[发明专利]一种人工沙滩多层结构生物水质净化系统及其建设方法

说明书

本发明公开了一种人工沙滩多层结构生物水质净化系统，包括从下到上依次铺设在自然状态滩面上厚度均为5cm以上的充水格栅、生物过滤层、粗沙层和细沙层，所述充水格栅、生物过滤层、粗沙层和细沙层形成的剖面形态构成沙滩的平衡剖面形态。本发明还公开了该系统的建设方法。本发明的多层填筑沙滩为硝化细菌提供了生存和繁衍的空间，可以有效去除沿海水体中的氮磷污染物，使其污染物浓度控制在安全范围以内；该系统能够建立在任何一个水文条件适宜的海岸，不受地形限制，结构简单，成本低；利用格栅、生物滤材、粗沙、细沙配合的措施，可以改变沙滩水体内部的水动力条件，能够有效减少外海波浪潮汐对人造沙滩的冲刷侵蚀，减少后期的修补工作。

技术领域

本发明涉及人工沙滩的建设，尤其涉及一种人工沙滩多层结构生物水质净化系统及其建设方法。

背景技术

随着生活水平的日益提高，海滨旅游作为人们休闲娱乐的手段，沙滩已成为人们休闲的理想地点之一。一些滨海城市由于自身地质等原因导致天然沙滩缺失或受损、沙滩侵蚀或沙滩质量不高等问题，因此，一些城市提出建造人工沙滩的想法。目前人工沙滩的填筑工程仅是采取向滩面和近海填砂的方式来修补或构件新的可供娱乐的人工沙滩，即仅完成对沙滩外观环境的改造，而忽视了对沙滩内部系统的进一步改造。尤其在夏季海水温度较高、游客增多的时候，海面漂浮大量藻类引起沙滩环境质量下降，人工沙滩附近水体更容易发生水体富营养化的状况。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明提出一种可以实现对海岸水体净化、减小沙滩水体污染的人工沙滩多层结构生物水质净化系统。本发明的另一目的是提供该系统的建设方法。

技术方案：本发明所述的人工沙滩多层结构生物水质净化系统，包括从下到上依次铺设在自然状态滩面上厚度均为5cm以上的充水格栅、生物过滤层、粗沙层和细沙层，所述充水格栅、生物过滤层、粗沙层和细沙层形成的剖面形态构成人工沙滩的平衡剖面形态。

为了保证系统具有较好的抗压性能，所述充水格栅采用带孔隙的高强度抗腐蚀材料制成，所述充水格栅的孔隙小于生物过滤层的粒径，优选为网格尺寸为12×12mm～40×40mm、幅宽为1～6m的玻璃纤维土工格栅。玻璃纤维土工格栅是以玻璃纤维为材质，采用一定的编织工艺制成的网状结构材料，为保护玻璃纤维、提高整体使用性能，经过特殊的涂复处理工艺而成的土工复合材料。玻璃纤维的主要成份是氧化硅，属于无机材料，其理化性能极具稳定，并具有强度大、模量高、很高的耐磨性和优异的对寒性、无长期蠕变、热稳定性好的优点。将充水格栅铺满滩面，并多层堆叠至设计厚度。

所述生物过滤层为培菌生物球、珊瑚骨、陶粒或呼吸环。培菌生物球由无毒塑料制成，用以大表面积培养硝化细菌类分解水中有毒生物化学元素，它具有复杂的凹道纹理，大大延长了水流穿过生物球的过程，增加硝化细菌的作用时间。呼吸环经过高温烧结处理后具有多孔表面，其培菌比表面积是一般陶瓷滤材的10倍，有效的加速了硝化环境系统的建立与再生，具有高渗透的毛细孔结构，便于水体快速涵盖饱和，提供好氧及厌氧空间，活跃好氧细菌群和厌氧细菌群，从而有效控制亚硝酸盐和硝酸盐的累积。

所述粗沙层的中值粒径大于0.5mm，细沙层的中值粒径小于0.5mm。粒径不同，渗透性能不同，由不同渗透系数的沙组合构成的沉积物体系，能改变沙滩沉积物中的渗流流场，改变沙滩内部硝化及反硝化环境，降低沙滩内部厌氧环境海水的渗流速度，从而促进沙滩的还原反应，达到提高沙滩水质净化的目的。

本发明采用多层填筑沙滩，合理规划沙滩的填补方式，可以有效发挥沙滩的生态价值，实现海岸水体的净化，减小沙滩的水体污染，有效避免后期对人工沙滩生态环境的维护。水质净化的具体过程为：充水格栅、生物过滤层、粗沙层、细沙层为硝化细菌提供了生存和繁衍的空间，其中生物过滤层、粗沙层、细沙层这些具有微孔的滤材更宜于硝化细菌的大量繁殖，海水在潮汐和波浪的作用下涌入该系统，水体中的污物由硝化细菌进行分解，从而完成对水质的净化处理。

本发明所述的建设上述人工沙滩多层结构生物水质净化系统的建设方法，包括以下步骤：