CN1243157C - 沟渠河流坡岸构造湿地废污水处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于生态环境保护工程和水利工程技术领域。以土著物种为基础，坚持“源于自然、优于自然”的原则进行生态设计，所设计的沟渠河流坡岸构造湿地废污水处理***，具有处理废污水、绿化护坡、美化景观和资源可持续利用的优点。通过构建仿自然生态***，不仅能充分发挥构造湿地***的去污功能，提高***物质生产能力，而且成本低廉、易于操作、占地面积小。在我国的面源污染治理和沟渠河网生态修复中具有广阔的应用前景。附图说明：1、堤岸植被带2、引水横沟3、湿生与挺水植被带4、沉水植被带5、乔木6、灌木7、草坪草8、可再生滤垫9、渗滤坝10、复合基质滤床11、多孔水泥板12、湿生与挺水植物13、水生植物14、主河道15、河流水位。
Description
一、技术领域：
本发明属于生态环境保护工程和水利工程技术领域。
二、背景技术
目前，国内外农村和城镇废污水面源污染处理中采用三种方法：表面流湿地处理方法、潜流湿地处理方法和垂直流湿地处理方法。
1.表面流湿地处理方法
直接在土壤表面栽种湿生植物，废污水在土壤表面流动。通过进出水口的流量控制，调节表面水位和废污水在***内部的滞留时间。水分下渗进入植物根际区，通过根际区的微生物与动物活动以及植物吸收、转化和储存功能，降解与净化废污水。尽管该处理方法成本低，但其净化效能低，且需要大面积的土地，在人均面积很低的我国难以推广。
2.潜流湿地处理方法
对土壤进行改造，分层添入砾石、沙粒等吸附和转化材料，铺设通水管道网络，覆盖土壤，并栽种湿生植物。废污水在土壤以下的通水管道中流动。通过进出水口的流量控制，调节潜流水位和废污水在***内部的滞留时间。通过根际区的微生物与动物活动以及植物吸收、转化和储存功能，降解与净化废污水。尽管该处理方法净化效能高，但其成本也高，且需要大面积的土地，在人均面积很低和经济欠发达的我国难以实施。
3.垂直流湿地处理方法
选择相对落差较高的山体，沿其坡面，对土壤进行改造，分层添入砾石、沙粒等吸附和转化材料，铺设通水管道网络，覆盖土壤，并栽种湿生植物。废污水从山顶向山脚在管道中自然流动。通过进出水口的流量控制，调节潜流水位和废污水在***内部的滞留时间。通过根际区的微生物与动物活动以及植物吸收、转化和储存功能，降解与净化废污水。尽管该处理方法净化效能高，但其成本也高，且需要落差较高的地形，其实施和推广有局限性。
由于沟渠河流坡岸水位变化大、干湿交替剧烈以及水流落差小，沟渠河流坡岸不能满足上述三种湿地处理方法建造的要求。同时，上述三种湿地处理方法通常建造在沟渠河流的汇水区，均占用大面积的土地。
三、发明内容
本发明的目的在于以土著物种为基础，建立费用低廉、易于操作、便于管理、节省时间和效果显著的沟渠河流坡岸构造湿地废污水处理方法，起到处理废污水、绿化护坡、美化景观和资源可持续利用的作用。并按照复杂技术简便化、高科技技术实用化和配套技术工程化的要求，建立在沟渠河网地区易于推广和采用的方法。
本发明的技术方案由构建复式河床、建造坡岸潜流渗滤***、建造坡岸表流***、建造堤岸植被与水生植被***四个部分组成。具体包括：
1.构建复式河床：通过拓宽、削平、深挖等工程措施，变现河床为复式河床，包括进水沟、引水横沟、拦截带、滞留沉淀池及其粗滤栅(图1)。
2.建造坡岸潜流渗滤***：在复式河床两侧，采用多孔水泥板设置拦截带；在拦截带与引水横沟之间，利用多孔水泥板构造多层的滤床框架和渗滤坝框架，框架内添充由砾石、粉煤灰与泥炭组成的复合基质，滤床和渗滤坝表面种植湿生和挺水植物；在渗滤坝面向引水横沟的侧面，铺设由多孔弹性材料组成的可再生滤垫。形成完整的坡岸湿地潜流渗滤***(图2)。
3.建造坡岸表流***：在复式河床两侧，采用多孔水泥板设置拦截带：在拦截带与引水横沟之间的土壤表面直接种植湿生与挺水植物，形成坡岸表面流湿地***(图3)。该***与坡面潜流渗滤***相间排列于河床(图1)。
4.构建堤岸植被和水生植被***：在河岸顶部，直接种植乔木、灌木和草坪草，形成堤岸景观植被；在主河道水面以下河床种植多种沉水植物，形成河流水生植被***。
本发明以土著物种为原材料，坚持“源于自然、优于自然”的原则进行生态设计，不会对土著生态***构成威胁。通过构建仿自然生态***，不仅能充分发挥湿地***的去污功能，提高***物质生产能力，而且成本低廉，易于操作、占地面积小。在我国的面源污染治理和沟渠河网生态修复中具有广阔的应用前景。
四、附图说明
图1物理改造和生态修复后的河道平面图
1、引水沟 2、滞留沉淀池 3、粗滤栅 4、引水横沟 5、坡岸潜流渗滤*** 6、坡岸表面流*** 7、拦截带 8、主河道 9、水生植被带 10、堤岸植被带 11、潜水泵 12、上水水流方向 13、下水水流方向。
图2具有坡岸潜流渗滤***的河道断面图
4、引水横沟 8、主河道 9、水生植被带 10、堤岸植被带 14、湿生与挺水植被带 15、乔木16、灌木 17、草坪草 18、可再生滤垫 19、渗滤坝 20、复合基质滤床 21、多孔水泥板 22、湿生与挺水植物 23、水生植物 24、河流水位
图3具有坡岸表流湿地***的河道断面图
4、引水横沟 8、主河道 9、水生植被带 10、堤岸植被带 14、湿生与挺水植被带 15、乔木16、灌木 17、草坪草 21、多孔水泥板 22、湿生与挺水植物 23、水生植物 24、河流水位
五、具体实施方式
实施过程由筛选基本工具物种、工具物种的大规模扩繁、构建复式河床、建造坡岸潜流渗滤***、建造坡岸表流***、建造堤岸植被与水生植被***以及后期管理七个环节组成。具体内容包括：
1.筛选基本工具物种：收集土著物种名录及其生物生态学参数，勾划土著物种的最适生态幅，进行耐污及去污能力试验，研究其繁殖力、生长量与利用价值等；按使用目标筛选出作为湿地处理***的基本工具物种。
2.工具物种的大规模扩繁：以基本工具物种为原材料，通过细胞和组织培养进行大规模培育与扩繁，所获种苗作为构建湿地处理***的植物材料。
3.构建复式河床：通过拓宽、削平、深挖等工程措施，变现河床为复式河床，包括进水沟、引水横沟、拦截带、滞留沉淀池及其粗滤栅。
4.建造坡岸潜流渗滤***：在复式河床两侧，采用多孔水泥板设置拦截带；在拦截带与引水横沟之间，利用多孔水泥板构造多层的滤床框架和渗滤坝框架，框架内添充由砾石、粉煤灰与泥炭组成的复合基质，滤床和渗滤坝表面种植湿生和挺水植物；在渗滤坝面向引水横沟的侧面，铺设由多孔弹性材料组成的可再生滤垫。形成完整的坡岸湿地潜流渗滤***。
5.建造坡岸表流***：在复式河床两侧，采用多孔水泥板设置拦截带；在拦截带与引水横沟之间的土壤表面直接种植湿生与挺水植物，形成坡岸表面流湿地***。该***与坡面潜流渗滤***相间排列于河床。
6.构建堤岸植被和水生植被***：在河岸顶部，直接种植乔木、灌木和草坪草，形成堤岸景观植被；在主河道水面以下河床种植多种沉水植物，形成河流水生植被***。
7.后期管理：在运行过程中，定时对滞留沉淀池进行清淤，对粗滤栅与可再生滤垫进行清洗，定时收获植物地上部分。
Claims (3)
1、一种废污水处理方法，其特征在于采用沟渠河流人工湿地***的处理方法，该方法由四个部分组成：复式河床、坡岸潜流渗滤***、坡岸表流***以及堤岸植被与水生植被***；在复式河床两侧，采用多孔水泥板设置拦截带；在拦截带与引水横沟之间，利用多孔水泥板构造多层的滤床框架和渗滤坝框架，框架内添充由砾石、粉煤灰与泥炭组成的复合基质，滤床和渗滤坝表面种植湿生和挺水植物；在渗滤坝面向引水横沟的侧面，铺设由多孔弹性材料组成的可再生滤垫，形成完整的坡岸湿地潜流渗滤***；在复式河床两侧，采用多孔水泥板设置拦截带；在拦截带与引水横沟之间的土壤表面直接种植湿生与挺水植物，形成坡岸表面流湿地***，该***与坡面潜流渗滤***相间排列于河床。
2、根据权利要求1所设计的沟渠河流坡岸构造湿地废污水处理方法，其特征在于通过拓宽、削平、深挖工程措施，变现河床为复式河床，包括进水沟、引水横沟、拦截带、滞留沉淀池及其粗滤栅。
3、根据权利要求1所设计的沟渠河流坡岸构造湿地废污水处理方法，其特征在于在河岸顶部，直接种植乔木、灌木和草坪草，形成堤岸景观植被；在主河道水面以下河床种植多种沉水植物，形成河流水生植被***。
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