[发明专利]一种城市硬质化河道模块化多系统耦合生态修复系统

说明书

技术领域

本发明涉及环境工程、生态工程以及水利工程设计领域，具体地说，涉及一种城市硬质化河道模块化多系统耦合生态修复系统。

背景技术

河流有丰富的水量、水利和水产资源，又具有维持生物多样性、调节气候、蓄纳洪水、调节地表径流、生态修复水质等功能。但是，随着我国工农业的迅速发展、城市化进程加快和低级、粗放的经济发展模式，工业废水和生活污水排放量日益增加，大量营养物不断流入河流，给诸多河流造成了不良影响，其中河流黑臭已成为我国中小型河道共同存在的污染问题，城市河流黑臭对城区环境造成极其严重的影响，更是影响周边居民的生活和健康。

目前，国内外河道生态修复面临的最主要问题之一是河道水污染严重，生态系统退化，只靠河道本身自净能力不足以保持河道水质。生态修复方法以截污治污为主，这种方法集中于河道水污染的治理，不仅构造成本较高，并且工程痕迹明显，影响河道景观效果。选择这种方法进行修复并未考虑城区河道的特殊性，城区河道一般为硬质化河道，驳岸一般为垂直硬质化驳岸，河床全部硬质化，不可直接种植水生植物，河道周边可利用面积较少等。

一种黑臭河道水体生态净化的方法（CN103332789A）公开了一种设置人工湿地，利用土壤-植物-微生物的综合作用实现黑臭河道的水体生态净化技术，虽然对河水起到了一定的净化作用，但不适合城市河道，河道河床硬质化不可能构造出土壤植物微生物的生态系统。河道生态构建与水体修复系统（CN102276068A）采用适当的曝气系统向河道水体复氧，进而投加有益菌群，对在被污染的河水通过生物修复的方式，虽然增强了水体微生物群落，但是未设置微生物附着基，会容易导致投放的有益菌群流失，造成资源浪费。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种不占用额外空间、低运行成本、运行稳定、运转维护简单、充分利用河道原位面积对城区黑臭河流进行生态修复。

为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种城市硬质化河道模块化多系统耦合生态修复系统，包括微生物附着基模块净化系统、沉水植物模块净化系统和大型底栖动物模块净化系统；

所述的沉水植物模块净化系统位于微生物附着基模块净化系统下游；

所述的大型底栖动物模块净化系统位于沉水植物模块净化系统下游。

更进一步地，当河道中水流速度缓慢时，所述的耦合生态修复系统还包括曝气系统，位于微生物附着基模块净化系统的上游。

更进一步地，所述的曝气系统包括鼓风机、输气管线和曝气管线；所述的鼓风机后设置开关，可调节开关控制风量；所述的输气管线连接鼓风机和曝气管线；所述的曝气管线为一端封闭的PC管，设置于河道底部，通过输气管线与河岸风机相连接，每隔5cm设置一个直径为0.2cm的出气孔。

更进一步地，所述的微生物附着基模块净化系统包括框架式固定模块、附着基固定吊环、模块连接装置与河岸固定装置；所述的框架式固定模块通过模块连接装置相连成框架，所述的附着基固定吊环设于框架式固定模块的横梁中央，所述的河岸固定装置用于连接框架与河道驳岸。

所述的框架式微生物附着基固定装置的框架宽为进水堰的2/3，长度为20m，所述的微生物附着基可以采用组合式填料。

更进一步地，所述的框架式固定模块为长方体不锈钢框架，其四个侧梁向上伸出0.5m。所述的框架式固定模块的截面为1000*1000mm的正方形。所述的模块连接装置采用不锈钢套环固定于各框架式固定模块侧梁的伸出部位。所述的框架的高度低于水面0.5m。所述的附着基固定吊环的直径为5cm。所述的河岸固定装置采用不锈钢管将框架直接钉于河道驳岸，其尾部与框架式固定模块用螺丝固定。所述的附着基为组合填料，由生物绳连接。所述的生物绳的材料为聚丙烯和维尼纶，其比重为1.09，外径为100mm，比表面积为2.4m²/m。

更进一步地，所述的沉水植物模块净化系统包括沉水植物固定床、沉水植物生长床、沉水植物控制网，所述的沉水植物生长床设于沉水植物固定床的内部，所述的沉水植物控制网设于沉水植物固定床的六个面上。

更进一步地，所述的沉水植物固定床包括框架式固定模块、控制网固定吊环、模块连接装置与河岸固定装置；所述的框架式固定模块通过模块连接装置相连成框架，所述的控制网吊环设于框架式固定模块的横梁中央，所述的河岸固定装置用于连接框架与河道驳岸。