[发明专利]一种砾石床结构及其构成的河道水原位净化系统

说明书

技术领域

本发明属于河道净化领域，具体涉及一种砾石床结构及其构成的河道水原位净化系统。

背景技术

随着区域经济的发展和城市化进程的加快，河流水质污染与生态退化问题愈发严重，耗氧有机污染物和氮、磷营养盐的输入，导致河流水质明显恶化。对城市居民的身体健康与城市的生态安全带来较大威胁。因此，如何处理以低污染水为典型特征的城市河道水是亟待解决的科学问题，降低低污染水水体中污染物负荷对恢复水体生态和河流社会功能具有重大意义。

目前，国内外采用的低污染河道治理技术主要包括物理法(如清淤、机械除藻、引水稀释、人工造流、曝气等)、化学法(如化学试剂除藻，加入铁盐促进磷的沉淀，加入石灰脱氮等)和生物法(如人工湿地处理、水生植物恢复、微生物修复和生态浮床等)，这些方法各有利弊。这些方法比较明显的缺点包括：占地面积大且改变河道形态(人工湿地、水生植物恢复)、能耗高(如曝气、机械除藻)、造价高(如人工造流、清淤、引水稀释)、增加额外成本(生态浮床植物收割的人工费、化学法的化学试剂)以及无法根据河道水流量改变进行响应等。

发明内容

本发明充分考虑到现有的低污染河道水治理存在的问题，提供一种对河道水原位净化的砾石床结构，具体是一种不改变河道原有外观形态、低运行成本、运行稳定、运转维护简单、充分利用砾石接触氧化、同时可根据季节变换调节处理水量的河道水原位净化的砾石床结构。

本发明是通过以下技术方案实现的：

第一方面，本发明提供一种砾石床结构，所述砾石床结构包括砾石接触氧化区、位于所述砾石接触氧化区水流上游的沉淀区及位于所述砾石接触氧化区水流下游的出水区；所述砾石接触氧化区通过第一穿孔混凝土墙与所述沉淀区相隔，通过第二穿孔混凝土墙与所述出水区相隔；

所述第一穿孔混凝土墙、第二穿孔混凝土墙之间的空间填充有砾石，空间顶部通过混凝土盖板进行封盖，形成所述砾石接触氧化区；所述混凝土盖板上铰接有翻板坝；

所述第一穿孔混凝土墙与位于第一穿孔混凝土墙上游的第一混凝土墙构成沉淀区；所述沉淀区的底部设有泵；所述沉淀区顶部一侧铰链有进水闸；

所述第二穿孔混凝土墙与位于第二穿孔混凝土墙下游的第二混凝土墙构成出水区；

所述砾石床结构位于河床基底。

优选地，所述翻板坝、进水闸材质包括钢材，保证其坚固度和强度。

优选地，所述翻板坝、进水闸宽度按照河道宽度定制，选取水力自控产品化设备。

优选地，所述砾石的粒径为50～150mm。

优选地，所述砾石接触氧化区的水力停留时间HRT为4～5h。

优选地，所述砾石接触氧化区的体积按照河道流量Q来设计，V＝HRT×Q。

优选地，所述沉淀区、砾石接触氧化区、出水区的底面沿水流净化方向呈现坡度。

优选地，所述坡度为8～10％。

优选地，所述第一混凝土墙、第一穿孔混凝土墙、第二穿孔混凝土墙、出水区、第二混凝土墙、混凝土盖板均采用混凝土浇筑，保证处于坡度下本系统的坚固度。

第二方面，本发明提供一种河道水原位净化系统，所述净化系统由1个所述砾石床结构构成或由多个所述砾石床结构连接构成；

优选地，所述连接包括串联或并联；

所述系统可避免单独砾石床结构单体体积过大，增加施工难度，所述系统可设多级，多级串联使用，强化处理效果。

第三方面，本发明提供一种所述河道水原位净化系统的使用方法，包括如下任一种使用方法：

-当需要进行河道水净化时，抬起所述翻板坝，拦截河道水，打开所述进水闸，将河道水引入所述沉淀区进行沉淀；沉淀后的河道水通过所述第一穿孔混凝土墙，进入所述砾石接触氧化区进行净化；净化后的河道水通过所述第二穿孔混凝土墙流出，进入所述出水区，在上游水的压力作用下，最终处理后的河水排至下游；

-当无需进行河道水净化时，平放所述翻板坝，关闭所述进水闸，上游河道水无法进入所述沉淀区和所述砾石接触氧化区，直接流至下游；或，关闭所述进水闸，翻板坝以10～25％的角度平放；

-当需要排沉淀物时，平放所述翻板坝，关闭所述进水闸，开启所述泵，向河道外排出沉淀物；所述沉淀物如包括泥、沙等。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、砾石床反应区以及整个起水处理作用的构筑物置于河底，不侵占额外土地面积，不改变堤岸外观；