一种防侵蚀生态护坡型岸侧过滤带及其运行方法与流程

本发明涉及污染综合治理，具体的，涉及一种防侵蚀生态护坡型岸侧过滤带及其运行方法。

背景技术：

1、河湖库滨岸带是水陆生态系统物质交换、能量传输的关键过渡区域，也是地表径流面源污染入河的主要通道。农田灌溉退水、路面雨水径流、地表散流等面源污染水体中携带大量氮、磷、悬浮物、有机物等污染物，未经处理直接入河是造成水体富营养化、水质恶化、水生态退化的核心诱因之一。

2、现有岸带污染治理方式多采用硬质护坡、植被护坡或简易过滤带结构，存在诸多技术缺陷：硬质混凝土护坡虽抗冲刷、防侵蚀性能优异，但完全阻断水陆物质交换，生态渗透性极差，无法实现污染净化；草本植被护坡抗水流冲击能力弱，暴雨工况下易出现边坡水土流失、植被倒伏、土体冲刷坍塌问题，过滤净化稳定性差；传统简易岸侧过滤，分层结构简单，孔隙易堵塞，长期运行后污染物吸附饱和、渗透效率大幅下降，无法兼顾边坡防护与持续去污效果。

3、综上，当前缺乏一种可兼顾边坡防侵蚀稳固、长效防堵塞、高效净化面源污染、生态相容性强的一体化岸侧过滤处理技术，难以适配不同水文工况下的河湖岸带面源污染治理需求。因此，提出一种防侵蚀生态护坡型岸侧过滤带，是很有必要的。

技术实现思路

1、本发明提出一种防侵蚀生态护坡型岸侧过滤带及其运行方法，解决或缓解上述问题中的至少一个问题。

2、本发明的技术方案如下：

3、本发明提出一种防侵蚀生态护坡型岸侧过滤带，所述过滤带沿河岸走向延伸设置，从坡上至坡下方向依次包括预处理过滤层、核心净化层以及生态稳水层；所述预处理过滤层由体积比为2~2.2:1的石英砂和粗砾石组成；所述核心净化层由体积比为3~3.2:2:1的沸石、生物炭和陶粒组成；所述生态稳水层由体积比为7~7.5:3的细砾石和腐殖土组成。

4、优选地，所述石英砂的粒径为0.5~1.2mm，所述粗砾石的粒径为10~20mm，所述沸石的粒径为0.25~0.5mm，所述生物炭的粒径为0.1~0.25mm，所述陶粒的粒径为1.5~3mm，所述细砾石的粒径为3~8mm，所述腐殖土的粒径为0.05~0.1mm。

5、优选地，所述预处理过滤层的厚度为5~8cm，所述核心净化层的厚度为15~20cm，所述生态稳水层的厚度为8~10cm。

6、优选地，所述沸石为活化沸石，所述活化沸石的制备方法包括以下步骤：所述沸石先以1~2℃/min的速率升温至180~190℃，保温80~90min后，再以4~5℃/min的速率升温至420~440℃，保温120~130min后，再以3~3.5℃/min的速率升温至560~580℃，保温50~60min后，以2~3℃/min的速率冷却至200~220℃，得到所述活化沸石。

7、本发明还提出一种防侵蚀生态护坡型岸侧过滤带的运行方式，包括权利所述的一种防侵蚀生态护坡型岸侧过滤带，所述运行方式依次包括岸坡基底预处理、防侵蚀护坡基层铺设、过滤带构建、梯度生态植被配置、面源污染分级处理和长效运维更新。

8、优选地，所述岸坡基底预处理包括以下步骤：清除待治理的河湖岸侧边坡表层的污染物，将边坡修整为坡度为1:2~3的规整缓坡面，压实，得到压实度为85%~90%的岸坡基底，在坡脚处开集水沟，完成岸坡基底预处理。

9、优选地，所述防侵蚀护坡基层铺设包括以下步骤：在修整后的坡面上铺设土工防渗布，固定后，在所述土工防渗布的表层铺设三维土工网垫，再次固定后，使用种植土填充所述三维土工网垫的孔隙，完成铺设。

10、优选地，所述再次固定是使用防滑钢钉进行固定，所述防滑钢钉成网格状布置，所述网格的尺寸为30cm×30cm。

11、优选地，所述梯度生态植被配置为在所述过滤带表面分区配置本土生态植被，所述预处理过滤层区域种植狗牙根、结缕草等草本植物；所述核心净化层区域种植菖蒲、鸢尾等湿生植物，所述生态稳水层和坡脚集水沟周边区域，种植芦苇、香蒲等水生或湿生植物。

12、优选地，所述种植的种植密度为16~25株/m2。

13、本发明的工作原理及有益效果为：

14、本发明中，用于防治面源污染的防侵蚀生态护坡型岸侧过滤带采用梯度分层过滤结构，预处理过滤层由石英砂与粗砾石组成，可以拦截、过滤径流中携带的大颗粒悬浮物、泥沙等杂质，防止深层过滤结构过早堵塞；核心净化层由沸石、生物炭及陶粒组成，该层是污染去除的核心区域，高效去除水体中的氮、磷营养盐及有机污染物；生态稳水层由细砾石与腐殖土混合组成，进一步稳定通过上层的水流流速，为微生物菌群提供良好的栖息与涵养环境，并完成最终的精滤与生态稳定。通过过滤带的分层过滤结构，通过预处理拦截、核心吸附降解、稳水涵养多级处理，实现面源污染物分级精准去除，对水体悬浮物、总氮、总磷、cod去除率显著提升，净化效率稳定，可有效遏制河湖水体富营养化。

1.一种防侵蚀生态护坡型岸侧过滤带，其特征在于，所述过滤带沿河岸走向延伸设置，从坡上至坡下方向依次包括预处理过滤层、核心净化层以及生态稳水层；所述预处理过滤层由体积比为2~2.2:1的石英砂和粗砾石组成；所述核心净化层由体积比为3~3.2:2:1的沸石、生物炭和陶粒组成；所述生态稳水层由体积比为7~7.5:3的细砾石和腐殖土组成。

2.根据权利要求1所述的一种防侵蚀生态护坡型岸侧过滤带，其特征在于，所述石英砂的粒径为0.5~1.2mm，所述粗砾石的粒径为10~20mm，所述沸石的粒径为0.25~0.5mm，所述生物炭的粒径为0.1~0.25mm，所述陶粒的粒径为1.5~3mm，所述细砾石的粒径为3~8mm，所述腐殖土的粒径为0.05~0.1mm。

3.根据权利要求1所述的一种防侵蚀生态护坡型岸侧过滤带，其特征在于，所述预处理过滤层的厚度为5~8cm，所述核心净化层的厚度为15~20cm，所述生态稳水层的厚度为8~10cm。

4.根据权利要求1所述的一种防侵蚀生态护坡型岸侧过滤带，其特征在于，所述沸石为活化沸石，所述活化沸石的制备方法包括以下步骤：所述沸石先以1~2℃/min的速率升温至180~190℃，保温80~90min后，再以4~5℃/min的速率升温至420~440℃，保温120~130min后，再以3~3.5℃/min的速率升温至560~580℃，保温50~60min后，以2~3℃/min的速率冷却至200~220℃，得到所述活化沸石。

5.一种防侵蚀生态护坡型岸侧过滤带的运行方式，包括权利要求1~4任意一项所述的一种防侵蚀生态护坡型岸侧过滤带，其特征在于，所述运行方式依次包括岸坡基底预处理、防侵蚀护坡基层铺设、过滤带构建、梯度生态植被配置、面源污染分级处理和长效运维更新。

6.根据权利要求5所述的一种防侵蚀生态护坡型岸侧过滤带的运行方式，其特征在于，所述岸坡基底预处理包括以下步骤：清除待治理的河湖岸侧边坡表层的污染物，将边坡修整为坡度为1:2~3的规整缓坡面，压实，得到压实度为85%~90%的岸坡基底，在坡脚处开集水沟，完成岸坡基底预处理。

7.根据权利要求5所述的一种防侵蚀生态护坡型岸侧过滤带的运行方式，其特征在于，所述防侵蚀护坡基层铺设包括以下步骤：在修整后的坡面上铺设土工防渗布，固定后，在所述土工防渗布的表层铺设三维土工网垫，再次固定后，使用种植土填充所述三维土工网垫的孔隙，完成铺设。

8.根据权利要求7所述的一种防侵蚀生态护坡型岸侧过滤带的运行方式，其特征在于，所述再次固定是使用防滑钢钉进行固定，所述防滑钢钉成网格状布置，所述网格的尺寸为30cm×30cm。

9.根据权利要求5所述的一种防侵蚀生态护坡型岸侧过滤带的运行方式，其特征在于，所述梯度生态植被配置为在所述过滤带表面分区配置本土生态植被，所述预处理过滤层区域种植狗牙根、结缕草等草本植物；所述核心净化层区域种植菖蒲、鸢尾等湿生植物，所述生态稳水层和坡脚集水沟周边区域，种植芦苇、香蒲等水生或湿生植物。

10.根据权利要求9所述的一种防侵蚀生态护坡型岸侧过滤带的运行方式，其特征在于，所述种植的种植密度为16~25株/m2。