一種應(yīng)用于黑臭水體治理原水水質(zhì)凈化的生態(tài)填料床的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種應(yīng)用于黑臭水體治理原水水質(zhì)凈化的生態(tài)填料床，包括進(jìn)口布水區(qū)(1)，出口布水區(qū)(2)，還包括位于進(jìn)口布水區(qū)(1)和出口布水區(qū)(2)之間的生態(tài)填料床主體部分(3)，所述生態(tài)填料床主體部分(3)從下往上依次設(shè)有防滲層(3?1)，空氣管承托層(3?2)，頁(yè)巖填料層(3?4)，混合填料層(3?5)，不飽和炭填料層(3?6)，細(xì)砂保護(hù)層(3?7)，改良營(yíng)養(yǎng)土層(3?8)以及挺水植物層(3?9)，所述空氣管承托層(3?2)內(nèi)設(shè)有空氣管(3?3)。該生態(tài)填料不堵塞，且去除TP(總磷)、TN(總氮)效果好。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種應(yīng)用于黑臭水體治理原水水質(zhì)凈化的生態(tài)填料床
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于河道治理領(lǐng)域，進(jìn)一步是指一種應(yīng)用于黑臭水體治理原水水質(zhì)凈化的生態(tài)填料床。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著城鎮(zhèn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人口劇增、資源速度消耗、生態(tài)環(huán)境惡化等情況日益突出，城鎮(zhèn)河流的污染已經(jīng)嚴(yán)重威脅到人民的生命安全與國(guó)家的可持續(xù)發(fā)展。目前，國(guó)內(nèi)城鎮(zhèn)河流水環(huán)境問(wèn)題嚴(yán)重，“有河皆干，有水皆污”的狀況普遍存在。城鎮(zhèn)河流水環(huán)境主要存在水質(zhì)受到嚴(yán)重的有機(jī)物污染、底泥對(duì)水質(zhì)的嚴(yán)重污染、支流對(duì)干流的污染、不利的水動(dòng)力條件加劇水質(zhì)污染、航運(yùn)影響水質(zhì)和景觀等問(wèn)題。
[0003]由于以上原因，被污染的河流亟待治理，在河道治理中，為了減輕下游河流的污染和改善水質(zhì)，采用原水水體交換凈化工程是一種可靠的方案，在此方案實(shí)施過(guò)程中，當(dāng)前一般采用傳統(tǒng)級(jí)配礫石的人工濕地。
[0004]傳統(tǒng)級(jí)配礫石的人工濕地存在以下缺點(diǎn):
[0005](I)濕地容易堵塞
[0006]從目前查閱到的各種論文和資料表明，各類(lèi)人工濕地處理系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室研究均取得不錯(cuò)的效果，但是要在工程中應(yīng)用仍缺乏足夠的可靠參數(shù)和依據(jù)，因此工程中應(yīng)用的人工濕地依舊以舊的傳統(tǒng)類(lèi)型的濕地為主，濕地結(jié)構(gòu)、布置、填料類(lèi)型和方式，植物種類(lèi)和種植分布均依靠現(xiàn)有工程經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，濕地堵塞依然是人工濕地系統(tǒng)目前潛在的最主要問(wèn)題。從目前已建成人工濕地工程的運(yùn)行情況看，隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)，濕地均存在不同程度的堵塞、濕地水位上升，通量下降，處理能力降低的問(wèn)題。
[0007](2)脫氮能力不足
[0008]隨著對(duì)河水處理要求的提高，人工濕地也從最初主要用于處理河水中懸浮物和有機(jī)物逐漸脫氮除磷方向發(fā)展。與磷在人工濕地中主要借助基質(zhì)吸附與沉淀作用去除不同，氮在人工濕地中主要依靠微生物的硝化/反硝化作用去除。
[0009]人工濕地有著公認(rèn)的脫氮潛能，但實(shí)際運(yùn)行的人工濕地脫氮效率一般不超過(guò)50%。雖然近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者從不同領(lǐng)域?qū)θ斯竦刂猩锩摰獧C(jī)理做了大量的研究工作，從不同角度如濕地微生物、濕地植物、濕地基質(zhì)、濕地工藝參數(shù)優(yōu)化和運(yùn)行方式改變等方面對(duì)人工濕地的運(yùn)行特性及處理效果進(jìn)行了廣泛研究，但濕地對(duì)氮的去除效果仍未有明顯改善。目前，從微生物學(xué)角度研究氮轉(zhuǎn)化功能微生物及酶在濕地中的時(shí)空分布與氮去除率的關(guān)系;從植物生理學(xué)角度、土壤化學(xué)角度研究濕地生境特性對(duì)氮去除的影響;從工程設(shè)計(jì)及工藝參數(shù)角度研究生物脫氮作用等，已為進(jìn)一步深入探索人工濕地氮去除機(jī)理奠定了重要的基礎(chǔ)。但人工濕地脫氮因涉及微生物、基質(zhì)、植物等因素，其復(fù)雜性決定了人工濕地中氮的轉(zhuǎn)換和去除機(jī)理還遠(yuǎn)不清晰，這就制約了濕地實(shí)際脫氮性能的改進(jìn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0010]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供與傳統(tǒng)人工濕地有區(qū)別的一種應(yīng)用于黑臭水體治理原水水質(zhì)凈化的生態(tài)填料床，可以有效解決傳統(tǒng)人工濕地容易堵塞的缺點(diǎn)，其脫氮除磷效果好。
[0011]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:
[0012]一種應(yīng)用于黑臭水體治理原水水質(zhì)凈化的生態(tài)填料床，包括進(jìn)口布水區(qū)，出口布水區(qū)，還包括位于進(jìn)口布水區(qū)和出口布水區(qū)之間的生態(tài)填料床主體部分，所述生態(tài)填料床主體部分從下往上依次設(shè)有防滲層，空氣管承托層，頁(yè)巖填料層，混合填料層，不飽和炭填料層，細(xì)砂保護(hù)層，改良營(yíng)養(yǎng)土層以及挺水植物層，所述空氣管承托層內(nèi)設(shè)有空氣管。
[0013]優(yōu)選方案，所述進(jìn)口布水區(qū)進(jìn)水端頂部設(shè)有進(jìn)水管，所述進(jìn)口布水區(qū)內(nèi)部設(shè)有進(jìn)口布水區(qū)石籠，所述進(jìn)口布水區(qū)與生態(tài)填料床主體部分交界處設(shè)有進(jìn)口布水區(qū)穿孔板。
[0014]優(yōu)選方案，所述出口布水區(qū)出水端底部設(shè)有出水管，所述出口布水區(qū)內(nèi)部設(shè)有出口布水區(qū)石籠，所述出口布水區(qū)與生態(tài)填料床主體部分交界處設(shè)有出口布水區(qū)穿孔板。
[0015]優(yōu)選方案，所述防滲層厚度為200-300mm，防滲層上鋪有聚丙烯防滲土工膜;所述空氣管承托層選用粒徑為16?32mm的粗礫石，厚度為300-400mm;所述頁(yè)巖填料層選用粒徑為16?32mm的頁(yè)巖顆粒，厚度為200-300mm;所述混合填料層選用粒徑為16?32mm的粗爍石和鐵礦石，厚度為200-300mm;所述不飽和炭填料層選用粒徑為8?16mm的不飽和炭，厚度為300-400mm ；所述細(xì)砂保護(hù)層選用粒徑為4?8mm的石英砂，厚度為100-200mm;所述改良營(yíng)養(yǎng)土層厚度為300-400mm。
[0016]所述改良營(yíng)養(yǎng)土是選用粉煤灰占20%，微量元素銅、鐵、鋅、硼、鉬各占2%，當(dāng)?shù)匾话阏惩琳?%復(fù)合而成的營(yíng)養(yǎng)土。
[0017]所述挺水植物種植包括香蒲、石菖蒲、水蔥、千屈菜等。
[0018]本實(shí)用新型生態(tài)填料床的原理為①接觸沉淀作用，即污染河水通過(guò)生態(tài)填料床時(shí)，水中的懸浮污染物顆粒、與填料上附著的生物膜產(chǎn)生沉淀，從而與水體分離;②吸附作用，即河水中污染物與多種填料表面的電荷發(fā)生作用，產(chǎn)生物化吸附現(xiàn)象，污染物附著于多種填料表面上;③氧化分解，即由生態(tài)填料床中的大量微生物、微小生物、螺螄等軟體動(dòng)物、挺水植物組成生態(tài)系統(tǒng)，將有機(jī)物作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行生物強(qiáng)化分解，轉(zhuǎn)變?yōu)楹?jiǎn)單的含C、N、P等的無(wú)機(jī)物，為生態(tài)填料床的生物膜，植物體系吸附、利用。
[0019]和傳統(tǒng)的人工濕地相比，本實(shí)用新型由于在生態(tài)填料床底部設(shè)置有空氣管進(jìn)行曝氣，解決了堵塞問(wèn)題；由于多種填料去除污染物的功能明確，且在頂部種植了挺水植物，其去除TP(總磷)、TN(總氮)效果好。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是一種應(yīng)用于黑臭水體治理原水水質(zhì)凈化的生態(tài)填料床的平面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是圖1的A-A剖面圖；
[0022]在圖中
[0023]1-進(jìn)口布水區(qū)；1_1_進(jìn)水管；1_2-進(jìn)口布水區(qū)石籠；1_3-進(jìn)口布水區(qū)穿孔板。
[0024]2-出口布水區(qū)；2-1-出水管;2-2-出口布水區(qū)石籠;2_3_出口布水區(qū)穿孔管。
[0025]3-生態(tài)填料床主體部分；3-1-防滲體;3-2-空氣管承托層；3_3_空氣管；3_4_頁(yè)巖填料層;3-5-混合填料層;3-6-不飽和炭填料層;3-7-細(xì)砂保護(hù)層;3-8-改良營(yíng)養(yǎng)土層;3-9- 挺水植物層。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說(shuō)明
[0027]如圖1、圖2所示，一種應(yīng)用于黑臭水體治理原水水質(zhì)凈化的生態(tài)填料床，包括進(jìn)口布水區(qū)I，出口布水區(qū)2，還包括位于進(jìn)口布水區(qū)I和出口布水區(qū)2之間的生態(tài)填料床主體部分3，所述生態(tài)填料床主體部分3從下往上依次設(shè)有防滲層3-1，空氣管承托層3-2，頁(yè)巖填料層3-4，混合填料層3-5，不飽和炭填料層3-6，細(xì)砂保護(hù)層3-7，改良營(yíng)養(yǎng)土層3_8以及挺水植物層3-9，所述空氣管承托層3-2內(nèi)設(shè)有空氣管3-3。
[0028]所述進(jìn)口布水區(qū)I進(jìn)水端頂部設(shè)有進(jìn)水管1-1，所述進(jìn)口布水區(qū)I內(nèi)部設(shè)有進(jìn)口布水區(qū)石籠1-2，所述進(jìn)口布水區(qū)與生態(tài)填料床主體部分3交界處設(shè)有進(jìn)口布水區(qū)穿孔板1-3。[0029 ] 所述出口布水區(qū)2出水端底部設(shè)有出水管2-1，所述出口布水區(qū)2內(nèi)部設(shè)有出口布水區(qū)石籠2-2，所述出口布水區(qū)2與生態(tài)填料床主體部分3交界處設(shè)有出口布水區(qū)穿孔板2-3。
[0030]下面做更進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0031]所述的進(jìn)口布水區(qū)I的首端池壁和進(jìn)口布水區(qū)穿孔板1-3組成池腔，池腔內(nèi)滿(mǎn)填進(jìn)口布水區(qū)石籠1-2(金屬網(wǎng)內(nèi)置80?10mm的石塊)，頂部進(jìn)口布水區(qū)石籠1-2內(nèi)設(shè)置進(jìn)水管1-1。進(jìn)口布水區(qū)穿孔板1-3材質(zhì)為鋼板，厚度為10mm，采用環(huán)氧富鋅防腐。鋼板穿孔孔徑為50mm，孔間距為100_。
[0032]所述出口布水區(qū)2的末端池壁和出口布水區(qū)穿孔板2-3組成池腔，池腔內(nèi)滿(mǎn)填出口布水區(qū)石籠2-2(金屬網(wǎng)內(nèi)置60?80mm的石塊)，底部出口布水區(qū)石籠2_2內(nèi)設(shè)置出水管2_1。出口布水區(qū)穿孔板2-3材質(zhì)為鋼板，厚度為10mm，采用環(huán)氧富鋅防腐。鋼板穿孔孔徑為50mm，孔間距為100mm。
[0033]進(jìn)口布水區(qū)I和出口布水區(qū)2之間設(shè)置的生態(tài)填料床主體部分3，從下往上依次設(shè)置有:
[0034]所述防滲層3-1由粘土和膨潤(rùn)土按體積比6: 4混合而成，厚度為200mm，上面緊鋪250g/m2的聚丙稀防滲土工膜。
[0035]所述空氣管承托層3-2選用粒徑為16?32mm的粗爍石，厚度為400mm。
[0036]所述空氣管3-3設(shè)置在空氣管承托層3-2之中，空氣管3-3主管管徑為DN150mm，各支管管徑為DN50mm，管間距為200mm，支管下部沿中心線兩邊45°角開(kāi)有小孔，孔徑為5mm，孔間距為200mm。
[0037]所述頁(yè)巖填料層3-4選用粒徑為16?32mm的頁(yè)巖顆粒，厚度為200mm，頁(yè)巖填料的主要功能是去除TP(總磷)。
[0038]所述混合填料層3-5選用粒徑為16?32mm的粗爍石和鐵礦石，厚度為200mm。粗石樂(lè)石占80%，鐵礦石占20%?；旌咸盍系闹饕δ苁侨コ齌N(總氮)。
[0039]所述不飽和炭填料層3-6選用粒徑為8?16mm的不飽和木炭，厚度為300mm。不飽和炭填料的主要功能是去除CODcr、B0D5(有機(jī)物)。
[0040]所述細(xì)砂保護(hù)層3-7選用粒徑為4?8mm的石英砂，厚度為100mm。
[0041 ]所述改良營(yíng)養(yǎng)土層3-8選用粉煤灰占20 %，微量元素銅、鐵、鋅、硼、鉬各占2 %，當(dāng)?shù)匾话阏惩琳?%復(fù)合而成，規(guī)格為100目，厚度為300mm。
[0042]所述挺水植物層3-9種植香蒲、石菖蒲、水蔥、千屈菜4種。
[0043]本實(shí)用新型的工作流程:首先將污染河流用水位自動(dòng)控制砂濾壩分隔成上、下游兩段;然后在上游段適當(dāng)位置建筑生態(tài)填料床，用水栗將上游段河水抽升至生態(tài)填料床處理;最后經(jīng)過(guò)生態(tài)填料床處理后的河水排放至下游段。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種應(yīng)用于黑臭水體治理原水水質(zhì)凈化的生態(tài)填料床，包括進(jìn)口布水區(qū)(I)，出口布水區(qū)(2)，其特征是，還包括位于進(jìn)口布水區(qū)(I)和出口布水區(qū)(2)之間的生態(tài)填料床主體部分(3)，所述生態(tài)填料床主體部分(3)從下往上依次設(shè)有防滲層(3-1)，空氣管承托層(3-2)，頁(yè)巖填料層(3-4)，混合填料層(3-5)，不飽和炭填料層(3-6)，細(xì)砂保護(hù)層(3-7)，改良營(yíng)養(yǎng)土層(3-8)以及挺水植物層(3-9)，所述空氣管承托層(3-2)內(nèi)設(shè)有空氣管(3-3)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種應(yīng)用于黑臭水體治理原水水質(zhì)凈化的生態(tài)填料床，其特征是，所述進(jìn)口布水區(qū)(I)進(jìn)水端頂部設(shè)有進(jìn)水管(1-1)，所述進(jìn)口布水區(qū)(I)內(nèi)部設(shè)有進(jìn)口布水區(qū)石籠(1-2)，所述進(jìn)口布水區(qū)與生態(tài)填料床主體部分(3)交界處設(shè)有進(jìn)口布水區(qū)穿孔板(1-3)ο3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種應(yīng)用于黑臭水體治理原水水質(zhì)凈化的生態(tài)填料床，其特征是，所述出口布水區(qū)(2)出水端底部設(shè)有出水管(2-1)，所述出口布水區(qū)(2)內(nèi)部設(shè)有出口布水區(qū)石籠(2-2)，所述出口布水區(qū)(2)與生態(tài)填料床主體部分(3)交界處設(shè)有出口布水區(qū)穿孔板(2-3) ο4.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述一種應(yīng)用于黑臭水體治理原水水質(zhì)凈化的生態(tài)填料床，其特征是，所述防滲層(3-1)厚度為200-300mm，防滲層上鋪有聚丙烯防滲土工膜;所述空氣管承托層(3-2)選用粒徑為16?32mm的粗爍石，厚度為300-400mm;所述頁(yè)巖填料層(3-4)選用粒徑為16?32mm的頁(yè)巖顆粒，厚度為200-300mm;所述混合填料層(3-5)選用粒徑為16?32mm的粗爍石和鐵礦石，厚度為200-300mm;所述不飽和炭填料層(3-6)選用粒徑為8?16mm的不飽和炭，厚度為300-400mm;所述細(xì)砂保護(hù)層(3-7)選用粒徑為4?8mm的石英砂，厚度為100-200mm ；所述改良營(yíng)養(yǎng)土層(3-8)厚度為300_400mm。
【文檔編號(hào)】C02F3/34GK205472968SQ201620274693
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年4月5日
【發(fā)明人】游建軍, 鐘儒波, 胡志鑫, 唐傳詳
【申請(qǐng)人】湖南艾布魯環(huán)?？萍加邢薰?br>