CN106608678A - 一种河湖污染水体原位修复系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种河湖污染水体原位修复系统，包括供电系统、溶氧曝气系统、微生物培养系统和生物种养系统，供电系统为溶氧曝气进行供电，溶氧曝气系统为微生物培养系统、生物种养系统提供氧气；溶氧曝气系统包括曝气增氧装置、气体净化器和控制器，曝气增氧装置的风机与微纳米微孔曝气管之间通过管道连接，微纳米微孔曝气管和导流板设置在河道底部，气体净化器和控制器均安装在管道上，微生物培养系统采用活性复合微生物功能菌剂；生物种养系统包括水生动物放养和水生植物种植。本发明系统能快速治理好受污染水体，且能保持足够的原生态，具有运行维护成本低、效果好、完全生态、长效保证的突出优势；施工操作简单，维护便捷。

Description

一种河湖污染水体原位修复系统

技术领域

本发明涉及水体处理技术领域，具体是一种河湖污染水体原位修复系统。

背景技术

水体污染是指一定量的污水、废水、各种废弃物等污染物质进入水域，超出了水体的自净和纳污能力，从而导致水体及其底泥的物理、化学性质和生物群落组成发生不良变化，破坏了水中固有的生态系统和水体的功能，从而降低水体使用价值的现象。

由于辖区内河湖水体长期的外源污染输入，使这些水体理化环境表现为强还原性质，有机无机污染极其严重，水体有异味，已经不适合水生生物生存，水生植被退化甚至灭绝，浮游植物、浮游动物、底栖动物只有少量耐污种类存在。食物链断裂，食物网支离破碎，生态系统结构严重失衡，功能严重退化甚至丧失。

城市河流出现黑臭，已成为我国城乡共同存在的污染问题，消除水体黑臭已成为我国目前城乡河道污染问题中函待解决的水环境问题。引起河流水“黑臭”现象的原因主要有以下几个方面：

（1)“臭”：形成的原因主要是水体流动过慢或者不流动，造成水中溶解氧不足，好氧细菌无法生存，加上生活污水的排入，COD（化厌学需氧量)也就是有机物的不断升高，使得大量的厌氧细菌滋生，氧菌的新陈代谢就会产生大量的沼气，这是黑臭形成的主要原因(微生物分解过程中耗氧大于复氧，造成水体缺氧，厌氧微生物分解有机物过程中产生的如胺类、硫化氢、氨等使水体发臭)。

（2)“黑”：因为缺氧导致河水中的铁、锰等重金属还原，与水中的硫离子形成硫化亚铁等使水体呈现黑色。

自然界的河流湖泊本身具有一定的自净能力，能自我净化水质保持水质洁净。但当人类的污染物超标排放时，往往会大大超过水体自身的净化能力。使水体特别是底层水体严重缺氧，极大地抑制了好氧微生物(硝化细菌)的活性。在缺氧状态下厌氧微生物大量繁殖，对落入水底的有机物进行厌氧分解，产生硫化氢、甲烷、氨等有害气体，释放臭气并造成鱼虾大量死亡甚至绝迹。硫化氢又与水中的铁反应，生成硫化铁使水体发黑。得不到及时分解的有机物沉积在水底，形成黑色淤泥，并发出恶臭。

随着城镇化进程日益加快和人民生活水平的提高，这些河湖周边地区产生的垃圾和生活污水的排放量也随之骤增。这些垃圾的随意散布和生活污水由于总氮、氨氮、总磷等各项水质指标浓度均很高，直接排放后，势必导致河湖水体富营养化。

目前较为常用的河湖水体处理技术有物理工艺、化学工艺和生物工艺，但是这几种处理技术都有不同的优缺点。

物理工艺主要是引水稀释、底泥疏浚。引水稀释就是通过工程调水对污染水体进行稀释。使水体在短时间内达到相应的水质标准。该方法能激活水流，增加流速，使水体中水生微生物、植物的数量和种类也相应增加，从而达到净化水质的目的。底泥疏浚指对整条或局部沉积严重的河段、湖泊进行疏浚、清淤，恢复河流和湖泊的正常功能，但由于物理修复技术存在暂时性、不稳定性以及治标不治本等缺点，在河道水体修复工艺中较少使用。

化学工艺通过化学手段处理被污染水体达到去除水体中污染物的一种方法。如治理湖泊酸化可投加生石灰，抑制藻类大量繁殖可投加杀藻剂。目前该方法主要用于酸化湖泊的治理。化学修复技术具有费用高、易造成二次污染等缺点。

生物工艺，国内外已开发出多种有关污染水体生物修复的技术，从生物的选择和培养应用上来分主要包括直接投加微生物技术、培养微生物技术和高等生物修复技术等；按其工程实施的方式来分主要有原位修复技术、异位修复技术和原位异位联合修复技术。

与传统的化学、物理处理方法相比，生物修复技术有以下优点：污染物在原地被降解、修复时间短、就地处理操作简单，具有对周围环境的千扰少、修复资金较少，一般只为传统工艺的投资额的50-70%、不产生二次污染，遗留问题少的特点。生物修复技术是未来水体修复的重点发展趋势。

发明内容

本发明的目的在于提供一种河湖污染水体原位修复系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种河湖污染水体原位修复系统，包括供电系统和、溶氧曝气系统、微生物培养系统和生物种养系统，

所述供电系统为溶氧曝气进行供电，溶氧曝气系统为微生物培养系统、生物种养系统提供氧气；

所述溶氧曝气系统包括曝气增氧装置、气体净化器和控制器，所述曝气增氧装置包括风机、管道、微纳米微孔曝气管和导流板，所述风机与微纳米微孔曝气管之间通过管道连接，微纳米微孔曝气管设置在河道底部，导流板设置在微纳米微孔曝气管下方；所述气体净化器和控制器均安装在管道上，气体净化器设置在控制器和风机之间，且控制器设置在水中；

所述微生物培养系统采用活性复合微生物功能菌剂；所述生物种养系统包括水生动物放养和水生植物种植。

作为本发明进一步的方案：所述供电系统采用水利发电或太阳能发电。

作为本发明进一步的方案：所述风机替换为空气压缩机。

作为本发明再进一步的方案：所述控制器为时间控制器或溶氧控制器。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明系统在不换水，也不清淤的前提下，即可快速治理好受污染水体，水底的淤泥中的有机物也可在治理过程中逐步得到消解，保持足够的原生态。该系统对于景观水水质改善，具有运行维护成本低、效果好、完全生态、长效保证的突出优势。本发明利用太阳能发电提供电能，只需在溶氧曝气系统和生物菌种培养系统上做好安全防护即可，施工操作简单，维护便捷。

附图说明

图1为河湖污染水体原位修复系统中溶氧曝气系统的示意图。

图中：1-河道；2-风机；3-气体净化器；4-管道；5-控制器；6-微纳米微孔曝气管；7-导流板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例中，一种河湖污染水体原位修复系统，包括供电系统和、溶氧曝气系统、微生物培养系统和生物种养系统。

供电系统为溶氧曝气进行供电，供电系统采用水利发电或太阳能发电，溶氧曝气系统为微生物培养系统、生物种养系统提供氧气。

溶氧曝气系统包括曝气增氧装置、气体净化器和控制器。控制器为时间控制器或溶氧控制器，再配套电源线和信号线；时间控制器可以设置多段停开机时间，实现自动控制；溶氧控制器可以自动检测水中溶氧浓度，浓度不足预设浓度底线时自动启动充气设备，浓度超过预设浓度高限时自动停止设备。

曝气增氧装置包括风机、管道、微纳米微孔曝气管和导流板，风机与微纳米微孔曝气管之间通过管道连接，微纳米微孔曝气管设置在河道底部，导流板设置在微纳米微孔曝气管下方；气体净化器和控制器均安装在管道上，气体净化器设置在控制器和风机之间，且控制器设置在水中。

曝气增氧装置设置在水底，这样可以使得水底溶氧含量达到足够的浓度，并且通过导流板的作用让水层产生上下对流，使得溶氧上下均衡。

微纳米微孔曝气管是用PE高分子材料制成的微纳米级底部增氧曝气产品，管壁上存在大量微孔并且开孔率高，增氧效率高，使用范围广泛。

通过风机鼓风，可让大量微细气泡从管壁冒出，因开孔率高，大量气泡的上升将带动水体翻滚流动，大大增加气液接触面积从而不断溶氧，并且水体上下对流又不断把溶解氧带到水体下层；另外未并泡的微小气泡在水中处于烟雾飘散状态，上升速度慢，溶氧效果显著，从而大幅度提高水中的含氧量。

风机也可以替换为空气压缩机；在把空气送入曝气增氧装置之前，气体净化器将空气中存在的油污、粉尘、水汽等杂质进行过滤，以避免曝气部件在短时间内就被堵塞。

微生物培养系统采用活性复合微生物功能菌剂，是一类好氧性的有益微生物，能快速分解池中及池底的有害有机物；可分解外来污染源以及水中鱼、虾的粪便、残饵、尸体等，使水体保持良好的生态平衡，抑制有害生物的繁殖，凝絮力强，在水温比较高的季节能快速使水体清澈。因为是好氧性微生物，因此需要保证水体中的溶氧量，如果水中缺氧，则无法达到效果，与微纳米曝气增氧装置搭配使用，效果最好。

该复合微生物功能菌剂，属天然、无毒、无残留污染，不产生抗性，能有效改善水生态环境，净化水质，提高水生动物免疫能力，减少疾病，促进健康生长，维持水体生态平衡。

生物种养系统包括水生动物放养和水生植物种植，水生动物一方面是景观作用，另一方面是配合净化水质。植物除了景观作用外还有两个作用，一个是净化水质，另一个就是植物根系(尤其是漂浮于水面的植物的根系)会成为微生物的附着空间，形成强大的生物膜，这将是在增氧配合下，最重要的净化水质生力军。

然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (4)

1. 一种河湖污染水体原位修复系统，包括供电系统和、溶氧曝气系统、微生物培养系统和生物种养系统，其特征在于，

所述供电系统为溶氧曝气进行供电，溶氧曝气系统为微生物培养系统、生物种养系统提供氧气；

所述溶氧曝气系统包括曝气增氧装置、气体净化器和控制器，所述曝气增氧装置包括风机、管道、微纳米微孔曝气管和导流板，所述风机与微纳米微孔曝气管之间通过管道连接，微纳米微孔曝气管设置在河道底部，导流板设置在微纳米微孔曝气管下方；所述气体净化器和控制器均安装在管道上，气体净化器设置在控制器和风机之间，且控制器设置在水中；

所述微生物培养系统采用活性复合微生物功能菌剂；所述生物种养系统包括水生动物放养和水生植物种植。

2.根据权利要求1所述的河湖污染水体原位修复系统，其特征在于，所述供电系统采用水利发电或太阳能发电。

3.根据权利要求1所述的河湖污染水体原位修复系统，其特征在于，所述风机替换为空气压缩机。

4.根据权利要求1所述的河湖污染水体原位修复系统，其特征在于，所述控制器为时间控制器或溶氧控制器。