申请日2019.11.22
公开(公告)日2020.03.06
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明公开了一种用于河道治理的截污集中处理系统及处理方法，处理系统包括截污管网、一体式强化处理组件和生态修复组件，其通过截污管网将面源污染转为可控点源污染后，再经一体式强化处理组件集中高效强化处理从而去除污水中大量污泥沉淀、氨氮、化学需氧量、总磷和生化需氧量等，再经生态修复组件中的导流堰初步沉降过滤，流经人工生态浮岛和人工水草，利用水生植物发达根系及生物膜载体对污水进行二次生物降解，实现污水净化，该处理系统和处理方法采用截污集中处理，污水直排控制较彻底且规模化效果好，结合了生物滤池工艺及生态修复技术，在保证高效强化处理的基础上进一步通过生态效应有效控制排口污染物扩散，生态效应和环境效应良好。
权利要求书
1.一种用于河道治理的截污集中处理系统，其特征在于：包括
截污管网，该截污管网布设于河道现状河口线朝向陆域方向侧，且截污管网的入水口与沿河各排污口连通并能够将沿河各排污口排出的污水纳入该截污管网内;
一体式强化处理组件，该一体式强化处理组件定位埋设于污水集中处理区的一级驳岸前沿线位于陆地方向一侧的地面下，该一体式强化处理组件的污水入水口与所述截污管网的出水口连通，且该一体式强化处理组件的排水口通入河道;该一体式强化处理组件包括沿污水进水方向依次设置并连通的水解酸化池、接触氧化池、二沉池和消毒池;和
生态修复组件，该生态修复组件包括河道内位于一体式强化处理组件排水口附近的若干导流堰，以排污水体流动方向为基准，所述导流堰的前方水体表面上浮设有若干人工生态浮岛，且导流堰前方河道的河床上定位铺设有人工水草。
2.根据权利要求1所述的用于河道治理的截污集中处理系统，其特征在于：所述截污管网由互相连通的截污管组成，且该截污管的直径不大于800mm;每根所述截污管均包括一用于汇集输送污水的内管和一同轴定位套设于内管上的套管，以使用状态为基准，该套管的外壁上表面上沿轴向间隔固设有若干个用于吊装的吊装钩，且该套管的外壁下表面上沿轴向间隔固设有若干个用于将套管固定在安装基质上的定位支架。
3.根据权利要求1所述的用于河道治理的截污集中处理系统，其特征在于：所述水解酸化池、接触氧化池、二沉池和消毒池均包括一经位于共同侧壁中上部的过水口连通的池体，其中水解酸化池和接触氧化池的池体底部均定位设有能够向水体内充气的微孔曝气装置，且该两种池体内位于微孔曝气装置的上方处均沿竖直方向定位布设有若干列弹性填料;所述二沉池的池体底部呈锥形结构，该锥形结构的母线与轴线之间的夹角不大于40°，且二沉池内定位设有环形集水装置;所述消毒池的顶部定位设有用于投放消毒剂的试剂投放装置。
4.根据权利要求3所述的用于河道治理的截污集中处理系统，其特征在于：所述水解酸化池或接触氧化池的池体内定位设有一用于抽取池底污泥的污泥泵，该污泥泵的出料口与一污泥干化床的进料口连通;所述消毒池内定位设有至少一台用于抽提已处理污水的污水泵，该污水泵的出水口通过出水管与河道连通。
5.根据权利要求1所述的用于河道治理的截污集中处理系统，其特征在于：若干个所述导流堰依次布设于一级驳岸前沿线位于水域方向一侧的河道坡面上，且每个所述导流堰均由导流渠和填设于导流渠内的滤石填料组成，该导流堰的纵向截面为梯形结构。
6.根据权利要求1所述的用于河道治理的截污集中处理系统，其特征在于：所述人工生态浮岛包括采用重物法定位浮设于水体表面且位于河道中心线附近处的岛本体，该岛本体上以15-20棵/m2的栽种密度间隔栽种有根系发达的水生植物，且该水生植物的根系最底端低于该河道的最低水位。
7.根据权利要求1所述的用于河道治理的截污集中处理系统，其特征在于：所述人工水草包括若干个人工水草单元，每个人工水草单元均包括一栓绳，该栓绳的一端固设有人工水草本体，且该栓绳的另一端固设于一沉水块内;所述人工水草本体包括与栓绳的一端固定连接并呈条状的沉坠，该沉坠上固设有若干根并行直立排布的呈纤维状的生物膜载体，且每根生物膜载体的顶部均形成有一浮子。
8.根据权利要求7所述的用于河道治理的截污集中处理系统，其特征在于：若干个所述人工水草单元按照9-12根/m2的布设密度布设于自然基底质的河道河床上;或若干个所述人工水草单元的沉水块按照9-12根/m2的布设密度间隔嵌设于土工格室内，该土工格室其他回填有种植土的格室间隔固设有若干个能够插设于土壤柔性基底的河道河床上的锚杆。
9.一种基于权利要求1至8中任一权利要求所述截污集中处理系统的河道治理用截污集中处理方法，其特征在于：包括下述步骤：
S1：对污染源进行分析，同时现场调查河道沿线排污口并分析排污口汇集水量;依据上述污染源分析和排污口汇集水量分析结果，在河道现状河口线朝向陆域方向侧布设截污管网，使截污管网的入水口与沿河各排污口连通将沿河各排污口排出的污水纳入该截污管网内;
S2：污水自截污管网的出水口经一体式强化处理组件的污水入水口进入该一体式强化处理组件，依次流经其中的水解酸化池、接触氧化池、二沉池和消毒池后，经污水泵将已处理污水由一体式强化处理组件的排水口排放至河道内，并将经污泥泵抽提的池底污泥由污泥干化床进行处理;
S3：由一体式强化处理组件的排水口所排出的污水依次流经生态修复组件的导流堰，由导流堰内填充的滤石填料对污水进行沉降与过滤后，再流经位于河道水体上半部的人工生态浮岛和位于河道水体下半部的人工水草，利用人工生态浮岛上所栽种水生植物的发达根系以及人工水草上设置的生物膜载体对污水进行二次生物降解过程后，完成向河道排放污水的截污集中处理过程。
10.根据权利要求9所述的河道治理用截污集中处理方法，其特征在于：步骤S1中与该截污管网连通的沿河各排污口的管径不大于800mm;所述截污管网中截污管的内管为直径不大于800mm的PVC管，且该内管中水体流速为5-5.5m/s，内管的水体充满度为0.7-0.8，小时变化系数为6-6.5。
说明书
用于河道治理的截污集中处理系统及处理方法
技术领域
本发明涉及一种污水处理系统及处理方法，尤其涉及一种用于河道治理的 截污集中处理系统及处理方法，属于河道水处理技术领域。
背景技术
河道疏浚、生态护岸虽然能短时间内解决河道黑臭、淤塞问题，但时间一 长，河道返黑返臭现象仍不在少数。究其原因，是因为河道黑臭治理过程中只 注重对护岸、淤泥“硬件设施”改造，而忽视了河道水体整体生态功能这一“软 件设施”的恢复。通过水体生态修复工程能大幅提高河道自身复氧能力和自净 能力，解决河道黑臭。众多河道项目的治理经验已经告诉我们截污是河道治理 的第一步，但是截污难度也是河道治理过程中难度最大的。如何针对目前现有 技术中出现的岸上截污较困难的工程情况，从而实现在河道内的截污与治理成 为当前需要解决的问题。
此外，本申请项目研究团队对河道黑臭成因和污染源进行了一系列调查， 发现河道两岸的排水口是主要的点源污染，由于黑臭河道的形成往往是在城区， 城区截污纳管工程往往难以实现，或者不能够完全完成，排水口中常有灰黑色 生活污水流出，这也是水质变差的主要原因。污染来自于排口污染源累积、降 雨沉降和鱼类养殖沉积，底泥中内污染物向水体释放等众多问题，但大多数污 染都是来自于排水口，因此针对上述出现的排污口污染河道的问题与上述岸上 截污困难同样成为当前需要解决的问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于河道治理的截污集中处理系 统及处理方法。
本发明的技术方案是：
本发明公开了一种用于河道治理的截污集中处理系统，该处理系统包括
截污管网，该截污管网布设于河道现状河口线朝向陆域方向侧，且截污管 网的入水口与沿河各排污口连通并能够将沿河各排污口排出的污水纳入该截污 管网内;
一体式强化处理组件，该一体式强化处理组件定位埋设于污水集中处理区 的一级驳岸前沿线位于陆地方向一侧的地面下，该一体式强化处理组件的污水 入水口与所述截污管网的出水口连通，且该一体式强化处理组件的排水口通入 河道;该一体式强化处理组件包括沿污水进水方向依次设置并连通的水解酸化 池、接触氧化池、二沉池和消毒池;和
生态修复组件，该生态修复组件包括河道内位于一体式强化处理组件排水 口附近的若干导流堰，以排污水体流动方向为基准，所述导流堰的前方水体表 面上浮设有若干人工生态浮岛，且导流堰前方河道的河床上定位铺设有人工水 草。
其进一步的技术方案是：
所述截污管网由互相连通的截污管组成，且该截污管的直径不大于800mm; 每根所述截污管均包括一用于汇集输送污水的内管和一同轴定位套设于内管上 的套管，以使用状态为基准，该套管的外壁上表面上沿轴向间隔固设有若干个 用于吊装的吊装钩，且该套管的外壁下表面上沿轴向间隔固设有若干个用于将 套管固定在安装基质上的定位支架。
其进一步的技术方案是：
所述水解酸化池、接触氧化池、二沉池和消毒池均包括一经位于共同侧壁 中上部的过水口连通的池体，其中水解酸化池和接触氧化池的池体底部均定位 设有能够向水体内充气的微孔曝气装置，且该两种池体内位于微孔曝气装置的 上方处均沿竖直方向定位布设有若干列弹性填料;所述二沉池的池体底部呈锥 形结构，该锥形结构的母线与轴线之间的夹角不大于40°，且二沉池内定位设 有环形集水装置;所述消毒池的顶部定位设有用于投放消毒剂的试剂投放装置。
上述水解酸化池或接触氧化池的池体内定位设有一用于抽取池底污泥的污 泥泵，该污泥泵的出料口与一污泥干化床的进料口连通;所述消毒池内定位设 有至少一台用于抽提已处理污水的污水泵，该污水泵的出水口通过出水管与河 道连通。
其进一步的技术方案是：
若干个所述导流堰依次布设于一级驳岸前沿线位于水域方向一侧的河道坡 面上，且每个所述导流堰均由导流渠和填设于导流渠内的滤石填料组成，该导 流堰的纵向截面为梯形结构。
其进一步的技术方案是：
所述人工生态浮岛包括采用重物法定位浮设于水体表面且位于河道中心线 附近处的岛本体，该岛本体上以15-20棵/m2的栽种密度间隔栽种有根系发达的 水生植物，且该水生植物的根系最底端低于该河道的最低水位。
其进一步的技术方案是：
所述人工水草包括若干个人工水草单元，每个人工水草单元均包括一栓绳， 该栓绳的一端固设有人工水草本体，且该栓绳的另一端固设于一沉水块内;所 述人工水草本体包括与栓绳的一端固定连接并呈条状的沉坠，该沉坠上固设有 若干根并行直立排布的呈纤维状的生物膜载体，且每根生物膜载体的顶部均形 成有一浮子。
若干个所述人工水草单元按照9-12根/m2的布设密度布设于自然基底质的 河道河床上;或若干个所述人工水草单元的沉水块按照9-12根/m2的布设密度 间隔嵌设于土工格室内，该土工格室其他回填有种植土的格室间隔固设有若干 个能够插设于土壤柔性基底的河道河床上的锚杆。
本发明还公开了一种基于上述截污集中处理系统的河道治理用截污集中处 理方法，该处理方法主要包括下述步骤：
S1：对污染源进行分析，同时现场调查河道沿线排污口并分析排污口汇集 水量;依据上述污染源分析和排污口汇集水量分析结果，在河道现状河口线朝 向陆域方向侧布设截污管网，使截污管网的入水口与沿河各排污口连通将沿河 各排污口排出的污水纳入该截污管网内;
S2：污水自截污管网的出水口经一体式强化处理组件的污水入水口进入该 一体式强化处理组件，依次流经其中的水解酸化池、接触氧化池、二沉池和消 毒池后，经污水泵将已处理污水由一体式强化处理组件的排水口排放至河道内， 并将经污泥泵抽提的池底污泥由污泥干化床进行处理;
S3：由一体式强化处理组件的排水口所排出的污水依次流经生态修复组件 的导流堰，由导流堰内填充的滤石填料对污水进行沉降与过滤后，再流经位于 河道水体上半部的人工生态浮岛和位于河道水体下半部的人工水草，利用人工 生态浮岛上所栽种水生植物的发达根系以及人工水草上设置的生物膜载体对污 水进行二次生物降解过程后，完成向河道排放污水的截污集中处理过程。
其进一步的技术方案是：
步骤S1中与该截污管网连通的沿河各排污口的管径不大于800mm;所述 截污管网中截污管的内管为直径不大于800mm的PVC管，且该内管中水体流 速为5-5.5m/s，内管的水体充满度为0.7-0.8，小时变化系数为6-6.5。
本发明的有益技术效果是：本发明处理系统包括截污管网、一体式强化处 理组件和生态修复组件，其通过截污管网将分散的面源污染转化为可控的点源 污染后，再经过一体式强化处理组件进行集中高效且强化的处理从而高效的去 除污水中大量污泥沉淀、氨氮、化学需氧量、总磷和生化需氧量等，然后再经 生态修复组件中的导流堰进行初步沉降过滤后，流经人工生态浮岛和人工水草， 利用水生植物的发达根系及生物膜载体对污水进行二次生物降解，实现污水净 化，该处理系统和处理方法截污集中处理，污水直排控制较彻底且集中处理的 规模化效果好，且结合了生物滤池工艺及生态修复技术，其在保证高效强化处 理的基础上进一步通过生态效应有效控制排口污染物扩散，生态效应和环境效 应良好。（发明人祝栋林;刘文杰;胥瑞晨;陈海涛）