一种河道围隔截污导流原位净化处理系统的制作方法

本实用新型属于污水治理、生态修复技术领域，具体涉及一种河道围隔截污导流原位净化处理系统。

背景技术：

我国河道水环境质量在近20年中急剧下降，绝大多数河流水质属劣Ⅴ类，水质污染和生态退化问题十分突出，还原性有机污染物和氮、磷营养盐含量居高不下，甚至出现了常年性水体黑臭现象。这不仅阻碍着经济社会的可持续发展，还严重影响了沿岸居民的健康和生活。消除河道的黑臭现象、恢复河道的生态功能成为社会可持续发展过程中的关键任务之一。

我国在近几年十分重视黑臭河道的治理，致力于治理技术的研究并投入实践，目前我国推行的河道治理技术主要有：物理方法，包括人工曝气、底泥疏浚和调水等，通过提高水体氧化性，控制内源污染和稀释污染物等缓解水体黑臭，但是不能保证水质的长期稳定改善；化学方法，主要包括絮凝、化学氧化等，如铁盐铝盐混凝剂的使用可以有效提高水体透明度以及吸附溶解态磷，CaO₂、MgO₂可以提高溶解氧，有助于有机物降解和氨氮的转化，并缓解了底泥向上覆水中磷的释放，专利201610320572.7中就采用了这种方法，专利文献201610076802.X中采用纳米气泡机提供溶解氧，所产生的气泡粒径很小，几乎对水体不造成扰动，产生的气泡可附着在底泥表层，氧传质速率高；生物-生态方法，专利文献201510845266.0早碳纤维生态草上挂膜，并向黑臭河道不同水域段的开始端喷洒经培养后的土著微生物，这是利用了生物膜技术和微生物强化技术，生物膜上的微生物可以吸附降解污染物，促进了污染物的化学反应过程，专利发明201610006876.6提供了一种构建稳定的沉水植被群落的方法，利用伊乐藻-苦草组合建立常绿型沉水植被，并配植伴生种为金鱼藻、穗花狐尾藻、轮叶黑藻，并采用升降式浮床，可根据水体透明度调整浮床的深度，这是利用了植物净化技术，目前被广泛使用的技术有水生植物氧化塘、生态浮床等。

然而，目前大多数河道治理专利技术都集中在原位净化修复上，对外源污染物的分流、截污和处置技术较少，专利文献201510847564.3涉及对入河污水的导流和净化，其将河道按位置划分为污水导流和收集区、污水深度净化区、水体生态系统构建和水质净化区，并分别对三个区域采取治理措施，其所述污水导流和收集区为在河道两侧宽为0.5 ～ 2m 的区域采用PVC微孔膜对污水进行收集和导流，但是采用PVC微孔膜易造成堵塞，需频繁更换，使用周期不长，而且对管道的具体铺设和连接未做详述。

鉴于上述技术背景，针对城镇及农村沿河两岸生活污水、农田废水通过排污口直排入河、截污不彻底、污水流量大的黑臭河道治理工程，发明了一种快速完全截污的方式，无需抽干河道布设排污管的情况下在河道两侧采用浮体、防水布构成的围隔将入河污水全部收集导流至深度集中净化区，然后利用物理曝气、植物净化和微生物结合的方式对污水进行处理，截污彻底，净化效果长久稳定，工程量小，对环境友好。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种河道围隔截污导流原位净化处理系统，所述系统能快速彻底地拦截并净化入河污水，同时在河道内原位消除污染物，适用于外源污染严重的黑臭河道的黑臭消除、水质提升及生态修复工程。

为实现上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种河道围隔截污导流原位净化处理系统，包括污水原位净化区和污水集中净化区；污水原位净化区和污水集中净化区相连，污水原位净化区布设于待治理河道上游河段，污水原位净化区内设置截污导流净化系统，污水集中净化区布设于待治理河道下游河段，污水集中净化区内设置污水集中净化系统；

所述截污导流净化系统包括截污围隔系统、底层微孔曝气系统和组合生态浮岛；所述截污围隔系统和底层微孔曝气系统沿河岸布设，组合生态浮岛布设于水面；

所述截污围隔系统包括截污支管道和截污围隔装置；所述截污围隔装置沿河岸布设，将河岸排污口围栏在内，与河岸、河道底部之间形成槽体结构，即截污导流净化槽；所述截污支管道连接排污口，将排污口流出的污水引流至截污导流净化槽，截污导流净化槽内种植漂浮植物，净化槽内污水；所述截污围隔装置由浮体、防水布和石笼组成，浮体浮于水面，石笼沉入河底底泥，防水布上下端分别通过钢绳包裹连接浮体和石笼，形成围隔；

所述底层微孔曝气系统包括曝气机、曝气主管、曝气支管和微孔曝气装置；曝气机通过通气管向曝气主管内通气；曝气主管沿河岸铺设，通过三通管与曝气支管一端相连；曝气支管另一端连接微孔曝气装置；

所述组合生态浮岛包括漂浮植物和弹性填料；漂浮植物种植在圆形框架和网构成的植物浮床上；弹性填料与网相连，悬挂在植物浮床下方；每个生态浮岛用毛竹桩固定在河道水面上方；

污水原位净化区的污水通过截污导流净化系统进行截污和原位净化，经截污导流净化槽导流至河道下游的污水进入污水集中净化区域，通过污水集中净化系统进行集中净化；

所述集中污水净化系统包括底层微孔曝气系统和组合生态浮岛；所述底层微孔曝气系统、组合生态浮岛结构、布设方式与截污导流净化系统相同；两个底层微孔曝气系统共用曝气机和曝气主管。

作为本实用新型的进一步优选，所述截污围隔装置上每隔10~30米安装毛竹桩固定浮体，毛竹桩高度高于河道最高水位。

作为本实用新型的进一步优选，所述浮体选用长50~80cm、直径Φ10~30cm的圆形塑料泡沫，浮体之间通过包裹的防水布相连。

作为本实用新型的进一步优选，所述漂浮植物选用狐尾藻或铜钱草，截污导流净化槽内漂浮植物覆盖度80%以上。

作为本实用新型的进一步优选，所述微孔曝气装置由微孔曝气管和钢筋组成，用钢筋制成圆锥塔形支架，将微孔曝气管缠绕其上，形成微孔曝气装置，具体为：将钢筋弯曲成环形结构呈弹簧状盘旋上升，环形结构从下至上直径依次递减，四周采用钢筋连接固定，形成圆锥塔型结构的支架，微孔曝气管缠绕在支架上；支架顶层，即环形直径最小的一端与曝气支管相连；支架底层环形结构用十字形的铁皮焊接固定。优选的，所述支架环形结构共4层，微孔曝气管从顶层往下缠绕3层，底层环形结构直径Φ500，顶层环形结构直径Φ150；所述微孔曝气装置空气流量为，每个微孔曝气装置5m³/h，微孔曝气装置安装密度为1个/5m²。

作为本实用新型的进一步优选，所述污水原位净化区的组合生态浮岛的覆盖度为水面面积的30%~50%，污水集中净化区的组合生态浮岛的覆盖度为水面面积的50%~60%；每个组合生态浮岛用3个毛竹桩按三角形方向固定，毛竹桩顶部高出水面的部分高于河道最高水位。

作为本实用新型的进一步优选，所述组合生态浮岛结构具体为：PE管或PVC管围成圆形框架上用一层聚乙烯网覆盖，构成植物浮床；弹性填料间隔与聚乙烯网相连悬挂在植物浮床下方，植物浮床内填满漂浮植物；所述漂浮植物选用绿狐尾藻、铜钱草或水花生。

本实用新型的系统在无需抽干河道布设排污管的情况下，就可以将河道的主要治理河段彻底截污，切断了污染源，快速地将河道致黑致臭物以及氮磷等污染物彻底拦截并集中处置，适用于城镇及农村沿河两岸生活污水、农田废水通过排污口直排入河、截污不彻底或抽干河道截污施工有难度的黑臭河道治理工程。

附图说明

图1是本实用新型河道围隔截污导流原位处理净化系统平面结构示意图；其中1是需要治理的河道；2是污水原位净化区；3是污水集中净化区；4是截污围隔装置；5是截污支管道；6是排污口；7是截污导流净化槽；8是曝气机；9是曝气主管道；10是曝气支管道；11是微孔曝气装置；12是通气管；13是三通管；14是组合生态浮岛。

图2是用于截污围隔装置的装置结构示意图；41是石笼；42是浮体；43是防水布；44是钢绳；45是浮体连接。

图3是微孔曝气装置的装置结构示意图；111是微孔曝气管；112是钢筋；113是铁皮。

图4是组合生态浮岛的结构示意图；141是漂浮植物；142是弹性填料；143是圆形框架；144是网；145是毛竹桩。

具体实施方式

下面结合附图说明和具体实施例对本实用新型的技术方案做进一步描述。

实施例1

本实施例说明本实用新型系统的具体实施方式。

如图1所示的河道围隔截污导流原位净化处理系统，待治理的水道1划分为污水原位净化区2和污水集中净化区3；污水原位净化区2和污水集中净化区3相连，污水原位净化区1布设于待治理河道1上游河段，污水原位净化区2内设置截污导流净化系统，污水集中净化区3布设于待治理河道1下游河段，污水集中净化区3内设置污水集中净化系统；

所述截污导流净化系统包括截污围隔系统、底层微孔曝气系统和组合生态浮岛14；所述截污围隔系统和底层微孔曝气系统沿河岸布设，组合生态浮岛14布设于水面；

所述截污围隔系统包括截污支管道5和截污围隔装置4；所述截污围隔装置4沿河岸布设，将河岸排污口6围栏在内，与河岸、河道底部之间形成槽体结构，即截污导流净化槽7；所述截污支管道5连接排污口6，将排污口6流出的污水引流至截污导流净化槽7，截污导流净化槽7内种植漂浮植物，净化槽内污水，所述漂浮植物选用狐尾藻或铜钱草，截污导流净化槽内漂浮植物覆盖度80%以上；所述截污围隔装置4由浮体42、防水布43和石笼41组成，浮体42浮于水面，石笼41沉入河底底泥，防水布43上下端分别通过钢绳44包裹连接浮体42和石笼41，形成围隔；截污围隔装置的具体结构如图2所示，浮体42之间通过浮体连接45相连。所述截污围隔装置4上每隔10~30米安装毛竹桩固定浮体42，毛竹桩高度高于河道最高水位；所述浮体42选用长50~80cm、直径Φ10~30cm的圆形塑料泡沫，浮体42之间通过包裹的防水布相连。

所述底层微孔曝气系统包括曝气机8、曝气主管9、曝气支管10和微孔曝气装置11；曝气9机通过通气管12向曝气主管9内通气；曝气主管9位于截污导流净化槽7内沿河岸铺设，通过三通管13与曝气支管10一端相连；曝气支管10另一端连接微孔曝气装置11；微孔曝气装置11部分位于截污导流净化槽7内，部分穿过浮体连接45进入主河道；所述微孔曝气装置11用于增氧，本实施例中的微孔曝气装置11结构如图3所示，微孔曝气装置11由微孔曝气管111和钢筋112组成，用钢筋112制成圆锥塔形支架，将微孔曝气管111缠绕其上，形成微孔曝气装置11，具体为：将钢筋112弯曲成环形结构呈弹簧状盘旋上升，环形结构从下至上直径依次递减，四周采用钢筋112连接固定，形成圆锥塔型结构的支架，微孔曝气管111缠绕在支架上；支架顶层，即环形直径最小的一端与曝气支管10相连；支架底层环形结构用十字形的铁皮113焊接固定。其中，所述支架环形结构共4层，微孔曝气管111从顶层往下缠绕3层，底层环形结构直径Φ500，顶层环形结构直径Φ150；所述微孔曝气装置11空气流量为，每个微孔曝气装置5m³/h，微孔曝气装置11安装密度为1个/5m²。

所述组合生态浮岛14结构如图4所示，包括漂浮植物141和弹性填料142；漂浮植物141种植在圆形框架143和网144构成的植物浮床上；弹性填料142与网144相连，悬挂在植物浮床下方；每个生态浮岛14用毛竹桩145固定在河道水面上方。其中，污水原位净化区2的组合生态浮岛14的覆盖度为水面面积的30%~50%，污水集中净化区3的组合生态浮岛14的覆盖度为水面面积的50%~60%；每个组合生态浮岛14用3个毛竹桩145按三角形方向固定，毛竹桩145顶部高出水面的部分高于河道最高水位。本实施例中组合生态浮岛14的结构具体为：在PE管或PVC管围成圆形框架143上用一层聚乙烯网144覆盖，构成植物浮床；弹性填料142间隔与聚乙烯网144相连悬挂在植物浮床下方，植物浮床内填满漂浮植物141；所述漂浮植物141选用绿狐尾藻、铜钱草或水花生。

污水原位净化区2的污水通过截污导流净化系统进行截污和原位净化，经截污导流净化槽导流至河道下游的污水进入污水集中净化区域3，通过污水集中净化系统进行集中净化；

所述集中污水净化系统包括底层微孔曝气系统和组合生态浮岛14；所述底层微孔曝气系统、组合生态浮岛结构、布设方式与截污导流净化系统相同；两个底层微孔曝气系统共用曝气机8和曝气主管9。

将本实施例所述系统投入使用到浙江嘉兴朱家桥港河道观测污水处理情况。依据2014年11月份监测数据，与治理前夕（2014年7月）相比，治理后各河道COD_Mn、TP、NH₄-N分别降低了36%左右、50-80%、80%以上，溶解氧DO提高了125-310%。到2015年10月份，根据地方环保部门监测数据，河道水质稳定在IV-III类之间，黑臭现象完全消除，水质得到根本性改善。

本实用新型的系统实现了排污口污水的快速完全截留，减少了布设排污管道等繁琐工程，并且在污染物去除效率上有了一定的提高，是一种工程投资低、见效快的适合广泛推广应用的黑臭河道治理系统。