一种用于河道治理的模块化渗滤坝组件的制作方法

1.本发明涉及河道治理技术领域，尤其涉及一种用于河道治理的模块化渗滤坝组件。


背景技术：

2.目前，国内外对于黑臭水体河道的整治措施有物理、化学、生物以及这些年新流行的生物-生态等方法，物理技术主要包括截污清淤、调水、曝气充氧等，物理法治理的河道因为河床有所加深，清掉污染严重的淤泥，对减轻河流臭味起到一定作用，另外截弯取直可增强河道的冲污能力。但是物理方法往往短期效果好，难以维持长期水生态环境效果，且费用比较高，也容易受到当地的水利水文条件限制。黑臭河道治理的化学技术主要包括化学氧化、化学沉淀和强化絮凝等。化学方法是一种污染河道治理中效果比较好的治理方法，但是因为化学物品是有毒性的，即使化学治理效率极高，但因产生的水体二次污染以及长远污染的现象，治理管理人员在选择治理方法时需要慎重考虑。生物修复技术是指利用生物的净化能力使受污染的河道水体环境恢复到理想状态的方法，水体治理的生物修复技术主要包括：微生物强化法、水生植物修复法以及底泥生物氧化法。生物修复主要是一种通过构建河流营养级完善的生态系统，从而恢复河道原有的生态系统的方法。目前，国内外用于黑臭水体中的该技术主要有以下几种：曝气生态净化方法、生物栅修复技术、稳定塘(氧化塘)处理技术。黑臭水体受到污染的情况非常复杂，传统单一的治理方法治理效果不佳。因此，根据河道的具体情况，如何采用生物修复技术对黑臭河流进行综合治理，有效根治黑臭水体，改善河流水质是人们所广泛关注的。


技术实现要素：

3.(一)要解决的技术问题
4.鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种用于河道治理的模块化渗滤坝组件，其解决了河道水体情况复杂，以往单一方法难以全方位根治及长期保持治理效果的技术问题。
5.(二)技术方案
6.为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：一种用于河道治理的模块化渗滤坝组件，连续布设的若干个模块化渗滤坝组件组合形成连续的模块化渗滤坝，所述模块化渗滤坝组件设置于河道水体中，所述模块化渗滤坝组件包括厌氧模块以及与厌氧模块连通的好氧模块；所述厌氧模块的宽度与河道等宽，高度与河道水体的常水位相同；
7.所述厌氧模块包括：形成封闭区域的坝体外壳，和用于延长水体在所述坝体外壳内停留时间的若干个挡水板，所述挡水板按照下开口和上开口交替设置形成折流通道；
8.所述坝体外壳的一侧面上对应河道内水流方向设置有进水口，相对侧面设置有出水口；
9.若干个所述挡水板固定在所述坝体外壳内，以形成河道水体流过的折流通路；所
述折流通路内设置有用于吸附所述河道水体内污染物的生物填料，同时也进行微生物降解污染物反应；
10.所述好氧模块设置在所述出水口下游的水流方向上且沿河道中心线向两边对称设置；
11.所述生物填料为下述的一项或多项：焦炭、沸石和火山石。
12.所述厌氧模块的宽度为l(m)，所述厌氧模块的高度为h(m)，所述厌氧模块的长度为b(m)，所述厌氧模块的储水量v＝l*b*h(m3)；
13.所述厌氧模块的进水量为q(m3/h)，所述厌氧模块内生物填料的孔隙率为ε，河道水体在所述厌氧模块内的停留时间为hrt＝v*ε/q(h)；
14.所述生物填料的对指定污染物成分的过滤去除能力为η(mg/kg)，所述河道水体中污染物的浓度为c(mg/l)，所述生物填料的的密度为ρ(g/cm3)，所述所述厌氧模块的去除率为e＝η*v*ρ/(q*c*24)。
15.若干个所述挡水板连续垂直方向设置于坝体外壳内的顶部和底部，所述挡水板与坝体外壳等宽设置。
16.所述生物填料为焦炭、沸石和火山石时，比例为1：1：1混合设置；所述生物填料充满折流通路，以使水流通过折流通路间的填料渗出。
17.优选地，所述焦炭粒径为10～30mm，密度1.4～1.6g/cm3，可溶率不大于3.5％；
18.优选地，所述沸石粒径为20～30mm，孔隙率为60％以上，密度2～2.2g/cm3；
19.优选地，所述火山石粒径为20～30mm，孔隙率为70％以上，密度1.5～1.7g/cm3。
20.所述好氧模块为非封闭区域，所述好氧模块包括延河道底部水流方向上的中心线连续设置的镀锌钢管固定桩。
21.所述好氧模块还包括曝气管，所述曝气管平行于河道底部固定设置在镀锌钢管固定桩上。
22.所述好氧模块还包括曝气盘，若干个曝气盘连续设置在曝气管上，以配合曝气管在河道水体内形成源源不断的水流循环。
23.所述好氧模块还包括风机组件，所述风机组件连通曝气管；所述风机组件外部设有防水结构，设有防水结构的风机组件安装在河道的水下，或者所述风机组件设置河道岸坡上。
24.所述进水口的设置高度低于河道水体的常水位；所述上开口挡水板的顶部和下开口挡水板的底部均低于所述进水口；
25.所述出水口的设置高度低于所述上开口挡水板的顶部且高于下开口挡水板的底部。
26.所述坝体外壳采用玻璃钢材质。
27.(三)有益效果
28.本发明的有益效果是：本发明了一种用于河道治理的模块化渗滤坝组件，通过连续设置的厌氧模块以及好氧模块，综合治理河道水体。在厌氧模块中连续设置若干个挡水板，以形成上下往复的折流通路，并在折流通路中布满填料，延长水体在厌氧模块内的有效停留时间以及水体与填料的充分反应时间，延长水力流程和水力时间，本发明的的模块化渗滤坝组件不需能耗，且基本不产生污泥，同时使河道水体与生物填料能够充分接触反应，
最大程度削减污染物。本发明中所用填料性价比高，更换成本低，模块化渗滤坝体组件的制作生产及安装过程简单，河道治理中无需考虑水质的b/c比，即bod/cod，代表可生化性。
附图说明
29.图1为本发明的结构示意图。
30.【附图标记说明】
31.1：进水口；
32.2：坝体外壳；
33.3：挡水板；
34.4：出水口；
35.5：镀锌钢管固定桩；
36.6：曝气盘；
37.7：曝气管。
具体实施方式
38.为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。其中，本文所提及的“上”、“下”......等方位名词以图1的定向为参照。
39.为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
40.本发明了一种用于河道治理的模块化渗滤坝组件，连续布设的若干个模块化渗滤坝组件组合形成连续的模块化渗滤坝。所述模块化渗滤坝组件设置于河道水体中，可根据河道实际需求设置一个或多个数量的模块化渗滤坝组件。
41.模块化渗滤坝组件包括厌氧模块以及好氧模块。厌氧模块包括形成封闭区域的坝体外壳2以及设置于坝体外壳2内的若干个挡水板3。好氧模块连接厌氧模块设置，好氧模块包括固定设置于河道底部的镀锌钢管固定桩5，固定设置在镀锌钢管固定桩5上的曝气管7，以及固定设置在曝气管7上的若干个曝气盘6。
42.坝体外壳2设置于河道底部，为一个封闭的立方体结构，坝体外壳2的宽度与河道等宽，高度与常水位相同，长度根据河道的实际尺寸以及需求设置。常水位即在河道的某一地点，经过长时期对水位的观测后得出的，在一年或若干年中，有50％的水位等于或超过该水位的高程值，此数值根据当地河道的水文资料获取。
43.坝体外壳2相对的两侧对应设置有进水口1和出水口4，进水口1和出水口4的大小根据河道现状水质与水量确定。
44.坝体外壳2内设置有若干个挡水板3，相邻的两个挡水板3依次垂直方向固定设置在坝体外壳2的顶部和底部，依次设置在顶部和底部的挡水板3的相对方向上留有用于通过水流的通道，若干个挡水板3等间距的连续垂直方向设置在坝体外壳2的顶部和底部，以形成供水流上下往复通过的折流通路。
45.可选的，本实施例的进水口1设于距河道水体常水位向下的10cm处，出水口4设置
于低于上开口挡水板3的顶端20cm处，折流通路的宽度为20cm。
46.折流通路间形成连续设置的填料区，填料区内设有填料，填料填充整个折流通路，以使水流缓缓经过折流通路间的填料渗出，折流通路上下往复设置，延长水体的停留时间以及与填料的反应时间，达到充分过滤的效果。河道的水体从进水口1进入坝体外壳2内部，依次通过折流通路间的填料区渗出，最后从出水口4出水，进入好氧模块。
47.优选的，填料区的填料采用沸石、焦炭以及活性炭，填料比例为1：1：1混合设置，经过填料的吸附过滤，可削减水体中的游离态磷和氨氮。
48.优选地，所述焦炭粒径为10～30mm，密度1.4～1.6g/cm3，可溶率不大于3.5％；
49.优选地，所述沸石粒径为20～30mm，孔隙率为60％以上，密度2～2.2g/cm3；
50.优选地，所述火山石粒径为20～30mm，孔隙率为70％以上，密度1.5～1.7g/cm3。
51.优选的，坝体外壳2采用玻璃钢材质，玻璃钢材质质轻而硬，不导电，化学性能稳定，机械强度高且耐腐蚀，适宜长期设置在河道中。
52.优选的，若干个挡水板3采用不透水材质，例如pvc材质。
53.好氧模块连通坝体外壳2，所述好氧模块为非封闭区域，所述河道中的水体通过坝体外壳2渗出进入好氧模块，好氧模块延河道的中心线设置在厌氧模块出水口下游的河道底部的，若干个镀锌钢管固定桩5垂直于河道底部延河道的中心线连续设置，作为好氧模块的支撑构件。曝气管7平行于河道底部固定设置在镀锌钢管固定桩5上，作为曝气的连接通路。若干个曝气盘6依次设置在曝气管7上，曝气盘6向河道水体中曝气增氧改变水体生态环境，形成源源不断的水流循环，增加水体的动态循环，促进上下层水体交换，水体短期内溶解氧迅速增加，形成富氧活水流，为水体中的微生物分解提供充足的氧气。
54.好氧模块还包括风机组件，所述风机组件连通曝气管7，用于为曝气管7通气。风机组件外部设有防水结构，设有防水结构的风机组件安装在河道的水下，或者所述风机组件设置河道岸坡上。
55.本发明提供的模块化渗滤坝组件，包括厌氧模块以及好氧模块。厌氧模块以及好氧模块的设置情况可根据河道水质实际情况按照一定的数量灵活组合设置。
56.本发明了一种用于河道治理的模块化渗滤坝组件，通过连续设置的厌氧模块以及好氧模块，综合治理河道水体。在厌氧模块中连续设置若干个挡水板3，以形成上下往复的折流通路，并在折流通路中布满填料，延长水体在厌氧模块内的有效停留时间以及水体与填料的充分反应时间，延长水力流程和水力时间，本发明的的模块化渗滤坝组件厌氧模块不需能耗，且不产生污泥，同时使河道水体与生物填料能够充分接触反应，最大程度削减污染物。
57.本发明中所用填料性价比高，更换成本低，模块化渗滤坝体组件的制作生产及安装过程简单，河道治理中无需考虑水质的b/c比(bod/cod，代表可生化性)。
58.作为本发明的第一个较佳实施例，某河道长度约2000m，水面宽度8-15米，水深约2m，治理前水质为劣
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类，在河道内布设2座模块化渗滤坝组件，形成“厌氧 好氧 厌氧 好氧”区域，第一座渗滤坝组件，好氧模块宽8m，长10m。坝体外壳2内设有3块挡水板3，以形成4个填料区，河道水体由进水口1进入模块化渗滤坝组件，依次渗透4个填料区，由末端出水口4进入好氧模块，好氧模块采用底部曝气装置，设置abs曝气盘6，曝气盘6的间距为2m，延河道中心线布设，曝气区域长度为50m，风机采用2.2kw鼓风机，第二座渗滤坝组件规模与第一
座渗滤坝组件规格相同，经过设置连续的模块化渗滤坝组件后，水质可优于
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类水，水质数据见下表。
59.污染物指标原水水质设置模块化渗滤坝后水质去除率nh3-n(mg/l)2.51.828％tp(mg/l)0.50.3530％cod(mg/l)453522.22％
60.作为本发明的第二个较佳实施例，每个挡板之间放置的生物填料为沸石与火山石，沸石层与火山石层的的层厚为50cm，每层填料均以石笼模块为单元进行放置，每2个挡水板3之间共放置4层石笼模块，每个石笼模块单元大小为1*1*0.5m，石笼模块的使用方便后期填料更换。在渗滤坝顶部设有可开启的盖板，以便于更换石笼模块。河道水体由进水孔1进入渗滤坝，进入渗滤坝后进入第一过滤区，水体自上而下经过第一级沸石过滤层，第一级火山石过滤层，第二级沸石过滤层，第二级火山石过滤层，由折流通路进入第二过滤区，第二过滤区内水流方向为自下而上，分别经过第三级沸石过滤区、第三级火山石过滤区、第四级沸石过滤区、第四级火山石过滤区，后进入第三过滤区，第三过滤区的填料层分布情况与第一过滤区一致，第四过滤区的填料层布置方式与第二过滤区一致，第四填料区的末端为出水口4。
61.沸石粒径优选为20～30mm，孔隙率为60％以上，密度2～2.2g/cm3，单位质量的沸石对氨氮的吸附去除能力可达2000mg/kg以上，对总磷的去除能力达700mg/kg以上。
62.火山石粒径优选为20～30mm，孔隙率为70％以上，密度1.5～1.7g/cm3，单位质量的火山石石对氨氮的吸附去除能力可达300mg/kg，对总磷的去除能力达1000mg/kg以上。
63.作为本发明的第三个较佳实施例，所述厌氧模块的宽度为l(m)，所述厌氧模块的高度为h(m)，所述厌氧模块的长度为b(m)，所述厌氧模块的储水量v＝l*b*h(m3)；所述厌氧模块的进水量为q(m3/h)，所述厌氧模块内生物填料的孔隙率为ε，河道水体在所述厌氧模块内的停留时间hrt＝v*ε/q(h)。
64.l为河道宽度，b根据河道水质确定，h根据河道常水位确定，暂定项目河道水面宽度为10m，常水位2m，河道水质现状为劣v类水，b设置为1.5m，本实施例的沸石与火山石吸附除污性能参数见下表。
65.沸石及火山石的吸附除污能力表
[0066][0067]
进水管1管径为dn50，渗滤坝每天进水量为160m3/d。停留时间hrt＝v*ε/q，v为填料区体积，q为进水流量，经过计算，渗滤坝总hrt＝0.45d(10.8h)，每个填料区的hrt＝2.7h，去除率e＝η1*v1*ρ/(q*c*24)，其中c为进水污染物浓度(单位:mg/l)，经过计算，氨氮与总磷的去除率见下表：
[0068]
污染物指标原水水质设置模块化渗滤坝后水质去除率nh3-n(mg/l)41.855％tp(mg/l)0.60.3836.60％
[0069]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0070]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0071]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”，可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”，可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”，可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。
[0072]
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0073]
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。