地表水和地下水的原位生态修复结构制造技术

本发明专利技术涉及一种地表水和地下水的原位生态修复结构。适用于地表水和地下水处理技术领域。本发明专利技术所采用的技术方案是：一种地表水和地下水的原位生态修复结构，其特征在于：该原位生态修复结构铺设于丰水期水位高于地下水水位、枯水期水位低于地下水水位的河湖底部；所述原位生态修复结构由下而上依次为底部过滤层、填料层、顶部过滤层和种植层，其中填料层由下而上依次为活性氧化铝层、生物炭层，以及沸石和石灰石层，所述种植层上种植沉水植物。本发明专利技术的有益效果是：本发明专利技术通过在河湖底部铺设原位生态修复结构，能在地表水补给地下水的过程中对地表水进行净化，在地下水补给地表水的过程中对地下水进行净化。的过程中对地下水进行净化。的过程中对地下水进行净化。

【技术实现步骤摘要】
地表水和地下水的原位生态修复结构


[0001]本专利技术涉及一种地表水和地下水的原位生态修复结构。适用于地表水和地下水处理


技术介绍

[0002]黄河下游由于泥沙淤积导致河道堤内滩面普遍高出两岸地面4～6m，部分河段高差甚至超过10m，形成了“地上悬河”，同时也形成了独特的水循环系统，即黄河水常年单向补给浅层地下水，从而导致地下水位的升高。因此，当地下水水位高于周边地表水水位时，地下水从水位高处向低处渗流，补给地表水；当周边地表水水位高于浅层地下水水位时，地表水测渗补给地下水。
[0003]黄河下游沿黄片区由于受到农业灌溉、畜禽养殖、污废水排放及工业生产的影响，地表水水质污染较为严重。同时，水资源不足促使人们不断地开采利用地下水，加之原生地质环境问题，地下水环境污染形势也比较严峻。根据调查资料显示，该区域地表水和地下水中三氮、砷、氟、碘、盐分等常年存在超标问题，且在地表水和地下水互相补给的过程中，两种水体中的污染物也随之交换，加重了水污染情况。
[0004]目前，关于地表水和地下水原位净化的研究已经相当广泛，但是关于在地表水和地下水互相补给的过程中实现污染物去除的研究还较少，尤其是在黄河下游沿黄片区特定的水质条件下。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种地表水和地下水的原位生态修复结构。
[0006]本专利技术所采用的技术方案是：一种地表水和地下水的原位生态修复结构，其特征在于：该原位生态修复结构铺设于丰水期水位高于地下水水位、枯水期水位低于地下水水位的河湖底部；
[0007]所述原位生态修复结构由下而上依次为底部过滤层、填料层、顶部过滤层和种植层，其中填料层由下而上依次为活性氧化铝层、生物炭层，以及沸石和石灰石层，所述种植层上种植沉水植物。
[0008]所述底部过滤层由下而上依次为过滤网和多孔陶瓷过滤板。
[0009]所述顶部过滤层由下而上依次为多孔陶瓷过滤板和过滤网。
[0010]所述的过滤网由不锈钢丝网加工而成，孔径为30～50mm；所述多孔陶瓷过滤板的孔密度为7～13个/25.4mm。
[0011]所述活性氧化铝层厚度为15～20cm，活性氧化铝粒径为5～15mm。
[0012]所述生物炭层厚度为20～30cm，生物炭粒径为15～30mm。
[0013]所述沸石和石灰石层的厚度为15～20cm，沸石和石灰石的粒径为30～50mm，二者比例为1：1。
[0014]所述沉水植物采用对水体中氮和砷去除效果较好的植物中的一种或多种组合。
[0015]本专利技术的有益效果是：本专利技术通过在河湖底部铺设原位生态修复结构，能在地表水补给地下水的过程中对地表水进行净化，在地下水补给地表水的过程中对地下水进行净化。
[0016]本专利技术中沉水植物不仅能通过茎叶直接从水体中进行营养物质吸收，还可以通过发达的根系及其根系上附着的微生物吸附污染物，从而提高污染物的去除率。此外，它们的通气组织特别发达，有利于在水中缺乏空气的情况下进行气体交换。
[0017]本专利技术采用沸石、石灰石、生物炭、活性氧化铝组成的三层复合滤料，在对水体中氮、氟等污染物去除的同时能够促进植物的增长，间接强化对污染物的去除能力。
附图说明
[0018]图1为实施例的布置示意图。
[0019]图2为实施例的结构示意图。
[0020]1、沉水植物；2、土壤层；3、过滤网；4、多孔陶瓷过滤底板；5、沸石和石灰石层；6、生物炭层；7、活性氧化铝层。
具体实施方式
[0021]本实施例为一种地表水和地下水的原位生态修复结构，铺设于丰水期水位高于地下水水位、枯水期水位低于地下水水位的河湖(如黄河悬河段周边河道、湖泊、坑塘等)底部。
[0022]本例中原位生态修复结构由下而上依次为底部过滤层、填料层、顶部过滤层和种植层，其中底部过滤层由下而上依次为过滤网和多孔陶瓷过滤板；填料层由下而上依次为活性氧化铝层、生物炭层，以及沸石和石灰石层；顶部过滤层由下而上依次为多孔陶瓷过滤板和过滤网；种植层上种植沉水植物。
[0023]本实施例中过滤网由不锈钢丝网加工而成，孔径为30～50mm，以防止土壤堵塞过滤孔并过滤大颗粒污染物；多孔陶瓷过滤板的孔密度为7～13个/25.4mm。
[0024]本例中活性氧化铝层厚度为15～20cm，活性氧化铝粒径为5～15mm，对水体中的氟有较好的吸附效果。
[0025]本实施例中生物炭层厚度为20～30cm，生物炭粒径为15～30mm，生物炭不仅可以利用其本身较大的孔隙度和比表面积吸附污染物，而且可以显著促进植物的增长，提高对有机物、氮、磷等植物所需营养物质的捕捉能力，间接强化对污染物的去除能力。
[0026]本实施例中沸石和石灰石层的厚度为15～20cm，沸石和石灰石的粒径为30～50mm，二者比例为1：1，可以有效去除水体中的氮和磷。
[0027]本例中种植土壤的铺设厚度是350～500mm。沉水植物是由轮叶黑藻、
[0028]苦草、金鱼藻和狐尾藻等对水体中氮和砷去除效果较好的植物中的一种或多种组合。这些沉水植物不仅能通过茎叶直接从水体中吸收营养物质，还可以通过发达的根系及其根系上附着的微生物吸附污染物，从而提高污染物的去除率。此外，它们的通气组织特别发达，有利于在水中缺乏空气的情况下进行气体交换。
[0029]本实施例的工作原理如下：
[0030]A、当河湖内的地表水水位高于浅层地下水水位时，地表水测渗首先经过沉水植物，在对氮和砷有较好吸收效果的沉水植物的作用下，去除一部分的污染物，且植物根系附着的微生物也可以对地表水进行有机污染物降解、硝化和反硝化脱氮以及磷的吸附等，提高水质净化效率。
[0031]随后，地表水测渗经过顶部过滤层，过滤网能够拦截自土壤层携带而来的土壤，防止其堵塞多孔陶瓷过滤底板上的过滤孔。
[0032]之后地表水继续测渗经过填料层，第一层为沸石和石灰石层，可以有效吸附水体中的氮和磷；第二层为生物炭层，一方面可以直接吸附污染物，一方面也可以显著促进植物的增长，提高对有机物、氮、磷等植物所需营养物质的捕捉能力，加强污染物的去除；第三层是活性氧化铝层，能够有效吸附水体中的氟。同时，填料的存在为微生物的生存和繁殖提供了稳定的环境，这些微生物能够通过新陈代谢活动将水体中的污染物转化为气体或者无毒无害的物质，加速水体的净化。
[0033]最后，水体再一次经过底部过滤层，在地表水补给地下水的过程中实现地表水水质净化。
[0034]B、当地下水水位高于地表水水位时，地下水测渗补给地表水。地下水在测渗的过程中也先经过底部过滤层，过滤掉携带的土壤和大颗粒物质；之后依次经过活性氧化铝层、生物炭层、沸石和石灰石层以及上方的顶部过滤层，最后经过种植层，完成对地表水的补给，并在这过程中实现对地下水中三氮、磷、砷、氟等污染物的去除。
[0035]以上所述仅为本专利技术的优选实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地表水和地下水的原位生态修复结构，其特征在于：该原位生态修复结构铺设于丰水期水位高于地下水水位、枯水期水位低于地下水水位的河湖底部；所述原位生态修复结构由下而上依次为底部过滤层、填料层、顶部过滤层和种植层，其中填料层由下而上依次为活性氧化铝层、生物炭层，以及沸石和石灰石层，所述种植层上种植沉水植物。2.根据权利要求1所述的地表水和地下水的原位生态修复结构，其特征在于：所述底部过滤层由下而上依次为过滤网和多孔陶瓷过滤板。3.根据权利要求1所述的地表水和地下水的原位生态修复结构，其特征在于：所述顶部过滤层由下而上依次为多孔陶瓷过滤板和过滤网。4.根据权利要求2或3所述的地表水和地下水的原位生态修复结构，其特征在于：所述的过滤网由不锈钢丝网加工而成，孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：周国旺，关永发，潘乘浪，康雅茹，钱爱国，宋思远，
申请(专利权)人：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：