一、本发明属于水环境治理，具体涉及一种针对入河排口溢流污染强化净化的原位处理系统。
背景技术：
0、二、背景技术
1、随着城市化的加速推进，建成区面积不断扩大，导致了大量不透水面积的增加。在相同降雨条件下，径流系数上升，洪峰提前，洪水量增加。这进一步加剧了排水管网雨天溢流污染向水体排放的情况，包括合流制系统雨天溢流污染和分流制系统的初期雨水排放，是雨天黑臭现象频发的主要原因。溢流污染主要包括固体悬浮物(ss)、化学需氧量(cod)、重金属、富营养化物质(如氮、磷)、致病细菌、腐殖质和新型污染物等。这些污染物来源广泛，包括降雨带来的大气污染物、地表径流冲刷污染物、管道沉积物以及生活污水等。研究表明，溢流排放的管道沉积物在降雨事件中贡献了水体污染负荷的30％～80％。此外，雨天溢流水质波动大，ss、cod等浓度可在几十到几千mg/l之间变化。溢流污染在雨天发生，其排放具有间歇性、突发性，且瞬时污染负荷较大，又因溢流水质的复杂性和多样性，这给城市水环境管理带来了巨大挑战。
2、入河排口溢流污染的表象在水里，根源在岸上，关键在管网，核心在排口。目前针对入河排口溢流污染的控制措施主要包括源头控制、管网改造和末端处理。无论是从源头上加强绿地建设、推广雨水花园、提倡雨水收集利用等措施降低雨水径流量，还是采取管网分流改造、设置蓄滞洪区等技术手段减少污染负荷，在雨量和水质波动较大的情况下都不能确保避免溢流污染。因此，末端处理作为目前控制溢流污染最有效的措施备受关注。传统的末端处理方法包括活性污泥法、人工湿地、格栅处理、涡流式分水槽、旋流分离器、混凝-絮凝和化学药剂法等，但这些方法在处理雨天溢流污染时存在明显的不足之处。首先，生物法(如活性污泥法和人工湿地)对水质水量波动较为敏感，难以应对雨天溢流带来的水质变化，处理效果不稳定。其次，物理方法(如格栅处理、涡流式分水槽和旋流分离器)虽然处理速度较快，但处理效果欠佳，难以彻底去除溢流污染物。化学方法(如混凝-絮凝和化学药剂法)虽然能够削减部分污染负荷，但存在着对cod、氨氮等溶解性污染物无法去除的问题，同时易对水体生态产生影响。此外，传统处理方法需要大量的土地资源和高昂的运营成本，且对水质变化和气候影响较大，处理周期较长。尤其是对于河道附近的入河排口，由于地理条件限制，难以实施传统的集中处理方式，导致处理效果不佳。
3、因此，迫切需要一种低成本、高效率的溢流污染处理技术。这种系统应该能够在溢流排放口附近就地处理污水，减少对场地的依赖，同时能够有效提升水体的净化效果，改善城市水环境质量，实现长效治理的目标。
技术实现思路
0、三、
技术实现要素：
1、为解决上述技术问题，本发明提供了一种针对入河排口溢流污染强化净化的原位处理系统。该系统可设置在入河排口边坡附近，利用坡顶和大面积存在的河道边坡，建立一体式的溢流污水预处理装置及生态护坡深度净化滤池。在低投资、低运行成本的情况下，因地制宜地解决了入河排口溢流污染处理中普遍缺少场地的问题。同时，该发明能够对河水起到旁侧处理作用，对污染河道水质提升与长效保持具有显著效果。
2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
3、一种针对入河排口溢流污染强化净化的原位处理系统，包括磁絮凝沉淀单元；所述磁絮凝沉淀单元包括污水提升泵、污水进水管、磁种混合反应池、絮凝剂投加装置、磁分离器以及磁絮凝反应池。
4、作为技术方案的进一步改进，絮凝剂投加装置内储存有复合絮凝剂聚硅硫酸铁，通过絮凝剂投加点向所述污水进水管内投加絮凝剂，所述絮凝剂投加点上设置计量泵，控制污水中复合絮凝剂聚硅硫酸铁的含量为3～6mg/l；所述磁分离器通过磁种投加点向所述磁种混合反应池内投加磁种，所述磁种混合反应池内的磁种投加量为100～200mg/l。被污水提升泵提升而来的污水在污水进水管中与复合絮凝剂聚硅硫酸铁初步混合，而后进入磁种混合反应池进一步和磁种充分搅拌混匀，最后排入磁絮凝反应池内，在磁场强度为80～100mt条件下进行泥水分离。
5、作为技术方案的进一步改进，磁絮凝反应池底部产生的磁泥通过排泥管回流至磁分离器中进行解絮回收处理。
6、作为技术方案的进一步改进，还包括生态护坡净化单元，该单元利用吸附材料、微生物、介质和植物的物理、化学、生物的协同作用，对经过磁絮凝沉淀处理后污水中残留的cod、氨氮、总磷等溶解性污染物进行深度处理，达到去除污水中污染物质的目标，进一步提高水质净化效果；所述生态护坡净化单元包括配水总渠进水管、设于坡顶的配水总渠和微生物自动激活接种装置、设于坡岸的一级护坡生物滤池、二级护坡生物滤池以及三级护坡生物滤池。
7、作为技术方案的进一步改进，配水总渠进水管设于配水总渠的上方，使得经过磁絮凝处理后的水流以跌水方式进入配水总渠；所述一级护坡生物滤池、二级护坡生物滤池和三级护坡生物滤池依次以阶梯式设置于坡岸的高位平台、中位平台和低位平台，且相邻平台之间落差为0.5～1m；配水总渠-各级护坡生物滤池-河道利用坡地自上而下设置成多级阶梯状组合系统，使得各级处理设施之间均以跌水方式传递水流，利用水流的冲击和气液界面的接触增加水体中的氧气含量，以解决溢流污水中溶氧量低的问题，进一步提升污染物的去除效率。
8、作为技术方案的进一步改进，护坡生物滤池自下而上设有砾石填料层、陶粒填料层和湿地植物；所述砾石填料层里的砾石粒径为20～40mm，填充厚度为0.2～0.3m；所述陶粒填料层里的陶粒粒径为10～30mm，填充厚度为0.1～0.2m；所述填料层上种植的湿地植物要做到景观相宜，应达到净化水质和美观的双重效果；砾石填料层作为底部的一层，在滤池中起着物理支撑和稳定性的作用；陶粒填料层位于砾石填料层之上，其结构多孔、表面积大，有利于生物附着和微生物降解，并且陶粒填料层中的孔隙结构有助于增加氧气的传递和水体与大气之间的气体交换，促进了滤池中生物的生长和代谢。
9、作为技术方案的进一步改进，护坡生物滤池靠河道侧边设有可渗透反应墙，所述可渗透反应墙外层由格栅框架构成，内部填充有高效吸附净化功能材料；所述高效吸附净化功能材料由铁改性生物炭、粘土矿物、粘合剂混合造粒构成，其各组分分配比为：铁改性生物炭50％～60％，粘土矿物20％～30％，粘合剂10％～20％；高效吸附净化功能材料通过吸附、生物降解和物理拦截等作用，能够有效地去除水中的污染物，提高了护坡生物滤池的净化效果；所述各级护坡生物滤池内填充的高效吸附净化功能材料的颗粒粒径沿水流方向逐级减小，具体为：所述一级护坡生物滤池中高效吸附净化功能材料的粒径为15～20mm，所述二级护坡生物滤池中高效吸附净化功能材料的粒径为8～15mm，所述三级护坡生物滤池中高效吸附净化功能材料的粒径为3～8mm；通过将填料颗粒粒径沿水流方向逐级减小，可以提高填料的吸附效率、增加生物附着点、优化水流分布和避免堵塞；所述高效吸附净化功能材料的填充厚度均为0.15～0.2m，填充高度均为0.6～0.8m。
10、作为技术方案的进一步改进，微生物自动激活接种装置通过设于所述配水总渠中的循环进水口和循环出水口以扩增系统中的本土有益微生物，实现水体污染物原位降解、底泥同步削减，提升水体微生物降解去除污染物的效率；所述微生物自动激活接种装置由一个设有缺氧与好氧段的箱体组成；其中缺氧段作为开口生物滤床进行操作，投加硝化-反硝化细菌和聚磷菌的特异强化试剂；在缺氧段之后搭建好氧段来促进氨氮转化为硝酸盐并促进磷的吸收，并采用酯类填料作为好氧阶段的填充材料；在缺氧段被强化激活的聚磷菌进行磷的摄取，因此具有磷积累的微生物被释放到水体中并参与微生物的代谢过程；另外还建立了好氧阶段以提高天然溶解有机物(dom)的利用率；其中设置自吸泵用于平衡微生物强化技术的进水、出水和内循环。
11、作为技术方案的进一步改进，磁絮凝沉淀单元的水力停留时间为15～20min；所述生态护坡净化单元的水力停留时间为8～12h。
12、作为技术方案的进一步改进，磁絮凝沉淀单元和生态护坡净化单元在水流方向上先后布置成整套系统，且设置高度依次降低，可以达到自动化管理的效果，减少动力损耗。
13、一种针对入河排口溢流污染强化净化的原位处理系统，具体步骤为：
14、s1、由污水提升泵提升而来的溢流污水通过污水进水管的同时与复合絮凝剂聚硅硫酸铁混合，在污水自身水动力提供的紊流条件下初步混匀；而后进入磁种混合反应池，在搅拌机作用下逐渐形成包裹磁介质的密实絮团；絮团随水流被推送至磁絮凝反应池，在此过程中，污水由设在反应池中心的磁絮凝进水管自上而下排入反应器中，进水口下设有伞形挡板，使污水在池中均匀分布，然后沿池的整个截面缓慢上升，并产生旋流，带有磁核的磁絮体在重力和80～100mt磁场力作用下沉降到池底锥形污泥斗中，上清液从池顶部的孔口溢流堰排向配水总渠进水管。
15、s2、经过磁絮凝处理后的水流通过配水总渠进水管以跌水方式进入坡顶的配水总渠，在配水总渠中汇集后由配水支管分配至坡岸的一级护坡生物滤池，水流经滤池一侧的可渗透反应墙处理后，由下设的溢流板跌落至二级护坡生物滤池，再以相同路径由二级护坡生物滤池跌落至三级护坡生物滤池，直至从三级护坡生物滤池跌落到河道中。
16、s3、当无溢流污水时，关闭污水提升泵，打开河水进水泵，通过河水旁侧进水管抽送河水至坡顶配水总渠，在保持生物滤池中微生物以及人工湿地植物活性的同时，进一步提升河道水体水质；在下次降雨时，关闭河水进水泵，重复溢流污水处理的步骤。
17、相较于现有技术，本发明的有益效果为：
18、(1)本发明针对入河排口溢流污染的治理难题，在河道排口处综合运用磁絮凝沉淀单元、生态护坡净化单元和微生物自动激活接种装置，系统实现了物理、化学和生物多重净化效果，能够更全面、彻底地处理溢流污水中的各类污染物。特别地，生态护坡净化单元结合了多级阶梯式生物滤池和高效吸附净化功能材料构建的可渗透反应墙，同时集成微生物自动激活接种系统，形成有机组合。该耦合单元不仅具有接触氧化和高效吸附污染物的作用，还能通过土著微生物酶激活设备，自动投加高效微生物/酶制剂或其他改善微生物生存环境的物质，提升土著微生物生长代谢能力，快速分解去除河道污染物，具有较好的实用价值和较高的新颖性。
19、(2)针对排口溢流污染的特点，选择处理效率较高、占地面积小的磁絮凝技术作为排水系统末端溢流污染的前段预处理单元，有效去除不溶性固体悬浮污染物和削减污染负荷，后段利用大片空置的河岸带构建多级阶梯式生态护坡净化单元，进一步强化了对不溶性污染物的净化效果，并且充分利用了水流的动力和气液界面的接触，增加了水体中的氧气含量，提高了污染物的去除效率。因此，该技术解决了河道排口处可利用面积狭小，工程设施难布置的难题，且一体化、自动化程度较高，维护管理简便，处理效果好，可循环利用，具有较高的推广使用价值。
20、(3)该技术不仅可快速净化入河排口的溢流污水，在非降雨时段和无溢流污染的情况下，还可以打开河水进水泵，通过河水旁侧进水管将河水抽送至坡顶配水总渠，在保持生物滤池中微生物以及人工湿地植物活性的同时，进一步提升河道水体水质。因此，该技术对污染河道水质提升与长效保持具有显著效果。
21、(4)通过引入微生物、植物并营造生态护坡的绿色景观，系统增强了生物多样性，保护了固有物种的栖息环境，使河道生态系统得以最大限度地接近其自然状态，不仅增强了生态系统的稳定性和生物多样性，也促进了河道周边生态环境的可持续发展。
1.一种针对入河排口溢流污染强化净化的原位处理系统，其特征在于：其中包括磁絮凝沉淀单元(1)和生态护坡净化单元(2)，所述磁絮凝沉淀单元(1)和生态护坡净化单元(2)在水流方向上先后布置成整套系统。
2.根据权利要求1所述的一种针对入河排口溢流污染强化净化的原位处理系统，其特征在于：所述磁絮凝沉淀单元(1)包括污水提升泵(1.1)、污水进水管(1.2)、磁种混合反应池(1.3)、絮凝剂投加装置(1.5)、磁分离器(1.8)以及磁絮凝反应池(1.10)。
3.根据权利要求1所述的一种针对入河排口溢流污染强化净化的原位处理系统，其特征在于：所述生态护坡净化单元(2)包括配水总渠进水管(2.1)、设于坡顶的配水总渠(2.2)和微生物自动激活接种装置(2.6)、设于坡岸的一级护坡生物滤池(2.3)、二级护坡生物滤池(2.4)以及三级护坡生物滤池(2.5)。
4.根据权利要求1所述的一种针对入河排口溢流污染强化净化的原位处理系统，其特征在于：所述磁絮凝沉淀单元(1)的水力停留时间为15～20min；所述生态护坡净化单元(2)的水力停留时间为8～12h。
5.一种针对入河排口溢流污染强化净化的原位处理系统，其特征在于，步骤为：
