CN107089777A - 一种半封闭式河道池塘生态修复系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种半封闭式河道池塘生态修复系统，包括排污口拦截单元、曝气增氧单元、底泥处理单元、生物修复单元和微生物填料单元。本发明具有的有益效果是：修复全面，先从底泥和污水进行处理，使河湖水体的基础和进水净化度提高；再进行微生物修复，同时对河湖水体进行曝气，提高河湖水体含氧量，加快微生物分解有机物；最后进行生物修复，生态浮岛可以对河湖进行美观处理，同时其上放置的水生植物，可以消耗水中养分，并且可以吸附河湖水体上的漂浮物；本新型的生态修复系统可以有效的修复封闭式河湖的水体污染问题，并且节约能耗，水质改善见效快，维系时间长，避免河湖水体重新黑臭化。

Description

一种半封闭式河道池塘生态修复系统

技术领域

本发明涉及黑臭河湖水体水质修复技术领域，具体涉及一种半封闭式河道池塘生态修复系统。

背景技术

封闭式河湖生态恶化的主要特点是水质黑臭，黑臭河湖水质情况，一般点、面源污染在河湖长期积累，导致内源污染严重，进而向上覆水释放，致使上覆水水质较差，时常出现发黑发臭现象。原因在于大量的有机物质超出了微生物的有氧代谢能力，过剩的有机物降解耗氧，导致了底部缺氧。当底部溶解氧低于0.2—0.3mg/L时，便形成厌氧环境，这时的兼气细菌和厌气细菌一起进行厌氧呼吸。而维系水质清洁的基础环节--生物氧化反应过程被破坏。厌氧呼吸过程从有机物中脱出的氢，没有足够的氧作为受氢体，会产生有毒有害的物质如非离解氨、硫化氢、亚硝酸盐等。有害物质进一步恶化上覆河湖水体，使上覆河湖水体的自净能力减弱直至消失，造成河湖水体缺氧，大批水生生物消亡，生物多样性锐减， 生态平衡破坏殆尽，食物链不复存在，水中的悬浮颗粒、有机碎屑、生物尸骸等有机质沉降，进一步加重底部的厌氧活动，形成恶性循环。

另外，初期雨水和两岸居民区垃圾入河湖，区域内生活污水、市政管网溢流口溢流污水、餐饮污水进入河湖塘体，带来大量污染物，也会导致河湖水体发黑发臭。

因此，解决封闭式河湖的水体黑臭问题是关系到居民的生活环境、安全健康的重要举措。但是目前的封闭式河湖的处理方式都比较简单粗暴，多采用表面曝气充换氧、换水调水等方式，但是这种方式只能短时间内解决，长时间过后河湖还会发黑发臭，不能从根本上解决问题。

发明内容

为了有效地解决上述问题，本发明提供了一种解决河湖发黑发臭并可持续修复的半封闭式河道池塘生态修复系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种半封闭式河道池塘生态修复系统，包括排污口拦截单元、曝气增氧单元、底泥处理单元、生物修复单元和微生物填料单元；

所述排污口拦截单元包括隔油池，所述隔油池设置于河湖排污口处，用来对排污口排出污水进行水和油污的分离；

所述曝气增氧单元包括鼓风机和曝气循环系统，所述曝气循环系统与鼓风机连接，并且盘式摆放于河湖底部；

所述底泥处理单元包括抽水泵和撒药器，抽水泵用于排空河湖内的水，撒药器用于对排空水后的河湖内的底泥进行撒药，使底泥有机污染无机化；

所述生物修复单元包括生态浮岛和水生植物；

所述微生物填料单元包括填料床和填料床支架，所述填料床通过填料床支架固定于河湖内，所述填料床上设有生物填料层。

进一步，作为上述技术方案的改进，所述鼓风机为沉水式罗茨鼓风机，设置于河湖底部，避免了在岸上设置鼓风室，对周围环境造成噪音污染。

进一步，所述曝气循环系统包括微纳米级曝气管盘，所述微纳米级曝气管盘的曝气孔径为1-100μm。

进一步，作为上述技术方案的改进，所述的生态浮岛包括外框和渔网，所述外框内底为渔网，所述外框内设有若干连接在一起的浮盆，所述水生植物种植于浮盆内。所述浮盆为从上到下直径逐渐变小的空心圆柱体。外框可以根据设计需求设成任意形状的封闭的框体，有助于美观环境。

作为上述技术方案的改进，所述外框上至少设置有两个固定环，必要时可以在河湖内打上固定桩，并通过固定桩与固定环连接，将生态浮岛固定在河湖的固定位置。

作为上述技术方案的改进，所述微生物填料单元设置于曝气管上方，为了分解河湖水体内的有机物，微生物填料单元通常设置为好氧微生物，设置曝气管上有助于好氧微生物的快速繁殖和快速分解。

进一步，底泥进行撒药的药剂为底改剂，所述底改剂由KHSO₅、 KHSO₄ 、C₅H₆O₄、 APG、Na₅P₃O₁₀、K₂SO₄和Na₂SO₄混合而成。

进一步，所述底改剂由以下方法制成：

1）混合原料，将以下物质混合均匀

KHSO₅ 30~50

KHSO₄ 10~30

K₂SO₄ 20~25

C₅H₆O₄ 5~10

Na₂SO₄ 5~15

APG(烷基糖苷) 3~8

Na₅P₃O₁₀ 5~8；

2）制片，将步骤1）得到的粉料压制成球状；

3）将高熔点石蜡在氮气保护下加热熔化，然后向其中投入聚乙烯醇粉末和K₂SO₄粉末，聚乙烯醇粉末和K₂SO₄粉末总重量是PVC重量的20~30%，然后混合均匀，得到镀膜剂；

4）将步骤2）得到的球状物装入沸腾式流化床内并加热到约60~70℃，然后用喷雾器将步骤3）得到的镀膜剂喷在球状物上，冷却后得到底改剂。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：修复全面，先从底泥层次进行处理，使河湖水体的基础和进水净化度提高；再进行微生物修复，同时对河湖水体进行曝气，提高河湖水体含氧量，加快微生物分解有机物；最后进行生物修复，生态浮岛可以对河湖进行美观处理，同时其上放置的水生植物，可以消耗水中养分，并且可以吸附河湖水体上的漂浮物；本新型的生态修复系统可以有效的修复封闭式河湖水体污染问题，并且节约能耗，水质改善见效快，维系时间长，避免河湖水体重新黑臭化。

附图说明

图1为本发明半封闭式河道池塘生态修复系统结构示意图；

图2为本发明的微生物填料单元结构示意简图。

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，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

如图1所示，一种半封闭式河道池塘生态修复系统，包括排污口拦截单元、曝气增氧单元、底泥处理单元、生物修复单元和微生物填料单元；

所述排污口拦截单元包括隔油池1，所述隔油池1设置于河湖排污口2处，用来对排污口2排出污水进行水和油污的分离；

所述曝气增氧单元包括鼓风机3和曝气循环系统4，所述曝气循环系统4与鼓风机3连接，并且盘式摆放于河湖5底部；曝气循环系统4包括微纳米级曝气管盘，所述微纳米级曝气管盘的曝气孔径为1-100μm。

所述底泥处理单元包括设置于岸边的抽水泵6和撒药器7，抽水泵6用于排空河湖5内的水，撒药器7用于对排空水后的河湖5内的底泥进行撒药，使底泥有机污染无机化；

所述生物修复单元包括生态浮岛8和水生植物804；

如图2所示，所述微生物填料单元9包括填料床901和填料床支架902，所述填料床901通过填料床支架902固定于5内，所述填料床901上设有生物填料层903。

作为上述技术方案的改进，本申请的另一种实施方式中，所述鼓风机3为沉水式罗茨鼓风机，设置于河湖5底部，避免了在岸上设置鼓风室，对周围环境造成噪音污染。

作为上述技术方案的改进，本申请的另一种实施方式中，所述的生态浮岛8包括外框801和渔网802，所述外框801内底为渔网802，所述外框801内设有若干连接在一起的浮盆803，所述水生植物804种植于浮盆803内。所述浮盆803为从上到下直径逐渐变小的空心圆柱体。外框801可以根据设计需求设成任意形状的封闭的框体，有助于美观河湖环境。

作为上述技术方案的改进，本申请的另一种实施方式中，所述外框801上至少设置有两个固定环805，必要时可以在内打上固定桩，并通过固定桩与固定环805连接，将生态浮岛8固定在河湖的固定位置。

作为上述技术方案的改进，本申请的另一种实施方式中，所述微生物填料单元9设置于曝气管4上方，为了分解河湖内的有机物，微生物填料单元9通常设置为好氧微生物，设置曝气管4上有助于好氧微生物的快速繁殖和快速分解。

实施例1

所述底改剂由以下方法制成：

1）混合原料，将以下物质混合均匀

KHSO₅ 50

KHSO₄ 30

K₂SO₄ 25

C₅H₆O₄ 10

Na₂SO₄ 15

APG(烷基糖苷) 8

Na₅P₃O₁₀ 8；

2）制片，将步骤1）得到的粉料压制成球状，直径1~3cm；

3）将高熔点石蜡在氮气保护下加热熔化，然后向其中投入聚乙烯醇粉末和K₂SO₄粉末，聚乙烯醇粉末和K₂SO₄粉末总重量是PVC重量的30%，然后混合均匀，得到镀膜剂；

4）将步骤2）得到的球状物装入沸腾式流化床内并加热到约60℃，然后用喷雾器将步骤3）得到的镀膜剂喷在球状物上，喷雾速率为每分钟100g，最后形成，冷却后得到底改剂。

底改剂有效成分被石蜡膜，石蜡膜中存在很多，聚乙烯醇粉末和K₂SO₄粉末，在底改剂进入水后，石蜡膜中的聚乙烯醇粉末和K₂SO₄粉末遇水溶解，形成微孔石蜡膜，底改剂有效成分逐渐释放到水体中对底泥进行处理。

实施例2

所述底改剂由以下方法制成：

1）混合原料，将以下物质混合均匀

KHSO₅ 30

KHSO₄ 10

K₂SO₄ 20

C₅H₆O₄ 5

Na₂SO₄ 5

APG(烷基糖苷) 3

Na₅P₃O₁₀ 5；

2）制片，将步骤1）得到的粉料压制成球状，直径1~3cm；

3）将高熔点石蜡在氮气保护下加热熔化，然后向其中投入聚乙烯醇粉末和K₂SO₄粉末，聚乙烯醇粉末和K₂SO₄粉末总重量是PVC重量的20%，然后混合均匀，得到镀膜剂；

4）将步骤2）得到的球状物装入沸腾式流化床内并加热到约60℃，然后用喷雾器将步骤3）得到的镀膜剂喷在球状物上，喷雾速率为每分钟100g，最后形成，冷却后得到底改剂。

底改剂有效成分被石蜡膜，石蜡膜中存在很多，聚乙烯醇粉末和K₂SO₄粉末，在底改剂进入水后，石蜡膜中的聚乙烯醇粉末和K₂SO₄粉末遇水溶解，形成微孔石蜡膜，底改剂有效成分逐渐释放到水体中对底泥进行处理。

实施例3

所述底改剂由以下方法制成：

1）混合原料，将以下物质混合均匀

KHSO₅ 40

KHSO₄ 20

K₂SO₄ 20

C₅H₆O₄ 10

Na₂SO₄ 10

APG(烷基糖苷) 5

Na₅P₃O₁₀ 6；

2）制片，将步骤1）得到的粉料压制成球状，直径1~3cm；

3）将高熔点石蜡在氮气保护下加热熔化，然后向其中投入聚乙烯醇粉末和K₂SO₄粉末，聚乙烯醇粉末和K₂SO₄粉末总重量是PVC重量的25%，然后混合均匀，得到镀膜剂；

4）将步骤2）得到的球状物装入沸腾式流化床内并加热到约65℃，然后用喷雾器将步骤3）得到的镀膜剂喷在球状物上，喷雾速率为每分钟100g，最后形成，冷却后得到底改剂。

底改剂有效成分被石蜡膜，石蜡膜中存在很多，聚乙烯醇粉末和K₂SO₄粉末，在底改剂进入水后，石蜡膜中的聚乙烯醇粉末和K₂SO₄粉末遇水溶解，形成微孔石蜡膜，底改剂有效成分逐渐释放到水体中对底泥进行处理。

底改剂有效成分溶于水后生成的高活性氧原子及羟基（-OH）具有极高的氧化能力，可高效降河道底泥中大量有机质，减少耗氧因子，同时可杀灭河湖底部的厌氧致病菌。另外，通过离子交换作用净化水质，降低水体中重金属离子、NH₃-H、亚硝酸盐、藻类毒素、有毒胺类等有害物质的含量。

实施例4

在浙江省绍兴市某半封闭河道，长约50米，宽约15米，水面面积约750平方米，水深0.7~1.2m，其水体整体呈黄灰色，透明度10cm，水面常见油污和漂浮物，污水入口5处，有底泥上泛现象，水体生态系统受损。

其主要指标为：单位：mg/L

其污染主要原因是：期雨水和两岸居民区垃圾入河，区域内生活污水、市政管网溢流口溢流污水、餐饮污水进入河道，带来大量污染物。

在河道中设置排污口拦截单元5个、曝气增氧单元50个、底泥处理单元、生物修复单元30个和微生物填料单元50个；实施1年后有很大改善，具体指标如下表所示（单位mg/L）：

在实施过程中：通过有益菌群的培养，结合水生植物的培育、鱼类的投放，促进了食物链的健全，提高了水体自净能力。有效解决了氮磷超标问题，水质指标已达到地表水四类水标准，透明度超过50厘米。

生态浮岛的水质净化要素有以下6个：

① 植物根茎等表面对藻类的吸附、分解。

② 植物根系的营养吸收作用，削减总氮和总磷等。

③ 为原生动物、轮虫、桡足类、枝角类、甲壳类等的摄食、繁衍等提供场所。

④ 为滤食性鱼类的摄饵、捕食、产卵繁殖、栖息等活动提供场所。

⑤ 去除悬浮性物质。

⑥ 日光的遮蔽效果，抑制藻类生长，平衡水温。

浮岛所选植物包括西伯利亚鸢尾、梭鱼草、旱伞草、黄菖蒲等根系发达植物，植物选配上与周边环境相结合，有利于植物生长，并获得绝佳的景观效果。

通过安装鼓风曝气装置，可以迅速增加水体溶氧，促进微生物的生物降解作用。经微纳米曝气装置产生的无压微泡（不会增大）直径小于100μm，其表面张力小于水，浮力相当与水，基本上不上浮与水接触面积极大。在水深约600-1000mm处形成大量微型气泡，在动力作用下散布到四周，在1立方水中就有超过1亿个平均直径小于100μm的微纳米级气泡，溶氧率极高，改善水体黑臭状况。

Claims (9)

1.一种半封闭式河道池塘生态修复系统，其特征在于：包括排污口拦截单元、曝气增氧单元、底泥处理单元、生物修复单元和微生物填料单元；

所述排污口拦截单元包括隔油池，所述隔油池设置于河湖排污口处，用来对排污口排出污水进行水和油污的分离；

所述曝气增氧单元包括鼓风机和曝气循环系统，所述曝气循环系统与鼓风机连接，并且盘式摆放于河湖底部；

所述底泥处理单元包括设置于岸边的抽水泵和撒药器微纳米级曝气，抽水泵用于排空河湖内的水，撒药器用于对排空水后的河湖内的底泥进行撒药；

所述生物修复单元包括生态浮岛和水生植物；

所述微生物填料单元包括填料床和填料床支架，所述填料床通过填料床支架固定于河湖内，所述填料床上设有生物填料层。

2.根据权利要求1所述的半封闭式河道池塘生态修复系统，其特征在于：所述鼓风机为沉水式罗茨鼓风机，设置于河湖底部。

3.根据权利要求1所述的半封闭式河道池塘生态修复系统，其特征在于：所述曝气循环系统包括微纳米级曝气管盘，所述微纳米级曝气管盘的曝气孔径为1-100μm。

4.根据权利要求1所述的半封闭式河道池塘生态修复系统，其特征在于：所述的生态浮岛包括外框和渔网，所述外框内底为渔网，所述外框内设有若干连接在一起的浮盆，所述水生植物种植于浮盆内。

5.根据权利要求4所述的半封闭式河道池塘生态修复系统，其特征在于：所述浮盆为从上到下直径逐渐变小的空心圆柱体。

6.根据权利要求4所述的半封闭式河道池塘生态修复系统，其特征在于：所述外框上至少设置有两个固定环。

7.根据权利要求1所述的半封闭式河道池塘生态修复系统，其特征在于：所述微生物填料单元设置于曝气管上方。

8.根据权利要求1所述的半封闭式河道池塘生态修复系统，其特征在于：底泥进行撒药的药剂为底改剂，所述底改剂由KHSO₅、 KHSO₄ 、C₅H₆O₄、 APG 、Na₅P₃O₁₀、K₂SO₄和Na₂SO₄制成。

9.根据权利要求9所述的半封闭式河道池塘生态修复系统，其特征在于：所述底改剂由以下方法制成：

1）混合原料，将以下物质混合均匀

KHSO₅ 30~50

KHSO₄ 10~30

K₂SO₄ 20~25

C₅H₆O₄ 5~10

Na₂SO₄ 5~15

APG(烷基糖苷) 3~8

Na₅P₃O₁₀ 5~8；

2）制片，将步骤1）得到的粉料压制成球状；

3）将高熔点石蜡在氮气保护下加热熔化，然后向其中投入聚乙烯醇粉末和K₂SO₄粉末，聚乙烯醇粉末和K₂SO₄粉末总重量是PVC重量的20~30%，然后混合均匀，得到镀膜剂；

4）将步骤2）得到的球状物装入沸腾式流化床内并加热到约60~70℃，然后用喷雾器将步骤3）得到的镀膜剂喷在球状物上，冷却后得到底改剂。