富營養化河水凈化和非點源污染攔截系統技術方案

一種富營養化河水凈化和非點源污染攔截系統，蓄水渠位于河岸上，河道通過便攜式水泵和輸水管與蓄水渠連通；所述的生態床為梯田式結構；所述蓄水渠與生態床之間、每階生態床之間分別采用水渠墻體和所述的休閑親水擋墻隔開，所述的水渠墻體底部開設有若干蓄水渠排水口，所述休閑親水擋墻底部可設有若干生態床排水口；與所述生態床接觸的水渠墻體一側具有由卵石或碎石堆積而成的蓄水渠布水通道，蓄水渠布水通道另一側具有強化吸附層；每個休閑親水擋墻兩側沿水流方向分別設置有均由卵石或碎石堆積而成的濾料層和生態床布水通道；所述的蓄水渠布水通道和強化吸附層高于蓄水渠排水口；所述休閑親水擋墻由秸稈和混凝土復合而成。

【技術實現步驟摘要】
富營養化河水凈化和非點源污染攔截系統
本專利技術涉及水環境治理和河流生態修復技術流域，尤其是一種富營養化河水凈化和非點源污染攔截系統。
技術介紹
隨著我國經濟的快速發展，污水排放量不斷擴大，使得河流水系富營養化程度不斷加重、水環境中的污染物質直接破壞水體功能，打破原有的生態平衡，污染物質通過“食物鏈影響植物、動物和人類，抑制分解者的活性，導致污染物質在環境中的累積，水環境日漸惡化，人居環境品位逐步下降。隨著人們對生態環境的認識日益提高，河流整治工程越來越受到關注，人們開始尊重并保護河流的自然風貌和生態功能，在保證洪水安全下泄的前提下，通過采用一些新的生態修復技術和方法恢復已經人工化、城市化的河流的自然特征和生物多樣性，創造出大自然中富有情趣的水邊空間，實現人與河流的和諧發展。另一方面作為農業大國，我國的秸桿產量隨著農業的連年豐收而大幅度上升，此類來源豐富的植物資源少部分作為飼料、肥料，一部分于野外就地焚燒，還有一部分丟棄在河流、水塘邊任由腐爛，這樣不僅浪費了資源，也對生態環境造成了嚴重的污染，帶來了巨大的環境壓力。因此，對農作秸桿資源的綜合利用意義重大，亟需具有綜合效益的應用模式。中國專利《河水凈化與邊坡綠地養護相結合的生態河岸帶》(申請號:201010211973.1)公開了一種河水凈化生態工程，包括河岸帶生態床、水體調節槽、水泵等設施設備，通過提升河水對邊坡綠地進行澆灌實現對河水中的污染物的截留和凈化，該專利技術專利運行維護簡單，凈化效果明顯，但該專利存在以下缺陷:①對污染較重的富營養化河水凈化效果差；②輸水管道的布水不均勻，在重力的作用下上層缺水，下層水量大；③生態系統單調暴雨季節生態床土體層會產生滑坡生態床為斜坡，不利于翻耕、種植。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是:為了解決河流污染和秸桿有效利用的問題，本專利技術提供一種操作簡單、投資較少的富營養化河水凈化和非點源污染攔截系統，既能凈化河水、養護綠地、美化環境，也能對非點源污染進行攔截和凈化，同時實現秸桿的有效利用。本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是:一種富營養化河水凈化和非點源污染攔截系統，包括蓄水渠、若干生態床、休閑親水擋墻、便攜式水泵和輸水管；所述的蓄水渠位于具有坡度的河岸上，并與河道平行設置，河道通過便攜式水泵和輸水管與蓄水渠連通；所述的生態床為梯田式結構，位于所述蓄水渠和河道之間，且與蓄水渠走向平行，所述生態床上還種植有植物；所述蓄水渠與生態床之間、每階生態床之間分別采用水渠墻體和所述的休閑親水擋墻隔開，所述的水渠墻體和休閑親水擋墻高于生態床，所述的水渠墻體底部開設有若干蓄水渠排水口，所述休閑親水擋墻底部開設有若干生態床排水口 ；與所述生態床接觸的水渠墻體一側具有由卵石或碎石堆積而成的蓄水渠布水通道，蓄水渠布水通道另一側具有強化吸附層；每個休閑親水擋墻兩側沿水流方向分別設置有均由卵石或碎石堆積而成的濾料層和生態床布水通道；所述的蓄水渠布水通道和強化吸附層高于蓄水渠排水口 ；所述的濾料層和生態床布水通道高于生態床排水口 ；所述休閑親水擋墻由秸桿和混凝土復合而成。為減少泥土淤積和確保水流通暢，作為優選，所述的蓄水渠底部設置有向河道傾斜的斜坡。[0011 ] 進一步地，所述的蓄水渠上設置有蓋板，蓋板上設置有若干輸水入口，所述蓄水渠與地面接觸部位還具有若干進水口，輸水管接入輸水入口，從河道中導入污水源，進水口用于接納地面的初期雨水和其他非點源排水。作為優選，根據河岸地形坡度進行設計，所述的生態床為3?6階。具體地，所述的強化吸附層為改性生物質秸桿炭，制備方法為:(I)作物秸桿挑選、破碎、過篩；(2)篩分后的秸桿在200?350°C下炭化5?10分鐘；(3)把炭化物浸入0.2?0.5mol/L的高錳酸鉀溶液中氧化0.2?0.5小時；(4)把氧化物過濾、洗滌后浸入0.8?1.0mol/L的硫酸亞鐵溶液中改性；(5)改性產物過濾、洗滌、烘干后得到改性生物質秸桿炭。進一步地，所述的休閑親水擋墻制備方法為:㈠、作物秸桿的挑選、晾曬、破碎、過篩；㈡、篩分后的秸桿浸入質量濃度2?4%的氫氧化鈉溶液中6?12小時，然后對浸泡后的秸桿沖洗；㈢、把沖洗后的秸桿浸入質量濃度I?2%的硅酸鈉或硫酸銅溶液中5?10分鐘，再放置6?12小時；㈣、把步驟㈢的產物與水泥、偏高嶺土按質量比5%:65%:30%攙和，攪拌I?2分鐘，再加水攪拌3?10分鐘成秸桿復合漿料；?、根據休閑親水擋墻的設計尺寸，澆筑成型、脫模、養護。作為優選，所述的相鄰的兩個休閑親水擋墻之間還設置有若干人行臺階，方便系統的管理和行人參觀行走。所述生態床的建造按如下步驟實施:(I)測量、計算河岸斜坡的長度、坡度，確定生態床的階數、寬度；(2))剝離施工區的表層土，剝離深度為0.8?I米；對剝離后的河岸斜坡素土進行夯實防滲；(3)施工建造休閑親水擋墻，所述休閑親水擋墻的墻體由秸桿復合材料制成，休閑親水擋墻的高度和寬度根據當地地形設計，休閑親水擋墻的底部每隔I?2米設有生態床排水口 ；優選地，休閑親水擋墻的設計與地理地形充分結合，美化環境，可設計成人們休閑散步的親水廊道；(4)與所述生態床接觸的水渠墻體一側填充卵石或碎石形成蓄水渠布水通道，每個休閑親水擋墻兩側沿水流方向分別設置有均由卵石或碎石堆積而成的濾料層和生態床布水通道，其中濾料層是用于過濾來自生態床體土壤的滲濾水，防止生態床排水口的堵塞；(5)蓄水渠布水通道另一側填充改性生物質秸桿炭，形成污染物強化吸附層；(6)在卵石碎石、生物質秸桿炭上面回填剝離土，形成梯田式生態床，回填的土壤層的高度稍低于休閑親水擋墻；(7)選種植物；陸上生態床選種的植物應滿足以下幾點要求:①耐污能力強；②采用鄉土物種，因土種植，因地制宜；③抗病能力強；④易于收獲、便于處置；⑤根系發達，莖葉茂密在城市里以觀賞為主，在郊區和農村植物的經濟利用價值要高；進一步地，在水中，從淺水區向河流中心方向依次種植挺水植物、浮葉植物和沉水植物。本專利技術的有益效果是，通過水泵提升富營養化河水對生態床植被進行灌溉，利用生態床中的土壤、微生物、植物等對河水中的污染物進行截留、過濾、吸附、轉移、吸收轉化，經過凈化后的水再滲入河流中；為了強化對污染物的吸附，在生態床的土壤中添加改性生物質秸桿炭作為強化吸附層，利用改性生物質秸桿炭的強大吸附作用加強對氮、磷等營養物質的吸附；利用農作物秸桿復合材料制成休閑親水擋墻，實現農作物秸桿的綜合利用，同時對氮、磷等營養物質也具有一定吸附作用，另外改性生物質秸桿碳化強化吸附層和農作物秸桿復合材料制成的休閑親水擋墻也可作為微生物的載體，能夠利用微生物對污染物進行分解；利用蓄水渠接納地面的初期雨水和其他非點源污水，經過生態床的凈化達到對非點源污染的攔截和凈化的目的；在水資源日趨緊張的情況下節約了水源，降低了綠地的養護成本；同時美化了環境，取得了顯著的經濟效益、環境效益和社會效益。【附圖說明】下面結合附圖和實施例對本專利技術進一步說明。圖1是本專利技術的實施例1橫斷面示意圖；圖2是本專利技術實施例1俯視圖；圖3是本專利技術的實施例2橫斷面示意圖；圖中:1.蓄水渠，2.生態床，3.休閑親水擋墻，4.河道，5.水渠墻體，6.蓄水渠排水口，7.生態床排水口，8.蓄水渠布水通道，9.強化本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種富營養化河水凈化和非點源污染攔截系統，其特征在于：包括蓄水渠(1)、若干生態床(2)、休閑親水擋墻(3)、便攜式水泵和輸水管；所述的蓄水渠(1)位于具有坡度的河岸上，并與河道(4)平行設置，河道(4)通過便攜式水泵和輸水管與蓄水渠(1)連通；所述的生態床(2)為梯田式結構，位于所述蓄水渠(1)和河道(4)之間，且與蓄水渠(1)走向平行，所述生態床(2)上還種植有植物；所述蓄水渠(1)與生態床(2)之間、每階生態床(2)之間分別采用水渠墻體(5)和所述的休閑親水擋墻(3)隔開，所述的水渠墻體(5)和休閑親水擋墻(3)高于與其相鄰的生態床(2)，所述的水渠墻體(5)底部開設有若干蓄水渠排水口(6)，所述休閑親水擋墻(3)底部開設有若干生態床排水口(7)；與所述生態床(2)接觸的水渠墻體(5)一側具有由卵石或碎石堆積而成的蓄水渠布水通道(8)，蓄水渠布水通道(8)另一側具有強化吸附層(9)；每個休閑親水擋墻(3)兩側沿水流方向分別設置有均由卵石或碎石堆積而成的濾料層(10)和生態床布水通道(11)；所述的蓄水渠布水通道(8)和強化吸附層(9)高于蓄水渠排水口(6)；所述的濾料層(10)和生態床布水通道(11)高于生態床排水口(7)；所述休閑親水擋墻(3)由秸稈和混凝土復合而成。...

【技術特征摘要】
1.一種富營養化河水凈化和非點源污染攔截系統，其特征在于:包括蓄水渠(I)、若干生態床(2)、休閑親水擋墻(3)、便攜式水泵和輸水管； 所述的蓄水渠(I)位于具有坡度的河岸上，并與河道(4)平行設置，河道(4)通過便攜式水泵和輸水管與蓄水渠(I)連通；所述的生態床(2)為梯田式結構，位于所述蓄水渠(I)和河道(4)之間，且與蓄水渠(I)走向平行，所述生態床(2)上還種植有植物； 所述蓄水渠(I)與生態床(2)之間、每階生態床(2)之間分別采用水渠墻體(5)和所述的休閑親水擋墻(3)隔開，所述的水渠墻體(5)和休閑親水擋墻(3)高于與其相鄰的生態床(2)，所述的水渠墻體(5)底部開設有若干蓄水渠排水口 (6)，所述休閑親水擋墻(3)底部開設有若干生態床排水口(7)； 與所述生態床(2)接觸的水渠墻體(5) —側具有由卵石或碎石堆積而成的蓄水渠布水通道(8)，蓄水渠布水通道(8)另一側具有強化吸附層(9);每個休閑親水擋墻(3)兩側沿水流方向分別設置有均由卵石或碎石堆積而成的濾料層(10)和生態床布水通道(11);所述的蓄水渠布水通道(8)和強化吸附層(9)高于蓄水渠排水口(6);所述的濾料層(10)和生態床布水通道(11)高于生態床排水口(7);所述休閑親水擋墻(3)由秸桿和混凝土復合--? 。2.根據權利要求1所述的富營養化河水凈化和非點源污染攔截系統，其特征在于:所述的蓄水渠(I)底部設置有向河道(4)傾斜的斜坡。3.根據權利要求1或2所述的富營養化河水凈化和非點源污染攔截系統，其特征在于:所述的蓄水渠(I)上設置有蓋板...

【專利技術屬性】
技術研發人員：萬玉山，王莉，
申請(專利權)人：常州大學，
類型：發明
國別省市：江蘇;32