CN106430623A - 一种河道污水原生态处理设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种河道污水原生态处理设备，包括船体，该船体上设置有漂物收集系统，还包括污水处理系统，该污水处理系统包括具有污水入口的污水收集仓、具有污水处理剂的污水处理仓以及高压喷水组件，上述污水收集仓、污水处理仓以及高压喷水组件通过管路依次连通，且该高压喷水组件将从污水处理仓中流出的、带污水处理剂的高压水向河床淤泥喷射。与现有技术相比，本发明中的河道污水原生态处理设备可对河道污水进行深度处理，显著改善河道污水的治理效果，从而形成对河道水体和淤泥的全方位、综合、原生态治理，使河道污水更快、更有效地还原成原生态状态。

Description

一种河道污水原生态处理设备
技术领域
本发明涉及水环境治理领域，尤其涉及一种河道污水原生态处理设备。
背景技术
随着经济的发展，我国水环境面临着水体污染、水资源短缺和洪涝灾害等多方面压力，其中水体污染加剧了水资源短缺，水生态环境破坏促使洪涝灾害频发。据1999年《中国环境状况公报》显示，我国七大水系、主要湖泊、近岸海域及部分地区的地下水受到不同程度的污染。水体污染中，河流以有机污染为主，主要污染物是氨氮、生化需氧量、高锰酸盐指数和挥发酚等。我国水环境问题产生的原因是多方面的，但主要是人类主观因素的影响，长期以来，我国经济增长方式粗放，企业单纯追求经济效益，忽视环境效益和生态效益。
申请号为201410646701.2(申请公布号为CN 105621648 A)的中国发明专利《河流污水净化专用船舶》公开了一种专用船舶，该船舶的船体下部与内含石英砂的石英砂容器相连，石英砂容器内设有多个沿船体长度方向的通孔，在石英砂容器前端设有含有两层过滤网的网罩。该专利中的船舶在河道中移动时，网罩可过滤较大的悬浮物，而长达100厘米以上的石英砂通道将吸附过滤较小的悬浮物，采用船舶方便快捷地净化河道内的污水。可见，上述专利中的河流污水净化专用船舶功能单一，仅能对河道中的漂浮物和悬浮物进行处理，而由上可知，水污染的机制很复杂，该船舶无法对污染水进行深度、综合治理。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是针对现有技术而提供一种污水治理效果好的河道污水原生态处理设备。
本发明所要解决的第二个技术问题是针对现有技术而提供一种污水治理效果好且多功能的河道污水原生态处理设备。
本发明所要解决的第三个技术问题是针对现有技术而提供一种污水治理效果好且在运行时具有一定观赏性的河道污水原生态处理设备。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种河道污水原生态处理设备，包括船体，该船体上设置有漂物收集系统，其特征在于，还包括污水处理系统，该污水处理系统包括具有污水入口的污水收集仓、具有污水处理剂的污水处理仓以及高压喷水组件，上述污水收集仓、污水处理仓以及高压喷水组件通过管路依次连通，且该高压喷水组件能将从污水处理仓中流出的、带污水处理剂的高压水向河床淤泥喷射。
作为优选，所述污水处理仓包括具有化学污水处理剂的化学处理仓和具有生物污水处理剂的微生物处理仓，并且，待处理污水依次通过化学处理仓和微生物处理仓。这样高压喷水组件可将经污水处理仓处理后的污水中携带的化学污水处理剂和生物污水处理剂一起喷射至淤泥中，可利用化学污水处理剂和生物污水处理剂对淤泥进行杀菌、除臭，化学和生物手段结合应用，可进一步改善处理效果。
进一步，所述化学处理仓中设置有二氧化氯发生装置，即化学处理仓中的化学污水处理剂为二氧化氯，二氧化氯具有高效、广谱、无残留、无副产物的消毒能力和脱色、除臭、除异味等强氧化能力；所述微生物处理仓采用ISSA PGPR生态修复剂为生物污水处理剂，该化学处理仓的一端与上述污水收集仓连通，另一端与微生物处理仓的一端连通，而该微生物处理仓的另一端与高压喷水组件连通。待处理污水先通过化学处理仓进行处理，然后再通过微生物进行处理可避免化学处理仓中的化学物质对微生物产生破坏，并且微生物处理仓中的PGPR微生物能随高压喷水组件一起喷射至淤泥中，可对水体进行充分的去氨氮处理，并快速建立起高效的食物链，再通过有效的食物链来降低水环境的富营养物质的浓度，恢复水环境的自净能力，从而达到水环境原生态修复目的。
进一步，所述污水处理系统还包括与上述污水处理仓连通的竹炭过滤体，该竹炭过滤体至少为两个，并沿船体长度方向布置于船体的两侧，该河道污水原生态处理设备作业时，各竹炭过滤体均位于水面上方，经污水处理仓处理后的水通过竹炭过滤体作用后滴入水体并形成水幕效果，这样在增加污水处理功能的基础上，可增强该设备作业时的可观赏性。
作为优选，所述高压喷水组件包括高压喷头、高压泵、升降支架以及淤泥操作手，所述升降支架的一端与船体连接，另一端设置有至少一个淤泥操作手，所述高压喷头设置在淤泥操作手上。淤泥操作手可对淤泥进行翻耕，从而能使淤泥中的沼气得到有效排放，同时在该淤泥操作手上设置高压喷头，能使带污水处理剂的高压水更好地喷射至河床淤泥中。
进一步，所述高压喷水组件还包括设置在所述升降支架上的超声波测距传感探头，该超声波测距传感探头可对河床结构进行探索，使得河道污水原生态处理设备的治理作业更加彻底，无死角，治理效果更好。
作为优选，所述漂物收集系统包括漂物收集仓、漂物导入口以及设置在该导入口上的导入翼，上述漂浮导入口沿船体行驶方向开设在船体端部，而漂物收集仓的入口与上述漂物导入口相对，从而能更好地收集水体中的漂浮物、悬浮物等。
为使该设备更加环保，避免在操作过程中产生二次污染，作为优选，该设备还包括发电系统，该发电系统包括沼气发电装置和太阳能发电装置，该沼气发电装置包括沼气收集泵、沼气收集池以及沼气发电机，该沼气发电机与蓄电装置连接，而该蓄电装置的电源输出端与船体的驱动装置的电源输入端连接；所述太阳能发电装置与上述蓄电装置连接。
为更好增加待处理水体中的溶解氧，从而加速水体和淤泥中的有害物质的分解，作为优选，该河道污水原生态处理设备还包括向待处理水体提供氧气的增氧装置。
作为优选，所述漂物收集系统、增氧装置和高压喷水组件，分别沿船体的行驶方向并以船体的重心为中心对称设置，该河道污水原生态处理设备作业时，上述漂物收集系统、增氧装置和高压喷水组件均位于水面下方。这样当该设备应用于狭窄的河道时，无需将船体掉头，即能实现对河道另一方向的污水的处理，使用十分方便，同时当该设备在水面上航行并进行作业时，仅有竹炭过滤体形成的水幕暴露于水面上，而其他作业部分均隐藏于船体内部或水面下，从而使得该河道污水原生态处理设备具有一定观赏性，尤其当其应用于风景水域时，不会影响风景水域的整体美观度，因此可推广应用于多种水域的水体治理。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明中的漂物收集系统可收集水体中的漂浮物和悬浮物，而污水处理系统可对污水进行进一步深度处理，并且污水处理系统中的高压喷水组件可将经污水处理仓处理后的污水连同其携带的污水处理剂一起以高压水的形式，喷射至河床淤泥中，从而可在河道水体和河床底部对水体同时进行治理，形成立体的治理模式，显著改善河道污水的治理效果，此外，带污水处理剂的高压水喷射至河床淤泥中，可对河床淤泥进行一定翻耕，从而使淤泥中的沼气排放，且污水处理剂可对淤泥进行消毒、除臭等处理，从而形成对河道水体和淤泥的全方位、综合、原生态治理。
附图说明
图1为本发明实施例中河道污水原生态处理设备的结构示意图；
图2为图1中Ⅰ部分的放大图；
图3为图1的另一方向结构示意图；
图4为图1的再另一方向结构示意图；
图5为图4中Ⅱ部分的放大图；
图6为本发明实施例中河道污水原生态处理设备的内部结构示意图；
图7为本发明实施例中河道污水原生态处理设备使用状态下的局部结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1～7所示，一种河道污水原生态处理设备，包括船体10，该船体10上设置有污水处理系统、漂物收集系统、增氧装置3以及发电系统。上述污水处理系统包括污水收集仓1、污水处理仓11以及具有高压喷头20的高压喷水组件2，且该污水收集仓1、污水处理仓11以及高压喷头20通过管路依次连通，上述污水收集仓1上开设有污水入口(未示出)，并通过污水泵12泵入污水收集仓1中，此外，污水收集仓1与污水处理仓11之间、污水处理仓11与高压喷头20之间也设置有污水泵12。污水收集仓1中设置有多道用于过滤污水中泥沙的过滤网(未示出)。
上述污水处理仓11包括相互连通的化学处理仓111和微生物处理仓112，该化学处理仓111和微生物处理仓112中也分别设置有多道用于过滤污水中泥沙的过滤网，从而能更好地过滤掉污水中的泥沙。本实施例中，上述化学处理仓111中设置有二氧化氯发生装置，其产生二氧化氯作为化学污水处理剂，二氧化氯具有高效、广谱、无残留、无副产物的消毒能力和脱色、除臭、除异味等强氧化能力，能较好地对污水进行治理；微生物处理仓112设置有微生物搅拌器113，从而使得微生物处理仓112中的微生物均匀分布，更好地对污水进行微生物处理，本实施例中的微生物采用ISSA PGPR生态修复剂(购于浙江阿凡柯达环保科技有限公司)作为生物污水处理剂，该生态修复剂利用PGPR微生物的有氧反硝化作用快速降低水水体中的氨氮浓度，然后快速建立起高效的食物链，再通过有效的食物链来降低水环境的富营养物质的浓度，恢复水环境的自净能力，从而达到水环境生态修复目的。上述化学处理仓111的一端与上述污水收集仓1连通，另一端与微生物处理仓112的一端连通，而该微生物处理仓112的另一端与高压喷头20连通，即污水依次经化学污水处理剂(二氧化氯)和生物污水处理剂(ISSA PGPR生态修复剂)处理后，处理后的污水携带化学污水处理剂和生物污水处理剂经高压喷头20以高压水的形式打入淤泥中，可利用化学污水处理剂和生物污水处理剂对淤泥进行杀菌、除臭，化学和生物手段结合应用，可进一步改善处理效果。
此外，上述污水处理系统还包括多个竹炭过滤体7，各竹炭过滤体7与上述污水处理仓11连通，即经污水处理仓11处理后的水除通过高压喷头20喷射外，还可以通过竹炭过滤后再通入河道水体中。本实施例中各竹炭过滤体7均呈罐状，并沿船体10的长度方向均布于船体10的两侧，即船体10的两侧分别布置有一排竹炭过滤体7，并且在该设备作业状态下，各竹炭过滤体7均位于水面上方，经污水处理仓11处理后的水经竹炭过滤体7作用后滴入水体中，从而形成优美的水幕效果。
上述高压喷水组件2除高压喷头20外，还包括与高压喷头20连接的高压泵27、升降支架21、绞车25、淤泥操作手24以及超声波测距传感探头26，该超声波测距传感探头26可对河床结构进行探索，使得河道污水原生态处理设备的治理作业更加彻底，无死角，治理效果更好。上述升降支架21的一端与船体10连接，另一端通过连接绳23挂设有至少一个淤泥操作手24，高压喷头20分别设置在各淤泥操作手24的自由端。具体地，各淤泥操作手24均包括柱体241，该柱体241上延其长度方向间隔穿设有至少两个圆盘状搅拌片242，本实施例中，柱体241上均匀设置有五个搅拌片242，柱体241依次穿过各搅拌片242的中心处。进一步，各淤泥操作手24的各搅拌片242中，位于柱体241两端的搅拌片242分别向外隆起而呈钟罩状，且其中一搅拌片242上设置有用于连接上述连接绳23的挂钩243，而另一搅拌片242上设有上述高压喷头20，如此设置可减少水流对淤泥操作手24的阻力。淤泥操作手24可对淤泥进行翻耕，从而能使淤泥中的沼气得到有效排放，同时在该淤泥操作手24上设置高压喷头20，能使带污水处理剂的高压水更好地喷射至河床淤泥中。
高压喷头20通过输水管组与上述污水处理仓11连通，上述高压泵27设置在输水管组上，该输送管组包括与污水处理仓11连通的输水总管81和与高压喷头20一一对应的输水支管82，输水总管81固定在升降支架21上，上述柱体241为中空结构，各输水支管82的一端分别与输水总管81连通，另一端上分别设置有一高压喷头20，并分别穿过对应的柱体241并其上的高压喷头20外露于淤泥操作手24。进一步，升降支架21包括升降臂211和安装架22，绞车25的钢丝绳连接在升降臂211上，升降臂211为相对设置的两根，各升降臂211的一端与船体10连接，另一端连接于安装架22的中心处，两升降臂211之间架设有两根连接梁212，从而使两升降臂211的结构更加稳固。安装架22为矩形框并沿船体10的宽度方向设置(即安装架22的宽度方向与船体10的宽度方向同向)，该矩形框内部沿该矩形框的长度方向均设有一根第一连接杆221，同时沿该矩形框的宽度方向均设有两根第二连接杆222，上述两升降臂211的端部分别连接在第一连接杆221与第二连接杆222的交叉处。该安装架22相对于船体10内侧的框边中点处设置有安装环231，该安装环231位于安装架22内侧且其两端分别与安装架22的框边内侧连接，上述连接绳23的一端连接在该安装环231上，而安装架22上与上述框边相对的框边上设置有多个固定圈232，各固定圈232与上述连接绳23一一对应并分别供一根连接绳23穿过，从而使得连接绳23在上述安装架22中以安装环231为中心呈放射状设置，不仅能使各淤泥操作手24更加稳固地连接在安装架22上，并且可减少水体对安装架22整体的阻力。上述输水总管81的一端与污水处理仓11连通，另一端封闭并沿第一连接杆221固定在安装架22上，上述输水支管82依次连接在输水总管81的该端上，且各输水支管82与输水总管81的连接处分别设置有一控制阀83。这样污水处理仓11中的水经输水总管81后分流至输水支管82，并在高压泵27的作用下由高压喷头20喷射入水体中。
上述漂物收集系统包括漂物收集仓31、漂物导入口102以及设置在该漂物导入口102上的导入翼32，上述漂物导入口102沿船体10行驶方向开设在船体10端部，而漂物收集仓31的入口与上述漂物导入口102相对。本实施例中，漂物收集仓31呈网笼状，这样当该设备停止作业靠岸时，漂物收集仓31能迅速排干漂物中的水分，同时在船体10行驶过程中，水流能对漂物收集仓31中的漂物进行一定清洗。此外，导入翼32为网板状，为两块并沿船体10的宽度方向分设在漂物导入口102的两侧，且各导入翼32分别与漂物导入口102的左右侧壁铰接。这样当该设备在河道水体中作业时，两导入翼32相对于漂物导入口102转动，从而使得漂物导入口102打开，并引导漂物(漂浮物、悬浮物等)进入漂物收集仓31中，当停止作业时，两导入翼32关闭该漂物导入口102。
上述发电系统包括沼气发电装置和太阳能发电装置6，其中沼气发电装置可利用淤泥排放的沼气作为能源进行发电，利用沼气和太阳能发电为船体10提供动力来源，是一种纯绿色、纯环保的方式。该沼气发电装置包括沼气收集泵42、沼气收集池41以及沼气发电机43，上述太阳能发电装置6和沼气发电机43分别与蓄电装置5连接，而该蓄电装置5的电源输出端与船体10的驱动装置9的电源输入端连接。本实施例中，蓄电装置5为电瓶，船体10的驱动装置9为电动推进器，可分别通过沼气发电和太阳能发电为船体10的行驶以及船体10上各功能部分的运作提供动力。上述增氧装置3为增氧管，能有效增加水体中的溶解氧，本实施例中增氧装置3设置在漂物收集仓31的入口侧。
本实施例中，船体10的主甲板上设置有驾驶仓101，该驾驶仓101的顶部设置有上述太阳能发电装置6，从而使得该太阳能发电装置6能更好地接收太阳能，提高太阳能发电效率。上述污水处理系统的污水收集仓1、污水处理仓11以及沼气发电装置均设置在船体10内部，而漂物收集系统、增氧装置3和高压喷水组件2均设置在船体10底部，并且，在该河道污水原生态处理设备作业状态下，上述漂物收集系统、增氧装置3和高压喷水组件2均位于水面下方，可见，当该设备在水面上航行并进行作业时，仅有竹炭过滤体7形成的水幕暴露于水面上，而其他作业部分隐藏于船体10内部或水面下，从而使得该河道污水原生态处理设备具有一定观赏性，尤其当其应用于风景水域时，不会影响风景水域的整体美观度，使其适用范围更广，可推广应用于多种水域的水体处理。
进一步，当该河道污水原生态处理设备应用于狭窄河道水体治理时，船体10不方便掉头，从而影响治理作业的正常进行。为解决该问题，本实施例中，上述漂物收集系统、增氧装置3和高压喷水组件2，分别沿船体10的行驶方向并以船体10的重心为中心对称设置。具体地，船体10底部沿其长度方向开设有两端开口的安装槽103，且该安装槽103的两端开设分别形成上述漂物导入口102，两漂物收集仓31设置在该安装槽103中，且两漂物收集仓31的外侧分别设置有上述增氧装置3，而两高压喷水组件2的升降臂211分别连接在安装槽103两端开口的下方。为避免漂物收集系统工作时对增氧装置3的运作产生影响，两增氧装置3交替运行，即一侧的漂物收集系统收集漂物时，另一侧的增氧装置3运作，而与该漂物收集系统同侧的增氧装置3停止运作。
本实施例中的河道污水原生态处理设备作业过程如下：船体10在电动推进器的驱动下沿河道行驶，漂物收集系统的导入翼32打开，漂物导入口102暴露，漂浮物和悬浮物在导入翼32引导下沿漂物导入口102进入漂物收集仓31中，同时另一侧的增氧装置3运作，向水体增氧。此外，待处理污水在污水泵12作用下由污水入口进入污水收集仓1，在污水收集仓1中经过多道滤网过滤泥沙后，通过污水泵12依次进入化学处理仓111和微生物处理仓112。经处理后的污水可通过两条途径回到待处理水环境中，第一条途径：经处理后的污水以高压水的形式通过高压喷头20喷射至河床的淤泥中，同时高压喷头20所在的淤泥操作手24进行翻耕，从而使得淤泥中的沼气排出，而与高压水一起射至淤泥的污水处理剂可对河床淤泥和河床底部的水体进行综合处理。第二条途径：经处理的污水进入竹炭过滤体7进行过滤，并在船体10两侧形成优美的水幕效果，增加该河道污水原生态处理设备作业时的可观赏性。另外，沼气收集泵42可将淤泥操作手24翻耕淤泥产生的沼气收集至沼气收集池41，沼气发电机43利用沼气收集池41中的沼气进行发电并储能于储电装置5中，该电瓶可为船体10的运行提供电能。此外，该船体10还可以通过太阳能发电装置6，利用太阳能发电并储能于储电装置5中。
综上可见，本发明中的河道污水原生态处理设备，综合利用理化技术、生物技术以及污水处理再回收技术，使河道污水更快、更有效地还原成原生态状态，是一种绿色、环保的河道污水治理设备。

Claims (10)

1.一种河道污水原生态处理设备，包括船体(10)，该船体(10)上设置有漂物收集系统，其特征在于，还包括污水处理系统，该污水处理系统包括具有污水入口的污水收集仓(1)、具有污水处理剂的污水处理仓(11)以及高压喷水组件(2)，上述污水收集仓(1)、污水处理仓(11)以及高压喷水组件(2)通过管路依次连通，且该高压喷水组件(2)能将从污水处理仓(11)中流出的、带污水处理剂的高压水向河床淤泥喷射。
2.如权利要求1所述的河道污水原生态处理设备，其特征在于，所述污水处理仓(11)包括具有化学污水处理剂的化学处理仓(111)和具有生物污水处理剂的微生物处理仓(112)，并且，待处理污水依次通过化学处理仓(111)和微生物处理仓(112)。
3.如权利要求2所述的河道污水原生态处理设备，其特征在于，所述化学处理仓(111)内设置有二氧化氯发生装置，所述微生物处理仓(112)采用ISSA PGPR生态修复剂为生物污水处理剂，该化学处理仓(111)的一端与上述污水收集仓(1)连通，另一端与微生物处理仓(112)的一端连通，而该微生物处理仓(112)的另一端与高压喷水组件(2)连通。
4.如权利要求2所述的河道污水原生态处理设备，其特征在于，所述污水处理系统还包括与上述污水处理仓(11)连通的竹炭过滤体(7)，该竹炭过滤体(7)至少为两个，并沿船体(10)长度方向布置于船体(10)的两侧，该河道污水原生态处理设备作业时，各竹炭过滤体(7)均位于水面上方，经污水处理仓(11)处理后的水经竹炭过滤体(7)作用后滴入水体并形成水幕效果。
5.如权利要求1所述的河道污水原生态处理设备，其特征在于，所述高压喷水组件(2)包括高压喷头(20)、高压泵(27)、升降支架(21)以及淤泥操作手(24)，所述升降支架(21)的一端与船体(10)连接，另一端设置有至少一个淤泥操作手(24)，所述高压喷头(20)设置在淤泥操作手(24)上。
6.如权利要求5所述的河道污水原生态处理设备，其特征在于，所述高压喷水组件(2)还包括设置在所述升降支架(21)上的超声波测距传感探头(26)。
7.如权利要求1所述的河道污水原生态处理设备，其特征在于，所述漂物收集系统包括漂物收集仓(31)、漂物导入口(102)以及设置在该漂物导入口(102)上的导入翼(32)，上述漂物导入口(102)沿船体(10)行驶方向开设在船体(10)端部，而漂物收集仓(31)的入口与上述漂物导入口(102)相对。
8.如权利要求1～7任一项所述的河道污水原生态处理设备，其特征在于，还包括发电系统，该发电系统包括沼气发电装置和太阳能发电装置(6)，该沼气发电装置包括沼气收集池(41)、沼气收集泵(42)以及沼气发电机(43)，该沼气发电机(43)与蓄电装置(5)连接，而该蓄电装置(5)的电源输出端与船体(10)的驱动装置(9)的电源输入端连接，该驱动装置(9)为电动推进器；所述太阳能发电装置(6)与上述蓄电装置(5)连接。
9.如权利要求1～7任一项所述的河道污水原生态处理设备，其特征在于，还包括向待处理水体提供氧气的增氧装置(3)。
10.如权利要求9所述的河道污水原生态处理设备，其特征在于，所述漂物收集系统、增氧装置(3)和高压喷水组件(2)，分别沿船体(10)的行驶方向并以船体(10)的重心为中心对称设置，该河道污水原生态处理设备作业时，上述漂物收集系统、增氧装置(3)和高压喷水组件(2)均位于水面下方。
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