[发明专利]河道水质净化及生态修复可调节湿地技术

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于轻污染河道的水质净化及河道生态修复湿地技术，属于河道水质净化技术领域。

背景技术

我国北方地区降雨量季节性差异较大，河流水位随之波动较大，在平水和枯水季节(一般是每年的4月至6月以及9月至次年3月)，由于缺乏地表径流补充，且地下水位较低，一些河流逐渐成为纳污河流，主要收集的是城市污水处理厂处理后的排放出水。我国城市污水处理厂的排放标准《城镇污水处理厂污染物综合排放标准》(GB18918-2002)规定，当城市污水处理厂的出水排入稀释能力较小的河流时，需要达到一级B要求，即有机物(COD)浓度小于50mg/L。一般情况下，河流在汇入集中式生活饮用水地表水源地之前，需要达到地表水III类要求，即COD浓度小于20mg/L，而在北方地区，在平水和枯水季节，由于流量较小，河水仅在主河道流动，河流的水质自净能力得不到有效发挥，在汇入地表水源地之前其COD浓度通常高于20mg/L。另外，我国城市污水处理厂普遍采用生物处理法，其出水水质波动，偶尔时段会出现出水COD浓度高达70mg/L的情况。对于COD浓度介于20mg/L-70mg/L的轻污染河水，如何通过水质净化使其处理后的河水水质稳定达到地表水III类要求已经成为近年来水处理界关注的一个热点问题。

现有的轻污染河水净化技术分为易位处理技术和原位处理技术，其中，易位处理技术需要在河道外围两侧新建水处理构筑物，其工程投资大，运行费用相对较高；原位处理技术则主要通过提高河道的自然净化能力来实现受污染河水的水质净化，运行费用相对较低。

现有的河道生态修复技术主要依靠在河道两侧种植挺水植物和沉水植物，如CN101264981公开的《一种用于河道水体生态修复的梯级装置》；或者在河道内放置种植了植物的浮床等方式来净化水质，如CN2825630公开的《漂浮复合植物带原位生态修复水体的系统》。上述技术一方面可以通过该类植物自身直接吸收河水中的污染物质，起到净化水质的作用，另一方面，上述植物具有微生物载体(填料)的作用，可以大幅提高河道内的微生物总量，从而强化河道的自然净化能力。

以上两项技术尽管可以修复受损河道的生态环境，净化受污染的河水水质，但在实际河道水质修复工程中，由于存在以下明显缺陷，该两项技术均未得到工程推广。在平水和枯水季节，河水径流量较少，大部分河滩裸漏，仅在主河道有水流。一方面，枯水季节河道水质普遍较差，另一方面，枯水季节的水流仅与主河道接触，水力停留时间较短，河道的水质净化能力得不到有效发挥，河水得不到有效净化。在丰水季节，河道内布置的挺水植物以及植物浮床会影响河道的泄洪功能，存在着一定的防洪隐患。

发明内容

本发明针对现有的河道生态修复技术存在的与河道防洪功能要求矛盾的问题，提供一种河道水质净化及生态修复可调节湿地技术，该技术既可实现对河道水质的有效净化，又可保障河道在洪水季节的正常泄洪。

本发明的河道水质净化及生态修复可调节湿地技术是：

在河道内设置高度可调的橡胶坝，在河道的橡胶坝上游种植眼子菜属植物，形成人工湿地，眼子菜属植物的种植是在每年8-10月份，将其地下块茎放入水底打穴内，用土壤覆盖，种植密度为20丛/m²-30丛/m²，3株/丛-4株/丛，通过调节橡胶坝的高度调节河水在人工湿地内的滞留净化时间；在平水和枯水季节提升橡胶坝的高度进行蓄水，使河道的橡胶坝上游水位升高，橡胶坝的调节高度由人工湿地入口河水的有机物(COD)浓度和河水温度来确定，当河水水温高于15℃时，若人工湿地入口河水COD浓度为20mg/L-40mg/L时，调节橡胶坝高度维持人工湿地水力停留时间为5天-10天，若人工湿地入口河水COD浓度为40mg/L-70mg/L，则调节橡胶坝高度维持人工湿地水力停留时间为15天-30天；当河水水温低于15℃时，若人工湿地入口河水COD浓度为20mg/L-40mg/L时，调节橡胶坝高度维持人工湿地水力停留时间为20天-35天；若人工湿地入口河水COD浓度为40mg/L-70mg/L，则调节橡胶坝高度维持人工湿地水力停留时间为35天-50天；在丰水季节通过降低橡胶坝高度进行放水，河道承担泄洪功能。

在河道两岸铺砌空心砖进行护坡，并在空心砖内种植马尼拉草作为草皮，种植面积的密度为40％，在河岸顶部种植速生林树木(如杨树等，每5米种植1株)。这样可以防止地表径流对河岸的侵蚀。