CN106044877A - 一种用于治理污染水体的靶向投药装置及其投药方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于治理污染水体的靶向投药装置及其投药方法，该投药装置包括浮体、加药罐、注药装置以及靶向注药调节装置；加药罐设置在浮体上；注药装置包括注药管主管和注药管支管；注药管主管的一端与注药管支管的中部连通；注药主管另一端通过输药管与加药罐连通；注药支管上开设若干个通孔或通过注药头连接管连接多个注药头；靶向注药调节装置包括定位板、连接链以及提升装置；注药支管固定在定位板上，提升装置通过连接链与定位板固定连接；通过提升装置控制定位板的上升或下降，从而实现在不同水体深度的靶向投药。该投药装置及投药方法能大幅度提高工程实施的精度和效率、降低人工成本。

Description

一种用于治理污染水体的靶向投药装置及其投药方法

技术领域

本发明涉及水体污染修复领域，更具体地说，涉及一种用于治理污染水体的靶向投药装置及其投药方法。

背景技术

改革开放以来，我国人口和经济快速发展，大量未经有效处理的工业废水、生活污水和农田径流排入水体。长此以往，水体接受的污染物超出其自净能力，污染物氧化消耗大量溶解氧导致水体缺氧，最终使水体处于厌氧状态。污染物厌氧分解导致水体黑臭现象，严重破坏居民的居住环境，影响居民的身体健康。水体污染已经成为制约我国经济可持续发展的关键性因素。国务院于2015年4月发布了《水污染防治行动计划》，吹响了向水污染宣战的号角。

污染水体的治理手段主要有外源截流、内源控制、水质净化、清水补给、调水活水、生态修复等。污染水体治理是一项复杂的系统工程，单一的技术手段难以解决水体污染的问题，必须通过多种技术手段的集成应用。内源控制与水质净化是污染水体治理的有效手段。内源控制包括清淤疏浚、内源污染削减及底泥重金属固化等。水质净化技术包括人工增氧、微生物强化净化、水生植物净化等。

内源污染削减主要通过向底泥中投加生物促生剂、微生物菌剂、硝酸钙、过氧化钙等(统称底质改良剂)改变底质环境增强微生物活性，提高生物降解能力，达到降解底泥有机物、削减底泥厚度，同时去除上覆水中的COD、氨氮、磷等污染物。底泥重金属固化主要通过投加沸石、聚合硫酸铁等(统称重金属固化剂)改变重金属的存在形态，降低重金属的活性。微生物强化净化技术主要通过向水体中投加微生物菌剂、生物促生剂(统称生物制剂)等，增强水体微生物的活性，提高水体的自净能力，达到治理污染水体的目的。

大量的国内外实验研究已经证明外源投加底质改良剂、重金属固化剂及微生物制剂(统称药剂)能有效治理污染水体，但工程应用中却存在多种困难：

1)工程施工一般为带水施工，而底质改良剂需投加到底泥上或泥面以下一定深度处，人工泼洒或投注的方式难以将底质改良剂等投加至设计的深度，达不到理想的治理效果；

2)当前水体污染治理工程中投加底质改良剂、重金属固化剂及生物制剂等大都采用人工泼洒或投注的方式，施工效率低、试剂投加不均匀，治理效果不理想，人工成本高，大大增加了工程成本，不利于工程化施工。

发明内容

本发明针对当前污染水体治理工程施工中遇到的问题，满足当前黑臭水体治理市场需求不断扩大、人工成本不断增加的现状，提供一种用于治理污染水体的靶向投药装置及其投药方法。该装置适用于污染河道、湖泊等水体治理的底质改良剂、重金属固化剂、生物制剂等的投加，也适用于突发水污染事件应急处理中中和剂、氧化还原剂、絮凝剂等的投加，该装置能大幅度提高工程实施的精度和效率、降低人工成本。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种用于治理污染水体的靶向投药装置，包括浮体、用于溶解或稀释治理水体污染用的药剂的加药罐、用于将药剂注入至水体内的注药装置以及用于使药剂靶向投加至上覆水或底泥不同深度的靶向注药调节装置；

所述加药罐设置在浮体上；

所述注药装置包括注药管主管和注药管支管；注药管主管的一端与注药管支管的中部连通；注药主管另一端通过输药管与加药罐连通；所述注药支管上开设若干个通孔或通过注药头连接管连接多个注药头；

所述靶向注药调节装置包括定位板、连接链以及提升装置；所述注药支管固定在定位板上，所述提升装置通过连接链与定位板固定连接；通过提升装置控制定位板的上升或下降，从而实现在不同水体深度的靶向投药。

本发明所述的用于治理污染水体的靶向投药装置，其中，所述注药主管为钢丝软管、橡胶软管中的一种，注药主管的长度根据不同水域深度而定；所述注药支管为PVC管、UPVC管、钢管、镀锌钢管中的一种，注药支管的长度根据不同水域宽度而定；所述注药头连接管为PVC管、UPVC管、钢管、镀锌钢管、铜管中的一种，注药头连接管的长度根据向底泥中投药的所需深度而定；所述注药头为喷头或喷嘴。

本发明所述的用于治理污染水体的靶向投药装置，其中，所述连接链呈“Y”型，包括主链条和两条支链条；所述主链条通过连接扣与两条支链条连接，两条支链条分别通过连接环连接在固定板的两端。

本发明所述的用于治理污染水体的靶向投药装置，其中，所述定位板为建筑模板、钢板、不锈钢穿孔板中的一种。

本发明所述的用于治理污染水体的靶向投药装置，其中，所述注药支管固定在定位板正下方。

本发明所述的用于治理污染水体的靶向投药装置，其中，所述浮体通过浮体动力装置在水体上前行。

本发明所述的用于治理污染水体的靶向投药装置，其中，所述输药管上还连接有加药泵和流量计。

本发明所述的用于治理污染水体的靶向投药装置，其中，该靶向投药装置还包括用于抽取水体中的水进入加药罐以溶解或稀释药剂的潜水泵和用于搅拌加药罐内药剂的搅拌机；所述潜水泵置于水体中，固定在浮体一侧，潜水泵的出水口通过输水管与加药罐相连；所述搅拌机置于加药罐上。

本发明所述的用于治理污染水体的靶向投药装置，其中，该靶向投药装置至少包括两个加药罐，所述输水管上设有阀门，可控制抽取的水体进入不同的加药罐；所述输药管上设有阀门，可控制两个或多个加药罐交替加药。

本发明还提供一种使用如上所述的用于治理污染水体的靶向投药装置的投药方法，包括如下步骤：

(1)将用于治理水体污染的药剂投入加药罐，利用潜水泵抽取水体中的水进入加药罐，同时使用搅拌机促进药剂的溶解或稀释；

(2)药剂溶解或稀释完成后开启加药泵，药剂通过注药主管以及注药支管注入水体，采用靶向注药调节装置可使注药主管以及注药支管上升或下降，实现药剂靶向投加至上覆水或底泥的不同深度。

实施本发明的用于治理污染水体的靶向投药装置及其投药方法，具有以下有益效果：

(1)该装置适用于污染河道、湖泊等水体治理的底质改良剂、重金属固化剂、生物制剂等的投加，也适用于突发水污染事件应急处理中中和剂、氧化还原剂、絮凝剂等的投加，使用范围广；

(2)试剂通过加药系统定向投加，施工精度高，能充分发挥药剂的治理效果；

(3)采用机械化代替现有人工泼洒或投注施工，每台设备每小时可完成上万平米水面的药剂投加工作，工作效率高，降低施工人工成本；

(4)工艺简单，装置安装拆解方便，可将整套装置制成设备使用，也可临时组装；一个水体治理工程完成后可将整套设备移动到另一水体使用，也可拆解移动到另一水体后再组装使用；

(5)工艺使用灵活，可与其他水体污染治理技术联合使用。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明较佳实施例的靶向投药装置的平面结构示意图；

图2是图1沿A-A线的结构示意图；

其中，1、浮体；2、加药罐；3、注药装置；301、注药管主管；302、注药管支管；303、注药头连接管；304、注药头；4、靶向注药调节装置；401、定位板；402、连接链；403、提升装置；404、连接扣；405、连接环；5、潜水泵；6、搅拌机；7、输水管；8、输药管；9、加药泵；10、流量计；11、浮体动力装置；12、动力装置；13、储物间。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：

实施例1

如图1-2所示，一种用于治理污染水体的靶向投药装置，包括浮体1、用于溶解或稀释治理水体污染用的药剂的加药罐2、用于将药剂注入至水体内的注药装置3以及用于使药剂靶向投加至上覆水或底泥不同深度的靶向注药调节装置4；用于抽取水体中的水进入加药罐以溶解或稀释药剂的潜水泵5和用于搅拌加药罐内药剂的搅拌机6；

所述浮体通过浮体动力装置11在水体上前行。浮体优先选用船，也可采用浮筒等制成的表面平整的物体，用于承载加药罐、搅拌机、潜水泵、输水管、加药泵、输药管、流量计、注药管、靶向注药调节装置、控制系统、储物间；浮体动力装置可采用船用推进器、螺旋桨等，优先选用速度可控的动力设备，利于精确确定投药量。

所述加药罐设置在浮体上；该靶向投药装置包括两个加药罐，当然加药罐的数量根据水域面积所需，加药罐宜采用2个或以上，交替进行溶解/稀释药剂和加药，提高工作效率；本实施例列举的两个加药罐仅仅为示意作用，并不代表不可以只设置一个加药罐，也不代表不可以采用多个加药罐进行加药；所述输水管上设有阀门，可控制抽取的水体进入不同的加药罐；所述输药管上设有阀门，可控制两个或多个加药罐交替加药。

所述潜水泵置于水体中，固定在浮体一侧，潜水泵的出水口通过输水管7与加药罐相连；所述搅拌机置于加药罐上。潜水泵、加药泵、搅拌机与动力装置12电性连接，该动力装置可采用发电机或电池；此外，浮体上还设置有储物间13，储物间可采用彩钢板、彩钢夹芯板等材料制作，用于存放药剂及其他杂物。

所述注药装置3包括注药管主管301和注药管支管302；注药管主管的一端与注药管支管的中部连通；注药主管另一端通过输药管8与加药罐连通；所述输药管上还连接有加药泵9和流量计10。加药泵优选流量可调的水泵，通过调节水泵流量及船行进的速度可精确的控制药剂的投加量。所述注药支管通过注药头连接管303连接多个注药头304。注药主管，优选钢丝软管、橡胶软管等具有弯曲性能的软管制成；注药支管，可采用PVC管、UPVC管、钢管、镀锌钢管等刚性管制成，可制成不同长度规格以供不同河宽或不同面积的水域使用；注药头连接管，可采用PVC管、UPVC管、钢管、镀锌钢管、铜管等刚性管制成，连接管的长度决定了向底泥中投药的深度，可制作成不同长度规格的连接管，实现向不同深度底泥的靶投药；注药头，可采用喷头或喷嘴制成，优选具有防堵功能的喷头或喷嘴。注药主管、注药支管、注药头连接管、注药头之间可采用胶粘剂粘结、螺纹连接等连接方式。

所述靶向注药调节装置4包括定位板401、连接链402以及提升装置403；所述注药支管固定在定位板的正下方，固定方式有绑扎、焊接等；所述提升装置通过连接链与定位板固定连接。所述连接链呈“Y”型，包括主链条和两条支链条；所述主链条通过连接扣404与两条支链条连接，两条支链条分别通过连接环405连接在固定板的两端。所述定位板为建筑模板、钢板、不锈钢穿孔板中的一种。提升装置，可采用绞车、葫芦等(手动、电动均可)提升装置制成；连接链，优选具有防腐功能的锁链、钢丝绳等制成；连接扣，优选具有防腐功能的连接扣；连接环，优选采用钢筋弯曲成环焊接在定位板上或采用带螺母的地脚螺栓固定。

该靶向投药装置利用定位板可平铺在底泥表面的特性实现注药支管的定位，再利用长度可调的注药头连接管实现向不同深度底泥靶向投药。通过提升装置控制定位板的上升或下降，从而实现在不同水体深度的靶向投药。整套置于水体上，控制浮体移动的方向及速度，浮体经过之处，药剂可以均匀的投注到上覆水或底泥。

实施例2

该实施例与实施例1的靶向投药装置的区别在于注药支管制成穿孔管来代替注药头连接管与注药头。但此种方法只适用于向水体不同深度或底泥表层投药，不能实现向不同深度底泥投药。

实施例3

使用如上所述的用于治理污染水体的靶向投药装置的投药方法，包括如下步骤：

(1)将用于治理水体污染的药剂投入加药罐，利用潜水泵抽取水体中的水进入加药罐，同时使用搅拌机促进药剂的溶解或稀释；

(2)药剂溶解或稀释完成后开启加药泵，药剂通过注药主管以及注药支管注入水体，采用靶向注药调节装置可使注药主管以及注药支管上升或下降，实现药剂靶向投加至上覆水或底泥的不同深度。

应用实施例4

某黑臭河道治理示范工程采用生物促生剂和微生物菌剂联合进行原位底泥修复，使用本发明的靶向投药装置及其投药方法。将生物促生剂及微生物菌剂按设计比例加入加药罐，用潜水泵抽取河水进行稀释，调解注药管至泥面，开启加药泵，定向匀速移动船体，行进速度为0.5m/s，注药管长度为4m，示范段宽10m，长500m，面积约5000m²，操作工2人，完成施工用时约40min，施工效率高。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于治理污染水体的靶向投药装置，其特征在于，包括浮体、用于溶解或稀释治理水体污染用的药剂的加药罐、用于将药剂注入至水体内的注药装置以及用于使药剂靶向投加至上覆水或底泥不同深度的靶向注药调节装置；

所述加药罐设置在浮体上；

所述注药装置包括注药管主管和注药管支管；注药管主管的一端与注药管支管的中部连通；注药主管另一端通过输药管与加药罐连通；所述注药支管上开设若干个通孔或通过注药头连接管连接多个注药头；

所述靶向注药调节装置包括定位板、连接链以及提升装置；所述注药支管固定在定位板上，所述提升装置通过连接链与定位板固定连接；通过提升装置控制定位板的上升或下降，从而实现在不同水体深度的靶向投药。

2.根据权利要求1所述的用于治理污染水体的靶向投药装置，其特征在于，所述注药主管为钢丝软管、橡胶软管中的一种，注药主管的长度根据不同水域深度而定；所述注药支管为PVC管、UPVC管、钢管、镀锌钢管中的一种，注药支管的长度根据不同水域宽度而定；所述注药头连接管为PVC管、UPVC管、钢管、镀锌钢管、铜管中的一种，注药头连接管的长度根据向底泥中投药的所需深度而定；所述注药头为喷头或喷嘴。

3.根据权利要求1所述的用于治理污染水体的靶向投药装置，其特征在于，所述连接链呈“Y”型，包括主链条和两条支链条；所述主链条通过连接扣与两条支链条连接，两条支链条分别通过连接环连接在固定板的两端。

4.根据权利要求1所述的用于治理污染水体的靶向投药装置，其特征在于，所述定位板为建筑模板、钢板、不锈钢穿孔板中的一种。

5.根据权利要求1所述的用于治理污染水体的靶向投药装置，其特征在于，所述注药支管固定在定位板正下方。

6.根据权利要求1所述的用于治理污染水体的靶向投药装置，其特征在于，所述浮体通过浮体动力装置在水体上前行。

7.根据权利要求1所述的用于治理污染水体的靶向投药装置，其特征在于，所述输药管上还连接有加药泵和流量计。

8.根据权利要求1所述的用于治理污染水体的靶向投药装置，其特征在于，该靶向投药装置还包括用于抽取水体中的水进入加药罐以溶解或稀释药剂的潜水泵和用于搅拌加药罐内药剂的搅拌机；所述潜水泵置于水体中，固定在浮体一侧，潜水泵的出水口通过输水管与加药罐相连；所述搅拌机置于加药罐上。

9.根据权利要求8所述的用于治理污染水体的靶向投药装置，其特征在于，该靶向投药装置至少包括两个加药罐，所述输水管上设有阀门，可控制抽取的水体进入不同的加药罐；所述输药管上设有阀门，可控制两个或多个加药罐交替加药。

10.一种使用如权利要求9所述的用于治理污染水体的靶向投药装置的投药方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将用于治理水体污染的药剂投入加药罐，利用潜水泵抽取水体中的水进入加药罐，同时使用搅拌机促进药剂的溶解或稀释；

(2)药剂溶解或稀释完成后开启加药泵，药剂通过注药主管以及注药支管注入水体，采用靶向注药调节装置可使注药主管以及注药支管上升或下降，实现药剂靶向投加至上覆水或底泥的不同深度。