CN103043866A - 一种污染水体治理系统及其构建方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种污染水体治理系统，该系统使用软体材料作为水体治理的构筑物箱体材料，采用发泡材料作为构筑物漂浮结构载体，将箱体分隔为空气洗水池，泥水分离池，清水池三个部分，配套气液雾化喷射水体复氧修复装置，将整套处理系统直接安置在待处理水体中。该系统能够做到污染水源治理与大面积水体修复融为一体，实现了污染水域点与面，表与本兼治的双重功能，它还具有污染治理与环境美化相结合的特点，是一种成本低、能耗少、效率高的污染水体处理系统。

Description

一种污染水体治理系统及其构建方法

技术领域

本发明属于环保技术领域，具体涉及一种河塘、水库、湖泊等水体污染治理与修复的构建方法和装置。

背景技术

水是生命之源，是人类生活和生产不可替代的宝贵资源，随着我国国民经济的快速发展，我国水资源贫乏与污水肆意排放造成的水资源污染事件日趋严重，云南的滇池、江苏的太湖、安徽的巢湖等国内许多大中型水体不同程度的受到大面积的污染。国家投入了大量的人力和财力，在不同流域建造了若干个大大小小的污水处理站，污染现象虽然得到了控制，但也付出了占用大量土地资源和消耗大量能源和财政经费的沉重代价。

现有的污染水体处理系统和装置往往存在构建成本高、且受到处理工艺和技术的限制，只局限于建造在陆地上，大都用于专门的污水处理厂或是局部区域的污染水体处理，对于较大、开放区域的污染水体，譬如河塘、水库、湖泊的污染水体，应用起来则显得捉襟见肘，而无法实施，因而不能产生更大的社会效应。然而，河塘、水库、湖泊水体污染日趋严重，开发出适用于治理河塘、水库、湖泊水体污染，并且成本低廉、处理效率高的系统和装置是十分必要的。

发明内容

本发明主要提供一种适用于河塘、水库、湖泊水体污染的系统，具体地，本发明提供一种污染水体治理系统，该系统使用软体材料作为水体治理的构筑物箱体材料，采用发泡材料作为构筑物漂浮结构载体，将箱体分隔为空气洗水池，泥水分离池，清水池三个部分，配套气液雾化喷射水体复氧修复装置，将整套处理系统直接安置在待处理水体中。

优选地，上述的污染水体治理系统中，所述的箱体主材采用聚氯乙烯、涤纶布，所述的发泡材料为环氧树脂、玻璃纤维布、聚氨酯发泡材料。

进一步地，本发明还提供一种污染水体治理系统的构建方法：将箱体主材裁剪成形，进行加热粘合缝制成一个长方形构筑物箱体，采用环氧树脂、玻璃纤维布、聚氨酯发泡材料，制作成与箱体上口大小一致的漂浮载体与箱体上口连接；将箱体分隔成三个功能池，其中：

空气洗水池的构建：在箱体总长三分之二处用箱体主材分隔为大池和小池两个部分，在大池底部安装微孔气体扩散装置，在池体一端漂浮载体液面下设一个进水孔，空气洗水池与泥水分离池隔墙池底上设一过水孔，便于处理后的混合液进入泥水分离池；

泥水分离池的构建：将分隔后的小池再一分为二，分隔成两个池子，其中一个用于做泥水分离池，另一个做清水池，在池底向上高三分之二处下方安装泥水分离管组件，在管组件上方一侧的隔墙上设一出水孔，便于泥水分离后的上清液进入到清水池；

气液雾化喷射水体复氧修复装置的构建：将发泡材料制成一个的浮体，将气液雾化喷枪安装在这个浮体上，增压泵安装在清水池内，用连通管将增压泵和浮体上的喷枪的进水管连接，将处理后的上清液喷射到空中。

优选地，所述的污染水体治理系统的构建方法中，用箱体主材在箱体总长三分之二处设置分割，形成空气洗水池。

优选地，所述的污染水体治理系统的构建方法中，空气洗水池的进水孔设置在池体一端漂浮载体液面下10cm处。

优选地，所述的污染水体治理系统的构建方法中，空气洗水池进的过水孔设置在空气洗水池与泥水分离池隔墙池底上20cm处。

优选地，所述的污染水体治理系统的构建方法中，泥水分离池的出水孔设置在管组件上方10cm一侧的隔墙上。

本发明中的空气洗水和泥水分离的原理如下：

经申请人研究发现用鼓风机将空气输送到污水池底的微孔空气扩散装置中，空气以小气泡的形式从水底向上强烈扩散，使空气与污水处在剧烈的混合、搅拌状态中，水面上出现许多跳跃的小水珠，这是因为空气与液体混合后，促使水分子团膨胀，产生运动，气体穿越液体以气泡形式上升到水面，在大气压力的作用下气泡爆炸，所载气液溅落水中，我们把这一现象称为空气洗水产生的气液混合爆炸效应。这种爆炸效应的本质是，空气与污水混合，空气中多元素的气体原子与水分子充分接触，形成良好的吸收效应，水分被激活的同时氧原子和氢原子也得到补充，污水中的溶解氧得到大幅度提升。污水中的有机物及生命因子生物菌从膨胀运动的水分子里脱离出来，它们虽然还是悬浮在水体中，但与水分子已是实质性的分离。这是空气洗水的第一要素。其二，在与水分子分离的诸多物质中，生物菌在大量氧分子作用的环境下变得异常亢奋和活跃，它们以污水中的碳水化合物、脂肪、蛋白质等有机物为食源，通过各种胞内酶的催化作用，对被摄入体内的有机物进行消化反应，形成氧化分解，被分解代谢后的有机物最终形成CO₂和H₂O等稳定的无机物。这种分解代谢同时也为合成新细胞生物菌提供所需要的物质能量，繁育出大量的活性生物菌。水体呈现分解充分的絮状混合液，这种絮状体主要是由大量繁殖的具备有新陈代谢功能的有机物群体和自身氧化的残留物，以及由污水中挟入的惰性有机物、无机物所构成。这种絮状体的质量大于水的比重，很容易沉淀与水分离。

混合液在进入泥水分离池后，经泥水分离管组件对其冲击力和搅动力的减弱和屏蔽，絮状混合液就出现相对平稳的状态，在重力的作用下，絮状的大分子活性污泥下沉，上清液溢出泥水分离管组件，进入清水收集池。

本发明中的气液雾化喷射水体复氧修复原理如下：

气液雾化喷射水体复氧修复装置安装在浮体上，通过增压泵将清水池里处理后的清水经喷枪喷射到空中，喷嘴采用小口径扇形喷头，这样喷出的水柱成扇面形，在空中容易形成雾状，水雾在空中增大了与空气接触的面积，在下降的同时将空气也带入到水体中，水面溅出大小不同的气泡、浪花，水体得到复氧，空气与水体混合后，促使水分子团膨胀，产生运动，空气中多元素的气体原子与水分子充分接触，形成良好的吸收效应，水分子被激活的同时氧原子和氢原子也得到补充，水体中的溶解氧得到大幅度提升，水体中的有机物及生命因子生物菌从膨胀运动的水分子里脱离出来。生物菌以有机物为食源，他们在分解代谢有机物的同时也为合成新细胞生物菌提供所需要的物质能量，繁育出大量的活性生物菌，水体中出现分解后的絮状体，这种絮状体主要是由大量繁殖的，具有新陈代谢功能的微生物群体和自身氧化的残留物，以及水体中的惰性有机物，无机物所构成，这种絮状体的质量大于水的比重，很容易沉淀与水分离，同时这种絮状体也是水生动物（鱼、虾等）的营养饵料，很容易被鱼、虾等水生动物消耗，从而水体得到了复氧修复。

本发明的技术方案具有以下三个特点：1）、它是一项节能环保型的技术，就在于它不占用土地资源，可节省其他污水处理站建造时所需要的大量建筑材料和能源消耗；2）、它是一项污染治理创新的技术，就在于它把污水处理与大面积水体修复技术巧妙地融为一体，实现了污染水域点与面、表与本兼治的目标；3）、它是一项污染治理与环境美化相结合的技术，就在于它在污水处理与修复过程中，气液雾化喷射水体复氧装置上若干个喷枪将处理后的清水喷向天空，形成一组绚丽的喷泉，在阳光的照耀下水体上空出现道道彩虹，给水环境增加一道亮丽的风景线。

与现有技术相比本发明具有以下有益效果：本发明采用聚氯乙烯涤纶布等软体材料作为治理污染水体的构筑物主材，用环氧树脂、玻璃纤维布、聚氨酯发泡材料做构筑物结构浮体，运用空气洗水、泥水分离污水处理技术对河塘、水库、湖泊等污染的水体实施污染治理；采用气液雾化喷射水体复氧技术对河塘、水库、湖泊等污染的水体实施水体修复。整套处理装置直接安装放置在被污染的水体中，具有不占用土地资源，节省建筑材料和能源的优势。做到污染水源治理与大面积水体修复融为一体，实现了污染水域点与面，表与本兼治的双重功能，它还具有污染治理与环境美化相结合的特点，是一项成本低、能耗少、效率高的污染水体处理系统。

附图说明

图1是本发明的气液雾化喷射水体复氧装置的结构示意图。

具体实施方式

实施例1 一种污染水体治理系统及其构建方法

以聚氯乙烯涤纶布作为污水处理构筑物主体材料，采用环氧树脂玻璃纤维布、聚氨酯发泡材料作为构筑物漂浮结构浮体，制作方法是：按照污水处理要求，设计出污水处理构筑物结构尺寸，将聚氯乙烯涤纶布裁剪成形，进行加热粘合，缝制成构筑物箱体，用于收集处理污水。按浮力荷载要求，采用环氧树脂玻璃纤维布、聚氨酯发泡材料制成与构筑物箱体上口大小一致的漂浮载体与箱体上口连接，按照污水处理工艺要求将构筑物箱体分隔成三个功能不同的池子，其中：

空气洗水池的构建：在构筑物箱体长三分之二处用聚氯乙烯涤纶布粘合分隔成大池和小池两个部分，在大池池底安装微孔气体扩散装置，用于空气洗水处理（污水清洗停留不少一小时），在池体一端漂浮载体液面下10cm处开一个30x20cm的进水孔，在大池与小池隔墙中间离池底20cm处开一个40x20cm的进水孔，便于处理后的混合液进入泥水分离池。

泥水分离池的构建：把分隔后的小池再一分为二，分隔成两部分，一个用于做泥水分离池，另一个用作清水池，在泥水分离池底向上三分之二处下方安装泥水分离管组件，在管组件上方10cm与清水池隔墙上开一条10cm高，70cm长的出水孔，用于泥水分离后的上清液进入清水池。

气液雾化喷射水体复氧装置的构建，气液雾化喷射水体复氧装置结构如图1所示，由六部分组成：即浮体1、增压泵2、连通管3、喷枪4、喷枪固定支架5和增压泵固定支架6，其制作方法：在处理装置浮体上面四周预埋12个直径10mm螺栓与浮体固定，用ABS管道固定支架安装在螺栓预留固定位置上，用Ø90的承压管固定在ABS水管支架上，在管道四周均匀安装若干组喷枪，喷嘴朝上向外倾斜5度，连通管3一端连接喷枪4进水管，另一端与增压泵2连接，增压泵用固定支架安装在清水池内。

实施例2 池塘污染水体处理系统及其应用

某一汽车培训驾校训练基地内有一个大约1.2万㎡的景观池塘，雨水是池塘内水的补充来源，水塘遭到污染出现富营养化状态，水面上出现大面积的藻类，并散发出腥臭味，对校区内的环境造成一定的影响。

采用本发明的嵌入式漂浮软体构筑物处理装置，对其进行污染水体修复与治理。池塘水质为典型的富营养化水体，造成这一现象的主要原因有两个，一是学校食堂的污水排入池塘内，二是池塘水体不流动。针对这一情况，我们采取两步措施，即先把食堂的污水排放做一改造，增加配套一个隔油池，把污水中的动植物浮油及固体垃圾拦截在隔油池内，做定时清掏处理。再在该污水排放口区域安装嵌入式漂浮软体构筑物污水处理装置，该处理系统装置处理后出水的水质按国家《地面水环境质量标准》（GB3838-2002）规定的五类标准设计。本处理装置投入运行后，池塘水体出现循环流动，污水进入封闭的处理构筑物内经过空气洗水，泥水分离，上清液流入清水池（污水完成净化），气液雾化喷射水体复氧装置，将处理后的清水喷向天空，池塘水面上形成一个环型喷泉，在阳光的照耀下出现道道彩虹，给训练基地内增加一道靓丽的风景。漂落下来的水珠掀起层层浪花，池塘水体得到复氧修复，经过两周的运行池塘水面藻类完全消失，水体感官清澈，水质得到改变，达到设计要求的国家《地面水环境质量标准》（GB3838-2002）规定的五类标准。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种污染水体治理系统，其特征在于：该系统使用软体材料作为水体治理的构筑物箱体材料，采用发泡材料作为构筑物漂浮结构载体，将箱体分隔为空气洗水池、泥水分离池和清水池三个部分，配套气液雾化喷射水体复氧修复装置，将整套处理系统直接安置在待处理水体中；所述气液雾化喷射水体复氧修复装置包括安装在构筑物漂浮结构载体上的气液雾化喷枪和安装在清水池内的增压泵，通过连通管将增压泵和气液雾化喷枪的进水管连接。

2.根据权利要求1所述的污染水体治理系统，其特征在于：所述的箱体主材采用聚氯乙烯、涤纶布，所述的发泡材料为环氧树脂、玻璃纤维布或聚氨酯。

3.权利要求1或2所述的污染水体治理系统的构建方法，其特征在于，将箱体主材裁剪成形，进行加热粘合缝制成一个长方形构筑物箱体，采用发泡材料制作成与箱体上口大小一致的漂浮载体与箱体上口连接；将箱体分隔成三个功能池，其中：

空气洗水池的构建：在箱体总长三分之二处用箱体主材分隔为大池和小池两个部分，在大池底部安装微孔气体扩散装置，在池体一端漂浮载体液面下设一个进水孔，空气洗水池与泥水分离池隔墙池底上设一过水孔，便于处理后的混合液进入泥水分离池；

泥水分离池的构建：将分隔后的小池再一分为二，分隔成两个池子，其中一个用于做泥水分离池，另一个做清水池，在池底向上高三分之二处下方安装泥水分离管组件，在管组件上方一侧的隔墙上设一出水孔，便于泥水分离后的上清液进入到清水池；

气液雾化喷射水体复氧修复装置的构建：将发泡材料制成一个的浮体，将气液雾化喷枪安装在这个浮体上，增压泵安装在清水池内，用连通管将增压泵和浮体上的喷枪的进水管连接，将处理后的上清液喷射到空中。

4.根据权利要求3所述的污染水体治理系统的构建方法，其特征在于：用箱体主材在箱体总长三分之二处设置分割，形成空气洗水池。

5.据权利要求3所述的污染水体治理系统的构建方法，其特征在于：所述空气洗水池的进水孔设置在池体一端漂浮载体液面下10cm处。

6.据权利要求3所述的污染水体治理系统的构建方法，其特征在于：所述空气洗水池进的过水孔设置在空气洗水池与泥水分离池隔墙池底上20cm处。

7.据权利要求3所述的污染水体治理系统的构建方法，其特征在于：所述清水池的出水孔设置在管组件上方10cm一侧的隔墙上。

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