申请日2019.04.08
公开(公告)日2019.05.31
IPC分类号C02F9/14; C02F3/04; C02F101/16; C02F101/30
摘要
本发明提供一种基于河岸渗滤的再生水补给河道系统和方法，该系统包括河岸渗滤‑生物处理单元，河岸渗滤‑生物处理单元远离河道的一侧为垂直防渗层，靠近河道的一侧铺设有护坡砖，在护坡砖及垂直防渗层之间由下向上依次为有机污染物高效去除层、反硝化层、好氧硝化层;其中：好氧硝化层包括第一多功能管及混合铺设的砾石与改性沸石;反硝化层包括第二多功能管及由外向内对称布置陶粒、火山岩及涂铁石英砂;有机污染物高效去除层包括第三多功能管及混合铺设的砾石与改性沸石。本发明可以防止再生水补给河道富营养化现象的发生，减小了受再生水补给的地下水污染风险。
权利要求书
1.一种基于河岸渗滤的再生水补给河道系统，其特征在于，包括河岸渗滤-生物处理单元，所述河岸渗滤-生物处理单元远离河道的一侧为垂直防渗层，靠近河道的一侧铺设有护坡砖，在护坡砖及垂直防渗层之间由下向上依次为有机污染物高效去除层、反硝化层、好氧硝化层;其中：
所述好氧硝化层包括第一多功能管及混合铺设的砾石与改性沸石，所述第一多功能管的一端伸入到大气中，另一端伸入到所述混合铺设的砾石与改性沸石中;
所述反硝化层包括第二多功能管及由外向内对称布置陶粒、火山岩及涂铁石英砂，所述第二功能管的一端设有密封盖，另一端位于伸入到所述由外向内对称布置陶粒、火山岩及涂铁石英砂中;
所述有机污染物高效去除层包括第三多功能管及混合铺设的砾石与改性沸石，所述第三多功能管的一端伸入到大气中，另一端伸入到所述混合铺设的砾石与改性沸石。
2.根据权利要求1所述基于河岸渗滤的再生水补给河道系统，其特征在于，所述基于河岸渗滤的再生水补给河道系统包括再生水补水单元，所述再生水补水单元包括设置在所述好氧硝化层之上的再生水补水渠以及设置在所述再生水补水渠内的生物挂膜组合填料板，所述再生水补水渠采用渗透墙制成，其上设有溢流口。
3.根据权利要求2所述基于河岸渗滤的再生水补给河道系统，其特征在于，所述再生水补水渠的底部埋设有多根固定杆，所述生物挂膜组合填料板通过弹性绳固定在所述固定杆之间。
4.根据权利要求2所述基于河岸渗滤的再生水补给河道系统，其特征在于，所述基于河岸渗滤的再生水补给河道系统包括雨水净化单元，所述雨水净化单元包括雨水净化池以及设置在所述雨水净化池内的隔离板，所述雨水净化池通过连通管与所述再生水补水渠相连。
5.根据权利要求4所述基于河岸渗滤的再生水补给河道系统，其特征在于，所述连通管上设有第二电磁阀。
6.根据权利要求4所述基于河岸渗滤的再生水补给河道系统，其特征在于，所述基于河岸渗滤的再生水补给河道系统包括雨水弃流收集单元，所述雨水收集单元包括雨水收集绿地、雨水弃流腔，所述雨水收集绿地由上至下依次为土壤层、河沙层、防渗层，在所述河沙层内设有雨水收集管网，所述雨水收集管网与所述雨水弃流腔相连，所述雨水弃流腔的底部与城市污水管网相连。
7.根据权利要求5所述基于河岸渗滤的再生水补给河道系统，其特征在于，所述雨水收集管网与雨水弃流腔之间设有第一电磁阀，所述第一电磁阀通过导线与雨水弃流装置相连，所述雨水弃流装置设置在所述雨水收集绿地上，用于当降雨量小于预设值时开启所述第一电磁阀。
8.根据权利要求1所述基于河岸渗滤的再生水补给河道系统，其特征在于，相邻的两块所述护坡砖之间形成溢流通道。
9.一种基于河岸渗滤的再生水补给河道方法，其特征在于，包括：
使再生水进入好氧硝化层，通过好氧硝化层中的砾石和改性沸石吸附再生水中的氨氮，并被砾石和改性沸石上的硝化细菌转化为硝态氮;
使再生水进入反硝化层，通过陶粒、火山岩、涂铁石英砂吸附再生水中的磷，硝态氮被陶粒、火山岩、涂铁石英砂上的反硝化细菌转化为氮气排出;
使再生水进入有机污染物高效去除层，通过砾石和改性沸石吸附有机污染物，并被砾石和改性沸石上的优势菌群降解。
10.根据权利要求9所述基于河岸渗滤的再生水补给河道方法，其特征在于，包括以下至少一项：
通过与所述好氧硝化层连通的第一多功能管投放优势硝化菌;
通过与所述反硝化层连通的第二多功能管投放优势反硝化菌;
通过与所述有机污染物高效去除层的第三多功能管投放有机物优势降解菌。
说明书
一种基于河岸渗滤的再生水补给河道系统和方法
技术领域
本发明涉及污水处理领域，尤其涉及一种基于河岸渗滤的再生水补给河道系统和方法。
背景技术
随着我国人口增长和经济高速发展，对水资源的需求逐渐增大，水资源形势日益严峻，北方河流频繁断流，引发了水污染、生态环境退化等一系类的生态环境问题。将生产生活中产生的污水处理后满足某种使用要求的水体称作“再生水”。再生水利用潜力大，成为维系北方河道生态需水的可靠稳定水源。再生水作为城市新型供水水源，具有广泛的用途，如农业灌溉、环境景观、工业、市政用水和地下水回灌等。其中环境景观用水是再生水的最主要用途之一。2016年，北京市再生水利用量达10.0亿m3/年，其中88%的再生水用于河湖补水。
但是由于处理工艺的限制，再生水中氮、磷超标严重，导致受再生水补给河道出现富营养化现象频发。且再生水中的部分新型有机污染物，如内分泌干扰物(EndocrineDisrupting Chemicals)、药品及个人护理物(pharmaceuticals and personal careproducts)无法完全去除。然而内分泌干扰物在极低浓度下即具有危害性，其能通过与细胞内雌激素受体结合，产生拟雌激素或抗雌激素作用，干扰内分泌和生殖系统，引发环境生态和人体健康风险。因此对受再生水补给的河道水质的进一步提升显得尤为重要。
目前景观水体的水污染治理技术主要包括：生态浮岛技术、混凝沉淀技术、生物接触氧化法、人工湿地。生态浮岛是指应用高分子材料作为漂浮载体，以其作为种植机制的一种水面种植技术。但生态浮岛工艺复杂、成本相对较高，容易破损、水上作业管理不便，同时因浮体材料隔气隔热，使得水体溶解氧降低。混凝沉淀是指用混凝剂处理悬浮物、胶体物及藻类。但混凝沉淀技术最佳投药量难以确定，投加过多会对水体造成二次污染。生物接触氧化是利用微生物的新陈代谢作用，降解水体内的有机污染物，但该方法在污染负荷较高时填料容易堵塞。人工湿地是人工建造并控制运行的一种用于深度处理污水的生态系统。但人工湿地占地面积大，且容易发生堵塞,造成基质渗透系数急剧下降，过水能力降低，引发恶臭，污水使氧气难以向基质内扩散,影响处理效果,并缩短湿地的运行寿命。
目前在我国北方，再生水主要用于补给干涸河道。丰水期，再生水与雨水共同补给河道，而枯水期河道主要由再生水补给。一方面，集中的雨水补给，增加河道流量，稀释了河道中的再生水，提高了河道的自净能力。另一方面，降雨初期雨水污染物浓度较高，形成的地表径流容易对河道形成面源污染。
因此目前缺乏一种能够在再生水进入河道前，高效去除再生水中氮(N)、磷(P)等营养盐及新型有机污染物，同时削弱降雨初期地表径流对河道造成的面源污染，并有效利降雨对河道的稀释净化的再生水补给河道系统及方法。
发明内容
本发明的特征和优点在下文的描述中部分地陈述，或者可从该描述显而易见，或者可通过实践本发明而学习。
为克服现有技术的问题，本发明提供一种基于河岸渗滤的再生水补给河道系统，包括河岸渗滤-生物处理单元，所述河岸渗滤-生物处理单元远离河道的一侧为垂直防渗层，靠近河道的一侧铺设有护坡砖，在护坡砖及垂直防渗层之间由下向上依次为有机污染物高效去除层、反硝化层、好氧硝化层;其中：
所述好氧硝化层包括第一多功能管及混合铺设的砾石与改性沸石，所述第一多功能管的一端伸入到大气中，另一端伸入到所述混合铺设的砾石与改性沸石中;
所述反硝化层包括第二多功能管及由外向内对称布置陶粒、火山岩及涂铁石英砂，所述第二功能管的一端设有密封盖，另一端位于伸入到所述由外向内对称布置陶粒、火山岩及涂铁石英砂中;
所述有机污染物高效去除层包括第三多功能管及混合铺设的砾石与改性沸石，所述第三多功能管的一端伸入到大气中，另一端伸入到所述混合铺设的砾石与改性沸石。
可选地，所述基于河岸渗滤的再生水补给河道系统包括再生水补水单元，所述再生水补水单元包括设置在所述好氧硝化层之上的再生水补水渠以及设置在所述再生水补水渠内的生物挂膜组合填料板，所述再生水补水渠采用渗透墙制成，其上设有溢流口。
可选地，所述再生水补水渠的底部埋设有多根固定杆，所述生物挂膜组合填料板通过弹性绳固定在所述固定杆之间。
可选地，所述基于河岸渗滤的再生水补给河道系统包括雨水净化单元，所述雨水净化单元包括雨水净化池以及设置在所述雨水净化池内的隔离板，所述雨水净化池通过连通管与所述再生水补水渠相连。
可选地，所述连通管上设有第二电磁阀。
可选地，所述基于河岸渗滤的再生水补给河道系统包括雨水弃流收集单元，所述雨水收集单元包括雨水收集绿地、雨水弃流腔，所述雨水收集绿地由上至下依次为土壤层、河沙层、防渗层，在所述河沙层内设有雨水收集管网，所述雨水收集管网与所述雨水弃流腔相连，所述雨水弃流腔的底部与城市污水管网相连。
可选地，所述雨水收集管网与雨水弃流腔之间设有第一电磁阀，所述第一电磁阀通过导线与雨水弃流装置相连，所述雨水弃流装置设置在所述雨水收集绿地上，用于当降雨量小于预设值时开启所述第一电磁阀。
可选地，相邻的两块所述护坡砖之间形成溢流通道。
本发明提供一种基于河岸渗滤的再生水补给河道方法，包括：
使再生水进入好氧硝化层，通过好氧硝化层中的砾石和改性沸石吸附再生水中的氨氮，并被砾石和改性沸石上的硝化细菌转化为硝态氮;
使再生水进入反硝化层，通过陶粒、火山岩、涂铁石英砂吸附再生水中的磷，硝态氮被陶粒、火山岩、涂铁石英砂上的反硝化细菌转化为氮气排出;
使再生水进入有机污染物高效去除层，通过砾石和改性沸石吸附有机污染物，并被砾石和改性沸石上的优势菌群降解。
可选地，包括以下至少一项：
通过与所述好氧硝化层连通的第一多功能管投放优势硝化菌;
通过与所述反硝化层连通的第二多功能管投放优势反硝化菌;
通过与所述有机污染物高效去除层的第三多功能管投放有机物优势降解菌。
本发明提供了一种基于河岸渗滤的再生水补给河道系统和方法，使再生水在河岸顶部补水，经过河岸渗滤-生物处理单元，有效去除再生水中的氮、磷及有污染物，在再生水进入河道前进行进一步深度处理，防止再生水补给河道富营养化现象的发生。进一步地增加了河道内水体的含氧量，从而有利于河道内天然的自净过程，大大减小了受再生水补给的地下水污染风险。（发明人和泽康;宋献方;杨丽虎;韩冬梅;马英;张应华;卜红梅;李炳华;郭敏丽）
