一种河流净化系统技术方案

本发明专利技术涉及一种河流净化系统，所述河流的河床含有深度≥3m的凹坑，且在所述凹坑内设置有凸出的跌坎。通过跌坎设计，利用跌坎抬升水位，减少跌坎上游的水流流速，增加污染物的沉降量，同时水流流经跌坎时，增加水流与空气的接触面积，从而增加曝气量，实现对水质的净化。此外，由于独特的湿地结构还可以有效地截留面源污染。通过本发明专利技术提供的河流净化系统处理后的水质可提高至Ⅳ级别。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种河流净化系统，特别涉及一种干旱缺水河流的沟-塘串联的系统，通过增加水力停留时间，降低水流中的污染物负荷，使得缺水河流成为绿色的生态走廊，属于水利工程

技术介绍
随着我国社会经济的快速发展，一方面入河污染控制不力导致河流污染负荷日益加重，另一方面河流“裁弯取直”、“渠化”、“硬化”等不当水利工程致使水环境质量不断恶化，生态系统不断衰退。河流水生态系统的日益退化，已经制约着社会经济的进一步发展。因此，重新构建和修复受损河流系统，协调河流水利和生态功能，恢复净化能力，已是当前经济社会发展和生态环境建设的迫切需要。通过工程措施、生物措施和管理措施，尽量避免、缓解水利工程对于河流生态系统的负面影响，达到社会经济效益与生态保护二者兼顾的目标。申请号为201110190773.7的中国专利“一种河滩坡岸多塘湿地废污水处理方法及装置”中公开了一种河滩坡岸多塘湿地废污水处理装置，它包括沉淀塘(A)、氧化塘(B)、垂直潜流人工湿地(C)、表面流人工湿地(D)、稳定塘(E)、调控阀(F)、溢流坝(G)、引排沟渠(H)、河滩(M)、坡岸(N)、拦污格栅(I)、污水泵(5)、垂直潜流人工湿地配水渠(6)、三角堰(7)、穿孔布水管(9)、穿孔集水管(11)、垂直潜流人工湿地出水管(12)，其特征在于:拦污格栅(I)与污水(O)、调控阀(F)相连，溢流坝(G)与污水(O)、引排沟渠(H)相连，沉淀塘(A)分别与调控阀(F)、氧化塘(B)相连，氧化塘(B)分别与沉淀塘(A)、垂直潜流人工湿地(C)、表面流人工湿地(D)相连，表面流人工湿地(D)分别与氧化塘(B)、垂直潜流人工湿地(C)、稳定塘(E)相连，第一分水溢流堰(3-1)连接沉淀塘(A)与氧化塘(B)，污水泵(5)连接氧化塘(B)与垂直潜流人工湿地配水渠(6)，三角堰(7)连接垂直潜流人工湿地配水渠(6)与穿孔布水管(9)，垂直潜流人工湿地出水管(12)连接穿孔集水管(11)与第一跌水平台(X-1)，第一跌水平台(X-1)连接垂直潜流人工湿地出水管(12)和表面流人工湿地(D)，第二跌水平台(X-2 )连接垂直潜流人工湿地出水管(12 )与下游河流(K)，第三分水溢流堰(3-3 )连接表面流人工湿地(D)与稳定塘(E)。该装置可实现污水量及水位大幅波动情况下对污水的净化处理，同时还具有景观效果。但是，该河滩坡岸多塘湿地废污水处理装置构造复杂，操作麻烦，且不能解决缺水河段的水质净化。
技术实现思路
为了解决现有技术中的问题，本专利技术针对实际工程需要，建立了一种河流净化系统，具有系统科学，适用性强等特点。本专利技术所述净化系统一方面利用河流的原有地形，例如砂石坑，设置水塘段，在河流较窄处，设置沟道，建立沟塘串联系统，实现水质原位净化；另一方面通过跌坎设计，利用跌坎抬升水位，减少跌坎上游的水流流速，增加污染物的沉降量，同时水流流经跌坎时，增加水流与空气的接触面积，从而增加曝气量，进一步实现对水质的净化。此外，由于独特的湿地结构还可以有效地截留面源污染。通过本专利技术提供的河流净化系统处理后的水质可提高至IV级别。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供一种河流净化系统，所述河流的河床含有深度> 3m的凹坑，且在所述凹坑内设置有凸出的跌坎。所述跌坎可以增加曝气量，从而增加水流中的溶解氧，通过氧化作用，减少水流中的污染物。优选地，所述跌坎的顶部低于河床平面，即跌坎的高度小于河底高程，这样有利于防止河水在此处淤积，影响该河流净化系统在洪水期间的过水能力，防止跌坎对洪水行进造成不利影响。本专利技术所述跌坎可以是由人工堆石并经淤泥冲积而成。例如在河流地势落差较大，例如大于3米的砂石坑处堆石，形成人工陡坎，利用洪水期的冲淤作用，该人工陡坎淤积泥沙等沉积物所形成。所述跌坎的宽度优选为所述凹坑宽度的1/2以上，更优选所述跌坎的宽度与凹坑的宽度相同。本专利技术所述河流的河道宽阔处为水塘段，而河道狭窄处为沟道段，且所述凹坑和跌坎优选设置于所述水塘段。优选地，在所述水塘段的河床设置有防渗层。所述防渗层由膨润土和河沙掺杂而成，优选所述膨润土与河沙的重量比为4:1。在本专利技术一具体实施例中，所述水塘段入水处、水塘段末端设置至少一监测取样>J-U装直。本专利技术还提供一种利用所述河流净化系统净化水质的方法，其包括如下步骤:水流进入本专利技术所述净化系统后，由于水塘段水流流速较低，通过沉淀和氧化作用去除部分污染物，水流流经跌坎时，利用跌坎抬升水位，减少跌坎上游的水流流速，增加污染物的沉降量，同时增加水流与空气的接触面积，从而增加曝气量，进一步实现对水质的净化。经处理后的出水总体上达到IV级别。经处理后的出水中NH3-N、TN、TP、B0D5和CODcr的含量分别为0.60mg/L、4.5mg/L、0.15mg/L、6.98mg/L 和 44.03mg/L,该河流净化系统对 TN、NH3-N、TP、CODcr 和 B0D5 的平均去除率分别为 93.67%,82.94%,90.26%,63.11% 和 20.93%。本专利技术所提供的河流净化系统至少包括如下优点:(I)多水塘系统有着湖泊无法比拟的优势条件，如多水塘系统面积小、有一定的水流流速、水深适中、相对透明度高，没有富营养化湖泊中藻类“水华”爆发带来的严重影响，这些条件十分有利于水生植被的移栽和管理，水生植被在水体中生长，繁殖，植被恢复提高了多水塘系统对面源污染的截留率。(2)充分利用河床地形，顺应河流的流势、流态，构筑跌坎，形成水面，减缓洪水期的流速，不会影响河流的纵向连通性和鱼类的洄游。(3)多塘湿地系统，为生物提供了多种多样的栖息地，为恢复生态及物种的多样性创造的了条件。(4)本专利技术河流净化系统特别适应于缺水河流中的河流水质净化。(5)本专利技术利用河流的原有地形，例如砂石坑，建立沟塘串联系统，实现水质原位净化，且降低了成本。附图说明图1是河流净化系统的示意图。图2是跌坎示意图。具体实施例方式以下配合附图及本专利技术的优选实施例，进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段。本专利技术所述河床为河底与河水接触的面，所述河底高程为河流地势的落差，本专利技术所述河底高程指河流中的凹坑或砂石坑的深度，由于河床不平，河底高程可能是一定范围内的变量，本专利技术所 述凹坑深度是指平均深度，所述河底高程是指平均河底高程。本专利技术所述河床平面是指凹坑的顶缘所形成的平面，如图2所示。在本专利技术的一个具体实例中，如图1、2所示，本专利技术的河流净化系统充分利用河流自然条件，在河流较窄处，设置沟道段1，在河流较为开阔处，设置防渗层(图中未示出)，例如使用掺有膨润土的河砂制成的防渗层形成水塘段2，在一具体实施例中，膨润土与河沙的重量比为4:1，在该实施例中，所述防渗层设置于水塘段2的河床面7上。如图2所示，在河床面7设有深度彡3m,例如3.5m的凹坑3，该凹坑3可以是自然形成的，也可以是人工挖掘的，且在所述凹坑3内设置有凸出的跌坎5。所述跌坎5的高度小于河底高程(3.5m),即跌坎5的顶部低于河床平面4，所述跌坎的高度例如为2m。在本专利技术的另一具体实例中，如图2所示，在河流地势落差> 3m，例如4.0m的河段采取人工堆积石头8，修砌成人工陡坎，利用洪水期的冲淤作用，人工修建的陡坎会淤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种河流净化系统，其特征在于，所述河流的河床含有深度≥3m的凹坑，且在所述凹坑内设置有凸出的跌坎。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：方红卫，白静，何国建，陈明洪，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：