CN106006965A - 一种黑臭水体治理与修复系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种黑臭水体治理与修复系统，该系统具有投资成本低、安装便捷、氮磷去除效果好且运行稳定等优点。本发明的系统包括有生化原位强化处理区和水生植物修复区，所述的生化原位强化处理区为一体化水体原位修复设备，主要由主体框架、曝气器、挡水围板、屉式填料单元、浮动式生物填料、曝气主管、风机及风机罩、浮体和风机支架组成；所述的水生植物修复区为生态浮岛修复系统，由种植网和水生植物组成，分布在生化原位强化处理区四周，生化原位强化处理区的挡水围板将生化原位强化处理区和水生植物修复区分隔成相对独立的两个区域，生化原位强化处理区净化后的水从挡水围板的上沿流向周围水生植物修复区。
Description
技术领域
本发明涉及一种水体治理与修复系统，具体涉及一种黑臭水体治理与修复系统。
背景技术
近年来，人类的过度干扰破坏了河流系统的水生环境，造成河道自净能力下降、水质恶化、生物多样性下降等问题，多数河道水质已经处于Ⅴ类和劣Ⅴ类水质。因此，对污染河道的治理与修复刻不容缓。
常见的水体治理与修复技术有：底泥疏浚、增氧曝气、投加药剂与菌种、生物栅与生态基、生态修复以及各种组合技术等，这些技术措施各有优缺点。底泥疏浚可以在一定时间内减轻了污染物对水体的影响，但只是实现了污染物转移，没有从根本上去除污染物，且成本高昂。增氧曝气技术应用普遍，可以实现水体充氧以及搅拌作用，不过不同的曝气设备往往不能兼顾充氧效率和能耗两方面的要求，而且不能从根本上解决水体污染。投加药剂与菌种，效果见效快，但药剂成本高，且有可能产生二次污染。生物栅与生态基对污染源能起到一定的拦截作用，其本质是为微生物的生长和附着提供一种载体的技术，微生物可以在载体上聚集并生长，通过大量的微生物群落去除水体中的污染物，该法投入少、能耗低、维护简单，对水中的有机物、氮磷及藻类等有去除作用，但填料挂膜慢，生物膜易脱落，从而降低了净化效率。
生态浮岛是指借助浮体栽培的水生植物，通过水生植物根系及其根系上附着的微生物作用，吸收水体中的营养物质，从而去除水体总的氮磷等物质，但易受季节变化影响，存在处理时间长、处理效果不稳定等缺点。河道治理与修复作为一个系统工程，需要多管齐下，才能取得良好治理效果。因此，除了研发高效的微生物强化处理技术外，还要结合其他处理方法的优点，将不同的处理技术进行整合，其组合技术的协同作用可以高效、快速、经济、稳定的治理与修复污染的河道。
发明内容
本发明的目的是针对于现有水体治理与修复系统存在的上述不足之处，提供一种黑臭水体治理与修复系统，该系统具有投资成本低、安装便捷、维护管理方便、快速高效、氮磷去除效果好且运行稳定等优点。
本发明所采用的技术方案是：
本发明的黑臭水体治理与修复系统，其包括有生化原位强化处理区和水生植物修复区，所述的生化原位强化处理区为一体化水体原位修复设备，主要由主体框架、曝气器、挡水围板、屉式填料单元、浮动式生物填料、曝气主管、风机及风机罩、浮体和风机支架组成，主体框架与浮体固定连接，利用浮体浮力整体悬浮在水中，曝气器通过曝气主管与风机连接，曝气器分布在屉式填料单元底部，屉式填料单元内部装填浮动式生物填料，风机固定在风机支架上，向一体化水体原位修复设备内鼓风，使得浮动式生物填料保持悬浮并为填料上附着的微生物供氧，同时向水体充氧并促使水体加大竖向循环运动；所述的水生植物修复区为生态浮岛修复系统，由种植网和水生植物组成，分布在生化原位强化处理区四周，生化原位强化处理区的挡水围板将生化原位强化处理区和水生植物修复区分隔成相对独立的两个区域，生化原位强化处理区净化后的水从挡水围板的上沿流向周围水生植物修复区。其中生态浮岛是利用植物的根系吸收污染河道中的富营养化物质，如总磷、氨氮、有机物等，使得河道中的有机污染物质得到降解，修复河道由于封闭或自循环不足带来的水体腥臭、富营养化现象，同时大幅提高水体透明度。
本发明的黑臭水体治理与修复系统，其进一步的技术方案是所述的浮体为具有抗外来的冲击力、抗紫外线的氧化能力的圆柱状浮体，浮力强，可为设备以及周围浮岛提供稳定的浮力。
本发明的黑臭水体治理与修复系统，其进一步的技术方案还可以是所述的风机为低噪音风机，风机罩采用隔音材料制作，风机动力来源为太阳能或电能或风能。
本发明的黑臭水体治理与修复系统，其进一步的技术方案还可以是所述的曝气器的曝气气泡大小从微米级到毫米级，每日曝气时间为3～24h，设备中水体溶解氧浓度维持在2mg/L～8mg/L。
本发明的黑臭水体治理与修复系统，其进一步的技术方案还可以是所述的屉式填料单元可从一体化水体原位修复设备侧面抽出，方便清洗或更换框内的填料。
本发明的黑臭水体治理与修复系统，其进一步的技术方案还可以是所述的浮动式生物填料为脱氮生物多孔填料，其结构为立体空间网状结构，填料间形成相互贯通的孔洞结构，填料的孔隙度＞95％，孔隙尺寸为0.5mm～7mm，填料填充体积为一体化水体原位处理设备体积的20％～60％，高度100～3000mm。这种新型填料比表面积大，亲水性好，生物易附着，材料使用寿命长，还具有良好的脱氮和有机物去除能力，可以充分保证水体净化效果。填充高度根据水质情况确定，污染严重的水体，填充体积较高。
本发明的黑臭水体治理与修复系统，其进一步的技术方案还可以是所述的种植网为双层围网，围网由PVC管固定支撑，构成的平面形状为圆形、椭圆形或方形。
本发明的黑臭水体治理与修复系统，其进一步的技术方案还可以是所述的水生植物为圆币草、狐尾藻、梭鱼草、水芙蓉、水芹菜、水竹、香根草中的一种或几种的组合。
本发明的黑臭水体治理与修复系统处理对象是污染的开放性水体(河道)和封闭性水体(湖泊、池塘、河道闸前蓄水池等)。
本发明的有益效果是：
1、采用生化原位强化处理和水生植物修复组合技术，二者协同作用能够快速有效的降解水体中有机污染物、氮磷物质以及其它污染物。
2、生化强化处理技术为原位处理，不占用岸线，还可对污染源进行拦截处理。
3、填料采用特制的脱氮浮动式生物填料，作为新型生物填料，易于挂膜生长，内部形成厌氧环境，相当于一个小型的厌氧反应器，使得整个反应器处于整体好氧、内部厌氧的状态，形成独特的A2O(好氧—缺氧—厌氧)工艺，强化有机物和氮磷的去除。
4、采用微孔曝气器，使得水中气体粒径在微米级到毫米级，强化氧传质效率，增加水中溶解氧含量，同时使得有机氮和有机磷转化为易于植物吸收的无机氮和无机磷。
5、水生植物生长快、分株多、生物量大、根系发达、观赏性好，它们对黑臭水体具有良好净化作用，尤其是对水中的氮、磷有较好的吸收、吸附作用，使其将水中氮磷作为营养物质吸收。
6、本发明的组合技术，简便经济、安装便捷、耐久性好、耐冲击负荷、处理效果稳定，既具有水质改善效果，又具有自然景观效果，尤其适用于黑臭水体的治理与修复。
附图说明
图1为本发明的黑臭水体治理与修复系统示意图
图2为本发明的黑臭水体治理与修复系统平面图
图中：1-主体框架；2-曝气器；3-挡水围板；4-屉式填料单元；5-浮动式生物填料；6-曝气主管；7-风机及风机罩；8-浮体；9-种植网；10-水生植物；11-风机支架。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明：
本发明中的种植网和水生植物等材料均可从市场购得。
如图1和图2所示，本发明的黑臭水体治理与修复系统，其包括有生化原位强化处理区和水生植物修复区，所述的生化原位强化处理区为一体化水体原位修复设备，由主体框架、曝气器、挡水围板、屉式填料单元、浮动式生物填料、曝气主管、风机及风机罩、浮体和风机支架组成，主体框架与浮体固定连接，利用浮体浮力整体悬浮在水中，曝气器通过曝气主管与风机连接，曝气器分布在屉式填料单元底部，屉式填料单元内部装填浮动式生物填料，风机固定在风机支架上，向一体化水体原位修复设备内鼓风，使得浮动式生物填料保持悬浮并为填料上附着的微生物供氧，同时向水体充氧并促使水体加大竖向循环运动；所述的水生植物修复区为生态浮岛修复系统，由种植网和水生植物组成，分布在生化原位强化处理区四周，生化原位强化处理区的挡水围板将生化原位强化处理区和水生植物修复区分隔成相对独立的两个区域，生化原位强化处理区净化后的水从挡水围板的上沿流向周围水生植物修复区。整个一体化水体原位修复设备通过浮体的浮力悬浮在水面上，固定在风机支架上的风机，通过设备底部的曝气器向上曝气，带动水流向上流动，经过屉式填料单元中的浮动式生物填料，水体中的污染物被浮动式生物填料上附着的微生物吸附降解，净化后的水从设备周边的挡水围板的上沿流向周围水体；在设备周边布置若干面积的种植网，并在种植网中栽培一种或多种水生植物，可选择圆币草、狐尾藻、梭鱼草、水芙蓉、水芹菜、水竹、香根草等一种或其中几种植物组合种植。
将本发明应用某段污染河道，河长约1000m，平均河宽15m，水深约1.2m，水体感官较差，水色呈绿色，局部有黑臭现象，平均水质为：DO为2.1mg/L，COD为67mg/L，氨氮为4.6mg/L总磷为0.8mg/L。在该河道中应用该系统，设备设置3台，3×2×1.2(m)，其中填料层高度为0.4m，曝气量为40～50m3/h，每天曝气时间为12h；水生植物种植面积为300m2，种植圆币草。一个月后根据植物成活情况，进行补种与调整，经过三个月的治理与修复，水质各项指标为DO为6mg/L～7mg/L，COD为28mg/L，氨氮为0.96mg/L，总磷为0.21mg/L，水质达到Ⅳ类水体标准。
Claims (8)
1.一种黑臭水体治理与修复系统，其特征在于包括有生化原位强化处理区和水生植物修复区，所述的生化原位强化处理区为一体化水体原位修复设备，主要由主体框架、曝气器、挡水围板、屉式填料单元、浮动式生物填料、曝气主管、风机及风机罩、浮体和风机支架组成，主体框架与浮体固定连接，利用浮体浮力整体悬浮在水中，曝气器通过曝气主管与风机连接，曝气器分布在屉式填料单元底部，屉式填料单元内部装填浮动式生物填料，风机固定在风机支架上，向一体化水体原位修复设备内鼓风，使得浮动式生物填料保持悬浮并为填料上附着的微生物供氧，同时向水体充氧并促使水体加大竖向循环运动；所述的水生植物修复区为生态浮岛修复系统，由种植网和水生植物组成，分布在生化原位强化处理区四周，生化原位强化处理区的挡水围板将生化原位强化处理区和水生植物修复区分隔成相对独立的两个区域，生化原位强化处理区净化后的水从挡水围板的上沿流向周围水生植物修复区。
2.根据权利要求1所述的黑臭水体治理与修复系统，其特征在于所述的浮体为具有抗外来的冲击力、抗紫外线的氧化能力的圆柱状浮体。
3.根据权利要求1所述的黑臭水体治理与修复系统，其特征在于所述的风机为低噪音风机，风机罩采用隔音材料制作，风机动力来源为太阳能或电能或风能。
4.根据权利要求1所述的黑臭水体治理与修复系统，其特征在于所述的曝气器的曝气气泡大小从微米级到毫米级，每日曝气时间为3～24h，设备中水体溶解氧浓度维持在2mg/L～8mg/L。
5.根据权利要求1所述的黑臭水体治理与修复系统，其特征在于所述的屉式填料单元可从一体化水体原位修复设备侧面抽出。
6.根据权利要求1所述的黑臭水体治理与修复系统，其特征在于所述的浮动式生物填料为脱氮生物多孔填料，其结构为立体空间网状结构，填料间形成相互贯通的孔洞结构，填料的孔隙度＞95％，孔隙尺寸为0.5mm～7mm，填料填充体积为一体化水体原位处理设备体积的20％～60％，高度100～3000mm。
7.根据权利要求1所述的黑臭水体治理与修复系统，其特征在于所述的种植网为双层围网，围网由PVC管固定支撑，构成的平面形状为圆形、椭圆形或方形。
8.根据权利要求1所述的黑臭水体治理与修复系统，其特征在于所述的水生植物为圆币草、狐尾藻、梭鱼草、水芙蓉、水芹菜、水竹、香根草中的一种或几种的组合。
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