專利名稱：輻射井循環(huán)凈化系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種水體凈化技術(shù)。具體而言，涉及富營(yíng)養(yǎng)化景觀水體的原位凈 化技術(shù)。
背景技術(shù)：
隨著水資源的減少，以清潔的水補(bǔ)充景觀用水已成為歷史，但隨著人們生活水平 的提高，生活、生產(chǎn)的需要，大量的再生水被廣泛運(yùn)用到城市景觀水體中。由于再生水中的 氮、磷含量較高，加之景觀水體相對(duì)封閉，流動(dòng)性差，往往會(huì)發(fā)生水體的富營(yíng)養(yǎng)化。關(guān)于水體 富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題的成因，多數(shù)學(xué)者認(rèn)為氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度升高是藻類大量繁殖的原因，其 中又以磷為關(guān)鍵因素。目前一般采用的指標(biāo)是水體中氮含量超過(guò)0. 2 0. 3ppm，生化需氧 量大于lOppm，磷含量大于0. 01 0. 02ppm, pH值7 9的淡水中細(xì)菌總數(shù)每毫升超過(guò)10 萬(wàn)個(gè)，表征藻類數(shù)量的葉綠素-a含量大于10ymg/L。影響藻類生長(zhǎng)除水體中的氮、磷等營(yíng) 養(yǎng)物質(zhì)外，還與水體中水利要素息息相關(guān)，如水溫、流速等。目前公知的富營(yíng)養(yǎng)化水體凈化方法包括物理方法、化學(xué)方法及生物方法等。其中 常用的物理方法如人工曝氣、挖掘底泥、引水換水和打撈水面懸浮物等?；瘜W(xué)防治方法是 利用化學(xué)作用來(lái)控制或消除水體中的藻類。如利用化學(xué)除磷法使水體中磷的去除率達(dá)到 85%以上，導(dǎo)致氮磷比失調(diào)，使磷成為水生浮游植物生長(zhǎng)的限制因子，形成一個(gè)不利于藻類 繁殖的生態(tài)環(huán)境，從而避免水華的發(fā)生，達(dá)到控制水體富營(yíng)養(yǎng)化的目的。生物方法是利用微 生物將有機(jī)物氧化分解成無(wú)機(jī)物，為此需要為微生物在水體中創(chuàng)造一個(gè)良好的生活環(huán)境， 從而控制水體的富營(yíng)養(yǎng)化。上述諸多治理措施存在著技術(shù)要求高、施工復(fù)雜、投資巨大等特 點(diǎn)，因此難于大范圍普遍實(shí)施。輻射井產(chǎn)生于30年代的英國(guó)，最初應(yīng)用于鐵路、城建領(lǐng)域。到了八十年代隨著輻 射井技術(shù)的完善使得這項(xiàng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)方面得到應(yīng)用，尤其是在地下水位淺、鹽堿比較嚴(yán)重 的地區(qū)得到了很好的推廣使用，它能起到調(diào)控地下水位、抽咸換淡、以灌代排和改土治堿的 作用，但該技術(shù)應(yīng)用于富營(yíng)養(yǎng)化水體的治理中尚未見(jiàn)報(bào)道。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)各類公園、賓館、小區(qū)等場(chǎng)所的景觀水體的特點(diǎn)，提供一種富營(yíng)養(yǎng) 化水體原位凈化系統(tǒng)。為達(dá)成上述目的，本實(shí)用新型提供一種輻射井循環(huán)凈化系統(tǒng)，包括豎井、多個(gè)輻射 集水管、水泵和管道，其中該豎井豎直設(shè)置于景觀水域之中或其岸邊；該輻射集水管位于地 下含水層中，其是沿水平方向呈輻射狀設(shè)置于該豎井周圍，且一端開(kāi)口于豎井內(nèi)；每個(gè)輻射 集水管上具有多排進(jìn)水孔；該水泵的入水口與豎井內(nèi)部連接，其出水口連接景觀水域。如上所述的輻射井循環(huán)凈化系統(tǒng)，其中，該輻射集水管可分布于不同深度的含水 層中。如上所述的輻射井循環(huán)凈化系統(tǒng)，其中，該豎井的直徑優(yōu)選為2. 5 6. 0m。[0009]如上所述的輻射井循環(huán)凈化系統(tǒng)，其中，該豎井的高度優(yōu)選為10 40m。如上所述的輻射井循環(huán)凈化系統(tǒng)，其中，該輻射集水管的長(zhǎng)度優(yōu)選為10 50m。如上所述的輻射井循環(huán)凈化系統(tǒng)，其中，該輻射集水管的直徑優(yōu)選為50 110mm。本實(shí)用新型的有益效果在于(1)應(yīng)用該系統(tǒng)于富營(yíng)養(yǎng)化水體中，利用土壤對(duì)污 水的凈化作用，將經(jīng)過(guò)土壤凈化的景觀水域附近含水層地下水通過(guò)水平輻射管匯集至豎井 內(nèi)，再重新輸入景觀水域內(nèi)，可以有效防止富營(yíng)養(yǎng)化水體水華的發(fā)生；(2)輻射井出水可完 全達(dá)到地表水環(huán)境質(zhì)量IV類水體，大部分可達(dá)到地表水環(huán)境質(zhì)量III類水體；(3)輻射井 出水相對(duì)于景觀水體污染物的總氮去除率在60. 4% 83. 5%，總磷的去除率在53%以上； (4)輻射井出水水溫平均低于水域水溫7 8°C，對(duì)抵制發(fā)生不華有促進(jìn)作用。

圖1為本實(shí)用新型一種優(yōu)選實(shí)施方式的輻射井的平面圖；圖2為圖1沿A-A的剖面具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的輻射井循環(huán)凈化系統(tǒng)防治水體富營(yíng)養(yǎng)化的工作原理是利用土壤對(duì) 污水的凈化作用，將經(jīng)過(guò)土壤凈化的景觀水域附近含水層地下水通過(guò)水平輻射管匯集至豎 井內(nèi)，再重新輸入景觀水域內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化水體的循環(huán)凈化。其中土壤對(duì)污水的凈化作用包括物理過(guò)濾、吸附，化學(xué)反應(yīng)與化學(xué)沉淀以及微生 物代謝作用下的有機(jī)物分解。具體而言，物理過(guò)濾是指土壤顆粒間的空隙具有截留、濾除水中懸浮顆粒的性能， 污水流經(jīng)土壤，懸浮物被截留，污水得到凈化。土壤顆粒的大小、顆粒間空隙的形狀和大小、 空隙的分布以及污水中懸浮顆粒的性質(zhì)、多少與大小是影響土壤物理過(guò)濾凈化效果的因
ο物理吸附與物理化學(xué)吸附是指在非極性分子間力的作用下，土壤中粘土礦物顆粒 能夠吸附土壤中的中性分子。污水中的部分重金屬離子在土壤膠體表面，因陽(yáng)離子交換作 用而被置換吸附并生成難溶性的物質(zhì)被固定在礦物的晶格中。重金屬離子與土壤中的無(wú)機(jī) 膠體和有機(jī)膠體顆粒，由于螯合作用而形成螯合化合物；有機(jī)物與無(wú)機(jī)物復(fù)合化而生成的 復(fù)合物與土壤顆粒進(jìn)行了陽(yáng)離子交換而被轉(zhuǎn)換吸附?；瘜W(xué)反應(yīng)與化學(xué)沉淀是指重金屬離子與土壤中的某些組分進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)生成難 溶性化合物而沉淀；如果調(diào)整、改變土壤中的氧化還原電位，能夠生成難溶性硫化物；改變 PH值，能夠生成金屬氫氧化物；某些化學(xué)反應(yīng)還能生成金屬磷酸鹽等物質(zhì)而沉淀于土壤 中。微生物代謝作用下的有機(jī)物分解是指在土壤中生存著種類繁多、數(shù)量巨大的土壤 微生物，它們對(duì)土壤顆粒中的有機(jī)固體和溶解性有機(jī)物具有強(qiáng)大的降解與轉(zhuǎn)化能力，這也 是土壤具有強(qiáng)大的自凈化能力的原因。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行具體說(shuō)明。實(shí)施例1 在某實(shí)驗(yàn)河道沿岸布置輻射井四眼，如圖1和2所示，該輻射井由一個(gè)豎井1、多個(gè)輻射集水管2、水泵3和管道4組成，豎井1豎直設(shè)置于景觀水域岸邊，根據(jù)河道沿岸地質(zhì)情 況估算，每個(gè)輻射井平均深度約12. Om ；輻射集水管2位于地下含水層中，其是沿水平方向 呈輻射狀設(shè)置于該井豎1周圍，且一端開(kāi)口于豎井內(nèi)，分為二層，共16根管；輻射集水管采 用Φ 50mm的濾水波紋管，每個(gè)集水管長(zhǎng)度20m 25m。豎井內(nèi)部布置潛水泵3，流量60 130m7h，揚(yáng)程15m，功率11. Okw。井內(nèi)水由泵抽出，通過(guò)Φ 125mmUPVC管4就近回流到河道。 應(yīng)用情況表明，輻射井出水可完全達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002) 中IV類水體標(biāo)準(zhǔn)，大部分時(shí)間可達(dá)到III類標(biāo)準(zhǔn)。輻射井出水對(duì)河水中總氮去除率在 60. 4% 83. 5%，總磷去除率達(dá)53%以上。輻射井出水水溫平均低于河水7 8V,對(duì)抑制 水華的發(fā)生有促進(jìn)作用。
權(quán)利要求一種輻射井循環(huán)凈化系統(tǒng)，包括豎井、多個(gè)輻射集水管、水泵和管道，其特征在于該豎井豎直設(shè)置于景觀水域之中或其岸邊；該輻射集水管位于地下含水層中，其是沿水平方向呈輻射狀設(shè)置于該豎井周圍，且一端開(kāi)口于豎井內(nèi)；每個(gè)輻射集水管上具有多排進(jìn)水孔；該水泵的入水口與豎井內(nèi)部連接，其出水口連接景觀水域。
2.如權(quán)利要求1所述的輻射井循環(huán)凈化系統(tǒng)，其特征在于，所述輻射集水管分布于不 同深度的含水層中。
3.如權(quán)利要求2所述的輻射井循環(huán)凈化系統(tǒng)，其特征在于，所述豎井的直徑為2.5 6. Om0
4.如權(quán)利要求3所述的輻射井循環(huán)凈化系統(tǒng)，其特征在于，所述豎井的高度為10.0 40. Om0
5.如權(quán)利要求2所述的輻射井循環(huán)凈化系統(tǒng)，其特征在于，所述輻射集水管的長(zhǎng)度為 10. 0 50. Om0
6.如權(quán)利要求5所述的輻射井循環(huán)凈化系統(tǒng)，其特征在于，所述輻射集水管的直徑為 50 110mm。
專利摘要本實(shí)用新型針對(duì)各類公園、賓館、小區(qū)等場(chǎng)所的景觀水體的特點(diǎn)，提供一種富營(yíng)養(yǎng)化水體原位凈化系統(tǒng)。具體而言，提供一種輻射井循環(huán)凈化系統(tǒng)，其包括豎井、多個(gè)輻射集水管、水泵和管道，其中該豎井豎直設(shè)置于景觀水域之中或其岸邊；該輻射集水管位于地下含水層中，其是沿水平方向呈輻射狀設(shè)置于該豎井周圍，且一端開(kāi)口于豎井內(nèi)；每個(gè)輻射集水管上具有多排進(jìn)水孔；該水泵的入水口與豎井內(nèi)部連接，其出水口連接景觀水域。該系統(tǒng)可以有效防止富營(yíng)養(yǎng)化水體水華的發(fā)生；輻射井出水可完全達(dá)到地表水環(huán)境質(zhì)量IV類水體標(biāo)準(zhǔn)，大部分可達(dá)到地表水環(huán)境質(zhì)量III類水體標(biāo)準(zhǔn)。
文檔編號(hào)C02F3/34GK201713386SQ20102022245
公開(kāi)日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2010年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月3日
發(fā)明者吳曉輝, 孟慶義, 廖日紅, 胡秀琳, 趙立新 申請(qǐng)人:北京市水利科學(xué)研究所