光催化水生态综合治理河道的方法.pdf

本发明公开了一种光催化水生态综合治理河道的方法，包括以下步骤：1)确定待治理河道的上下游范围，在河道上分别拦筑水坝，形成上游水坝(3.1)和下游水坝(3.2)；2)自排污口(2)处往下游方向，在河道(1)中沿岸设置隔水屏(4)，从而在隔水屏(4)与河岸之间形成导流槽(5)；3)在导流槽(5)中，依次布置有微生物接触氧化区(6)、第一光催化区(7)和第一植物区(8)；4)上游水坝后的主河道内布置第二光催化区(9)，所述的第二光催化区(9)内也设置光催化网，在主河道两侧布置第二植物区(10)。本发明采用隔离治理的方法，有效地防止排污口污水被稀释而增加治理难度，节约了治理成本。

1.  一种光催化水生态综合治理河道的方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)确定待治理河道的上下游范围，在河道上分别拦筑水坝，形成上游水坝(3.1)和 下游水坝(3.2)；
2)自排污口(2)处往下游方向，在河道(1)中沿岸设置隔水屏(4)，从而在隔水 屏(4)与河岸之间形成导流槽(5)；
3)在导流槽(5)中，自前往后，依次布置有微生物接触氧化区(6)、第一光催化区 (7)和第一植物区(8)，所述的第一光催化区(7)内设置光催化网，所述的第一植物区 (8)种植挺水植物或浮叶植物；
4)上游水坝(3.1)后的主河道内布置第二光催化区(9)，所述的第二光催化区(9) 内也设置光催化网，在主河道两侧布置第二植物区(10)，所述的第二植物区(10)种植 沉水植物。

2.  根据权利要求1所述的光催化水生态综合治理河道的方法，其特征在于：在步骤1) 之后，对上游水坝(3.1)和下游水坝(3.2)围住的河道(1)内进行抽水，并控制水位， 以便进行步骤2)的工序。

3.  根据权利要求1或2所述的光催化水生态综合治理河道的方法，其特征在于：所 述的隔水屏(4)由多个隔水单元组成，每个隔水单元包括隔水布(4.1)、加强筋(4.2) 和设置在隔水布(4.1)两端的连接扣(4.3)，所述的加强筋(4.2)竖直均匀排布于隔水布 (4.1)上，隔水屏(4)的底部设有有容置泥沙的沙袋(4.4)。

4.  根据权利要求3所述的光催化水生态综合治理河道的方法，其特征在于：在所述 的隔水单元上部设置浮体(4.5)；通过浮体(4.5)可以上浮并将隔水单元自然拉直。

5.  根据权利要求3所述的光催化水生态综合治理河道的方法，其特征在于：所述的 隔水屏(4)还包括桩体，沿导流槽(5)每隔一段距离设置一个桩体，所述的隔水单元通 过提手拉环(4.6)连接于桩体上。

6.  根据权利要求1所述的光催化水生态综合治理河道的方法，其特征在于：在导流 槽(5)内微生物接触氧化区(6)中设有微生物载体，并设置微纳米曝气管对该区域水体 曝气，所述的微纳米曝气管与岸上曝气机连接。

7.  根据权利要求1所述的光催化水生态综合治理河道的方法，其特征在于：在步骤4) 之后，逐渐恢复水位，在河道内投加水质净化微生物，然后再投加贝类和鱼类。

光催化水生态综合治理河道的方法
技术领域
本发明涉及水体生态修复领域，具体地讲是一种光催化水生态综合治理河道的方法。
背景技术
城镇的排污口所排出的污水最终会流至城镇河道当中，污水流入河道后，在河道内被 稀释、扩散，使污染区域增大，加上是上游受污染的水体源源不断进入，使得待治理区域 的水体很快被污染，这也是流动性水体治理难度大的主要原因。排入城镇河道的污水同时 还呈现污染的复杂化，不仅体现在氮、磷元素超标引起的水体富营养化，同时还给河道带 来了难降解有机物的污染。采用单一物理、化学或生物等方法，已经难以治理或控制外来 污染源。
对于城镇河道的治理，由于不断地有新的污染物的加入，而且污染物的多样化和不特 定性，使得镇河道的治理极其困难。工业废水和居民生活废水是镇河道的主要污染源，除 了大量的淀粉、糖类、脂肪和蛋白质等有机物，还存在一些病原菌、氯化物、硫酸盐、磷 酸盐、碳酸氢盐等无机盐类，导致大量有机或无机悬浮物及藻类存在于水体之中，致使河 水发臭，并常常伴有黑色的河底沉积物上浮。
在现有技术中，在城镇河道的生态净化中，通常仅将微生物分解和水生植物的净化相 互结合来实现水体的生态净化，当然还会添加一些辅助的过滤装置。有时还会在不同上下 游设置多个沉淀池以提高净化修复效果。但现有技术之生态净化修复方法都忽视了一个关 键的问题，在污水处理的过程中，却又不断地被上游来水污染着。因此，现有技术不能解 决外来污染源的问题，难以彻底完成生态净化和修复。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种既能净化上游来的不达标河水，也能处理沿岸 排放的各类生产生活废水，同时恢复河道生态的光催化水生态综合治理河道的方法。
本发明的技术解决方案是，提供一种以下步骤的光催化水生态综合治理河道的方法， 包括：
1)确定待治理河道的上下游范围，在河道上分别拦筑水坝，形成上游水坝和下游水 坝；
2)自排污口处往下游方向，在河道中沿岸设置隔水屏，从而在隔水屏与河岸之间形 成导流槽；
3)在导流槽中，自前往后，依次布置有微生物接触氧化区、第一光催化区和第一植 物区，所述的第一光催化区内设置光催化网，所述的第一植物区种植挺水植物或浮叶植物；
4)上游水坝后的主河道内布置第二光催化区，所述的第二光催化区内也设置光催化 网，在主河道两侧布置第二植物区，所述的第二植物区种植沉水植物。
采用以上方法，本发明与现有技术相比具有以下优点：本发明将排污口排出的高浓度 污水与上游流下的水进行隔离，并在隔离后分别施以不同的净化措施，排污口排出的污水 经微生物接触氧化区由微生物分解，再经第一光催化区催化降解，然后由下游挺水植物进 一步净化后排至主河道；上游来水漫过上游水坝，流入主河道，经第二光催化区催化降解， 第二植物区的沉水植物对河道底泥有着良好的净化作用。本发明采用隔离治理的方法，有 效地防止排污口污水被稀释而增加治理难度，节约了治理成本。
作为改进，在步骤1)之后，对上游水坝和下游水坝围住的河道内进行抽水，并控制 水位，以便进行步骤2)的工序。
作为改进，所述的隔水屏由多个隔水单元组成，每个隔水单元包括隔水布、加强筋和 设置在隔水布两端的连接扣，所述的加强筋竖直均匀排布于隔水布上，隔水屏的底部设有 有容置泥沙的沙袋。采用该设计，所述的隔水屏底部通过沙袋进行隔离，起到隔水密封的 效果，并通过连接扣首尾连接隔水单元，形成隔水屏。
作为改进，在所述的隔水单元上部设置浮体；通过浮体可以上浮并将隔水单元自然拉 直。
作为改进，所述的隔水屏还包括桩体，沿导流槽每隔一段距离设置一个桩体，所述的 隔水单元通过提手拉环连接于桩体上。起到了固定隔离单元的作用。
作为改进，在导流槽内微生物接触氧化区中设有微生物载体，并设置微纳米曝气管对 该区域水体曝气，所述的微纳米曝气管与岸上曝气机连接。对该区域进行曝气，提高了含 氧量，起到强力降解COD和氨氮的作用。
作为改进，在步骤4)之后，逐渐恢复水位，在河道内投加水质净化微生物，然后再 投加贝类和鱼类。
附图说明
图1为河道改造的结构示意图。
图2隔水屏的结构示意图。
如图所示1、河道，2、排污口，3.1、上游水坝，3.2、下游水坝，4、隔水屏，4.1、 隔水布，4.2、加强筋，4.3、连接扣，4.4、沙袋，4.5、浮体，4.6、提手拉环，5、导流槽， 6、微生物接触氧化区，7、第一光催化区，8、第一植物区，9、第二光催化区，10、第二 植物区。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不仅仅限于这些实施 例。
本发明涵盖任何在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了 使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对 本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。此外，本发明之附图中 为了示意的需要，并没有完全精确地按照实际比例绘制，在此予以说明。
如图1和2所示，本发明的光催化水生态综合治理河道的方法，包括以下步骤：
1)确定待治理河道的上下游范围，在河道1上分别拦筑水坝，形成上游水坝3.1和下 游水坝3.2；
2)自排污口2处往下游方向，在河道1中沿岸设置隔水屏4，从而在隔水屏4与河岸 之间形成导流槽5；
3)在导流槽5中，自前往后，依次布置有微生物接触氧化区6、第一光催化区7和第 一植物区8，所述的第一光催化区7内设置光催化网，所述的第一植物区8种植挺水植物 或浮叶植物；
4)上游水坝3.1后的主河道内布置第二光催化区9，所述的第二光催化区9内也设置 光催化网，在主河道两侧布置第二植物区10，所述的第二植物区10种植沉水植物。
在步骤1)之后，对上游水坝3.1和下游水坝3.2围住的河道1内进行抽水，并控制水 位，以便进行步骤2)的工序。
所述的隔水屏4由多个隔水单元组成，每个隔水单元包括隔水布4.1、加强筋4.2和设 置在隔水布4.1两端的连接扣4.3，所述的加强筋4.2竖直均匀排布于隔水布4.1上，隔水 屏4的底部设有有容置泥沙的沙袋4.4。所述的隔水屏底部通过沙袋进行隔离，起到隔水 密封的效果，并通过连接扣首尾连接隔水单元，形成隔水屏。
在所述的隔水单元上部设置浮体4.5；通过浮体4.5可以上浮并将隔水单元自然拉直。
所述的隔水屏4还包括桩体，沿导流槽5每隔一段距离设置一个桩体，所述的隔水单 元通过提手拉环4.6连接于桩体上。
在导流槽5内微生物接触氧化区6中设有微生物载体，并设置微纳米曝气管对该区域 水体曝气，所述的微纳米曝气管与岸上曝气机连接。对该区域进行曝气，提高了含氧量， 起到强力降解COD和氨氮的作用。
在步骤4)之后，逐渐恢复水位，在河道内投加水质净化微生物，然后再投加贝类和 鱼类。
本发明的主要施工步骤描述如下：
1、拦坝
在实施河段的两端分别打好双排的木桩或者竹桩；在两排桩的中间堆放沙袋、压实。
2、抽水
在两头水坝的地方安装水泵、配电箱，连接电源后两边同时排水，在施工过程中始终 控制水位，保持河道两边导流槽安装区没水，做其他施工。
3、导流槽
沿线设计安装一定面积的导流槽(如，宽1m*长1500m)；其中导流槽的主体材料由 隔水布、重物、浮体三大部分组合而成。
安装的时候，首先在排污口周围半圈及导流槽规划路线，每隔10m打一根竹桩(即桩 体)；围格靠着竹桩铺在河岸与竹桩中间，底部两条沙袋沉至河底起到隔水密封作用，上 部通过浮体将整个围格自然拉伸，形成一道隔水墙。最后通过“提手”将围格固定在竹桩 上。
4、底质改良
根据底泥的厚度和底泥的黑臭程度，在河水抽干的情况下通过泼洒生石灰对底泥进行 消毒、板结；5-7天后待生石灰的碱性逐渐消退之后，在河道底部喷洒底质改良微生物， 促进底部有机质、硫化氢和氨氮的分解。
5、微生物载体
在导流槽内部，安装微生物载体形成“微生物接触氧化区”，配合微纳米曝气管对水 体进行增氧，起到强力降解COD(化学需氧量)和氨氮的作用。
6、EW-MP光催化网的铺设
在导流槽内部，“微生物接触氧化区”的下游，与导流槽同宽，通过打桩固定的方式 将光催化网铺在水面以下10cm左右的位置，铺设总面积根据实际水量与COD浓度来定。 在阳光的作用下产生羟基自由基，快速降解COD。
7、挺水植物、浮水植物种植
在导流槽内部，光催化网的下游，设置人工浮岛，人工浮岛内部分别种植挺水植物和 浮水植物。在本技术发明中，采用两种浮岛，一种为组合式浮岛的框式类型，该类型浮岛 是由一个个浮盆连接而成(以下命名为“浮岛A”)。每个浮盆由三部分组成。浮盆的外形 是圆形(正方形)的聚乙烯塑料框，中间有一圆形的种植孔，浮体中圆形的为塑料透水篮 子，镶嵌在塑料框中，种植孔处固定一种植盆。浮岛的形状按照自己的意图组装成几何图 形如圆形、三角形、平行四边形、梯形等或者组成不规则的弯曲的长带状。浮岛组装好后， 拖到河面上进行固定，采用重物下沉式进行固定，主要种植的昌蒲、常绿水生鸢尾等挺水 植物；另一种浮岛为管网浮岛(以下命名为“浮岛B”)，该浮岛主要由PVC管道及微生物 网构成，一般为拼接成长方形为主，通过PVC管道形成浮岛骨架，在浮岛中间悬挂微生物 网，微生物网悬挂在浮岛上往水底下沉，浮岛同样通过重物下沉式进行固定；该浮岛上主 要种植空心菜、粉绿狐尾藻为主。
8、沉水植物种植
在河道靠近两岸避开“导流槽”，距离岸边2-3m处的浅水区，种植苦草、轮叶黑藻、 水盾草等；
9、曝气机的安装
在河道的重点区域安装至少2个曝气机，曝气机也可设置岸上。
10、净水微生物的投加
11、螺贝类、鱼类投加
本发明还存在如下优点：将河道两边排放的污水与上游来水隔开，避免了污染物的扩 散而污染整个水体；将高浓度的污水封闭在导流槽内，水体量比较少，方便进行集中处理； 不同污染性质的污水采用不同的方法进行分区域处理，避免了污染物之间的相互影响，导 致处理困难；将光催化技术引入到河道水处理，大大减少了能耗，利用太阳光就能降低 COD。
以上仅就本发明较佳的实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明 不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化。总之，凡在本发明独立权利要求的保护 范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。