CN107540168A - 一种水体水质净化、保持装置及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水体水质净化、保持装置及工艺，该装置包括：提升泵(1)、管道混合器(2)、高效一体化污水处理设备(3)、混凝剂制备装置(4)、混凝剂投加泵(5)、絮凝剂制备装置(6)、絮凝剂投加泵(7)、污泥脱水装置(8)、排泥泵(9)、生态浮岛装置(10)，提升泵(1)安装在待净化及保持的目标水体中并将原水提升至管道混合器(2)，原水与混凝剂在管道混合器中混合后进入一体化污水处理设备(3)，原水在一体化污水处理设备(3)中经过混凝、沉淀、过滤处理后，出水回流至所述目标水体。

Description

一种水体水质净化、保持装置及工艺

技术领域

本发明属于污水处理领域，针对湖泊、水库、小区水景等封闭半封闭水体，涉及一种水体水质净化、保持装置及工艺，包括旁路循环工艺、透析净化处理工艺、生态修复技术。

背景技术

近年来，随着社会各界对水环境的不断重视，景观水体等各类自然或人工封闭半封闭水体大量出现。这类水体普遍具有人居环境联系密切、水体流动性差、环境容量小、自净能力差等特点，进入水体的外源污染物和水体内产生的内源污染物仅能依靠水体自身的自净能力实现污染物的降解，当污染物的总量超出水体的自净能力，将会造成水质恶化，导致水华产生，严重影响水体的使用功能。

目前来看，此类水体存在的污染问题主要是氮、磷营养元素积累，水体富营养化严重、经常发生水花现象。所以对此类水体的治理主要是去除藻类和氮、磷营养元素，改善水体生态。当前常用的净化技术有引水换水、水体充氧、底泥疏浚、机械除藻、常规混凝沉淀等物理化学方法；接触氧化、曝气生物滤池、膜生物反应器等生物化学方法；水生植物净化、人工湿地等生态方法。这些净化技术均存在各自的优势、不足和适用场合，很少单独使用，只有根据实际情况，将不同技术进行优化组合，取长补短，才能充分发挥各自优势。

发明内容

为了克服常规封闭半封闭型水体水质净化及保持工艺存在的占地大、运行维护复杂等缺点，本发明提供一种水体水质净化、保持装置及工艺，包括旁路循环工艺、透析净化处理工艺、生态修复技术。其中旁路循环工艺包括利用循环泵增加水体流动性，同时跌水充氧，提高水体含氧量；透析净化处理工艺采用高效一体化污水处理设备，去除水中的COD、氨氮、总磷等污染物质，并能抑藻、灭藻，有效净化水体水质；生态修复技术包括生态浮岛的，可以进一步去除水中的污染物。

本发明提出一种水体水质净化、保持装置，该装置包括：提升泵、管道混合器、高效一体化污水处理设备、混凝剂制备装置、混凝剂投加泵、絮凝剂制备装置、絮凝剂投加泵、污泥脱水装置、排泥泵、生态浮岛装置，提升泵安装在待净化及保持的目标水体中并将原水提升至管道混合器，原水与混凝剂在管道混合器中混合后进入高效一体化污水处理设备，污水在一体化污水处理设备中经过混凝、沉淀、过滤处理后，出水排至所述目标水体。

进一步的，高效一体化污水处理设备包括：进水管、快速混合装置、一体化污水处理设备的污水传输管、絮凝反应装置、悬浮滤层反应装置、斜管填料、穿孔集水管、深度过滤装置、出水管、絮凝剂投加管、污泥回流管、排泥管，进水管置于污水处理设备的一端，进水管、污泥回流管与快速混合装置相连，加压提升的已投加混凝剂的污水与多点回流污泥在快速混合装置内快速混合，快速混合后的污水经一体化污水处理设备的污水传输管进入絮凝反应装置内进一步反应，然后污水经导流进入悬浮滤层发生装置内过滤，污水中大部分絮凝体沉入悬浮滤层发生装置底部的集泥斗，污水中的小絮凝体随出水进入上部斜管沉淀区的斜管填料进行泥水分离，净化后的出水经穿孔集水管收集后进入深度过滤装置内进行深度过滤，继续去除残留的颗粒物，出水排至所述目标水体。深度过滤装置的滤料为石英砂或者活性炭。

进一步的，高效一体化污水处理设备的水力停留时间≤20分钟。

进一步的，混凝剂由混凝剂制备装置制备，经混凝剂投加泵加压投加至管道混合器；絮凝剂由絮凝剂制备装置制备，经絮凝剂投加泵加压投加一体化污水处理设备。

进一步的，一体化污水处理设备产生的污泥由排泥泵提升至污泥脱水装置处理，处理后的泥饼定期外运处理，滤液排至目标水体。

本发明还提出一种水体水质净化、保持工艺，该工艺主要针对湖泊、水库、小区水景等封闭半封闭水体进行净化处理，该工艺包括旁路循环工艺、透析净化处理工艺、生态修复工艺，其中旁路循环工艺包括利用循环提升泵增加水体流动性，同时跌水充氧，提高水体含氧量；透析净化处理工艺采用高效一体化污水处理设备，去除水中的COD、氨氮、总磷污染物质，并能抑藻、灭藻，有效净化水体水质；生态修复工艺则通过生态浮岛进一步去除水中的污染物，具体工艺步骤如下：

1)在待净化及保持的目标水体内安装循环提升泵，提升泵的流量按照目标水体循环次数确定；

2)从目标水体提升的原水至管道混合器，与混凝剂混合进入一体化污水处理设备，经过混凝、沉淀、过滤处理后，出水回流至目标水体；

3)一体化污水处理设备产生的污泥由排泥泵提升至污泥脱水装置处理，处理后的泥饼定期外运处理，滤液排至目标水体；

4)在水体循环的同时对水体进行充氧，提高水体含氧量；

5)同时在目标水体内设置生态浮岛装置，该装置由浮篮、种植篮、种植介质、连接扣以及水生植物，分单元成片组合而成。

进一步的，所设置的生态浮岛的覆盖规模为目标水体水面的20-30％；所述的种植介质为生态填料。此装置可以促进形成生物膜系统，可以利用微生物、植物等生物的生命活动，进一步去除水中的COD、氨氮等污染物，使水质得到深度净化。

进一步的，高效一体化污水处理设备包括：进水管、快速混合装置、一体化污水处理设备的污水传输管、絮凝反应装置、悬浮滤层反应装置、斜管填料、穿孔集水管、深度过滤装置、出水管、絮凝剂投加管、污泥回流管、排泥管，进水管置于污水处理设备的一端，进水管、污泥回流管与快速混合装置相连，加压提升的已投加混凝剂的污水与多点回流污泥在快速混合装置内快速混合，快速混合后的污水经一体化污水处理设备的污水传输管进入絮凝反应装置内进一步反应，然后污水经导流进入悬浮滤层发生装置内过滤，污水中大部分絮凝体沉入悬浮滤层发生装置底部的集泥斗，污水中的小絮凝体随出水进入上部斜管沉淀区的斜管填料进行泥水分离，净化后的出水经穿孔集水管收集后进入深度过滤装置内进行深度过滤，继续去除残留的颗粒物，出水排至所述目标水体。

进一步的，根据需要，在高效一体化污水处理设备内通过投加相应药剂，去除水中的COD、氨氮、总磷等污染物质，并能抑藻、灭藻，有效净化水体水质。

进一步的，混凝剂由混凝剂制备装置制备，经混凝剂投加泵加压投加至管道混合器；絮凝剂由絮凝剂制备装置制备，经絮凝剂投加泵加压投加至一体化污水处理设备。

本发明的有益技术效果：该水体水质净化、保持装置将所有设备集中一个钢制设备内，极大地减少了占地面积，设备能耗极低，以极低的成本较大程度地提高了污染物的去除率。另外，本发明可以快速恢复水体生态系统和自净能力，改善和提升水体景观功能，具有节约能源、抑藻效果好、生态恢复快、治理成本低等特点，具有较好的社会效益和生态效益。

附图说明

图1是一种水体水质净化、保持装置结构示意图。

图2是高效一体化污水处理设备结构示意图

附图标记：

1、提升泵，2、管道混合器3、高效一体化污水处理设备，4、混凝剂制备装置，5、混凝剂投加泵，6、絮凝剂制备装置，7、絮凝剂投加泵，8、污泥脱水装置，9、排泥泵，10、生态浮岛装置；

32、快速混合装置，33、一体化污水处理设备的污水传输管，34、絮凝反应装置，35、悬浮滤层反应装置，36、斜管填料，37、穿孔集水管，38、深度过滤装置，311、污泥回流管，312、排泥管，313、快速混合区，314、高效絮凝区，315、悬浮滤层过滤区，316、污泥浓缩区，317、澄清集水区，318、滤料过滤区。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点表达得更加清楚明白，下面结合附图1-2对本发明作进一步的介绍。

本发明提出一种水体水质净化、保持装置，从图1可以看出，该装置包括：提升泵1、管道混合器2、高效一体化污水处理设备3、混凝剂制备装置4、混凝剂投加泵5、絮凝剂制备装置6、絮凝剂投加泵7、污泥脱水装置8、排泥泵9、生态浮岛装置10，提升泵安装在待净化及保持的目标水体中并将原水提升至管道混合器2，原水与混凝剂在管道混合器中混合后进入一体化污水处理设备3，原水在高效一体化污水处理设备3中经过混凝、沉淀、过滤处理后，出水排至所述目标水体。

进一步的，从附图2可以看出，高效一体化污水处理设备包括：进水管、快速混合装置32、一体化污水处理设备的污水传输管33、絮凝反应装置34、悬浮滤层反应装置35、斜管填料36、穿孔集水管37、深度过滤装置38、出水管、絮凝剂投加管、污泥回流管311、排泥管312，进水管置于污水处理设备的一端，进水管、污泥回流管311与快速混合装置32相连，加压提升的已投加混凝剂的污水与多点回流污泥在快速混合装置2内快速混合，快速混合后的污水经一体化污水处理设备的污水传输管33进入絮凝反应装置34内进一步反应，然后污水经导流进入悬浮滤层发生装置35内过滤，污水中大部分絮凝体沉入悬浮滤层发生装置35底部的集泥斗，污水中的小絮凝体随出水进入上部斜管沉淀区的斜管填料36进行泥水分离，净化后的出水经穿孔集水管37收集后进入深度过滤装置38内进行深度过滤，继续去除残留的颗粒物，出水排至所述目标水体。

进一步的，高效一体化污水处理设备的水力停留时间≤20分钟

进一步的，混凝剂由混凝剂制备装置4制备，经混凝剂投加泵5加压投加至管道混合器2；絮凝剂由絮凝剂制备装置6制备，经絮凝剂投加泵7加压投加一体化污水处理设备3。

进一步的，高效一体化污水处理设备3产生的污泥由排泥泵9提升至污泥脱水装置8处理，处理后的泥饼定期外运处理，滤液排至目标水体。

本发明还提出一种水体水质净化、保持工艺，该工艺主要针对湖泊、水库、小区水景等封闭半封闭水体进行净化处理，包括旁路循环工艺、透析净化处理工艺，该工艺使用的设备包括：提升泵1、管道混合器2、高效一体化污水处理设备3、混凝剂制备装置4、混凝剂投加泵5、絮凝剂制备装置6、絮凝剂投加泵7、污泥脱水装置8、排泥泵9、生态浮岛装置10，具体工艺步骤如下：

1)在待净化及保持的目标水体内安装循环提升泵1，提升泵的流量按照目标水体循环次数确定；

2)从目标水体提升的原水至管道混合器2，与混凝剂混合进入高效一体化污水处理设备3，经过混凝、沉淀、过滤处理后，出水回流至目标水体；

3)高效一体化污水处理设备3产生的污泥由排泥泵9提升至污泥脱水装置8处理，处理后的泥饼定期外运处理，滤液排至目标水体；

4)在水体循环的同时对水体进行充氧，提高水体含氧量；

5)同时在目标水体内设置生态浮岛装置10，该装置由浮篮、种植篮、种植介质、连接扣以及水生植物，分单元成片组合而成。

进一步的，所设置的生态浮岛的覆盖规模为目标水体水面的20-30％；所述的种植介质为生态填料。此装置可以促进形成生物膜系统，可以利用微生物、植物等生物的生命活动，进一步去除水中的COD、氨氮等污染物，使水质得到深度净化。

进一步的，从附图2可以看出，高效一体化污水处理设备包括：进水管、快速混合装置32、一体化污水处理设备的污水传输管33、絮凝反应装置34、悬浮滤层反应装置35、斜管填料36、穿孔集水管37、深度过滤装置38、出水管、絮凝剂投加管、污泥回流管311、排泥管312，进水管置于污水处理设备的一端，进水管、污泥回流管311与快速混合装置32相连，加压提升的已投加混凝剂的污水与多点回流污泥在快速混合装置2内快速混合，快速混合后的污水经一体化污水处理设备的污水传输管33进入絮凝反应装置34内进一步反应，然后污水经导流进入悬浮滤层反应装置35内过滤，污水中大部分絮凝体沉入悬浮滤层发生装置35底部的集泥斗，污水中的小絮凝体随出水进入上部斜管沉淀区的斜管填料36进行泥水分离，净化后的出水经穿孔集水管37收集后进入深度过滤装置38内进行深度过滤，继续去除残留的颗粒物，出水排至所述目标水体。

进一步的，根据需要，在一体化污水处理设备3内通过投加相应药剂，去除水中的COD、氨氮、总磷等污染物质，并能抑藻、灭藻，有效净化水体水质。

进一步的，混凝剂由混凝剂制备装置4制备，经混凝剂投加泵5加压投加至管道混合器2；絮凝剂由絮凝剂制备装置6制备，经絮凝剂投加泵7加压投加至一体化污水处理设备3。

实施例1：

该水体水质净化、保持装置采用某城市的某湖泊水体作为实验对象，选择COD、总氮和总磷的处理情况作为实验分析指标，具体进水和出水水质如下表1所示：

表1水体水质净化处理装置的污水处理效果表

从上表1可以看出，该水体水质净化、保持装置的出水水质良好，处理后出水水质优于地表水环境质量标准GB3838-2002中的Ⅳ类水质标准要求。

实施例2：

该水体水质净化、保持装置采用某城市的某湖泊水体作为实验对象，进水水质和实施例1不相同，选择COD、氨氮和总磷的处理情况作为实验分析指标，具体进水和出水水质如下表2所示：

表2污水深度处理装置的污水处理效果表

水质指标	进水(mg/L)	出水(mg/L)
			COD(化学需氧量)	11.6-21.3	10.9-16.2
氨氮	2.1-3.0	0.7-1.0
			总磷	0.3-0.5	0.08-0.15

从上表2可以看出，该水体水质净化、保持装置的出水水质良好，处理后出水水质优于地表水环境质量标准GB3838-2002中的Ⅲ类水质标准要求。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，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。

Claims (10)

1.一种水体水质净化、保持装置，其特征在于：该装置包括：提升泵(1)、管道混合器(2)、高效一体化污水处理设备(3)、混凝剂制备装置(4)、混凝剂投加泵(5)、絮凝剂制备装置(6)、絮凝剂投加泵(7)、污泥脱水装置(8)、排泥泵(9)、生态浮岛装置(10)，提升泵(1)安装在待净化及保持的目标水体中并将原水提升至管道混合器(2)，原水与混凝剂在管道混合器中混合后进入高效一体化污水处理设备(3)，原水在一体化污水处理设备(3)中经过混凝、沉淀、过滤处理后，出水回流至所述目标水体。

2.如权利要求1所述的一种水体水质净化、保持装置，其特征在于：所述高效一体化污水处理设备包括：进水管、快速混合装置(32)、一体化污水处理设备的污水传输管(33)、絮凝反应装置(34)、悬浮滤层反应装置(35)、斜管填料(36)、穿孔集水管(37)、深度过滤装置(38)、出水管、絮凝剂投加管、污泥回流管(311)、排泥管(312)，进水管置于污水处理设备的一端，进水管、污泥回流管(311)与快速混合装置(32)相连，加压提升的已投加混凝剂的污水与多点回流污泥在快速混合装置(2)内快速混合，快速混合后的污水经一体化污水处理设备的污水传输管(33)进入絮凝反应装置(34)内进一步反应，然后污水经导流进入悬浮滤层反应装置(35)内过滤，污水中大部分絮凝体沉入悬浮滤层反应装置(35)底部的集泥斗，污水中的小絮凝体随出水进入上部斜管沉淀区的斜管填料(36)进行泥水分离，净化后的出水经穿孔集水管(37)收集后进入深度过滤装置(38)内进行深度过滤，继续去除残留的颗粒物，出水排至所述目标水体。

3.如权利要求1或2所述的一种水体水质净化、保持装置，其特征在于：混凝剂由混凝剂制备装置(4)制备，经混凝剂投加泵(5)加压投加至管道混合器(2)；絮凝剂由絮凝剂制备装置(6)制备，经絮凝剂投加泵(7)加压投加至一体化污水处理设备(3)。

4.如权利要求1或2所述的一种水体水质净化、保持装置，其特征在于：一体化污水处理设备(3)产生的污泥由排泥泵(9)提升至污泥脱水装置(8)处理，处理后的泥饼定期外运处理，滤液排至目标水体。

5.如权利要求1或2所述的一种水体水质净化、保持装置，其特征在于：所述生态浮岛装置(10)由浮篮、种植篮、种植介质、连接扣以及水生植物，分单元成片组合而成。

6.一种水体水质净化、保持工艺，其特征在于：该工艺包括旁路循环工艺、透析净化处理工艺、生态修复工艺，其中旁路循环工艺包括利用循环提升泵增加水体流动性，同时跌水充氧，提高水体含氧量；透析净化处理工艺采用高效一体化污水处理设备去除水中的COD、氨氮、总磷污染物质，并能抑藻、灭藻，有效净化水体水质；生态修复工艺则通过生态浮岛进一步去除水中的污染物，具体工艺步骤如下：

1)在待净化及保持的目标水体内安装循环提升泵(1)，提升泵的流量按照目标水体循环次数确定；

2)从目标水体提升的原水至管道混合器(2)，与混凝剂混合进入高效一体化污水处理设备(3)，经过混凝、沉淀、过滤处理后，出水回流至目标水体；

3)高效一体化污水处理设备(3)产生的污泥由排泥泵(9)提升至污泥脱水装置(8)处理，处理后的泥饼定期外运处理，滤液排至目标水体；

4)在水体循环的同时对水体进行充氧，提高水体含氧量；

5)同时在目标水体内设置生态浮岛装置(10)，该装置由浮篮、种植篮、种植介质、连接扣以及水生植物，分单元成片组合而成。

7.如权利要求6所述的一种水体水质净化、保持工艺，其特征在于：所设置的生态浮岛的覆盖规模为目标水体水面的20-30％；所述的种植介质为生态填料，生态浮岛促进形成生物膜系统，通过利用微生物、植物的生命活动，进一步去除水中的污染物，使水质得到深度净化。

8.如权利要求6或7所述的一种水体水质净化、保持工艺，其特征在于：一体化污水处理设备包括：进水管、快速混合装置(32)、一体化污水处理设备的污水传输管(33)、絮凝反应装置(34)、悬浮滤层反应装置(35)、斜管填料(36)、穿孔集水管(37)、深度过滤装置(38)、出水管、絮凝剂投加管、污泥回流管(311)、排泥管(312)，进水管置于污水处理设备的一端，进水管、污泥回流管(311)与快速混合装置(32)相连，加压提升的已投加混凝剂的污水与多点回流污泥在快速混合装置(2)内快速混合，快速混合后的污水经一体化污水处理设备的污水传输管(33)进入絮凝反应装置(34)内进一步反应，然后污水经导流进入悬浮滤层反应装置(35)内过滤，污水中大部分絮凝体沉入悬浮滤层反应装置(35)底部的集泥斗，污水中的小絮凝体随出水进入上部斜管沉淀区的斜管填料(36)进行泥水分离，净化后的出水经穿孔集水管(37)收集后进入深度过滤装置(38)内进行深度过滤，继续去除残留的颗粒物，出水排至所述目标水体。

9.如权利要求6或7所述的一种水体水质净化、保持工艺，其特征在于：在步骤2)中，根据需要，在高效一体化污水处理设备(3)内通过投加相应药剂，去除水中的COD、氨氮、总磷污染物质，并能抑藻、灭藻，有效净化水体水质。

10.如权利要求6或7所述的一种水体水质净化、保持工艺，其特征在于：混凝剂由混凝剂制备装置(4)制备，经混凝剂投加泵(5)加压投加至管道混合器(2)；絮凝剂由絮凝剂制备装置(6)制备，经絮凝剂投加泵(7)加压投加至高效一体化污水处理设备(3)。