一種輻流式水體生態淨化系統的製作方法

2023-08-22 08:27:41

本發明涉及環境工程技術領域，特別是涉及一種輻流式水體生態淨化系統。

背景技術：

河道型水源地容易受到沿線點源、面源汙染或突發性化學汙染事故的影響，從而導致其供水水質不穩定，水環境汙染事件頻發，對供水安全提出了考驗。隨著我國對水源地保護、供水安全保障的要求日益提高，許多城市和地區紛紛開展湖庫型水源地、以及水質淨化工程的建設，以改善供水水質、規避環境風險。以人工溼地等為代表的生態淨化技術工藝，因其低碳節能、景觀效果好、無二次汙染等優勢，已廣泛應用於類似工程建設中。

不同於汙廢水處理工程，應用於水源地或入湖庫河口的水體生態淨化工程的處理規模通常較大，現有技術工藝受到地形條件限制和工藝配水方式的影響，需要附帶建設許多分散的布水、輸水和集水系統。一方面各項附屬設施需要佔用大量的土地資源，增加了運行調度難度；另一方面面積過大的淨化系統也容易造成布水不均勻，從而縮短實際水力停留時間，進而影響處理效果。

技術實現要素：

鑑於以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在於提供一種空間結構緊湊、佔用面積小，且淨化效果較好的輻流式水體生態淨化系統。

為實現上述目的，本發明提供一種輻流式水體生態淨化系統，包括沿水流方向依次分布的沉澱池、生物處理池和人工溼地，所述沉澱池和人工溼地均沿前後方向延伸，所述生物處理池沿左右方向延伸；所述生物處理池的進水端通過第一水渠與沉澱池相連通，且所述生物處理池的出水端通過第二水渠與人工溼地相連通；當水體流經沉澱池時，水體沿前後方向流動；當水體流經生物處理池時，水體沿左右方向流動；當水體流經人工溼地時，水體沿前後方向流動。

進一步地，所述沉澱池的寬度在水流方向上逐漸增大；所述人工溼地的寬度在水流方向上逐漸增大。

進一步地，所述第一水渠包括位於沉澱池的出水端、且沿左右方向延伸的第一收集渠和位於生物處理池的進水端、且沿前後方向延伸的第一布水渠。

進一步地，所述生物處理池中沿水流方向設有多個間隔分布的隔板，且多個隔板上下交錯分布。

進一步地，所述第二水渠包括位於生物處理池的出水端、且沿前後方向延伸的第二收集渠和位於人工溼地的進水端、且沿左右方向延伸的第二布水渠。

進一步地，所述人工溼地中設有沿前後方向延伸的隔埂。

進一步地，所述人工溼地進水端與第二布水渠之間設有配水閘。

進一步地，所述配水閘與人工溼地進水端之間設有沿左右方向延伸的配水渠。

進一步地，所述人工溼地的出水端設有沿左右方向延伸的跌水堰。

進一步地，所述輻流式水體生態淨化系統還包括與沉澱池的進水端相連通的布水池；所述布水池與沉澱池之間設有沿左右方向延伸、且具有多個流通孔的整流牆。

如上所述，本發明涉及的輻流式水體生態淨化系統，具有以下有益效果：

本發明中輻流式水體生態淨化系統，利用沉澱池沉澱水體中顆粒狀雜質；再利用生物處理池可分解水體中的有機物等；最後，利用人工溼地可吸收水體中氮、磷等汙染物，從而保證本發明具有較好淨化效果、以及較高的淨化效率；同時，本發明中沉澱池和人工溼地均沿前後方向延伸，而生物處理池沿左右方向延伸；從而使水體在淨化過程中，先沿前後方向流動、再沿左右方向流動、最後再沿前後方向流動，整體流動路線呈曲線狀，延伸長了水體流動距離、以及淨化時間，進一步增強了本發明的淨化效果，且採用此種結構布局，使得本發明布水更加均勻、整體空間結構更為緊湊、佔用面積較小。

附圖說明

圖1為本發明中輻流式水體生態淨化系統的俯視圖。

圖2為本發明中輻流式水體生態淨化系統的縱向剖視圖。

圖3為本發明中生物處理池的縱向剖視圖。

元件標號說明

1 沉澱池

11 沉澱槽

2 生物處理池

21 隔板

22 流通間隙

23 隔室

3 人工溼地

31 隔埂

32 跌水堰

33 水生植物

34 溼地分單元

4 第一水渠

41 第一收集渠

42 第一布水渠

5 第二水渠

51 第二收集渠

52 第二布水渠

6 配水閘

7 配水渠

8 布水池

9 整流牆

具體實施方式

以下由特定的具體實施例說明本發明的實施方式，熟悉此技術的人士可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點及功效。

須知，本說明書所附圖式所繪示的結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內容，以供熟悉此技術的人士了解與閱讀，並非用以限定本發明可實施的限定條件，故不具技術上的實質意義，任何結構的修飾、比例關係的改變或大小的調整，在不影響本發明所能產生的功效及所能達成的目的下，均應仍落在本發明所揭示的技術內容得能涵蓋的範圍內。同時，本說明書中所引用的如「上」、「下」、「左」、「右」、「中間」及「一」等的用語，亦僅為便於敘述的明了，而非用以限定本發明可實施的範圍，其相對關係的改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本發明可實施的範疇。

本發明實施例中：如圖1所示，將紙面的上下方向定義為前後方向，將紙面的左右方向定義為左右方向；如圖2所示，將紙面的上下方向定義為上下方向。

如圖1和圖2所示，本發明提供一種輻流式水體生態淨化系統，包括沿水流方向依次分布的沉澱池1、生物處理池2和人工溼地3，沉澱池1和人工溼地3均沿前後方向延伸，生物處理池2沿左右方向延伸；生物處理池2的進水端通過第一水渠4與沉澱池1相連通，且生物處理池2的出水端通過第二水渠5與人工溼地3相連通。本發明中輻流式水體生態淨化系統，利用沉澱池1沉澱水體中顆粒狀雜質；再利用生物處理池2可分解水體中的有機物；最後，利用人工溼地3可吸收水體中氮、磷等汙染物，從而保證本發明具有較好淨化效果、以及較高的淨化效率。同時，本發明中沉澱池1和人工溼地3均沿前後方向延伸，而生物處理池2沿左右方向延伸；在淨化過程中，當水體流經沉澱池1時，水體沿前後方向流動；而當水體流經生物處理池2時，水體沿左右方向流動；當水體流經人工溼地3時，水體再次沿前後方向流動；使得水體整體流動路線呈曲線狀，延伸長了水體流動距離、以及淨化時間，進一步增強了本發明的淨化效果；且採用此種結構布局，使得本發明整體空間結構更為緊湊、佔用面積較小。

如圖1和圖2所示，本申請中輻流式水體生態淨化系統還包括與沉澱池1的進水端相連通的布水池8。布水池8與沉澱池1之間設有沿左右方向延伸、且具有多個流通孔的整流牆9。多個流通孔在整流牆9上均勻分布。本實施例中，布水池8呈扇形，且整流牆9在俯視角度也呈扇形。這樣，如圖1所示，需淨化的水體由布水池8的圓心處流入布水池8、即進水口位於布水池8的圓心處；水體在布水池8中呈扇形分布，且在流經整流牆9時，水體被分散均勻、並由流通孔流入沉澱池1；從而保證沉澱池1對水體具有良好的淨化效果。

如圖1所示，沉澱池1的寬度在水流方向上逐漸增大。當水體流經沉澱池1時，沿水流方向的過水斷面不斷增大，水體流速也會不斷降低，從而便於水體中較大懸浮顆粒狀雜質沉澱下來。如圖1所示，本實施例中沉澱池1呈扇形，即沉澱池1的進水端和出水端均呈弧形；且沉澱池1的後部設有沉澱槽11，該沉澱槽11用於容納沉澱的顆粒狀雜質。另外，在另一種實施例中沉澱池1也可採用梯形結構。

如圖2所示，人工溼地3中種植有水生植物33，利用水生植物33能有效吸收水體中氮、磷等汙染物。同時，如圖1所示，人工溼地3的寬度在水流方向上逐漸增大。在本實施例中，人工溼地3也呈扇形，即人工溼地3的進水端和出水端均呈弧形。這樣，當水體流經人工溼地3時，流速會逐漸放緩，從而能有效延長水體在人工溼地3中的停留時間；進而保證人工溼地3對水體具有較長的淨化時間、以及較好的淨化效果。

另外，如圖1所示，本申請中輻流式水體生態淨化系統整體呈扇形，夾角為60°～120°。在本實施例中輻流式水體生態淨化系統的夾角為90°。生物處理池2在俯視狀態下呈弧形帶狀結構，整體呈包圍狀環繞於沉澱池1的後端。為增強本發明的淨化效率，生物處理池2至少有2條。如圖1所示，在本實施例中生物處理池2有兩條，且兩條生物處理池2平行分布，以便於在需要時對單個生物處理池2進行維護檢修。同時，如圖1和圖2所示，第一水渠4包括位於沉澱池1的出水端、且沿左右方向延伸的第一收集渠41和位於生物處理池2的進水端、且沿前後方向延伸的第一布水渠42。在本實施例中第一收集渠41呈弧形、且與生物處理池2相平行；第一布水渠42呈直線狀、且沿徑向延伸。水體從沉澱池1的出水端溢出後、流入第一收集渠41，並沿第一收集渠41流入第一布水渠42；隨後，水體從第一布水渠42的左側邊溢出、並流入兩條生物處理池2中，且在該過程中有效保證水體均勻、且呈面狀流入生物處理池2中。

如圖1和圖3所示，生物處理池2中沿水流方向、即弧長方向設有多個間隔分布的隔板21，且多個隔板21上下交錯分布，例如第一個隔板21位於高位、第二個隔板21位於低位、第三個隔板21位於高低，依次類推。當隔板21位於高位時，隔板21下端與生物處理池2的池底間具有流通間隙22，且隔板21上端不低於水位高度；當隔板21位於低位時，隔板21下端直接安裝在生物處理池2的池底上、且隔板21上端低於水位高度。這樣，當水體在每條生物處理池2中流動時，如圖3所示，其流動路線呈上下起伏的曲線狀，此種流動方式能有效保證水體在生物處理池2中呈整體推進式流動，避免水體只有部分、比如只有鄰近表面的水在流動；同時也增加了實際水力停留時間，從而保證本發明對水體的淨化效率更高。另外，如圖1和圖3所示，本實施例中生物處理池2中隔板21有3個，3個隔板將生物處理池2分隔成4個隔室23，便於在這4個隔室23中布設不同功能的生物處理設施。

如圖1和圖2所示，第二水渠5包括位於生物處理池2的出水端、且沿前後方向延伸的第二收集渠51和位於人工溼地3的進水端、且沿左右方向延伸的第二布水渠52。本實施例中第二收集渠51呈直線狀、且沿徑向延伸，第二布水渠52呈弧形、且與生物處理池2相平行。水體經生物處理池2淨化後從左端、即生物處理池2的出水端溢流至第二收集渠51，並沿第二收集渠51流入第二布水渠52；隨後，水體從第二布水渠52後側邊溢流出、並流入人工溼地3。

如圖1所示，人工溼地3中設有多個沿前後方向、即徑向延伸的隔埂31。多個隔埂31將人工溼地3分隔成多個並聯的溼地分單元34，從而方便對單個溼地分單元34進行維護、管理。在本實施例中，隔埂31有8個、並將人工溼地3分隔成9個獨立運行的溼地分單元34。9個溼地分單元34呈發散狀並聯排列於生物處理池2的後側邊。如圖1和圖2所示，人工溼地3中每個溼地分單元34的進水端與第二布水渠52之間均設有一個配水閘6，利用該配水閘6可在需要時控制水體流入所對應的溼地分單元34。如圖1和圖2所示，本實施例中配水閘6與人工溼地3進水端之間設有沿左右方向延伸的配水渠7，在俯視狀態下配水渠7呈弧形；當水體由配水閘6流出時呈點狀進水方式，而當水體繼續推進、並流過配水渠7時則變為灘面推流狀態，從而保證流入人工溼地3中溼地分單元34的水體均勻，進而保證人工溼地3對水體具有良好的淨化處理效果。另外，如圖1和圖2所示，人工溼地3的出水端設有沿左右方向延伸的跌水堰32，在俯視狀態下跌水堰32呈弧形，從而使得經人工溼地3淨化後的水體呈發散狀流入湖庫等，有利用改善出水狀態。

本發明中輻流式水體生態淨化系統具有空間結構緊湊、布水分散均勻、運行調度靈活、造型美觀特點；可有效減少工程佔地，提高單位土地淨化效率，從而節約工程建設及運行成本，適用於湖庫型水源地的預處理、入湖庫河口前置庫建設等方面。

本申請中生物處理池2可以採用生物接觸氧化、生物濾池等平流式生物處理工藝的一種或任意種組合。

本申請中人工溼地3可以採用表流人工溼地、潛流人工溼地、複合流人工溼地工藝的一種或任意種組合。各溼地分單元34的外扇邊和內扇邊長度比宜小於2:1，本實施例中外扇邊和內扇邊長度比為1.7:1。外扇邊和內扇邊長度的算術平均值與徑向長度之比宜為3:1～5:1之間，本實施例中該比值為3.5:1。

綜上所述，本發明有效克服了現有技術中的種種缺點而具高度產業利用價值。

上述實施例僅例示性說明本發明的原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發明的精神及範疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本發明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發明的權利要求所涵蓋。