專利名稱：一種淺流再生水河道原位治理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)境工程領(lǐng)域，具體涉及一種淺流再生水河道原位治理方法。
背景技術(shù)：
我國城市河道普遍存在清潔水源補給缺乏、河道流動性差、河道與河濱帶生態(tài)系統(tǒng)破壞等問題，自凈能力嚴重消退，此外，由于各種污染源短期內(nèi)難以控制，河流水質(zhì)惡化嚴重。傳統(tǒng)河道治理常采取清淤和換水等市政工程手段，短期內(nèi)可能具有一定效果，但是治標不治本，由于河道自凈能力未得到恢復(fù)，受污染城市河道存在的問題難以被根治。目前河道治理主要將生態(tài)修復(fù)工程和市政工程相結(jié)合，并集成多種治理措施，對 河道開展綜合治理。生態(tài)修復(fù)工程大多集中在河濱帶開展，包括生態(tài)護坡工程、挺水和浮葉植物構(gòu)建、沉水植物恢復(fù)、植物浮床布置等。河濱帶生態(tài)修復(fù)工程存在一定局限性，在枯水季節(jié)，面源污染來源小，僅在主河道有水流，水流僅與主河道接觸，相關(guān)湖濱帶生態(tài)治理技術(shù)難以發(fā)揮凈化效應(yīng)。此外，河濱帶生態(tài)修復(fù)還面臨幾大問題城市河道水位雨季波動明顯，不利于浮葉植物正常生長；河道重點防洪區(qū)段硬質(zhì)護坡改造和高桿挺水植物種植可能影響防洪安全；直立硬質(zhì)陡坡難以進行生態(tài)改造等。有些河流雖然已經(jīng)截污，且截留水體經(jīng)妥善處理達到一級A排放標準后再作為河道補水水源，但是河道治理一般要求河流水質(zhì)達到地表水V類，甚至IV標準，補水如未經(jīng)進一步處理難以達到治理要求。此外，截留水體經(jīng)過處理后，出水有機物組分以難降解有機物居多，利用傳統(tǒng)手段難以達到較好的凈化效果。對于直立陡坡、采用再生水補水的三面光城市淺流硬質(zhì)河道，有必要開發(fā)適宜的治理方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對在直立陡坡、采用再生水補水的三面光城市硬質(zhì)河道如何進行治理這一技術(shù)難題，提出一種淺流再生水河道原位治理方法。通過本發(fā)明，構(gòu)建礫石床淺流河道，并在礫石床上方垂直于水面布置人工生物填料和復(fù)合納米纖維填料，在河道上對以再生水為補水水源的河流水體進行原位處理，使河道水體主要指標從一級A排放標準提升到地表水V類標準。本發(fā)明提出的淺流再生水河道原位治理方法，具體步驟如下
(1)選取一段直立陡坡的三面光城市硬質(zhì)河道，枯水季節(jié)時在該河道的上游及下游設(shè)壩攔蓄，對該段河道進行生態(tài)清淤，并進行暴曬；
(2)平行于河岸方向，在河道兩岸種植低桿的挺水植物帶，低桿挺水植物可有效攔截面源污染，穩(wěn)固河岸，對河道泄洪無不良影響。(2)在該段河道底部鋪設(shè)礫石層，共布設(shè)兩層，位于下層的礫石層選用粒徑為8(Tl00mm的碌石，高度為l(Tl5cm,位于上層的碌石層選用粒徑為15 25mm的碌石,高度為15 20cm ；(3)在上層礫石層上方垂直于水面布置填料層，所述填料層由人工生物填料和復(fù)合納米纖維填料組成，人工生物填料與復(fù)合納米纖維填料垂直于水面交替布置；
(4)拆除該段河道上游和下游臨時搭建的攔截壩，在該段河道上游建橡皮壩，對治理河道的水位進行調(diào)節(jié)，使得治理河道內(nèi)的水深小于等于30cm。橡皮壩在平水期和枯水期可以調(diào)節(jié)治理河段內(nèi)水位，在汛期可放空，不會影響河流的泄洪能力。本發(fā)明中，挺水植物帶選用的植物品種為鳶尾、菖蒲等低桿挺水植物，種植密度為3-5叢/米。本發(fā)明中，人工生物填料采用彈性填料或組合填料，所述彈性填料為毛刷狀串型生物填料，組合填料為盤狀和植物纖維絲組合型生物填料。人工生物填料比表面積較大，適宜各種微生物附著，填料表面經(jīng)一段時間附著生物膜后，可以有效凈化水體中的各種污染物。本發(fā)明中，所述復(fù)合納米纖維填料采用納米二氧化鈦復(fù)合光催化材料，復(fù)合納米 纖維填料中的二氧化鈦光催化劑在自然光照中的近紫外光激發(fā)下，能激活水分子產(chǎn)生高氧化能力的羥基自由基，將水中有機污染物降解成小分子的無機氮和礦化物。本發(fā)明具有以下有益效果
本發(fā)明利用礫石床及生物填料的綜合作用對河道水體進行深度處理。礫石床具有截留、吸附污染物的作用；人工生物填料與礫石床表面能形成生物膜，有利于對河道水體各種污染物的去除；紫外光能激發(fā)復(fù)合納米纖維填料中的二氧化鈦產(chǎn)生光催化氧化反應(yīng)，對水體中難降解有機物進行去除；治理河段水深控制在30cm以內(nèi)有利于提升水體溶解氧含量，促進紫外光的穿透，充分發(fā)揮光催化降解作用，加強對有機物的降解。河道兩岸種植低桿挺水植物帶，可有效攔截面源污染。本發(fā)明采用原位治理技術(shù)，無需將河水引出河道水系，可在河道上直接對水體進行處理，縮減了污水轉(zhuǎn)運環(huán)節(jié)，并能避免造成二次污染。


圖I是本發(fā)明實施例中一種以再生水為補水水源的城市河道原位治理方法的施工斷面示意圖。圖中標號1為挺水植物帶，2為第一礫石層，3為第二礫石層，4為填料層。
具體實施例方式本發(fā)明實施的前提條件是河道兩岸基本完成截污，再生水或者更為清潔的水體為該河段的主要補給水源。以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細描述。選取一段直立陡坡的三面光城市硬質(zhì)河道，枯水季節(jié)時在該河段上、下游設(shè)壩攔蓄，對該河段進行生態(tài)清淤并進行暴曬。平行于河岸，在河道兩岸布置低桿挺水植物帶1，選用植物品種為黃花鳶尾，種植密度為3-5叢/米。在該河段布設(shè)礫石床，高度約為30cm，共布設(shè)兩層。下層選用粒徑為IOOmm的礫石2，高度為15cm,上層選用粒徑為25mm的碌石3,高度為15cm。上層礫石上方垂直于水面交替布置填料層4，主要為阿科蔓生物填料和二氧化鈦復(fù)合納米纖維填料，每立方水體各布置O. I平方。拆除上下游臨時搭建的攔截壩，在該河段上游河道構(gòu)建橡皮壩，對該河段水位進 行調(diào)節(jié)，使得治理河段內(nèi)的水深為30cm左右。該礫石床淺流河道在河流平水期和枯水期可以較好的發(fā)揮凈化作用。經(jīng)過治理，該河段氨氮、總磷和COD濃度均能達到地表水V類標準。
權(quán)利要求
1.一種淺流再生水河道原位治理方法，其特征在于具體步驟如下 (1)選取一段直立陡坡的三面光城市硬質(zhì)河道，枯水季節(jié)時在該河道的上游及下游設(shè)壩攔蓄，對該段河道進行生態(tài)清淤，并進行暴曬； (2)平行于河岸方向，在河道兩岸種植低桿的挺水植物帶； (3)在該段河道底部鋪設(shè)礫石層，共布設(shè)兩層，位于下層的礫石層選用粒徑為8(Tl00mm的碌石，高度為l(Tl5cm,位于上層的碌石層選用粒徑為15 25mm的碌石，高度為15 20cm ； (4)在上層礫石層上方垂直于水面布置填料層，所述填料層由人工生物填料和復(fù)合納米纖維填料組成，人工生物填料與復(fù)合納米纖維填料垂直于水面交替布置； (5)拆除該段河道上游和下游臨時搭建的攔截壩，在該段河道上游建橡皮壩，對治理河 道的水位進行調(diào)節(jié)，使治理河道內(nèi)的水深小于等于30cm ;橡皮壩在平水期和枯水期可以調(diào)節(jié)治理河段內(nèi)水位，在汛期放空，不會影響河流的泄洪能力。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的淺流再生水河道原位治理方法，其特征在于挺水植物帶選用的植物品種為鳶尾或菖蒲，種植密度為3-5叢/米。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的淺流再生水河道原位治理方法，其特征在于人工生物填料采用彈性填料或組合填料，所述彈性填料為毛刷狀生物填料，組合填料為盤狀和植物纖維絲組合型生物填料。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的淺流再生水河道原位治理方法，其特征在于所述復(fù)合納米纖維填料采用納米二氧化鈦復(fù)合光催化材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種淺流再生水河道原位治理方法。通過本發(fā)明，構(gòu)建礫石床淺流河道，并在礫石床內(nèi)布置人工生物填料和復(fù)合納米纖維填料，對以再生水為補水水源的河流水體進行原位深度處理。本發(fā)明采用原位治理技術(shù)，無需將河水引出河道水系，可在河道上直接對水體進行處理，縮減了污水轉(zhuǎn)運環(huán)節(jié)，并能避免造成二次污染。
文檔編號E02B3/02GK102966071SQ20121043060
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月2日
發(fā)明者成水平, 鐘非, 吳娟, 向東方, 嚴媛媛, 周琪 申請人:同濟大學(xué)