[发明专利]一种应用于稀土矿区污染溪流的水质净化系统

权利要求书

1.一种应用于稀土矿区污染溪流的水质净化系统，其特征在于，该系统应用于溪流或小型河流，该系统包括蓄水调节区、流量调节橡胶坝、过流泄洪渠、悬浮物拦截装置、多级生物脱氮区和多级自然复氧区；

所述蓄水调节区设置在净化系统的最前端，蓄水调节区在溪流流量充沛时蓄积水量，当溪流流量不足时释放在溪流流量充沛时蓄积的水量，使整个净化系统水流量始终保持在适当的范围内；

所述流量调节橡胶坝设置在蓄水调节区的出水口处，其包括坝袋固定墙、坝袋、水位传感器、风机、自动控制器、机房、进气管与排气管；所述坝袋固定墙位于溪流水道两侧；所述坝袋位于坝袋固定墙中间并锚固定在水道底部；所述水位传感器、风机与自动控制器布置在机房里，并相互电性连接；所述机房位于坝袋固定墙的其中一侧，坝袋与风机通过进气管相连，机房与排气管相连；

所述过流泄洪渠的入水口与蓄水调节区的出水口连通，流量调节橡胶坝位于蓄水调节区与过流泄洪渠之间，过流泄洪渠从流量调节橡胶坝前的泄洪闸起，位于溪流水道旁，一直延伸到净化系统的末端；

所述悬浮物拦截装置位于流量调节橡胶坝后端，用于去除溪流中尺寸＞0.5mm的悬浮物，防止其堵塞其后的生物滤池；

所述多级生物脱氮区位于悬浮物拦截装置后端，用于对含氨氮、硝酸盐氮的溪流水进行脱氮处理，所述多级生物脱氮区由多个相同的生物滤池组成，所述生物滤池包括硝化区、反硝化区、第一穿孔折流板；所述硝化区由能促进硝化菌硝化作用与提供硝化菌附着生长的填料和砾石承托层组成，所述反硝化模块由硫自养反硝化填料及能促进硫自养反硝化菌反硝化作用的填料和砾石承托层组成，所述第一穿孔折流板由能拦截溪水的材料如塑料板、钢板等制成，通过第一穿孔折流板控制水流在生物滤池中的上下流动流向；

每一级生物滤池后端都设置有多级自然复氧区，所述多级自然复氧区由第二穿孔折流板和挡板组成，所述第二穿孔折流板和挡板用于使得溪水进行跌水曝气复氧。

2.根据权利要求1所述的一种应用于稀土矿区污染溪流的水质净化系统，其特征在于，所述悬浮物拦截装置由孔径不同的过滤网、固定墙和固定铰链组成，孔径不同的过滤网从大到小沿着水流方向依次设置。

3.根据权利要求2所述的一种应用于稀土矿区污染溪流的水质净化系统，其特征在于，所述过滤网有四种不同孔径，其分别为50-100mm、10-40mm、1.5-10mm、0.5-1.0mm，且过滤网为304不锈钢过滤网或尼龙过滤网。

4.根据权利要求1所述的一种应用于稀土矿区污染溪流的水质净化系统，其特征在于，所述硝化区的填料为斜管填料、软性纤维填料、半软性填料、组合填料、多孔球形悬浮填料中的一种或多种，所述硫自养反硝化填料为硫磺-石灰石填料、硫磺-白云石、硫磺-硫铁矿填料、硫磺-海绵铁填料中的一种或多种，所述第一穿孔折流板的材料为水泥、塑料、金属中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种应用于稀土矿区污染溪流的水质净化系统，其特征在于，所述第二穿孔折流板和挡板由能阻拦减缓截流溪水的水泥、塑料或金属材料组成。

6.根据权利要求1所述的一种应用于稀土矿区污染溪流的水质净化系统，其特征在于，所述蓄水调节区的水深为2-4m。

7.根据权利要求1所述的一种应用于稀土矿区污染溪流的水质净化系统，其特征在于，所述多级生物脱氮区中水流通过生物滤池所占空间花费的时间为0.5-20h。

8.根据权利要求1所述的一种应用于稀土矿区污染溪流的水质净化系统，其特征在于，所述多级生物脱氮区中，硝化区与反硝化区的比为1:1-1:3。

9.根据权利要求1所述的一种应用于稀土矿区污染溪流的水质净化系统，其特征在于，所述多级自然复氧区中，每级自然富氧后溪水中的溶解氧量达到2.5-4mg/L。

10.根据权利要求1所述的一种应用于稀土矿区污染溪流的水质净化系统，其特征在于，通过该水质净化系统的使用方法包括以下步骤：

步骤一、溪流流经系统时，首先进入蓄水调节区，溪流中的泥沙在水流平缓的蓄水调节区沉淀下来，蓄水调节区在溪流流量充沛时蓄积水量，当溪流流量不足时释放在溪流流量充沛时蓄积的水量；

步骤二、蓄水调节区水位过高时，溪流流量过高，流量调节橡胶坝升高闸门，降低溪流流量；蓄水池水位过低时，溪流流量过低，控制流量调节橡胶坝降低闸门，提高溪流流量；

步骤三、当蓄水调节区水位超过设定高度时，打开泄洪闸，洪水沿着过流泄洪渠流向系统的末端，直到水位降低到一定高度后，泄洪闸被关闭；

步骤四、溪流流过悬浮物拦截装置时，溪流中＞0.5mm的悬浮物都能被过滤出来，堆积在悬浮物拦截装置中，同时定期清理悬浮物拦截装置；

步骤五、溪流进入多级生物脱氮区中时，多个组成的多级生物滤池中的硝化区去除溪水中的氨态氮，使氨氮转化为硝态氮或亚硝态氮，而反硝化区通过硫自养反硝化工艺去除溪水中原有的或在硝化区形成的硝态氮或亚硝态氮，且第一穿孔折流板使溪流水上下流动，避免形成死流区，提高硫自养反硝化的效果；

步骤六、溪流进入多级自然复氧区时，在生物滤池的硝化区中降低的溶解氧浓度得到恢复，从而让下一级生物滤池中的硝化区能正常运行。