本发明专利技术涉及用于城市河道水体原位生物生态修复集成系统，可有效解决防止河道断面水体不达标和水生态系统破坏，从而提升景观效果的问题，方法是，本发明专利技术解决的技术方案是，从上游至下游的河段两岸修建有近自然河岸缓冲带，近自然河岸缓冲带所处的河段内从上游至下游依次设置有预处理单元、第一生态浮床单元、第一生态滤坝单元、水生植物单元、第二生态浮床单元、第二生态滤坝单元、包括推流曝气单元在内的生物膜强化净化单元、生境改善单元和水生生物功能群构建区，本发明专利技术无需占用河道以外的土地面积，处理效果稳定，不影响河道行洪，解决了河道断面水体不达标和水生态系统破坏，提升景观效果，有巨大的经济和社会效益。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及环保，特别是一种用于城市河道水体原位生物生态修复集成系统。
技术介绍
近年来，随着经济的快速发展，随之而来的就是水资源的过度开发利用，各种工业废水、农业污水和城市生活污水的排放带来严重污染，从而导致大多数河流水质恶化，河流生态系统也遭到了破坏。尤其是我国北方河流水质不容乐观，一方面是河流接纳污染物量较大，主要污染来源是沿河所排放的工业废水和生活污水，加之长期以来河流水质污染严重，河道受人工干扰程度高，导致河流水生态严重退化，水体自净能力弱，工业化、城镇化带来的污染排放和集约化农业面源污染叠加，混合型污染河流特征尤为明显。另一方面是部分河流由于缺乏天然径流、水体稀释自净能力有限，河流自然特征逐渐消失、生物多样性减少、生态服务功能降低、河流自净化和自我恢复能力降低，部分河流水生态退化严重，水生态系统受损重难以短期内恢复等问题日益凸显。目前，北方河道整治工程，重点是截污、清淤、护岸、调水引水、绿化等工程，短期内可以解决河道污染问题，但是治标不治本，长期以来水体自净能力得不到提升，河流水生生态系统反而遭到了破坏，水生态功能得不到恢复。河道水体原位生物生态修复技术是目前水生态修复中研究热点，也是发展趋势所在，其优点是具有处理效果好，无占地面积、成本低、投资省，操作简单。污染河流水体生态净化技术种类众多，各种技术应用广泛。然而技术研究和工程实践中往往是单一的水体原位生物生态修复技术的实施，其功能需求也是单一的。就改善水质、恢复水生态系统方面，污染河流的治理缺乏统一的、较为完善的技术集成体系。
技术实现思路
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本专利技术之目的就是提供一种用于城市河道水体原位生物生态修复集成系统，可有效解决防止河道断面水体不达标和水生态系统破坏，从而提升景观效果的问题。本专利技术解决的技术方案是，从上游至下游的河段两岸修建有近自然河岸缓冲带，近自然河岸缓冲带所处的河段内从上游至下游依次设置有预处理单元、第一生态浮床单元、第一生态滤坝单元、水生植物单元、第二生态浮床单元、第二生态滤坝单元、包括推流曝气单元在内的生物膜强化净化单元、生境改善单元和水生生物功能群构建区，所述的近自然河岸缓冲带是由靠河岸的污水收集槽、与污水收集槽相连的斜坡式生态滤床以及与河水相接触的石笼护坡及植被构成，通过植被和污水收集槽截留和斜坡式生态滤床的渗滤，利用植物、基质和微生物的作用增加了河岸缓冲带截留面源污染效果，防止水土流失，强化了河流自净能力，提高景观效果；所述的预处理单元是由缓流沉淀区及在缓流沉淀区种植的浮水植物或沉水植物以及种植在缓流沉淀区岸边的挺水植物构成，当上游来水经过缓流沉淀区的水生植物，延长河水滞留时间，减缓河水流速，沉降河水中悬浮颗粒物、降解污染物，构建微型塘生态系统，增进整个河流生态系统的稳定，有利于后续水生态净化；所述的第一生态浮床单元、第二生态浮床单元均是由浮床内种植的水生植物和悬挂在浮床下部的载体填料构成；所述的第一生态滤坝单元、第二生态滤坝单元均是由粒径20-50mm的砾石、沸石混合制成的内层，粒径为100-1000mm的石块掺杂有粒径10-30mm的铁渣、活性炭混合制成的外层堆砌构成，迎水面坡比1︰3，背水面坡比1︰2，背水面边坡呈阶梯型，以利于跌水复氧；所述的生物膜强化净化单元是由植物仿生载体和固定化填料沉箱相间布置在河道中构成，植物仿生载体固定在河道底泥上，固定化填料沉箱放置在河底标高以下0.5m，生物膜强化净化单元的1/3处设置推流曝气单元，对底层水体复氧，经两种不同功能区的协同作用，不断的往复厌氧/缺氧/好氧层微生物活动区，有效去除有机污染物，实现同步脱氮、除磷作用，最大限度的实现微污染河流水体的强化净化，通过跌水复氧、推流曝气，使得水体在净化过程中形成反复的厌氧-缺氧-好氧环境，同时结合了基质吸附和水生植物吸收作用，实现对水体污染物的高效去除；所述的生境改善单元包括深槽-浅滩、堰-砾石群，上游为深槽-浅滩，下游为堰-砾石群，两者间隔距离为0.5-1km，水生植物穿插在深槽-浅滩和堰-砾石群之间，在污染水体净化后，通过改变局部微环境包括流速、水位，改善水生生物的生存环境；所述的水生生物功能群构建区是由挺水植物、沉水植物、浮叶植物、漂浮植物群落及水生动物群落构成，以恢复健康水生态系统，使得水环境功能得到提升，提高物种多样性。本专利技术将河道水体原位净化技术、生境改善技术以及水生生物功能群构建技术有机的结合起来，通过布置在河道上下游，动力消耗少，无需占用河道以外的土地面积，处理效果稳定，不影响河道行洪，解决了河道断面水体不达标和水生态系统破坏，提升景观效果，有巨大的经济和社会效益。附图说明图1为本专利技术的结构俯视图。图2为本专利技术的结构剖面侧视图。图3为本专利技术的近自然河岸缓冲带剖面图。图4为本专利技术的生态浮床结构图。图5为本专利技术的生态滤坝结构图。图6为本专利技术的固定化填料沉箱结构图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式作详细说明。由图1-6所示，本专利技术从上游至下游的河段两岸修建有近自然河岸缓冲带1，近自然河岸缓冲带1所处的河段内从上游至下游依次设置有预处理单元2、第一生态浮床单元3a、第一生态滤坝单元4a、水生植物单元5、第二生态浮床单元3b、第二生态滤坝单元4b、包括推流曝气单元6在内的生物膜强化净化单元7，生境改善单元8和水生植物功能区9，所述的近自然河岸缓冲带1是由靠河岸的污水收集槽10、与污水收集槽10相连的斜坡式生态滤床11以及与河水相接触的石笼护坡及植被12构成，通过植被和污水收集槽截留和斜坡式生态滤床的渗滤，利用植物、基质和微生物的作用增加了河岸缓冲带截留面源污染效果，防止水土流失，强化了河流自净能力，提高景观效果；所述的预处理单元是由缓流沉淀区及在缓流沉淀区种植的浮水植物或沉水植物以及种植在缓流沉淀区岸边的挺水植物构成，当上游来水经过缓流沉淀区的水生植物，延长河水滞留时间，减缓河水流速，沉降河水中悬浮颗粒物、降解污染物，构建微型塘生态系统，增进整个河流生态系统的稳定，有利于后续水生态净化；所述的第一生态浮床单元3a、第二生态浮床单元3b均是由浮床内种植的水生植物13和悬挂在浮床下部的载体填料14构成；所述的第一生态滤坝单元4a、第二生态滤坝单元4b均是由粒径20-50mm的砾石、沸石混合制成的内层，粒径为100-1000mm的石块掺杂有粒径10-30mm的铁渣、活性炭混合制成的外层堆砌构成，迎水面坡比1︰3，背水面坡比1︰2，背水面边坡呈阶梯型，以利于跌水复氧；所述的生物膜强化净化单元7是由植物仿生载体15和固定化填料沉箱16相间布置在河道中构成，植物仿生载体15固定在河道底泥上，固定化填料沉箱16放置在河底标高以下0.5m，生物膜强化净化单元的1/3处设置推流曝气单元6，对底层水体复氧，经两种不同功能区的协同作用，不断的往复厌氧/缺氧/好氧层微生物活动区，有效去除有机污染物，实现同步脱氮、除磷作用，最大限度的实现微污染河流水体的强化净化，通过跌水复氧、推流曝气，使得水体在净化过程中形成反复的厌氧-缺氧-好氧环境，同时结合了基质吸附和水生植物吸收作用，实现对水体污染物的高效去除；所述的生境改善单元8包括深槽-浅滩、堰-砾石群，上游为深槽-浅滩，下游为堰-砾本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于城市河道水体原位生物生态修复集成系统，其特征在于，从上游至下游的河段两岸修建有近自然河岸缓冲带（1），近自然河岸缓冲带（1）所处的河段内从上游至下游依次设置有预处理单元（2）、第一生态浮床单元（3a）、第一生态滤坝单元（4a）、水生植物单元（5）、第二生态浮床单元（3b）、第二生态滤坝单元（4b）、包括推流曝气单元（6）在内的生物膜强化净化单元（7），生境改善单元（8）和水生生物功能群构建区（9），所述的近自然河岸缓冲带（1）是由靠河岸的污水收集槽（10）、与污水收集槽（10）相连的斜坡式生态滤床（11）以及与河水相接触的石笼护坡及植被（12）构成，通过植被和污水收集槽截留和斜坡式生态滤床的渗滤，利用植物、基质和微生物的作用增加了河岸缓冲带截留面源污染效果，防止水土流失，强化了河流自净能力，提高景观效果；所述的预处理单元是由缓流沉淀区及在缓流沉淀区种植的浮水植物或沉水植物以及种植在缓流沉淀区岸边的挺水植物构成，当上游来水经过缓流沉淀区的水生植物，延长河水滞留时间，减缓河水流速，沉降河水中悬浮颗粒物、降解污染物，构建微型塘生态系统，增进整个河流生态系统的稳定，有利于后续水生态净化；所述的第一生态浮床单元（3a）、第二生态浮床单元（3b）均是由浮床内种植的水生植物（13）和悬挂在浮床下部的载体填料（14）构成；所述的第一生态滤坝单元（4a）、第二生态滤坝单元（4b）均是由粒径20‑50mm的砾石、沸石混合制成的内层，粒径为100‑1000mm的石块掺杂有粒径10‑30mm的铁渣、活性炭混合制成的外层堆砌构成，迎水面坡比1︰3，背水面坡比1︰2，背水面边坡呈阶梯型，以利于跌水复氧；所述的生物膜强化净化单元（7）是由植物仿生载体（15）和固定化填料沉箱（16）相间布置在河道中构成，植物仿生载体（15）固定在河道底泥上，固定化填料沉箱（16）放置在河底标高以下0.5m，生物膜强化净化单元的1/3处设置推流曝气单元（6），对底层水体复氧，经两种不同功能区的协同作用，不断的往复厌氧/缺氧/好氧层微生物活动区，有效去除有机污染物，实现同步脱氮、除磷作用，最大限度的实现微污染河流水体的强化净化，通过跌水复氧、推流曝气，使得水体在净化过程中进行了反复的厌氧‑缺氧‑好氧的微生物作用，同时结合了基质吸附和水生植物吸收作用，实现对水体污染物的高效去除；所述的生境改善单元（8）包括深槽‑浅滩、堰‑砾石群，上游为深槽‑浅滩，下游为堰‑砾石群，两者间隔距离为0.5‑1km，水生植物穿插在深槽‑浅滩和堰‑砾石群之间，在污染水体净化后，通过改变局部微环境包括流速、水位，改善水生生物的生存环境；所述的水生生物功能群构建区（9）是由挺水植物、沉水植物、浮叶植物、漂浮植物群落及水生动物群落构成，以恢复健康水生态系统，使得水环境功能得到提升，提高物种多样性。...
【技术特征摘要】
1.一种用于城市河道水体原位生物生态修复集成系统，其特征在于，从上游至下游的河段两岸修建有近自然河岸缓冲带（1），近自然河岸缓冲带（1）所处的河段内从上游至下游依次设置有预处理单元（2）、第一生态浮床单元（3a）、第一生态滤坝单元（4a）、水生植物单元（5）、第二生态浮床单元（3b）、第二生态滤坝单元（4b）、包括推流曝气单元（6）在内的生物膜强化净化单元（7），生境改善单元（8）和水生生物功能群构建区（9），所述的近自然河岸缓冲带（1）是由靠河岸的污水收集槽（10）、与污水收集槽（10）相连的斜坡式生态滤床（11）以及与河水相接触的石笼护坡及植被（12）构成，通过植被和污水收集槽截留和斜坡式生态滤床的渗滤，利用植物、基质和微生物的作用增加了河岸缓冲带截留面源污染效果，防止水土流失，强化了河流自净能力，提高景观效果；所述的预处理单元是由缓流沉淀区及在缓流沉淀区种植的浮水植物或沉水植物以及种植在缓流沉淀区岸边的挺水植物构成，当上游来水经过缓流沉淀区的水生植物，延长河水滞留时间，减缓河水流速，沉降河水中悬浮颗粒物、降解污染物，构建微型塘生态系统，增进整个河流生态系统的稳定，有利于后续水生态净化；所述的第一生态浮床单元（3a）、第二生态浮床单元（3b）均是由浮床内种植的水生植物（13）和悬挂在浮床下部的载体填料（14）构成；所述的第一生态滤坝单元（4a）、第二生态滤坝单元（4b）均是由粒径20-50mm的砾石、沸石混合制成的内层，粒径为100-1000mm的石块掺杂有粒径10-30mm的铁渣、活性炭混合制成的外层堆砌构成，迎水面坡比1︰3，背水面坡比1︰2，背水面边坡呈阶梯型，以利于跌水复氧；所述的生物膜强化净化单元（7）是由植物仿生载体（15）和固定化填料沉箱（16）相间布置在河道中构成，植物仿生载体（15）固定在河道底泥上，固定化填料沉箱（16）放置在河底标高以下0.5m，生物膜强化净化单元的1/3处设置推流曝气单元（6），对底层水体复氧，经两种不同功能区的协同作用，不断的往复厌氧/缺氧/好氧层微生物活动区，有效去除有机污染物，实现同步脱氮、除磷作用，最大限度的实现微污染河流水体的强化净化，通过跌水复氧、推流曝气，使得水体在净化过程中进行了反复的厌氧-缺氧-好氧的微生物作用，同时结合了基质吸附和水生植物吸收作用，实现对水体污染物的高效去除；所述的生境改善单元（8）包括深槽-浅滩、堰-砾石群，上游为深槽-浅滩，下游为堰-砾石群，两者间隔距离为0.5-1km，水生植物穿插在深槽-浅滩和堰-砾石群之间，在污染水体净化后，通过改变局部微环境包括流速、水位，改善水生生物的生存环境；所述的水生生物功能群构建区（9）是由挺水植物、沉水植物、浮叶植物、漂浮植物群落及水...
【专利技术属性】
技术研发人员：于鲁冀，柏义生，颜伟峰，李羽仙，陈涛，张广毅，张长，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：河南;41
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