一种城市河道生态治理与修复系统的制作方法

本发明涉及一种城市河道生态治理与修复系统，属于城市河道生态治理技术领域。

背景技术：

近年来城市黑臭水体是百姓反映强烈的水环境问题，不仅损害了城市人居环境，也严重影响了城市文明形象，特别是长三角、珠三角等水系发达地区，城市内河网遍布，居民大多沿河而居，居民生产生活产生大量废水，其中codcr、总氮、总磷均严重超标，由于城镇部分老城区雨污分流不彻底，污水无法完全进入污水管网，最终直接排放或者通过雨水管网排至小区附近河道，再者由于大部分小区缺少正规垃圾收集与储运站点，小区居民便习惯性将生活垃圾堆放在河道两边，导致雨天雨水冲刷，使得渗滤液直接渗流至河道中，部分垃圾甚至直接漂入河道中，一方面加剧了河道水质恶化，另一方面导致河道底泥淤积严重，底泥中的氮、磷会季节性释放，最终均进入到河流水体中，进一步恶化了水质，还有一些河道穿越工业集中区，部分工业企业环保意识淡薄，为了节约成本未按照环保要求安装污水处理设施，生产中含油、含有机物等废水肆意排放，更是加重了河道的黑臭。河水中codcr、总氮、总磷的高含量最终导致了水体的富营养化，蓝藻、球藻等藻类大量繁殖，致使水体严重缺氧，由此引发的水中动物和植物的死亡，动植物残体腐烂又会加剧河道的黑臭，如此恶性循环，直接影响了城市居民的身心健康。

对于黑臭河道的治理，目前通常采用化学药剂处理、清淤、拦截坝截水、曝气、硬质护坡等传统方法，此类方法虽然见效快，能够加强河堤的稳定性，但是硬质护坡无法栽种水生植物，拦截坝易导致水体不流动形成死水、曝气高耗能等缺点均严重破坏了水体的生态系统，耗能也大。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于提供一种城市河道生态治理与修复系统，以提供因地制宜，集雨污分流系统、人工湿地处理系统、硬质护坡栽种技术、跌水技术、活水循环技术和动植物调配技术于一体的组合技术，能够持续改善河道现状，实现生态系统的良性恢复。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种城市河道生态治理与修复系统，针对现有存在的污水情况，利用现有的河道，采用生态复合式结构，对河道进行综合治理。河道治理系统的结构包括雨污混排处理系统、河道处理系统和活水循环系统。

雨污混排处理系统将雨污混流废水经纳污池、内层小池、厌氧反应池和生态氧化池，依次处理后输送至河道，雨污管道先将雨水污水汇集后输送至纳污池，纳污池通过初步沉淀，将体积较大垃圾沉淀后，废水通过间隔内层小池和纳污池的纳污隔板上的纳污溢流口流出至内层小池，内层小池通过污水管道将水利用自重输送至厌氧反应池，厌氧反应池设有盖板，内部设有污水处理用厌氧菌。厌氧反应池的一侧池壁设有厌氧溢流口，厌氧溢流口溢出的污水经管道输送至生态氧化池，生态氧化池经过微生物的降解作用，对污水做进一步处理，生态氧化池可采用曝气氧化生态床，最后生态氧化池的达标排放管排出废水至河道处理系统。

若遇到大暴雨，可能超出雨污混流废水处理系统水处理量，系统设有应急排放管，应急排放管连通内层小池并将池内水直接输送至河道，为自动调控应急排放管的开放时机，雨污管道设有流量传感器，内层小池内设有液位传感器，流量传感器和液位传感器输送信号至控制器，控制器输出驱动信号至应急排放管上的电磁阀，只有在流量和水位均达到上限值时，再开启应急排放管，保证应急开阀时机的准确性。

系统主要为了解决小区雨污混流废水的预处理，通过该系统，混排废水晴天水量较少时直接由该系统截留至污水管，进而排放至污水处理厂，水量较大时部分污水首先溢流进入表面流人工湿地，通过湿地的预处理，使得废水的有机物得到削减，然后进入到河道处理系统。

河道处理系统包括净化段和生态稳定段，净化段主要接收经过雨污混排处理系统处理后的污水，所述河道处理系统包括净化段和生态稳定段，所述净化段和生态稳定段中央按一定距离设置有若干个浮岛，所述净化段和所述生态稳定段的岸边固定设置两排种植箱，所述种植箱内盛土种植挺水植物，所述种植箱下部下挂生物膜，所述净化段和所述生态稳定段在水流方向间隔一段距离设置有落差的跌水坝，所述净化段和所述生态稳定段内投设底栖生物或光合细菌；

所述活水循环系统为在生态稳定段下游与净化段上游之间设置流水沟，提升泵将水通过所述流水沟从所述生态稳定段下游输送到所述净化段上游，所述流水沟底部的铺设一层碎石，所述碎石上铺设一层陶粒。

活水循环系统通过水泵将下游生态稳定段的河水提升至上游初级净化段，活水循环流水沟宽度约60cm，深度约30cm，下层铺粒径5cm碎石，厚度为10cm，上面再撒粒径2cm陶粒一层，实现水体在自然流动过程中进一步去除ss等污染物。

种植箱包括在硬质驳岸上通过铁质预埋件固定的支撑架，所述支撑架包括横杆、纵杆和斜杆，所述横杆和所述纵杆的一端连接，所述斜杆两端分别与所述横杆的另一端和所述纵杆固定连接，形成三角支撑架，所述三角支撑架上固定设有种植箱箱体，所述箱体内种植挺水植物和/或沉水植物，所述箱体底部设有生物弹性填料，所述种植箱底部设有若干个卡钩，所述生物弹性填料一端固定在所述卡钩，另一端所述生物弹性填料固定有重块。能够对岸边排口进入的污水进行预处理，通过植物的吸收，植物根系上附着微生物的消解，土壤的过滤作用以及生物弹性填料上的微生物降解，将废水中的有机物、氮、磷进行削减，减少了入河污染物的浓度，降低了后续处理的难度。

本发明的有益效果是：(1)本发明放弃传统的物理、化学生态修复方法，利用雨污分流系统从源头开始减少流入河道的污染源，利用生物自然修复能力处理黑臭水，能够实现河道的长制久清，不会对河道造成二次污染。(2)本发明通过生物手段对黑臭河道实行“生态组合式”治理，能够将黑臭河道的codcr从180mg/l降低至30mg/l，总磷从2.5mg/l降至0.2mg/l，氨氮从8.8mg/l降至1mg/l，orp从-200v提升至350v，透明度由5cm提升至40cm。通过治理后，原有黑臭河道水质达到地表水ⅳ类水质标准，彻底解决了黑臭。(3)本发明使用的种植箱技术，能够克服现有很多河道硬质护坡无法栽种植物的弊端，利用岸边种植的大量水生植物和种植箱下挂的生物膜净化了河水，同时具有美学效应。(4)本发明使用的跌水坝和活水循环系统，能够克服传统曝气方式造成的大量能源浪费，利用水体流动充氧，同时通过活水循环系统对水质再净化，在不造成任何二次污染的情况下实现河道污染物的自然分解以及水质再提升。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明的种植箱结构示意图；

图中：雨污混排处理系统1、净化段2.1、生态稳定段2.2、跌水坝2.3、浮岛2.4、活水循环系统3、提升泵3.1、种植箱4。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

如图1-2所示，河道处理系统平均宽度d＝15m，平均水深1.5m，水域面积8100㎡，沿水流方向，将河道分为净化段2.1，长度为r1＝270m和生态稳定段2.2，长度为r3＝270m，污水首先通过雨污混排处理系统1，溢流进入表面流人工湿地，然后进入到河道，沿着河道每隔20m设置一处人工浮岛2.4，在河道两边通过自造种植箱4技术，沿河两边装种植箱4，种植箱4中盛土，种植再力花等挺水植物，栽种箱下面挂生物膜，挂膜间距20cm；然后沿水流方向，每隔300米设置落差20cm跌水坝2.3，实现河道自然充氧，最后通过活水循环系统3ⅳ，安装1台功率为0.5kw/台提升泵，将下游生态稳定段2.2的河水提升至上游初级净化段2.1，活水循环流水沟宽度约60cm，深度约30cm，下层铺粒径5cm碎石，厚度为10cm，上面再撒粒径2cm陶粒一层，实现水体在自然流动过程中进一步进化水质；整个河段按照0.05kg/㎡的密度投放螺丝、贝类、米虾底栖生物，按照0.005kg/㎡密度投撒光合细菌。废水依次流经上述各个单元，可将废水中的codcr从180mg/l降低至40mg/l，氨氮从8.5mg/l降低至0.6mg/l，总磷从3.8mg/l降低至0.3mg/l，水体透明度从原来10cm增加至40cm，水体水质得到极大改善。

实施例2

河道处理系统平均宽度d＝12m，平均水深1m，水域面积4320㎡，沿水流方向，将河道分为净化段2.1180m和生态稳定段2.2，长度为r3＝180m，污水首先通过雨污混排处理系统1，溢流进入表面流人工湿地，然后进入到河道，沿着河道每隔20m设置一处人工浮岛2.4，在河道两边通过自造种植箱4技术，沿河两边装种植箱4，种植箱4中装土，种植再力花等挺水植物，栽种箱下面挂生物膜(挂膜间距20cm)；然后沿水流方向，每隔300米设置落差20cm跌水坝2.3，实现河道自然充氧，最后通过活水循环系统3ⅳ，安装1台功率为0.5kw/台提升泵，将下游生态稳定段2.2的河水提升至上游初级净化段2.1，活水循环流水沟宽度约60cm，深度约30cm，下层铺粒径5cm碎石，厚度为10cm，上面再撒粒径2cm陶粒一层，实现水体在自然流动过程中进一步进化水质；整个河段按照0.05kg/㎡的密度投放螺丝、贝类、米虾底栖生物，按照0.005kg/㎡密度投撒光合细菌。废水依次流经上述各个单元，可将废水中的codcr从120mg/l降低至30mg/l，氨氮从7mg/l降低至0.5mg/l，总磷从2.9mg/l降低至0.2mg/l，水体透明度从原来16cm增加至36cm，水体水质得到极大改善。

实施例3

河道处理系统平均宽度d＝20m，平均水深1.8m，水域面积12000㎡，沿水流方向，将河道分为净化段2.1，长度为300m和生态稳定段2.2，长度为300m，污水首先通过雨污混排处理系统1ⅴ，溢流进入表面流人工湿地，然后进入到河道，沿着河道每隔20m设置一处人工浮岛2.4，在河道两边通过自造种植箱4技术，沿河两边装种植箱4，种植箱4中装土，种植再力花等挺水植物，栽种箱下面挂生物膜(挂膜间距20cm)；然后沿水流方向，每隔300米设置落差20cm跌水坝2.3，实现河道自然充氧，最后通过活水循环系统3，安装1台功率为0.5kw/台提升泵，将下游生态稳定段2.2的河水提升至上游初级净化段2.1，活水循环流水沟宽度约60cm，深度约30cm，下层铺粒径5cm碎石，厚度为10cm，上面再撒粒径2cm陶粒一层，实现水体在自然流动过程中进一步进化水质；整个河段按照0.05kg/㎡的密度投放螺丝、贝类、米虾底栖生物，按照0.005kg/㎡密度投撒光合细菌。废水依次流经上述各个单元，可将废水中的codcr从156mg/l降低至35mg/l，氨氮从6.6mg/l降低至0.5mg/l，总磷从3.2mg/l降低至0.3mg/l，水体透明度从原来10cm增加至38cm，水体水质得到极大改善。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。