[實(shí)用新型]一種具有自凈能力的反坡式景觀溢流壩

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720275376.2
• 申請(qǐng)日: 2017-03-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN206887909U
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 安日輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號(hào): E02B8/06
• 分類號(hào): E02B8/06;C02F1/30;C02F1/72
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙)32204
• 代理人: 成立珍

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種利用反坡壩面增強(qiáng)景觀效應(yīng)，并使用光催化技術(shù)處理河道污水的溢流壩，屬于水體生態(tài)修復(fù)及河道水環(huán)境治理領(lǐng)域。

背景技術(shù)

我國(guó)城市河道中水污染問(wèn)題非常嚴(yán)重，一些城市的景觀河道是靜止或流動(dòng)性差的緩流水體，水體自凈能力弱且易被污染，導(dǎo)致難以發(fā)揮景觀水體的功能。溢流壩可以抬高水位，保證城市河道生態(tài)水位或流量的設(shè)施，但是傳統(tǒng)的溢流壩不具有凈化水體的作用。

現(xiàn)有公布的專利中，有一種增強(qiáng)河道自凈能力的光催化溢流壩提出了解決方案，其結(jié)構(gòu)是整體為臺(tái)階形的溢流壩，在臺(tái)階表面覆蓋有光催化材料的涂層，運(yùn)行時(shí)水流通過(guò)壩面流經(jīng)各級(jí)臺(tái)階形成水跌，增強(qiáng)了曝氣效果，加大了太陽(yáng)光照射范圍，延長(zhǎng)了光催化反應(yīng)的時(shí)間，從而提高光催化凈化河道水質(zhì)的效果。

然而仍然可以對(duì)其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改進(jìn)，即壩面采取反坡、“Z”型回流式，以延長(zhǎng)水流通過(guò)各級(jí)臺(tái)階的時(shí)間，即延長(zhǎng)了光催化反應(yīng)的時(shí)間，從而達(dá)到更優(yōu)的凈化河道水質(zhì)的效果。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種利用反坡壩面增強(qiáng)景觀效應(yīng)，并使用光催化技術(shù)處理河道污水的溢流壩，解決現(xiàn)有技術(shù)中河道生態(tài)修復(fù)效率低、成本高、效果差等問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案：

一種具有自凈能力的反坡式景觀溢流壩，包括由混凝土砌制而成的壩體，在壩體的上表面形成多級(jí)反坡式臺(tái)階，每級(jí)反坡式臺(tái)階包括跌水段和蓄水段；在蓄水段底部設(shè)置有擋水墻，相鄰擋水墻的兩端交錯(cuò)開(kāi)設(shè)有通水口，形成“Z”型反坡式壩面；每級(jí)反坡式臺(tái)階的表面覆蓋有光催化劑涂層，光催化劑具體為納米二氧化鈦光催化劑。

傳統(tǒng)水處理的方法效率不高，易產(chǎn)生二次污染，而最新研究表明：納米TiO₂材料能夠氧化多種有機(jī)污染物，可以將水中的烴類、含氮有機(jī)物等氧化為CO₂、H₂O等對(duì)人體無(wú)害物質(zhì)，是目前最有前景的綠色環(huán)保型催化劑。所以，在本實(shí)用新型中，將納米二氧化鈦光催化劑涂層覆蓋在臺(tái)階表面，在一定能量的光照條件下，可以提高接觸其表面的污染物的降解效率。但是，若直接把負(fù)載有納米顆粒的載體浸泡于河道水底，自然光必須經(jīng)過(guò)較大的水層厚度才能照射到催化劑上，這勢(shì)必會(huì)引起自然光不同程度的光損失，使得到達(dá)催化劑表面的自然光強(qiáng)度下降，從而使得TiO₂表面的光生電子和光生空穴的產(chǎn)率下降，最終導(dǎo)致污染物降解效率的降低，因此，本實(shí)用新型中將二氧化鈦覆蓋在臺(tái)階與擋水面表面，充分發(fā)揮其降解效率。

優(yōu)選地，前述壩體的下表面形成有安裝槽，所述安裝槽的槽底與水平面平行，所述安裝槽的一對(duì)槽壁之間的距離自槽底向槽口漸進(jìn)增大，這樣就能將壩體牢固地安裝于河道上。

為了使壩體上的水流具有合適的流速，相鄰兩個(gè)反坡式臺(tái)階之間的高度差為20-40cm，最后一級(jí)臺(tái)階應(yīng)預(yù)留下游正常水位的高度空間。

優(yōu)選地，壩體的上表面形成多級(jí)臺(tái)階，每級(jí)臺(tái)階由跌水段和蓄水段兩部分構(gòu)成，且長(zhǎng)度比為3:2，反坡式臺(tái)階的總寬度為40-100cm。跌水段與水平面存在5-8度夾角，蓄水段與水平面存在3-6度夾角。

優(yōu)選地，在臺(tái)階底部設(shè)置擋水墻，擋水墻寬度為10-20cm，高度為20-40cm，間隔地在左右側(cè)開(kāi)口通水。

更優(yōu)選地，前述臺(tái)階的數(shù)量不少于4個(gè)，這樣能夠確保一定的反應(yīng)時(shí)間，提高催化反應(yīng)的接觸面積，從而大幅提高催化反應(yīng)的效率。

本實(shí)用新型的有益之處在于：

本實(shí)用新型的光催化溢流壩結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)較低，溢流壩設(shè)計(jì)成臺(tái)階形，水頭較低，光催化劑表面能夠接收到充足的太陽(yáng)光，通過(guò)合理設(shè)計(jì)臺(tái)階高度確保較低的水流速度，大幅延長(zhǎng)了反應(yīng)時(shí)間，提高了催化反應(yīng)接觸面積，從而提高了催化反應(yīng)的效率；而且，該溢流壩平時(shí)不需要人工維護(hù)，二次功能恢復(fù)通過(guò)簡(jiǎn)單的水沖洗、陽(yáng)光暴曬、二次噴涂即可實(shí)現(xiàn)；“Z”型反坡式壩面的選取，使溢流壩更具親水景觀性；具有投入成本低、操作簡(jiǎn)單、凈化效果好、無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中附圖標(biāo)記的含義：1、壩體，2、反坡式臺(tái)階，3、跌水段，4、蓄水段，5、擋水墻，6、光催化劑涂層，7、安裝槽，

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作具體的介紹。