一种城市黑臭河湖水体水质高效净化技术制造技术

本发明专利技术公开了一种城市黑臭河湖水体水质快速净化技术，属于水环境生态治理领域。其特征在于，通过在线和离线处理单元耦合，实现黑臭水体臭味、COD、氨氮快速去除和溶解氧恢复，避免河湖水体再次出现黑臭。工艺从前到后组成如下：河湖前滞库、接触氧化砾石廊道、循环复合流湿地和生态景观塘。河湖前滞库位于河道上游，用于去除悬浮颗粒，后端设置生态溢流堰；接触氧化砾石廊道采取强化曝气富氧，用于去除COD和氨氮；循环复合流湿地水体循环流动，保障出水COD、氨氮和硝态氮达标；生态景观塘用于持续去除COD、氨氮和总磷，提升工艺景观效果。本发明专利技术可有效解决了城市黑臭水体自净效率低，离线处理工艺除臭效果差、景观水平低、运行不稳定的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及受污染水体生态水处理领域，具体为一种用于城市黑臭河湖水体水质快速净化技术。
技术介绍
受城市发展过程中生产与生活污染物无序排放、污水处理设施及配套管网建设滞后、管理不善等负面影响，我国城市河湖普遍受到不同程度的污染。70％以上的城市水域污染严重，相当比例的城市河湖变黑发臭，水生生态系统严重破坏，城市水体的生态功能及使用功能日益衰退和缺失。由于城市河流普遍污染排放集中，自然径流补给不足，尤其北方地区补水水质水量季节差异大，城市河湖补水主要来自于污水厂处理出水；而按我国现行标准，即使污水处理厂达标排放，河湖也常呈黑臭状态。城市河湖黑臭水体治理技术多样，控源减排是实现黑臭水体根治的最有效手段。然而对于城市内普遍存在的湖泊及缓流河流，由于水体更新慢，污染物长期存留在水体内，并逐渐在底泥中积累，因而仅仅依靠控源减排短期内无法实现黑臭水体水质有效改善，仍需进一步提升城市水体自净能力。针对这类问题，国内外已开展了大量城市河湖水体在线修复技术研发，如河道滩涂湿地、直接曝气、浮岛等，相关技术建设成本低，但效率普遍不高，且影响行洪安全。目前国内外离线处理技术仅处于起步阶段，常采取分散处理、传统生物强化或湿地等技术，相关技术处理效率高，但处理效果不稳定，难以适应不同季节的水质水量保障需求。中国专利CN103332789A公开了“一种黑臭河道水体生态净化的方法”，这种工艺主要在受城市污水严重污染的黑臭河道中设置人工湿地，利用土壤-植物-微生物的综合作用实现黑臭河道的水体净化，该工艺具有投资少、运行费用低的优点，但会影响行洪，长期运行湿地的维护和管理不方便。中国专利CN102976546A公开了“一种旁路离线河流净化方法及净化系统”，该工艺以污染河流的支流为基础，建成一引流渠道形成旁路，污染河水从支流引入旁路，并在旁路中采用天然湖、塘、湿地、洼地、沟壕地等离线处理措施，净化后的河水再汇入干流，这种工艺可去除河水中污染物，但天然塘、湖净化效率低，对周边地形地貌要求较高，处理效果受河流周边地形地貌制约较大。中国专利CN102351376A公开了“一种河滩坡岸多塘湿地废污水处理方法及装置”，该工艺包括沉淀塘、氧化塘、垂直潜流人工湿地、表面流人工湿地和稳定塘，受污染河水经各单元处理后排入下游河道，氧化塘与表面流人工湿地及稳定塘之间以分水溢流堰相连，垂直潜流人工湿地与氧化塘之间通过污水泵相连。该专利技术方法简单易行，能耗及投资建设成本低，但该工艺仅局限在河滩和岸坡，面积有限；且单元工艺采用常规工艺，未针对黑臭水质进行工艺调整，导致治理效率低、自然富氧能力不足，无法用于黑臭河湖水体有效治理。因此，亟待提供一种针对城市黑臭河湖水体，具有净化效率高、季节效果稳定、抗冲击、景观效果好的城市黑臭河湖水体水质快速净化技术。
技术实现思路
本专利技术目的在于克服现有技术不足之处，提供一种针对城市黑臭水体、适应水质水量突变、灵活有效的城市河湖黑臭水体综合治理工艺，可实现臭味、COD、氨氮快速去除和DO恢复，避免河湖水体再进入黑臭状态。本专利技术的目的通过以下技术措施实现：本专利技术是一种城市黑臭河湖水体水质快速净化技术，其特征在于：技术工艺从前到后依次为河湖前滞库、接触氧化砾石廊道、循环复合流湿地和生态景观塘；河湖前滞库是在线处理设施，位于河道内；接触氧化砾石廊道、循环复合流湿地和生态景观塘是离线处理设置，位于河湖水体周边；黑臭河湖水体首先进入河湖前滞库，沉淀去除水体中粒径较大颗粒物；前滞库内黑臭河水经水泵提升后流入接触氧化砾石廊道，在接触氧化砾石廊道内曝气充氧后，河水自流进入循环复合流湿地；河水在循环复合流湿地内循环流动，通过厌氧和好氧环境交互作用，持续逐步去除水体中COD和氮；处理后河水进入生态景观塘进一步深度处理，最终出水补给河道下游或作绿化用水。上述的一种城市黑臭河湖水体水质快速净化技术，其特征在于：处理系统可采取序批式间歇运行也可采取连续持续运行方式；当待处理黑臭水体水量低于处理系统设计能力60％时，采取序批式间歇运行；当待处理水量高于系统设计能力60％时，采取连续持续运行。上述的一种城市黑臭河湖水体水质快速净化技术，其特征在于：系统的适宜运行水温为10～35℃；河湖前滞库水深为0.3～2.0m；接触氧化砾石廊道和循环复合流湿地水深0.5～3.0m；生态景观塘水深0.3～1.5m。上述的一种城市黑臭河湖水体水质快速净化技术，其特征在于：河湖前滞库位于河道内，末端建设生态溢流堰提高水位并与下游隔离，前滞库末端设置1.0～1.5m深集水坑并安装潜污泵，黑臭河水在前滞塘内停留时间2～8小时。上述的一种城市黑臭河湖水体水质快速净化技术，其特征在于：接触氧化砾石廊道位于河道外，可以置于地下或直接串联除臭装置；可根据当地地形地貌设置成“回”字形、直线型或“之”字型，廊道长宽比4～20∶1，廊道底部布设曝气装置；并根据进水COD浓度及DO调整曝气强度，提升黑臭水体溶解氧大于4.0mg/L。上述的一种城市黑臭河湖水体水质快速净化技术，其特征在于：循环复合流湿地呈“回”字形，系统进出水与湿地内部水循环相互独立，可根据黑臭水体待处理量确定进出水采用间歇或连续的运行方式；湿地内水体循环比控制在0.5～30之间，具体根据湿地内生物脱氮水平和进水污染物负荷决定，水流的循环速度为0.3～0.7m/s。上述的一种城市黑臭河湖水体水质快速净化技术，其特征在于：循环复合流湿地填充厚度为0.3～2.7m的基质，包括砾石、功能填料、火山岩和陶粒，作为生物膜和植物生长的基质，还对出水起到过滤的作用。上述的一种城市黑臭河湖水体水质快速净化技术，其特征在于：生态景观塘长宽比为2～6∶1，生态景观塘设置不同水深，避免水体流动出现短流，提升对黑臭河流中氨氮和有机物的深度处理。上述的一种城市黑臭河湖水体水质快速净化技术，其特征在于：生态景观塘中种植浮萍、水花生、水葫芦、美人蕉、睡莲、茭白和芦苇，通过水生植物和微生物的共同作用，实现对藻类塘出水中藻类的有效拦截，并对水体进一步净化。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：1、本专利技术专门针对黑臭河湖水体设计，提高了系统对氨氮和有机物的去除效能，提升了系统的富氧效率，充分利用空间，减少土地适用面积，因而可快速提高城市黑臭水体自净效率。2、传统湿地及塘处理工艺处理黑臭水体易导致恶臭溢出，破坏城市周边环境；本专利技术前端产生臭味单元可以置于地下，或直接串联除臭装置，对周边环境影响小且环境友好。3、本专利技术可以与城市河湖岸边公园及水景建设相结合，具有较好景观效果。4、本专利技术主体处理工艺是离线处理措施，避免了对行洪产生影响。5、本专利技术具有较好的污染物存储及净化能力，也可用于河湖突发水环境污染事故应急，实现入河湖毒害物的收集及专门处理，缩小事故污染范围，避免环境污染事故对下游污染。6、本专利技术实现了城市水体黑臭去除、水质安全保障和景观娱乐等多项功能的集成。附图说明图1是本专利技术的一种城市黑臭河湖水体水质快速净化技术布置图附图中的标号说明如下：1本文档来自技高网...

【技术保护点】
本专利技术是一种城市黑臭河湖水体水质快速净化技术，通过以下技术措施实现：工艺从前到后依次为河湖前滞库、接触氧化砾石廊道、循环复合流湿地和生态景观塘；河湖前滞库是在线处理设施，位于河道内；接触氧化砾石廊道、循环复合流湿地和生态景观塘是离线处理设置，位于河湖水体周边；黑臭河湖水体首先进入河湖前滞库，沉淀去除水体中粒径较大颗粒物；前滞库内黑臭河水经水泵提升后流入接触氧化砾石廊道，在接触氧化砾石廊道内曝气充氧后，河水自流进入循环复合流湿地；河水在循环复合流湿地内循环流动，通过厌氧和好氧环境交互作用，持续逐步去除水体中COD和氮；处理后河水进入生态景观塘进一步深度处理，最终出水补给河道下游或作绿化用水。

【技术特征摘要】
1.本发明是一种城市黑臭河湖水体水质快速净化技术，通过以下技术措施实现：工艺从前
到后依次为河湖前滞库、接触氧化砾石廊道、循环复合流湿地和生态景观塘；河湖前滞
库是在线处理设施，位于河道内；接触氧化砾石廊道、循环复合流湿地和生态景观塘是
离线处理设置，位于河湖水体周边；黑臭河湖水体首先进入河湖前滞库，沉淀去除水体
中粒径较大颗粒物；前滞库内黑臭河水经水泵提升后流入接触氧化砾石廊道，在接触氧
化砾石廊道内曝气充氧后，河水自流进入循环复合流湿地；河水在循环复合流湿地内循
环流动，通过厌氧和好氧环境交互作用，持续逐步去除水体中COD和氮；处理后河水
进入生态景观塘进一步深度处理，最终出水补给河道下游或作绿化用水。
2.根据权利要求1所述的一种城市黑臭河湖水体水质快速净化技术，其特征在于：处理系
统可采取序批式间歇运行也可采取连续持续运行方式；当待处理黑臭水体水量低于处理
系统设计能力60％时，采取序批式间歇运行；当待处理水量高于系统设计能力60％时，
采取连续持续运行。
3.根据权利要求1、2所述的一种城市黑臭河湖水体水质快速净化技术，其特征在于：系
统的适宜运行水温为10～35℃；河湖前滞库水深为0.3～2.0m；接触氧化砾石廊道和循
环复合流湿地水深0.5～3.0m；生态景观塘水深0.3～1.5m。
4.根据权利要求1、2、3所述的一种城市黑臭河湖水体水质快速净化技术，其特征在于：
河湖前滞库位于河道内，末端建设生态溢流堰提高水位并与下游隔离，前滞库末端设置
1.0～1.5m深集水坑并安装潜污泵，黑臭河水在前滞塘内停留时间2～8小时。

【专利技术属性】
技术研发人员：彭剑峰，宋永会，刘瑞霞，姜诗慧，颜秉斐，
申请(专利权)人：中国环境科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11