CN105692905B - 一种生态型景观水体的土地处理方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生态型景观水体的土地处理方法，具体来说是受污染景观水体的地下渗滤处理方法。景观水由泵抽送到地下渗滤***，在填料、微生物和植物的复杂物理、化学和生物作用下得到净化，最后输送回景观水体。本发明同时公开了实现上述方法的装置。该装置由布水***、地下渗滤***和集水***组成：在土地上挖沟槽，上部设置布水管，下部设置集水管，内部填充分层填料，沟槽的布水管正下部设有配水槽，最上层铺设自然土壤，种植植被。本发明扩大了土地处理方法的适用范围，工艺简单，不产生二次污染，属于低能耗、低污染、低排放的生态低碳型的环保技术。

Description

一种生态型景观水体的土地处理方法及装置

技术领域

本发明属景观水体处理技术领域，特别涉及一种生态型景观水体的土地处理方法及装置。

背景技术

目前，景观水体已成为城市景观的重要组成部分，水景对于城市的和谐发展起着举足轻重的地位。但是由于景观水多为静止或流动性差的封闭缓流水体，一般具有水域面积小、易污染、水环境容量小和水体自净能力差等特点，导致水中悬浮物增多、浊度增加、有机物增高并发生富营养化，不仅影响景观水体的美观，而且影响了人们的生活和身体健康，大大降低景观水体的社会和环境价值。

目前，国内外现有的景观水体净化技术包括物理法、化学法和生物法三大类。

常用的物理法有疏浚底泥、引水换水、混凝沉淀、曝气复氧、投药杀菌等方法。

疏浚底泥：底泥中含有大量的有机物、氮、磷、重金属等污染物质。一方面，当底泥厌氧发酵时，会使水体黑臭；另一方面，在泥水交接面，会存在水中污染物沉积于底泥和底泥中污染物向水体中解析扩散的动态平衡，因此，清除水底淤泥，可削减水体内源性污染物的释放量，同时还可达到增大库容的目的。

引水换水：当水体中的悬浮物(如泥、沙)增多，水体的透明度下降，水质发浑时，可以通过引水换水的方法来降低杂质的浓度。但是使用这种方法必须有足够的干净水源作为保证，加上换水的成本比较高，且容易造成环境污染。因此仅在小水量的情况下才考虑该法。

混凝沉淀法：此法的处理对象是水中的悬浮物和胶体杂质，也能除藻。例如用静沉池处理泰晤士河水时，平均除藻率为59％。混凝沉淀法具有投资少、操作和维修方便、效果好等特点，可用于含大量悬浮物、藻类水的处理，对受污染的水体可取得较好的净化效果。

曝气复氧：是指对水体进行人工曝气复氧以提高水中的溶解氧含量，使其保持好氧状态，防止水体黑臭的方法。曝气复氧是景观水体常见的水质维护方法，充氧方式有直接河底布管曝气方式和机械搅拌曝气方式，如瀑布、跌水、喷水等，可以和景观结合起来运行。研究表明纯氧曝气能在较短的时间内，降低水体的有机污染物，提高水体溶解氧浓度和增强水体自净能力，达到改善水环境质量的积极效果。

投药杀菌：向水体投加抑藻剂是一种简便、应急的控制水华的办法，可以取得短期的效果，常用的除藻剂有硫酸铜和西玛三嗪等。当除藻剂与絮凝剂联合使用时，可加速藻类聚集沉淀。值得注意的是，化学除藻剂有一定的副作用，应根据水体的功能要求慎重使用。

以上物理、化学方法行之有效，但费用很高。

生物方法主要有：人工湿地、生物浮岛及生物栅等。

人工湿地技术：介于陆生生态与水生生态之间的一种生物修复技术。将受污染的水体有控制地投配到生长有芦苇、香蒲等沼泽植物的湿地中，或在该水体流域一定面积上种植各种具有水体净化功能的水生植物，使之经常处于饱和状态，水体在沿一定方向流动过程中，通过耐水植物和土壤的作用得以净化。湿地法二次污染少，景观效应明显，但占地面积较大，且在夏季会由于蚊蝇滋生带来的卫生问题影响到周边环境。

生物浮岛技术：生物浮岛是在浮体上栽培水生植物，通过植物、根系上的微生物等直接从水体中吸收营养物质及其它污染物，达到净水的目的。另外，水生植物与藻类形成竞争，能抑制藻类进行光合作用，从而减少“水华”发生的概率。生物浮岛通常由框架、植物浮床、水下固定装置以及植物组成。人工浮岛具有净化水质、消减风浪、美化水面景观、提供水生生物栖息空间及进行环境教育等多种功能。

生物栅技术：是利用微生态***，通过创造适宜的条件，促进处理***中微生物、原生动物、后生动物、底栖动物、高等植物和动物协同作用，达到净化水质的目的。

生态生物法的理念是按照自然界的自身规律恢复自然界的本来面貌，在现有的修复技术中具有独到的优势。本发明中采用的景观水体生态净化方法属于土地处理方法。土地处理方法主要包括快速渗滤、慢速渗滤、地表漫流、湿地***和地下渗滤等五种类型。公开号为CN101172714A，发明名称为“一种景观公园水系净化工艺”，使公园景观水依次通过沉砂池、填料氧化塘、人工湿地、稳定塘和沉淀池得到净化，但其工艺过于复杂，不便管理。公开号CN101239755A，名称为“一种微污染水的净化处理***”的发明与本发明类似，其沟槽填料由粗石、沸石和碎石分段组成，进水管出水管分别设置于起始两端。在这些方法中，地下渗滤***不会影响地表的环境和景观，适用于城区和生活小区的景观水处理。地下渗滤是将受污染水体通过埋在地下的进水管投配到具有一定构造和具有良好扩散性能的填料层中，污染物质经过生态***中填料、微生物和植物的复杂生物、化学和物理作用得到分解、利用或固定，受污染水体中有机物、氮或磷等资源得到充分利用，水质得到净化。

此土地处理技术属于生态修复技术。它能摒弃物理化学方法净化景观水的费用高和产生二次污染的缺点，在净化水质的同时，仍能发挥一部分土地的功能，例如景观绿化、休闲活动等，这将更好地和景观水融为一体，构建和谐水景环境。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺陷和不足，本发明的目的在于提供一种景观水体的土地处理方法和装置。

这种方法是处理污染景观水体的新型工艺，它原来主要应用于生活污水的处理和二级城市污水的深度处理。因此，采用此工艺净化天然景观水体是一种新的尝试。它具有能耗低，易于管理，建设成本和运行成本低等特点，而且对周围环境不会造成负面的影响，符合当今倡导的低碳经济理念和可持续发展理念，同时能强化COD、SS等污染物及氮磷等营养物质的降解作用，提高污染物去除效果。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种景观水体的土地处理装置：首先在所选土地上挖沟槽(1)，沟槽(1)以砖砌而成，沟槽内侧作防渗处理，内铺HDPE防渗膜(2)。沟槽内部填充分层填料(7)，在沟槽的上部设置布水管(6)，下部设置集水管(3)，布水管正下部设有配水槽(4)，布水管正上部设有尼龙网(8)，最上层铺设自然土壤(9)，种植植被(10)。景观水由进水管输入沟槽，经穿孔布水管和配水槽均匀分配后，通过分层填料的毛细作用，水向四周浸润、扩散，在填料、微生物和植物的复杂物理、化学和生物作用下最终得到净化。

所述布水***包括布水管(6)和配水槽(4)，所述布水管为穿孔布水管，所述配水槽的横断面为半圆形，填料为砾石(5)。

所述地下渗滤***的沟槽(1)由砖砌而成，横断面为矩形。

所述地下渗滤***的沟槽内填料(7)为分层填料，自上至下依次为：建筑黄沙、铁炭填料、砾石。

所述集水***包括集水管(3)和出水井，所述集水管为穿孔集水管。

所述的进水管正上部设有尼龙网(8)，尼龙网上铺设自然土壤(9)，种植植被(10)。

所述沟槽(1)内侧铺设HDPE防渗膜(2)。

待处理水由进水管进入沟槽后，经过配水槽中砾石的截留，水中大部分颗粒物质被去除。随着悬浮物的积累，并在配水槽中发生厌氧反应，使悬浮物中大分子有机物降解为小分子有机物，有利于后续好氧反应的进行。经配水槽配水后，受到周围填料的毛细作用，待处理水被吸入周围分层填料中，经过填料的拦截、吸附作用，水中的颗粒物质进一步得到消减；同时被填料吸附。被吸附在填料表面的污染物被形成的生物膜中的微生物吸附并分解；再加上分层填料中部分为铁炭新型填料，铁炭填料中的零价铁浸没于水中会构成无数原电池，铁为阳极，填料中的碳及其他杂质为阴极，加速了铁的腐蚀，释放出更多的电子，促进氧化性物质在阴极上的还原。受污染景观水体污染物在填料吸附、微生物降解和铁炭填料过滤、氧化还原作用的综合作用下，最终得到净化。

与现有物理和化学方法净化景观水相比，本发明具有以下优点：

(1)能耗低，建设成本和运行成本都低等特点，而且对周围环境不会造成负面的影响，能强化COD、SS等污染物及氮磷等营养物质的降解作用，提高污染物去除效果。

(2)本发明属于地下渗滤处理技术的范畴，因此对周围环境不会造成大的影响，同时充分利用了现有土地，缓解了土地利用的紧张局面。

(3)装置置于河道岸边，***上部可以种植美化环境的花草，没有影响土地的利用，还能对景观水起到一定的净化作用。

(4)由于本技术对管理的要求较低，不需要建造专用的管理人员办公室，因此具有易管理的优点。

(5)本技术基建费用低廉，运行维护费用省；受气温等环境因素影响小，冬季运行稳定。

附图说明

图1是本发明实施例的土地处理景观水的工艺流程图。

图2是本发明实施例采用的土地处理装置的结构示意图。

图2中：1.沟槽，2.HDPE防渗膜，3.穿孔集水管，4.配水槽，5.砾石，6.穿孔布水管，7.分层填料，8.尼龙网，9.自然土壤，10.植被。

具体实施方式

本发明所提出的景观水体处理方法如附图1所示，首先将受污染景观水体通过进水管进入土地处理装置，然后由穿孔布水管把水均匀分配至配水槽中，通过分层填料的毛细作用，水均匀扩散至填料周围环境中，经过填料的净化，由集水管收集出水至出水井中，最终由抽水泵循环至景观水体中。发明人在上海市崇明区采用本发明建立了一个景观水的土地处理装置。

1、布水***

用泵直接抽取受污染的景观水到布水***。在泵的抽水管前设置格栅，去除粗大的杂质。水经过穿孔布水管(6)的布水，能够沿程均匀地投配到配水槽(4)中。布水管设置阀门和流量计，以控制流量，使***进出水恒定。在配水槽(4)中的填料砾石的毛细作用下，水被引导至四周，进入地下渗滤***。

2、地下渗滤***

地下渗滤***采用分层填料(***自上至下建筑黄沙、铁炭填料、砾石)作为填料(7)，填料来源广泛，价格便宜。景观水在分层填料的毛细作用下进行再次分配，使***负荷趋于均匀。在渗滤的过程中景观水中的悬浮物由于分层填料的截留作用而减少，水中的污染物质在填料过滤和吸附、生物膜吸附和生物降解、铁炭填料的氧化还原作用综合作用下得到削减。

3、集水***

经过地下渗滤***的景观水由沟槽(1)底下的穿孔集水管(3)收集起来排放到出水井中，再由泵抽送回景观水体。

在***出水阀门处设置取水孔，用作水质分析取样。

测定结果表明，经过该***处理后，景观水体各种指标的去除效果都很明显。尤其是和景观水体联系密切的感官指标包括色度和浊度都得到了很大的改善，同时有机物、氮和磷等营养元素也有了很高的去除率。

Claims (6)

1.一种生态型景观水体的土地处理装置，其特征在于：该装置由布水***、地下渗滤***和集水***组成，在所选土地上挖沟槽(1)，沟槽以砖砌而成，沟槽(1)内侧作防渗处理；所述布水***包括穿孔布水管(6)和设置在穿孔布水管(6)正下部的配水槽(4)，穿孔布水管(6)设置在沟槽(1)的上部，所述配水槽内设置砾石填料；

所述地下渗滤***为填充在沟槽(1)内部的分层填料(7)，所述分层填料(7)由上至下依次为建筑黄沙、铁炭填料和砾石；

所述集水***包括集水管(3)，集水管(3)设置在沟槽(1)的下部；

所述穿孔布水管(6)的正上部设有尼龙网(8)，尼龙网(8)的正上部铺设自然土壤(9)，自然土壤(9)的正上部种植植被(10)；

景观水由进水管输入沟槽，经穿孔布水管(6)和配水槽(4)均匀分配后，通过分层填料的毛细作用，向四周浸润、扩散，在填料、微生物和植物的复杂物理、化学和生物作用下最终得到净化。

2.根据权利要求1所述的土地处理装置，其特征在于：所述配水槽(4)的横断面为半圆形。

3.根据权利要求1所述的土地处理装置，其特征在于：所述沟槽(1)的横断面为矩形。

4.根据权利要求1所述的土地处理装置，其特征在于：所述集水***包括集水管(3)和出水井，所述集水管(3)为穿孔集水管。

5.根据权利要求3所述的土地处理装置，其特征在于：沟槽(1)内侧铺设HDPE防渗膜(2)。

6.一种利用权利要求1～5任一所述的土地处理装置的土地处理方法，包括以下步骤：

步骤1：受污染的景观水由泵抽送至布水***，所述布水***包括穿孔布水管(6)和设置在穿孔布水管(6)正下部的配水槽(4)，受污染的景观水经穿孔布水管(6)渗入配水槽(4)中；所述穿孔布水管(6)设置在沟槽(1)的上部；

步骤2：经配水槽(4)均匀分配后，受污染的景观水渗入地下渗滤***；

步骤3：经过地下渗滤***的景观水由沟槽下部的集水管收集起来排放到出水井中，再由泵抽送回景观水体。