CN104817174B - 一种受污染岩溶水修复装置及其修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种受污染岩溶水修复装置，包括飘浮装置、太阳能电池、空气泵、空气导管、微生物群落管、承重绳、千斤坠,所述空气泵和太阳能电池直接固定到飘浮装置上面,空气导管一端部穿过飘浮装置中部的通孔并与空气泵的出口连接，空气导管另一端部连接微生物群落管，千斤坠通过承重绳连接飘浮装置底部，太阳能电池与空气泵电性连接，主要应用于受有机污染严重的岩溶水水体，本发明设计简单，便于拆解、运输及实施，更适用于能源缺乏，地理环境复杂、水体深度多变的岩溶形地貌，具有处理水质好、并在处理有机污染物同时对水体脱氮亦有良好的效果。

Description

一种受污染岩溶水修复装置及其修复方法

技术领域

本发明涉及受污染岩溶水修复污染区域，尤其涉及以有机物为主污染区域的修复装置及其修复方法。

背景技术

我国岩溶地下河污染源种类繁多、数量庞大、分布广泛，部分地下河已受到不同程度的污染，部分地下河已不能作为饮用水水源。根据部分资料分析，西南地区岩溶地下水重金属(Cd、As、Pb、Hg)污染普遍存在。部分地区岩溶地下水中还存在有机污染物，主要污染指标包括甲苯、二氯甲烷、三氯乙烯、1,2-二氯乙烷、1,2-二氯丙烷、1,2－二氯乙烯、二甲苯、苯乙烯、乙苯等。由于岩溶发育的不均匀性、地下河系统空间结构的复杂性，导致地下河污染途径和过程极其复杂。岩溶地下水污染源点多面广，部分地下河污染已呈现出日趋严重的趋势，污染面积不断扩大。岩溶地下河是我国重要的饮用水水源和战略资源，开展岩溶地下河治理修复技术开发，对支撑岩溶地区经济社会可持续发展具有不可替代的作用，对保护岩溶地区人民饮用水安全和身体健康具有重要意义。同时，开发出高效、节能的岩溶地下河水体治理装置也成为相关研究人员的新课题。

生态浮岛技术就是运用了无土栽培技术原理，利用水生植物对氮、磷等元素吸收和有机污染物的降解达到修复水体的目的。其不会产生污泥等沉淀物，不会对水体生态系统造成破坏，是一种投入小、无污染、比较实用的治理方式。但是，传统的生态浮岛技术要求大规模的应用以及无法有效治理深层水体，另外对于水生植物来讲，对环境气候的依赖性较强，其应用范围受到制约。

人工水草是一种生物膜载体修复技术，使用仿水草材料充当载体，在处理受污染水体时，人工水草表面会形成一层生物膜。利用附着的菌类、藻类等对污染物进行分解达到修复受污染水体的目的。

发明内容

本发明目的在于提供一种有效修复受有机污染岩溶地区水体的方法。

本发明目的在于提供一种便于生产、运输、实施且低成本的修复受有机污染物污染岩溶地区水体装置。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现的：

本发明一方面提供一种受污染岩溶水修复装置，其特征在于，包括飘浮装置(1)、太阳能电池(3)、空气泵(2)、空气导管(5)、微生物群落管(6)、承重绳(7)、千斤坠(8),所述空气泵(2)和太阳能电池(3)直接固定到飘浮装置(1)上面,空气导管(5)一端部穿过飘浮装置(1)中部的通孔并与空气泵的出口连接，空气导管(5)另一端部连接微生物群落管(6)，千斤坠通过承重绳连接飘浮装置(1)底部，太阳能电池(3)与空气泵电性连接，所述微生物群落管(6)包括主管(9)，其主管(9)外壁连接微生物群落组件(10)，微生物群落组件(10)以主管(9)为中心呈放射状形态。

进一步地，微生物群落组件(10)由弹性微纳米曝气管(12)、超细纤维纱条(13)和高密度聚酯海绵条(14)组成，超细纤维纱条(13)和高密度聚酯海绵条间隔设置在弹性微纳米曝气管(12)外壁上，并沿弹性微纳米曝气管(12)径向向外延伸，空气导管(5)连接微生物群落管(6)的主管(9)，主管(9)外壁设置微生物群落组件连接孔，微生物群落组件(10)连接在该微生物群落组件连接孔上。

进一步地，所述主管(9)两端附有固定承重绳(7)的锁件。

进一步地，所述主管(9)两端部分别为内外螺纹接头或卡套式接头或法兰式接头。

进一步地，所述微生物群落管(6)的数量为多个，微生物群落管之间通过主管(9)上的内外螺纹接头或卡套式接头或法兰式接头连接。

进一步地，所述微生物群落管(6)的数量为多个，微生物群落管的主管(9)之间通过柔性管相连接。

进一步地，所述柔性管为波纹管。

本发明另一方面提供如上所述受污染岩溶水修复装置处理岩溶水的方法，将太阳能电池置于光照条件下充电，然后将飘浮装置(1)置于受污染岩溶水水面上，将千斤坠(8)放入水中，并将主管(9)锁定于承重绳(7)的锁件上，然后下放承重绳(7)并依次连接所有主管(9)，使微生物群落管(6)竖直立于水中，最后开启空气泵，为微生物群落管(6)周围制造富氧气水体，促进好氧微生物对有机污染物的分解。

进一步提供如上所述受污染岩溶水修复装置处理岩溶水的方法，将太阳能电池置于光照条件下充电，将飘浮装置(1)与千斤坠(8)分别装置于岩溶水河流两岸(15)，依次连接所有主管(9)使微生物群落管(6)拦河安置。

进一步提供如上所述受污染岩溶水修复装置处理岩溶水的方法，将太阳能电池置于光照条件下充电，依次通过柔性管连接所有主管(9),使微生物群落管(6)在受污染岩溶水水体中呈“之”字安置，并在“之”字拐角处附加千斤坠及飘浮装置，以固定微生物群落管(6)。

本发明具有以下有益效果：

本发明一种受污染岩溶水修复装置，通过太阳能提供能源，取代了传统的供电行为，便于对能源缺乏及能源线路难以布置的岩溶水地区进行修复处理，尤其是地理环境复杂、水体深度多变的岩溶形地貌。

采用飘浮装置和千斤坠结构、可拆装的微生物群落管模块，增加了修复装置的机动性，更好的适应岩溶区复杂地形。

实施过程中，利用好氧、厌氧生物的共同存在和对受污染水体的作用，构建人工微生物群落，以修复受污染水体,降低能耗。

使用微纳米气泡参与修复过程，有效增强了微生物群落对有机污染物的分解和氨氮的降解。

附图说明

图1为本发明所提供的受污染岩溶水修复装置的结构图。

图2为本发明所提供的微生物群落管结构图一。

图3为本发明所提供的微生物群落管结构图二。

图4为本发明所提供的微生物群落组件结构图。

图5本发明所提供的受污染岩溶水修复装置的第一实施方案图。

图6本发明所提供的受污染岩溶水修复装置的第二实施方案图。

图7本发明所提供的受污染岩溶水修复装置对受污染池塘进行处理的COD浓度变化对照图。

图8本发明所提供的受污染岩溶水修复装置对受污染池塘进行处理的TN浓度变化对照图。

符号说明：

1：飘浮装置

2：空气泵

3：太阳能电池板

4：水面

5：空气导管

6：微生物群落管

7：承重绳

8：千斤坠

9：微生物群落管主管

10：微生物群落组件

11：微生物群落组件连接孔

12：弹性微纳米曝气管

13：超细纤维纱条

14：高密度聚酯海绵条

15：河流两岸

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

实施例1：

作为本发明的一种实施方式，参阅图1-4，一种受污染岩溶水修复装置，包括利用飘浮装置1、承重绳7、千斤坠8构建竖直方向区域，使锁定在承重绳上的微生物群落管6在空气泵2、太阳能电池3的作用下为该区域提供富氧气环境从而形成人工微生物群落。

在实际实施过程中，将太阳能电池置于光照条件下充电，将承重绳7两端分别连接飘浮装置1和千斤坠8，之后千斤坠8放入水中，并在承重绳千斤坠8端逐节安装微生物群落主管9并锁定于承重绳7上面，之后在主管9上面安装由弹性微纳米曝气管12、超细纤维纱条13、高密度聚酯海绵条14组成的微生物群落组件10，然后下放承重绳7并连接其他微生物群落管6使该组微生物群落管6竖直立于水中。空气泵连接微生物群落管6，调节气体压力40-100千帕，通过微生物群落主管9在微纳米曝气管12的作用下产生大量直径为20-30um的微纳米气泡雾，为装置周围水域提供富氧气环境，使生长在超细纤维纱条13上面的好氧微生物得以更好的存活并更加有效的分解受污染水域中的有机污染物；且高密度聚酯海绵14能够吸附大量有机物、表面活性剂等，在其表面形成一层由好氧微生物、藻类等为主要成分的生物膜，有效的隔离富氧气环境，为其内部的厌氧菌类提供良好的生长环境，利于污染物的分解，促进微生物群落的发展，由此达到治理受污染水域的目的。

实施例2：

其他同实施例1，如图5所示，将飘浮装置1与千斤坠8分别装置于河流两岸(15)，使微生物群落管6拦河安置，并设立多组。该实施方式适用于宽度和深度较为一致河道。

实施例3：

其他同实施例1，如图6所示，依次通过柔性管连接所有主管9,使微生物群落管6在受污染水体中呈“之”字安置，并在“之”字拐角处附加千斤坠8及飘浮装置1，以固定微生物群落管6。该实施方式适用于宽度和深度多变的河道。

实施例4：

根据本发明的一个实施例，通过本装置对受污染池塘进行对照处理后，得到如下结果：

受污染岩溶水塘面积100米*50米，最深处大约4米，平均浓度2.5米。在水塘中间进行隔离，其中一部分安装本修复装置2组，进行了8天左右每日2次的水质采样。对水中COD含量和TN含量经测量整理得分别得出图7、图8中结果。可以看出，第3-6天为装置反应的高峰期，并对污水处理达到基本理想的结果。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种受污染岩溶水修复装置，其特征在于，包括飘浮装置(1)、太阳能电池(3)、空气泵(2)、空气导管(5)、微生物群落管(6)、承重绳(7)、千斤坠(8),所述空气泵(2)和太阳能电池(3)直接固定到飘浮装置(1)上面,空气导管(5)一端部穿过飘浮装置(1)中部的通孔并与空气泵的出口连接，空气导管(5)另一端部连接微生物群落管(6)，千斤坠通过承重绳连接飘浮装置(1)底部，太阳能电池(3)空气泵电性连接，所述微生物群落管(6)包括主管(9)，其主管(9)外壁连接微生物群落组件(10)，微生物群落组件(10)以主管(9)为中心呈放射状形态，微生物群落组件(10)由弹性微纳米曝气管(12)、超细纤维纱条(13)和高密度聚酯海绵条(14)组成，超细纤维纱条(13)和高密度聚酯海绵条间隔设置在弹性微纳米曝气管(12)外壁上，并沿弹性微纳米曝气管(12)径向向外延伸，空气导管(5)连接微生物群落管(6)的主管(9)，主管(9)外壁设置微生物群落组件连接孔，微生物群落组件(10)连接在该微生物群落组件连接孔上，所述主管(9)两端附有固定承重绳(7)的锁件，所述主管(9)两端部分别为内外螺纹接头或卡套式接头或法兰式接头。

2.如权利要求1所述的一种受污染岩溶水修复装置，其特征在于，所述微生物群落管(6)的数量为多个，微生物群落管之间通过主管(9)上的内外螺纹接头或卡套式接头或法兰式接头连接。

3.如权利要求1所述的一种受污染岩溶水修复装置，其特征在于，所述微生物群落管(6)的数量为多个，微生物群落管的主管(9)之间通过柔性管相连接。

4.如权利要求3所述的一种受污染岩溶水修复装置，其特征在于，所述柔性管为波纹管。

5.如权利要求1或2所述受污染岩溶水修复装置处理岩溶水的方法，其特征在于，将太阳能电池置于光照条件下充电，之后飘浮装置(1)置于受污染岩溶水水面上，将千斤坠(8)放入水中，并将主管(9)锁定于承重绳(7)的锁件上，然后下放承重绳(7)并依次连接所有主管(9)，使微生物群落管(6)竖直立于水中，最后开启空气泵，为微生物群落管(6)周围制造富氧气水体，促进好氧微生物对有机污染物的分解。

6.如权利要求1或2所述受污染岩溶水修复装置处理岩溶水的方法，其特征在于，将太阳能电池置于光照条件下充电，将飘浮装置(1)与千斤坠(8)分别装置于岩溶水河流两岸(15)，依次连接所有主管(9)使微生物群落管(6)拦河安置。

7.如权利要求3或4所述受污染岩溶水修复装置处理岩溶水的方法，其特征在于，将太阳能电池置于光照条件下充电，依次连接所有主管(9)使微生物群落管(6)在受污染岩溶水水体中呈“之”字安置，并在“之”字拐角处附加千斤坠及飘浮装置，以固定微生物群落管(6)。