不锈钢格栅或者不锈钢筛网。
4. 根据权利要求1所述的用于河道水体原位修复的立体生态廊道系统，其特征在于， 所述预处理单元，包括曝气管网、柔性填料、曝气头和浮水植物； 曝气管网的一端高于柔性填料并与供气装置相连，曝气管网的另一端延伸至柔性填料 的下方并连接曝气头；浮水植物设置在柔性填料的上方。
5. 根据权利要求1所述的用于河道水体原位修复的立体生态廊道系统，其特征在于， 所述湿地单元包括沿河道上游至下游方向依次设置的多道隔墙，相邻的隔墙之间填充有多 孔性填料；多孔性填料上方种植有湿地植物； 位于最上游的隔墙为上部含有过水孔的过水孔隔墙，位于最下游的隔墙为顶端能够形 成漫流的漫流隔墙，其中，所述漫流隔墙的顶端低于过水孔隔墙的顶端； 在所述位于最上游的隔墙与所述位于最下游的隔墙之间，沿河道上游至下游方向： -设置有1道下部含有过水孔的过水孔隔墙；或者 -依次交替设置有下部含有过水孔的过水孔隔墙、漫流隔墙。
6. 根据权利要求1所述的用于河道水体原位修复的立体生态廊道系统，其特征在于， 所述植物控制单元，包括沉水植物、第一挺水植物、第二挺水植物、浮床； 第二挺水植物种植在浮床上。
7. 根据权利要求5所述的用于河道水体原位修复的立体生态廊道系统，其特征在于， 多孔性填料包括砾石、钢渣、沉水陶粒中的任一种或多种组合；湿地植物包括美人蕉、黄菖 蒲、菖蒲、香蒲、芦苇中的任一种或任多种植物。
8. 根据权利要求2所述的用于河道水体原位修复的立体生态廊道系统，其特征在于， 所述反冲洗单元，包括反冲洗管道，其中，所述反冲洗管道设置在所述人工湿地单元的填料 的下方，所述人工湿地底部设置反冲洗单元以解决湿地填料堵塞问题，在反冲洗管道下部 两侧位置处分别开出气孔。
9. 根据权利要求2所述的用于河道水体原位修复的立体生态廊道系统，其特征在于， 所述排洪单元，包括过水管道、溢流管道、阀门； 过水管道穿过所述人工湿地单元的首尾两端，并位于人工湿地单元的下部，过水管道 的上游端设置有阀门； 溢流管道穿过所述人工湿地单元的首尾两端，并位于人工湿地单元的上部，溢流管道 的上游端设置有阀门。
10. -种用于河道水体原位修复的方法，其特征在于，所述用于河道水体原位修复的方 法，利用权利要求1至9中任一项所述的用于河道水体原位修复的立体生态廊道系统，对河 道水体进行原位修复。
【文档编号】C02F9/14GK104230100SQ201410448889
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月4日 优先权日:2014年9月4日
【发明者】黄志金, 王莉, 黄淼洋, 郭萧, 周超, 左军 申请人:上海汀滢环保科技有限公司, 上海宏波工程咨询管理有限公司