基于植生型生化吸附球的梯級凈水系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于富營養化城市河流生態修復領域。
【背景技術】
[0002] 城市河流污染是當前備受關注的環境問題之一。城市河道在整治過程中被裁彎取 直，河床被襯砌硬化，城市河流的出口和入口多被建閘控制。城市內河閘的主要功能是非汛 期關閘蓄水，抬高城市內河水位，解決枯水期河水很低，甚至干涸的問題，同時形成親水景 觀改善城市水環境和城市形象。這些工程的實施改變了河道的天然形態和自然走向，破壞 了許多生物賴以生存的自然特征，加上廢污水的排放及污水處理不達標，導致了城市河流 的納污能力遠遠超過了其自凈能力，加劇了水體污染;另外，河床的硬化使河流的生態功能 受限，生物生境受到破壞，生物多樣性降低。
[0003] 由于水體中污染物濃度大，溶解氧含量低，導致河水黑臭現象嚴重。目前我國七大 江河流域都已經受到不同程度的污染，特別是在全國138個城市河段中，流經繁華區域的絕 大部分也受到不同程度的污染，其中低于國家《地面水環境質量標準》中V類水體的占38%， 多數城市河道常年處于黑臭狀態。
[0004] 針對以上問題，國內外已開展了相關的研究，特別是關于河道生態修復的研究正 不斷深化。中國專利申請201010565640.9提出了一種"一種用于污染河流水質凈化的傍河 聯合塘工藝和系統"、中國專利申請201210217572.6提出了一種"梯級凈化水系統"、中國專 利申請201310007153.4提出了一種"生態河流"、中國專利申請201310685450.4提出了一種 "一種利用橡膠壩輔助黑臭河道定點清淤的方法"、中國專利申請201520315567.8提出了一 種"一種用于城市河流中可升降式攔水系統"，這些方案可以有效的解決城市河流的污染問 題，改善城市環境。在不改變現有河道結構并保證河道防洪安全的前提下，如何削減筑壩或 者建閘控制的河流水體污染物，解決城市河流的黑臭問題是城市環境工作的當務之急，也 是本技術所解決的關鍵問題。
【發明內容】
[0005] 本發明的主要目的是削減筑壩或者建閘河流水體中的污染物，本發明通過構建基 于植生型生化吸附球的梯級凈水系統，實現富營養化筑壩建閘河流系統的生態修復，具有 外形美觀、拆卸方便的優點，不會影響城市河流的行洪需要，適用于城市閘控河流污染物削 減。
[0006] 本發明所提出的基于植生型生化吸附球的梯級凈水系統，它包括梯級分流支撐單 元、生化吸附曝氣增氧單元、植物同化吸收單元、連接繩和覆蓋固定網；其中梯級支撐單元 由分流板、過渡板、橫撐、榫、卯、支墩組成;生化吸附曝氣增氧單元由生化吸附球、彈性纖維 絲、石英球、生物沸石組成;植物同化吸收單元由挺水植物、植物生長基組成。生化吸附球之 間靠連接繩連接，生化吸附曝氣增氧單元以及植物同化吸收單元依靠覆蓋固定網連接在梯 級分流支撐單元上，分流板、橫撐、支墩之間以及過渡板、橫撐、支墩之間通過榫卯連接。
[0007] 本發明具體實現原理為:本發明的分流板使得生化吸附球介于水-氣界面之間，水 流從生化吸附球的上面沖過，帶來充足的溶解氧;生化吸附球內部的彈性纖維絲、石英球、 生物沸石可以寄生更多的硝化細菌，大大提高了生化吸附球去除污染物的能力；多級傾斜 分流板的疊加，增加了污水的水力停留時間，增大了污水與吸附材料的接觸面積，污水和吸 附材料中的污染物經水生植物的同化吸收而削減，并通過水生植物的收割實現系統中污染 物的移除。
[0008] 本發明與現有技術相比其顯著優點在于：
[0009] 一是采用榫卯連接，結構簡單穩定，易拆卸。
[0010] 二是兩個以上分流板的設置實現了系統的多級階梯曝氣增氧，并增加了水力停留 時間以及污水與吸收材料的接觸面積，分散了水流對閘體或壩體的沖擊力。
[0011] 三是生化吸附球表面上的凹孔與凸起的交替設置可以更有效的打散水分子團，更 大程度的增加水體中的溶解氧。
[0012] 四是生化吸附球中的彈性纖維絲、石英球、生物沸石為微生物提供了大量的附著 空間，充分發揮了微生物的降解作用。
【附圖說明】
[0013] 圖1為本發明提出的基于植生型生化吸附球的梯級凈水系統的側視示意圖。
[0014] 圖2為本發明提出的基于植生型生化吸附球的梯級凈水系統的俯視圖。
[0015] 圖3為本發明提出的植生型生化吸附球結構示意圖。
【具體實施方式】
[0016] 下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步的詳細說明。
[0017] 結合圖1，本發明提出的基于植生型生化吸附球的梯級凈水系統，其特征在于其由 梯級分流支撐單元1、生化吸附曝氣增氧單元2、植物同化吸收單元3依靠連接繩4和覆蓋固 定網5連接固定于支撐單元1上;其中梯級支撐單元1由分流板6、過渡板7、橫撐8、榫9、卯10、 支墩11組成;生化吸附曝氣增氧單元2由生化吸附球12、彈性纖維絲13、石英球14、生物沸石 15組成;植物同化吸收單元3由挺水植物16、植物生長基17組成。
[0018] 具體來說所述的梯級分流支撐單元1由兩塊及以上的分流板6和1塊及以上的過渡 板7經橫撐8和支墩11共同撐起，分流板6的安置的坡度介于30°到60°之間，兩塊分流板6之 間由過渡板7連接，過渡板7水平放置。系統中多塊分流板6的疊加，實現了多級階梯式增氧， 增加了污水的水力停留時間，增大了污水與吸附材料的接觸面積。分流板6和過渡板7的材 質為PVC板、不銹鋼板或水泥板，橫撐8為直三棱柱體，材質為木質，支墩11為鋼筋混凝土;橫 撐8、分流板6和支墩11之間以及橫撐8、過渡板7和支墩11之間通過榫卯結構相連，支墩上設 有榫9,分流板6、過渡板7和橫撐8上設有卯10,由榫卯連接的結構牢固且易拆除。
[0019] 所述的生化吸附曝氣增氧單元2中的各個生化吸附球12之間由連接繩4交錯連接 排列，連接繩4的材質為尼龍繩。生化吸附球12的材質為塑料，上面設置凹孔和凸起，凹孔的 尺寸小于lcm。當水流從生化吸附球12表面流過時，水流會沿著凹孔而改變方向，然后進入 下一個生化吸附球的凹孔，水流方向再次變化;在水流方向改變的同時，大氣中的氧更多地 卷吸進入水體成為溶解氧，并在水體中合理地擴散、迀移，從而實現了水體的富氧。為保障 曝氣增氧效果，生化吸附球12有1/2~2/3的體積沒入水中，其直徑設置在10-30cm之間。生 化吸附球中裝填有經微生物掛膜的彈性纖維絲13、石英球14、生物沸石15，石英球14的直徑 為l-2cm，生物沸石15的尺寸為l-2cm;彈性纖維絲13、石英球14、生物沸石15為微生物提供 了充足的附著空間，加上生化吸附球12凹孔與凸起的曝氣增氧作用，促進了系統中硝化反 應的進行。
[0020] 所述的植物同化吸收單元3中的植物生長基17為裝有生物陶粒的硬質網袋，植物 生長基17的一部分位于生化吸附球12內，通過不銹鋼絲固