CN101898825A - 修复微污染水体的模拟河道生物反应装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种修复微污染水体的模拟河道生物反应装置。进水区与主体河道反应区、出水区依次相连，主体河道反应区两侧外壁上部设有旁路引流区，主体河道反应区两侧外壁下部设有排水口，旁路引流区内设有多个电动转刷，主体河道反应区两侧内壁上部设有填料支架，进水区端部设有进水口，进水区与主体河道反应区之间设布水板，旁路引流区与主体河道反应区两侧的连接处分别设有三角导流模块，主体河道反应区与出水区之间设有下部导流隔板，出水区的端部设有溢流堰、出水口。本发明有助于开展微污染河道水体生物修复工艺模拟研究，研究结果具有较好放大性和实际可操作性，可为微污染水体修复工程的参数优化与稳定运行提供可靠的技术支持。
Description
技术领域
本发明涉及一种修复微污染水体的模拟河道生物反应装置。
背景技术
近年来，随着我国社会经济迅猛发展和小城镇规模不断扩大，城镇工业废水、农村生活污水、生活垃圾、畜禽养殖废物超标排放或直排以及农药化肥面源污染等问题突出，已造成我国城镇地表水和地下水源严重污染，且有加剧趋势，保障饮用水安全已成为我国亟待解决的重大社会问题。
已有生态修复研究与实践表明，微生物修复受污染水体的生物膜法具有低成本、水生生态友好、运行性能稳定等特点，具有广阔的应用前景。众多研究表明，微生物脱氮过程主要包括自养硝化及异养反硝化，而寡营养条件下碳源不足的问题是导致系统反硝化不完全、硝态氮不断积累的主要原因和限制性因素。为此，开发适用性的修复微污染水体模拟河道生物反应装置，开展工艺改进、参数优化与机理研究，具有重要意义。
与此同时，微污染自然水体往往具有水质水量多变、可利用碳源少等特点，而目前多数生物脱氮反应装置的处理对象以污(废)水为主，用于寡营养水体的原位脱氮修复效率不高，难以较好地指导实际的微污染水体修复工程。本设计基于生物硝化/反硝化脱氮机理，通过对自然河道的有效模拟，集成生物填料布设、分区曝气增氧以及设置旁路引流区等技术，有效实现系统分段进水与强化脱氮，可显著增强微污染河道水体的原位生物修复效能。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种修复微污染水体的模拟河道生物反应装置。
修复微污染水体的模拟河道生物反应装置包括进水区、主体河道反应区、旁路引流区、出水区、进水口、布水板、填料支架、三角导流模块、排水口、下部导流隔板、溢流堰、出水口；进水区与主体河道反应区、出水区依次相连，主体河道反应区两侧外壁上部分别设有旁路引流区，主体河道反应区两侧外壁下部分别设有排水口，旁路引流区内等间距设有多个电动转刷，主体河道反应区两侧内壁上部分别设有填料支架，进水区端部设有进水口，进水区与主体河道反应区之间设有布水板，布水板设有穿孔，旁路引流区与主体河道反应区两侧的连接处分别设有三角导流模块，主体河道反应区与出水区之间设有下部导流隔板，出水区的端部设有溢流堰、出水口，主体河道反应区底部铺设厚度为2～3cm的河道底泥，主体河道反应区底部布设曝气软管，填料由填料支架悬挂布设在曝气软管上方，主体河道反应区、旁路引流区周围用不透明的防水布包裹。
所述的进水区的长度为10～12cm，主体河道反应区的长度为150～160cm和出水区的长度2～5cm。所述的主体河道反应区上底宽30～35cm，下底宽16～18cm，总高度33～35cm，保护高度3～5cm，两侧倾角75～78°，坡度0.3～0.5％。所述的旁路引流区的上底宽6～8cm，下底宽3～4cm，有效高度8～10cm，保护高度3～5cm，两侧倾角75～78°，坡度0.3～0.5％，弧形部分外径30～32cm，内径22～25cm，直道部分长55～58cm。所述的三角导流模块尺寸直角边分别为3.5～4cm、5～6cm，高度10～15cm。所述多个电动转刷的间距为15～20cm。所述的下部导流隔板高度28～30cm，溢流堰高度31～31.5cm。
本发明与现有技术相比具有的有益效果：
1)根据自然河流的水文流态分布，设置混合进水区和布水板以实现装置的合理配水与污染物分层分布；
2)主反应区设置一定的坡降和边坡斜度，底部铺设一定厚度和粒径分布的底泥与砂石，侧面采取遮光措施，以符合实际河道的基本特征；
3)主反应区通过布设一定比例的填料提高装置的生物膜附着量，并设置原位曝气设备以提供系统合适的溶解氧浓度和混合条件，通过分区曝气增氧有效强化不同功能微生物的富集与定殖；
4)通过三角导流模块及转刷系统的引导，一定比例的原水可经旁路引流区进入主体反应区后段，通过分段进水实现有限碳源的合理分配，可提升系统的脱氮效果。
通过本反应装置的构建与运行，有助于在实验室尺度上开展符合实际情况的微污染河道水体的生物修复研究，获得的研究结果具有较好的放大性和实际可操作性，可为微污染水体修复工程的参数优化与稳定运行提供可靠的技术支持。
附图说明
图1是修复微污染水体的模拟河道生物反应装置的主视图；
图2是修复微污染水体的模拟河道生物反应装置的俯视图；
图3是修复微污染水体的模拟河道生物反应装置的侧视图；
图中：进水区1、主体河道反应区2、旁路引流区3、出水区4、进水口5、布水板6、填料支架7、三角导流模块8、排水口9、电动转刷10、下部导流隔板11、溢流堰12、出水口13。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式进行描述。
如图所示，修复微污染水体的模拟河道生物反应装置包括进水区1、主体河道反应区2、旁路引流区3、出水区4、进水口5、布水板6、填料支架7、三角导流模块8、排水口9、下部导流隔板11、溢流堰12、出水口13；进水区1与主体河道反应区2、出水区4依次相连，主体河道反应区2两侧外壁上部分别设有旁路引流区3，主体河道反应区2两侧外壁下部分别设有排水口9，旁路引流区3内等间距设有多个电动转刷10，主体河道反应区2两侧内壁上部分别设有填料支架7，进水区1端部设有进水口5，进水区1与主体河道反应区2之间设有布水板6，布水板设有穿孔，旁路引流区3与主体河道反应区2两侧的连接处分别设有三角导流模块8，主体河道反应区2与出水区4之间设有下部导流隔板11，出水区4的端部设有溢流堰12、出水口13，主体河道反应区2底部铺设厚度为2～3cm的河道底泥，主体河道反应区2底部布设曝气软管，填料由填料支架7悬挂布设在曝气软管上方，主体河道反应区2、旁路引流区3周围用不透明的防水布包裹。
所述的进水区1的长度为10～12cm，主体河道反应区2的长度为150～160cm和出水区4的长度2～5cm。所述的主体河道反应区2上底宽30～35cm，下底宽16～18cm，总高度33～35cm，保护高度3～5cm，两侧倾角75～78°，坡度0.3～0.5％。所述的旁路引流区3的上底宽6～8cm，下底宽3～4cm，有效高度8～10cm，保护高度3～5cm，两侧倾角75～78°，坡度0.3～0.5％，弧形部分外径30～32cm，内径22～25cm，直道部分长55～58cm。所述的三角导流模块8尺寸直角边分别为3.5～4cm、5～6cm，高度10～15cm。所述多个电动转刷10的间距为15～20cm。所述的下部导流隔板11高度28～30cm，溢流堰12高度31～31.5cm。
本发明的工作过程如下：
待修复水体经进水口5注入进水区1，在进水混合区合理分配后经布水板6进入主体河道反应区2。在此区域内，部分水体继续在主体河道反应区流动，并经过悬挂于主体河道反应区前段填料载体富集的生物膜净化处理；剩余部分水体通过置于引流区进水口附近的三角模块8的导流作用，进入旁路引流区3，并在电动转刷10的作用下以一定流速通过此区，随后汇入主体河道反应区后段。混合后的水体通过主体河道反应区后段填料载体富集的生物膜功能微生物的作用，利用旁路引流区补充的碳源进一步反硝化脱氮。修复后水体通过出水区经溢流堰11从出水口12排放。
Claims (7)
1.一种修复微污染水体的模拟河道生物反应装置，其特征在于包括进水区(1)、主体河道反应区(2)、旁路引流区(3)、出水区(4)、进水口(5)、布水板(6)、填料支架(7)、三角导流模块(8)、排水口(9)、下部导流隔板(11)、溢流堰(12)、出水口(13)；进水区(1)与主体河道反应区(2)、出水区(4)依次相连，主体河道反应区(2)两侧外壁上部分别设有旁路引流区(3)，主体河道反应区(2)两侧外壁下部分别设有排水口(9)，旁路引流区(3)内等间距设有多个电动转刷(10)，主体河道反应区(2)两侧内壁上部分别设有填料支架(7)，进水区(1)端部设有进水口(5)，进水区(1)与主体河道反应区(2)之间设有布水板(6)，布水板(6)设有穿孔，旁路引流区(3)与主体河道反应区(2)两侧的连接处分别设有三角导流模块(8)，主体河道反应区(2)与出水区(4)之间设有下部导流隔板(11)，出水区(4)的端部设有溢流堰(12)、出水口(13)，主体河道反应区(2)底部铺设厚度为2～3cm的河道底泥，主体河道反应区(2)底部布设曝气软管，填料由填料支架(7)悬挂布设在曝气软管上方，主体河道反应区(2)、旁路引流区(3)周围用不透明的防水布包裹。
2.根据权利要求1所述的一种修复微污染水体的模拟河道生物反应装置，其特征在于所述的进水区(1)的长度为10～12cm，主体河道反应区(2)的长度为150～160cm和出水区(4)的长度2～5cm。
3.根据权利要求1所述的一种修复微污染水体的模拟河道生物反应装置，其特征在于所述的主体河道反应区(2)上底宽30～35cm，下底宽16～18cm，总高度33～35cm，保护高度3～5cm，两侧倾角75～78°，坡度0.3～0.5％。
4.根据权利要求1所述的一种修复微污染水体的模拟河道生物反应装置，其特征在于所述的旁路引流区(3)的上底宽6～8cm，下底宽3～4cm，有效高度8～10cm，保护高度3～5cm，两侧倾角75～78°，坡度0.3～0.5％，弧形部分外径30～32cm，内径22～25cm，直道部分长55～58cm。
5.根据权利要求1所述的一种修复微污染水体的模拟河道生物反应装置，其特征在于所述的三角导流模块(8)尺寸直角边分别为3.5～4cm、5～6cm，高度10～15cm。
6.根据权利要求1所述的一种修复微污染水体的模拟河道生物反应装置，其特征在于所述多个电动转刷(10)的间距为15～20cm。
7.根据权利要求1所述的一种修复微污染水体的模拟河道生物反应装置，其特征在于所述的下部导流隔板(11)高度28～30cm，溢流堰(12)高度31～31.5cm。
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| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120704 Termination date: 20130716 |