一种黑臭河道下沉式绿地处理系统及其处理方法技术方案

本发明专利技术公开了一种黑臭河道下沉式绿地处理系统及其处理方法，该系统包括：拦河取水单元、引水单元和下沉式绿地；其中，拦河取水单元设置在黑臭河道的上游；黑臭河道的每侧分别设置有引水单元和下沉式绿地，引水单元的入水口与拦河取水单元的出水口连通，引水单元的出水口与下沉式绿地的进水口连通；下沉式绿地的表面自下而上依次设置黏土层、土壤层和砾石层，土壤层上种植有水生植物；下沉式绿地设置有出水口，下沉式绿地用于处理黑臭河道内的污水。本发明专利技术的黑臭河道下沉式绿地处理系统可持续地长期应用，成本不高，可发挥整体优势，使河道对黑臭水体的净化处理能力提高，且能改善城市水体和陆地景观，外溢效应明显。

【技术实现步骤摘要】
一种黑臭河道下沉式绿地处理系统及其处理方法
本专利技术涉及河道生态治理
，特别涉及一种黑臭河道下沉式绿地处理系统及其处理方法。
技术介绍
随着城市化步伐加快，我国城市、乡村河流的生态功能由于人类干扰退化日益严重，陆地上污染物的大量排入，使大部分河流中氮、磷、化学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)等污染物严重超标，从而诱发了一系列环境问题，如河流水体富营养化、河流黑臭、河流生物多样性下降、河流底泥垃圾化、河流自净能力和水体景观功能退化等。其中，河流黑臭是一个关键的河流环境问题，河流黑臭既是其他河流环境问题产生的原因，也是其他环境问题导致的结果，是一个难于治理的环境问题，解决河流黑臭是城市河流生态系统、流域生态系统可持续发展的关键所在。河流黑臭产生的原因有内、外因：外因主要是大量外源氮、磷、COD、BOD进入河流水系，超过了水体的自我氧化分解能力或自净能力，导致水体富营养化，且处于缺氧状态，水体中的COD、BOD主要通过厌氧分解的方式进行，结果产生了许多挥发性、气体性小分子有机物和无机物，如酮类、醛类、醇类、有机酸类、硫化氢、甲烷、氮氧化物、一氧化碳等，人们靠近河流时会闻到这些物质散发的臭味。在水体厌氧的条件下，河流中水体和富含有机物的底泥处于还原状态，有些金属离子如3价的铁、锰被还原成2价，从而形成FeS，MnS等物质，这些物质沉在底泥中或被释放进入水体，致使河流底泥变黑。内因主要是城市化步伐加快，为了节约土地，河流两岸常常被硬化，河道收窄，岸边和水中植被减少，导致对河流的输氧能力下降，从而降低了河流自净能力。另外，水资源被截留，雨污分流的实施，使河流水体的补充减少，水体流速缓慢，也使河流自净能力下降。针对河流黑臭问题，国内外已开发了不少的治理黑臭的技术。这些技术主要包括物理、化学、生物生态法。物理方法主要是人工曝气、底泥疏浚、调水冲淤等。人工曝气如鼓风-扩散曝气、水面转刷曝气、射流曝气、船载移动曝气等；底泥疏浚主要有干床开挖、船载或岸边抓斗清挖、水力冲挖等；调水冲淤是通过输入清水，把污染物冲走并稀释。化学方法主要是强化絮泥、化学氧化、化学沉淀等，所使用的化学药剂主要有铁盐、铝盐、改性硅藻土等混凝剂，双氧化水等氧化剂和生石灰等沉淀剂。生物生态技术包括微生物强化技术、生物膜技术、植物净化技术等。根据国内外实践，上述任何单一的技术无法根本解决河流黑臭问题，有的还会导致水体二次污染，可持续利用性不高，且成本偏高。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种黑臭河道下沉式绿地处理系统及其处理方法，该黑臭河道下沉式绿地处理系统可持续地长期应用，成本不高，可发挥整体优势，使河道对黑臭水体的净化处理能力提高，且能改善城市水体和陆地景观，外溢效应明显。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现。(一)一种黑臭河道下沉式绿地处理系统，包括：拦河取水单元、引水单元和下沉式绿地；其中，所述拦河取水单元设置在黑臭河道的上游；所述黑臭河道的每侧分别设置有引水单元和下沉式绿地，引水单元的入水口与所述拦河取水单元的出水口连通，引水单元的出水口与所述下沉式绿地的进水口连通；所述下沉式绿地的表面自下而上依次设置黏土层、土壤层和砾石层，所述土壤层上种植有水生植物；所述下沉式绿地设置有出水口，所述下沉式绿地用于处理黑臭河道内的污水。优选的，所述下沉式绿地包含黑臭河道两岸的绿化带、小区绿地、公共绿地或湖泊。优选的，所述拦河取水单元包含沿黑臭河道水流方向依次设置的上游连接段、取水口、拦河闸闸室段和下游连接段；所述取水口与所述引水单元的入水口连通。优选的，所述引水单元为引水渠；所述引水渠的渠首设置有曲线沉砂池，所述引水渠的渠尾设置有第一拦污栅。优选的，所述下沉式绿地的首端设置有振动筛网；所述下沉式绿地分段布置，每段下沉式绿地低于地面且设置有溢流坝。优选的，所述黏土层的厚度为50～70cm，所述土壤层的厚度为20～40cm，所述砾石层的厚度为8～12cm。优选的，所述水生植物包含挺水植物、浮水植物或沉水植物中的一种或多种。优选的，所述挺水植物为荷花、千屈菜、菖蒲、黄菖蒲、水葱、再力花、梭鱼草、花叶芦竹、香蒲、泽泻、旱伞草、芦苇、茭白、灯芯草或小横脉中的一种或多种。优选的，所述浮水植物为菱角、睡莲、凤眼莲、浮萍或眼子菜中的一种或多种。优选的，所述沉水植物为丝叶眼子菜、穿叶眼子菜、水菜花、海菜花、海菖蒲、苦草、金鱼藻、水车前、穗花狐尾藻或黑藻中的一种或多种。优选的，还包括出水单元，所述出水单元包含前池、聚水池和水闸；所述前池的进水口与所述下沉式绿地的出水口连通，所述前池的出水口与所述聚水池的进水口连通；所述前池和所述聚水池之间设置有第二拦污栅；所述水闸的进水口与所述聚水池的出水口连通，所述水闸的出水口与黑臭河道的下游连通。(二)一种黑臭河道下沉式绿地处理方法，包括以下步骤：步骤1，采用拦河取水单元拦截黑臭河道上游的污水，并将污水引入至引水单元；步骤2，采用引水单元除去污水中的固体沉淀物和固体漂浮物；步骤3，采用下沉式绿地内的水生植物对引水单元净化后的污水进一步净化。优选的，步骤2中，引水单元的渠首采用曲线沉砂池除去固体沉淀物，引水单元的渠尾采用第一拦污栅去除固体悬浮物。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：1)使黑臭河道中污水至少从劣五类提升到五类水质，或者从五类水质提升到三或四类水质；2)根本消除水体黑臭；3)增加城市水体景观面积，提升城市土地和不动产的价值；4)增加城市生物多样性；5)改善城市居住环境。附图说明下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细说明。图1为黑臭河道下沉式绿地处理系统的整体结构示意图；图2为本专利技术的黑臭河道下沉式绿地处理系统治理污水的流程图；其中，图(a)为在黑臭河道的两侧选择地质稳定、表面平整、施工条件好的绿化带、小区绿地、城市绿地、水塘、低洼地；图(b)为拦河闸、上游连接段、下游连接段、护基的设计与实施图；图(c)为引水渠、第一拦污栅的设计图；图(d)为下沉绿地图；图(e)为出水单元的设计与实施图；图(f)为引水单元的设计与实施图。其中：1黑臭河道；2上游连接段；3取水口；4拦河闸闸室段；5下游连接段；6曲线沉砂池；7第一拦污栅；8下沉式绿地；801振动筛网；802溢流坝；803水生植物；9前池；10第二拦污栅；11聚水池；12水闸。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域的技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。实施例以西安市皂河为例进行应用，具体如下：皂河是黄河最大支流渭河的分支，其横穿西安市，河道水质为劣V类水。将下沉式绿地8安置在皂河中游，配合下游的西安渭河城市运动公园和西安湖，共同对皂河河水进行净化。在皂河黑臭河道1的上游设置拦河取水单元，在皂河的两侧分别对应设置引水单元和下沉式绿地8，通过拦河取水单元拦截皂河内的污水，并通过引水单元将污水引流至下沉式绿地8形成表面流湿地，通过表面流湿地的净化作用，对河道水质进行改善，从而满足河道水流可排放的V类水质。1、拦河取水单元拦河取水单元为拦河闸，布置于西安市高新区丈八四路与西护公路十字西北角，拦河闸从上游到下游依次为上游连接段2、取水口3、拦河闸闸室段4、下游连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种黑臭河道下沉式绿地处理系统，其特征在于，包括：拦河取水单元、引水单元和下沉式绿地(8)；其中，所述拦河取水单元设置在黑臭河道(1)的上游；所述黑臭河道(1)的每侧分别设置有引水单元和下沉式绿地(8)，引水单元的入水口与所述拦河取水单元的出水口连通，引水单元的出水口与所述下沉式绿地(8)的进水口连通；所述下沉式绿地(8)的表面自下而上依次设置黏土层、土壤层和砾石层，所述土壤层上种植有水生植物(803)；所述下沉式绿地(8)设置有出水口，所述下沉式绿地(8)用于处理黑臭河道(1)内的污水。

【技术特征摘要】
1.一种黑臭河道下沉式绿地处理系统，其特征在于，包括：拦河取水单元、引水单元和下沉式绿地(8)；其中，所述拦河取水单元设置在黑臭河道(1)的上游；所述黑臭河道(1)的每侧分别设置有引水单元和下沉式绿地(8)，引水单元的入水口与所述拦河取水单元的出水口连通，引水单元的出水口与所述下沉式绿地(8)的进水口连通；所述下沉式绿地(8)的表面自下而上依次设置黏土层、土壤层和砾石层，所述土壤层上种植有水生植物(803)；所述下沉式绿地(8)设置有出水口，所述下沉式绿地(8)用于处理黑臭河道(1)内的污水。2.根据权利要求1所述的黑臭河道下沉式绿地处理系统，其特征在于，所述下沉式绿地(8)包含黑臭河道(1)两岸的绿化带、小区绿地、公共绿地或湖泊。3.根据权利要求1所述的黑臭河道下沉式绿地处理系统，其特征在于，所述拦河取水单元包含沿黑臭河道(1)水流方向依次设置的上游连接段(2)、取水口(3)、拦河闸闸室段(4)和下游连接段(5)；所述取水口(3)与所述引水单元的入水口连通。4.根据权利要求1所述的黑臭河道下沉式绿地处理系统，其特征在于，所述引水单元为引水渠；所述引水渠的渠首设置有曲线沉砂池(6)，所述引水渠的渠尾设置有第一拦污栅(7)。5.根据权利要求1所述的黑臭河道下沉式绿地处理系统，其特征在于，所述下沉式绿地(8)的首端设置有振动筛网(801)；所述下沉式绿地(8)分段布置，每段下沉式绿...

【专利技术属性】
技术研发人员：王震洪，刘阳，陈骎，黄鹏华，宫晓鑫，刘啸宇，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61