CN108217946A - 用于河道的生态修复系统及其修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于河道的生态修复系统及其修复方法，其包括新能源发电装置、电气控制装置、水质在线检测系统、曝气装置、微生物培养装置和支撑装置，所述支撑装置包括浮体工作台，所述曝气装置包括鼓风机，所述新能源发电装置、电气控制装置、水质在线检测系统、鼓风机均设置于浮体工作台的上表面，所述微生物培养装置设置于浮体工作台的下表面。本发明具有如下的有益效果：1、采用新型河道治理工艺微生物定向培养厌氧和好氧细菌消除底泥和水体污染，打破常规单一的好氧生化方法治理河道的局限性；2、采用清洁能源太阳能和风力发电系统，保持供电稳定可靠，节约电能。

Description

用于河道的生态修复系统及其修复方法

技术领域

本发明涉及一种用于河道的生态修复系统及其修复方法，属于环境工程技术领域。

背景技术

随着国家提出《水污染防治行动计划》、《黑臭河道治理指南》等相关法规，黑臭河道治理已经被提升日程。据统计我国80％以上的城市河流受到污染，其中很多甚至出现了季节性和常年行的水体黑臭现象。严重的水环境污染问题不仅制约着中国经济发展的重要问题，还直接危害到居民健康和城市生态安全。国家十分重视水质污染问题，因此亟待发明出能够及时有效消除河道污染物质的设备，在截污纳管的基础上，增大环境容量，消除污染负荷。

目前在河道治理方面提出的方法很多，主要是针对河道污染中的低碳源高氨氮这一特点采取的措施；把常规的生化方法搬入河道中采用好氧细菌降解COD及氨氮，众所周知，河道的低碳源特点导致了生化方法产生的效率较低，同时只是将氨氮在好氧条件下利用土著的培养的硝化菌将氨氮转化成了硝酸盐及其他氮类有机物，虽然满足了氨氮指标的削减，并没有削减总氮含量，本发明除了培养好氧细菌消除氨氮外，另外考虑了采用厌氧氨氧化细菌在厌氧条件下，削减总氮和氨氮等污染物质。将氮类有机物转化成氮气，消除河道底泥污染产生的气味，提高河道污染治理效果。因此亟待发明一种用于河道生态修复的新能源智能微生物培养装置高效解决河道污染问题。

发明内容

本发明针对现有河道治理技术中采用好氧生化法不能完全去除河道中总氮的问题，提供了一种用于河道生态修复的新能源智能微生物培养装置，同时培养厌氧和好氧土著细菌，不仅解决水体污染，同时解决河道中底泥的污染，并且利用清洁能源太阳能和风能互补发电，供给微生物培养和削减河道本底污染所需的充氧设备，安装智能在线水质监测仪器，可及时掌握水质动态实时调整充氧量的大小和微生物培养箱中营养元素的投配比例，使整个系统处于高效工作状态，解决河道污染问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种用于河道的生态修复系统，其包括新能源发电装置、电气控制装置、水质在线检测系统、曝气装置、微生物培养装置和支撑装置，所述支撑装置包括浮体工作台，所述曝气装置包括鼓风机，所述新能源发电装置、电气控制装置、水质在线检测系统、鼓风机均设置于浮体工作台的上表面，所述微生物培养装置设置于浮体工作台的下表面。

作为优选方案，所述新能源发电装置包括风力发电机和太阳能发电机。

作为优选方案，所述电气控制装置包括风光互补控制器、蓄电池和逆变器，所述风光互补控制器和新能源发电装置电连接，所述蓄电池和风光互补控制器电连接，所述逆变器和蓄电池电连接。

太阳能发电机采用多晶硅光伏组件，通过连接件与浮体工作台连接固定，太阳能板安装角度30°，单块功率75W，规格大小816*670*35，太阳能板可按2～4块组合，适应用电设备的使用功率要求，其风光互补控制器相连；风力发电机由风轮、发电机、调速和调向机构、停车机构、立杆控制器组成。风轮随着风量大小持续不断的转动，通过调速和调向结构、停车结构来适应风量的变化；通过风力发电机给蓄电池充电，把电能储存起来，根据各个设备使用的电功率的大小选择蓄电池的容量，蓄电池放电的直流电源通过相应型号的逆变器将直流电源转换成交流电源供智能水质在线监测仪和微孔曝气系统使用。

风光互补控制器解决了一种由于风力发电机和光伏电池间歇性供电造成的供电质量低的问题，采用充放电控制方案，结合硬件电路和软件设计，实现蓄电池的三阶段充电，还能延长蓄电池寿命。蓄电池和太阳能板输入端持续反接不会损坏，并有蜂鸣报警提示，可以更好的保护电池，采用MPPT功能使风机在低速下也能对电池充电，提高风能利用率。电池过充放电等开放性参数设置模式，可以使控制器适应各种类型的电池使用。

蓄电池用于风力和太阳能太阳能板转换的电能储存于蓄电池中，通过蓄电池按照智能在线监测仪和鼓风机的工作电流逆变器输出相应的电流。蓄电池采用电子操作屏可以直接显示输出电压和蓄电池的电量情况。所述的逆变器实现了直流电向交流电的转换，可将低压(12或24伏或48伏)直流电转变为220伏交流电，满足在线监测仪和微孔曝气器机的工作电压和功率。

在晴天时，太阳能太阳能板向整个装置提供电能；雨天风大时，风力发电机向整个装置提供电能；二者通过风光互补控制器自动切换，调整电量电压的输出。风光互补控制器连接风力发电机和太阳能太阳能板，同时与蓄电池连接，通过蓄电池进行收放电，储存直流电能，蓄电池放电通过逆变器将直流电转换成交流电供供给交流用电设备水质在线检测系统、曝气装置。

作为优选方案，所述微生物培养装置包括箱体、智能控制装置、菌剂投加管、曝气支管、厌氧菌分配管和好氧菌分配管，所述箱体包括厌氧菌培养室和好氧菌培养室，所述菌剂投加管与厌氧菌培养室和好氧菌培养室均连通，所述曝气支管延伸至好氧菌培养室，且曝气支管的末端连通有若干微孔曝气管，所述厌氧菌分配管设置于厌氧菌培养室的一端，所述好氧菌分配管设置于好氧菌培养室的一端，所述曝气支管和菌剂投加管上各设有一个智能控制阀，所述智能控制阀与智能控制装置电连接或通讯连接。所述的智能控制装置包括用于采集水样的采样单元、用于采集箱体内环境数据的数据采集单元、用于信息传输的数据传输单元和用于控制菌剂投加以及空气输入的控制单元。

另外，智能控制装置还可以包括在线监测单元。所述在线监测单元可以监测温度、pH值、菌种浓度等指标；所述的数据采集分析单元根据在线监测数值分析培养器的工作状态，判断指标是否正常，作出需要调整的指示结果；所述的数据传输单元可将分析结果以数据标准形式传输给智能控制单元；所述的控制单元依据接收到的数据分析结果启动通讯连接装置，调整培养箱内的工作状态；所述的智能控制阀调节系统执行控制中心作出的开启关闭命令。

微生物培养装置主要是将河道中原有微生物菌群进行定向提炼培养，通过在静态培养器中人为控制微生物生长所需的生长温度、湿度、碳源、氧气、氮、磷、微量元素和有毒物质含量等营养比加速各种微生物的生长繁殖，通过水力停留时间和各类微生物的世代繁殖时间调配，将好氧微生物菌群输入河道配合曝气发生好氧分解降解COD和氨氮，将厌氧菌群厌氧氨氧化菌送至河道底层淤泥中降解厌氧污泥中的有机氮化物直接转化成氮气，从而高效降解河道水体氨氮和总氮严重超标的问题。

箱体固定于浮体工作台上，采用玻璃钢无毒环保材质，加工成长方体；利用虹吸原理将河道中的原水取出通过DN25的塑料软管送至箱体，空气扩散管采用8mm，氧气释放在气泡2mm以下，利用大阻力配气系统将气体从微孔曝气支管中输出，通过智能监测系统调配空气的输出量；生物填料系统采用比表面积较大的塑料球填料、塑料球内部填充纤维素膜、从内到外形成好氧、缺氧、厌氧层利用生物膜法培养土著微生物菌群，好氧缺氧层以培养硝化细菌、反硝化细菌和光合细菌为主；厌氧层以培养厌氧氨氧化菌为主；通过微生物提取装置提取到相应的的菌群，通过微生物培养液输出系统分别输送至河道水体中降解氨氮、有机污染物质和输送至河道底泥深层降解氨氮和总氮，释放氮气，达到消除黑臭的目的。智能监测系统可以在线监测COD、氨氮、溶解氧、温度、湿度等水质指标，通过智能反馈系统反映营养比的平衡度，调控碳源、氧气、氮磷比等的输入量和排放量，从而保持污泥生长的泥龄和水力停留时间相适应，控制各位微生物的世代时间，保持优势菌种的高效繁殖。

作为优选方案，所述厌氧菌分配管延伸至河底淤泥中，所述好氧菌分配管延伸至河道水体中。

作为优选方案，所述曝气装置还包括曝气干管和若干曝气支管，若干所述曝气支管均连通于曝气干管的侧面。

作为优选方案，所述曝气支管上设置有一个或两个以上微孔曝气扩散盘。

曝气装置主要为两个系统提供氧气，一路曝气管路通向微生物培养器，随时根据监测系统调控微生物培养周期内的溶解氧量，一路通向河道改善污染河道低溶氧状况，加速污染物质的降解速度，根据在线水质监测分析指标，调控曝气系统的曝气量。

作为优选方案，所述水质在线检测系统包括控制系统、在线采样单元、预处理及辅助单元、分析单元、数据采集及传输单元、远程数据管理中心，所述在线采样单元将水样采集后输送至预处理及辅助单元，所述预处理和辅助单元对水样进行预处理后输送至分析单元，所述分析单元将分析后的结果以数据的形式发送到数据采集及传输单元，所述数据采集及传输单元将数据发送到远程数据管理中心进行，所述远程数据管理中心根据水样的数据指导控制中心的工作。

水样通过取样设备自动抽取到指定位置，由中控设备控制相应的管路和阀门对水样进行初步的预处理后再进行有针对性的分类处理，合理分配给相应的水质分析设备，分析设备采用符合国家统一颁布的标准方法对水样进行分析测量，并将测量得到的结果传输到数据采集设备，最后由数据采集设备统一发送到远程服务器。在现场，中控设备通常可以对各个系统进行简单的控制，并将测量结果实时显示在中控监视器上。在远程控制中心，一方面通过有功能强大的数据平台，可以把接收来自各站点的监控系统相关信息，汇总得到各种数据报表，并可对数据进行分析处理。先进的数据平台还能结合水质模型功能软件对水质数据进行分析评估以及预测、预警。

作为优选方案，所述辅助单元包括除藻模块、净水模块、供电模块和防雷模块中的至少一种。

作为优选方案，所述支撑装置还包括两个固定套筒桩，两个所述固定套筒桩分别固设于浮体工作台的两侧，每个固定套筒桩均与浮体工作台通过钢索连接。浮体工作台通过镀锌钢管套筒桩打入河道底部，为整个系统提供支撑，采用固定套筒桩，工作平台可随水位变动上下浮动。

浮体工作台采用HDPE定制浮箱，该浮箱采用世界最先进的整体多层滚塑型工艺，外壳采用高密度据乙烯材质制造，一次成型，具有良好的抗紫外线能力，耐高温，耐酸碱，耐撞击，不易老化，无污染，内部填充整块的EPS泡沫。上面特别定制了用于安装风力发电系统、太阳能发电系统、水质在线监测装置、曝气设施及微生物培养器的连接件。工作平台采用固定镀锌钢管套筒桩连接，插入河道底部进行固定。镀锌钢管桩长度采用4mDN50-80的长桩加套2mDN25-DN50的短桩，可上下随水位浮动，不受水位变化影响，牢固可靠，使用寿命长，安装简单。

第二方面，本发明还提供了一种基于前述的用于河道的生态修复系统的河道生态修复方法，其包括如下步骤：

微生物培养装置通过接种厌氧菌和好氧菌培养繁殖后输送到河道水体和污泥中，同时发生好氧反应和厌氧反应，降解有机污染和氮磷营养盐，增加河道菌群的多样性，恢复河道自净能力；

河道原水分别输送至厌氧菌培养室和好氧菌培养室作为培养基质原液，分别培养出好氧菌和厌氧菌后，将厌氧菌输送至河道底泥中，将好氧菌输送至河道水体中，分别进行厌氧处理和好氧处理，实现河道生态系统的净化修复。

微生物培养器通过接种厌氧菌和好氧菌培养繁殖后输送到河道水体和污泥中，同时发生好氧反应和厌氧反应，降解有机污染和氮磷营养盐，增加河道菌群的多样性，恢复河道自净能力。微生物培养器分为好氧菌培养系统和厌氧菌培养培养系统，河道原水输送至微生物培养器分别输送至厌氧室和好氧室作为培养基质原液；在厌氧室封闭反应区，接种碳源营养液和EM菌，冷却培养三代后，在厌氧菌培养区的好氧菌逐渐消亡，实现厌氧菌群的分离输出至河道底泥，通过厌氧氨氧化菌将河道底泥厌氧区的氨氮等营养盐转化成N2溢出水面，同时将大分子的有机污染物质降解成小分子的有机物，便于后续在水体中进行好氧分解。在好氧室设置生物填料载体和曝气系统，接种碳源营养液和EM菌在生物填料表面挂膜繁殖培养，25℃三代培养后在可实现好氧菌培养区的厌氧菌逐渐消亡，将好氧菌的分离输送分散至河道中，降解有机物和氨氮等营养物质使水体得以净化。同时根据水质智能监测分析在河道水质较好时，可通过控制器较少菌种的输出数量和曝气量，实现节能生态的目的。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、采用新型河道治理工艺微生物定向培养厌氧和好氧细菌消除底泥和水体污染，打破常规单一的好氧生化方法治理河道的局限性；

2、采用清洁能源太阳能和风力发电系统，保持供电稳定可靠，节约电能；

3、采用智能水质在线监测系统，可实时了解水质状态，及时调整微生物培养箱和水体溶氧量的释放量，及微生物培养的营养投配比，保持高效工作状态；

4、采用微孔曝气系统，供给微生物培养箱和污染河道，多方位高效运用，并且联动水质监测系统自动调整氧气量的大小，节约能源。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的局部放大图；

图3为本发明中微生物培养装置的结构示意图；

图4为本发明中水质在线检测系统的逻辑框图；

图5本发明的工作原理示意图；

图6为本发明中智能控制装置的逻辑框图；

图中：1、风力发电机；2、太阳能发电机；3、风光互补控制器；4、蓄电池；5、逆变器；6、水质在线监测系统；7、鼓风机；8、防雨外壳；9、微生物培养装置；10、微孔曝气扩散盘；11、浮体工作台；12、固定套筒桩；13、曝气干管；14、曝气支管；15、微孔曝气管；16、智能控制阀；91、厌氧菌培养室；92、好氧菌培养室；93、厌氧菌分配管；94、好氧菌分配管；95、智能控制装置；96、菌剂投加管；97、生物填料。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

如图1～6所示，本发明中提供的一种用于河道的生态修复系统，其包括新能源发电装置、电气控制装置、水质在线检测系统、曝气装置、微生物培养装置和支撑装置，所述支撑装置包括浮体工作台11，所述曝气装置包括鼓风机7，所述新能源发电装置、电气控制装置、水质在线检测系统6、鼓风机7均设置于浮体工作台11的上表面，微生物培养装置9设置于浮体工作台10的下表面。

新能源发电装置包括风力发电机1和太阳能发电机2。

电气控制装置包括风光互补控制器3、蓄电池4和逆变器5，风光互补控制器3和新能源发电装置电连接，具体是同时与风力发电机1和太阳能发电机2电连接，蓄电池4和风光互补控制器3电连接，逆变器5和蓄电池4电连接。

为了防止雨水对设备的侵蚀，在浮体工作台10的上表面设置防雨外壳8，防雨外壳8覆盖于风光互补控制器3、蓄电池4、逆变器5和水质在线监测系统6和鼓风机7外。

太阳能发电机采用多晶硅光伏组件，通过连接件与浮体工作台连接固定，太阳能板安装角度30°，单块功率75W，规格大小816*670*35，太阳能板可按2～4块组合，适应用电设备的使用功率要求，其风光互补控制器相连；风力发电机由风轮、发电机、调速和调向机构、停车机构、立杆控制器组成。风轮随着风量大小持续不断的转动，通过调速和调向结构、停车结构来适应风量的变化；通过风力发电机给蓄电池充电，把电能储存起来，根据各个设备使用的电功率的大小选择蓄电池的容量，蓄电池放电的直流电源通过相应型号的逆变器将直流电源转换成交流电源供智能水质在线监测仪和微孔曝气系统使用。

风光互补控制器解决了一种由于风力发电机和光伏电池间歇性供电造成的供电质量低的问题，采用充放电控制方案，结合硬件电路和软件设计，实现蓄电池的三阶段充电，还能延长蓄电池寿命。蓄电池和太阳能板输入端持续反接不会损坏，并有蜂鸣报警提示，可以更好的保护电池，采用MPPT功能使风机在低速下也能对电池充电，提高风能利用率。电池过充放电等开放性参数设置模式，可以使控制器适应各种类型的电池使用。

蓄电池用于风力和太阳能太阳能板转换的电能储存于蓄电池中，通过蓄电池按照智能在线监测仪和鼓风机的工作电流逆变器输出相应的电流。蓄电池采用电子操作屏可以直接显示输出电压和蓄电池的电量情况。所述的逆变器实现了直流电向交流电的转换，可将低压(12V、24V或48V)直流电转变为220V交流电，满足在线监测仪和微孔曝气器机的工作电压和功率。

在晴天时，太阳能太阳能板向整个装置提供电能；雨天风大时，风力发电机向整个装置提供电能；二者通过风光互补控制器自动切换，调整电量电压的输出。风光互补控制器连接风力发电机和太阳能太阳能板，同时与蓄电池连接，通过蓄电池进行收放电，储存直流电能，蓄电池放电通过逆变器将直流电转换成交流电供供给交流用电设备水质在线检测系统、曝气装置。

曝气装置还包括曝气干管13和若干曝气支管14，若干曝气支管14均连通于曝气干管13的侧面。

设置于水体中的曝气支管14上设置有一个或两个以上微孔曝气扩散盘10。

曝气装置主要为两个系统提供氧气，一路曝气管路通向微生物培养装置，随时根据监测系统调控微生物培养周期内的溶解氧量，一路通向河道改善污染河道低溶氧状况，加速污染物质的降解速度，根据在线水质监测分析指标，调控曝气系统的曝气量。

微生物培养装置9包括箱体、智能控制装置95、菌剂投加管96、曝气支管14、厌氧菌分配管93和好氧菌分配管94，箱体包括厌氧菌培养室91和好氧菌培养室92，菌剂投加管96与厌氧菌培养室91和好氧菌培养室92均连通，曝气支管14延伸至好氧菌培养室92，且曝气支管14的末端连通有若干微孔曝气管14，厌氧菌分配管93设置于厌氧菌培养室91的一端，好氧菌分配管94设置于好氧菌培养室92的一端，曝气支管14和菌剂投加管96上各设有一个智能控制阀16，智能控制阀16与智能控制装置95电连接或通讯连接。

为了提高好氧菌和厌氧菌的培养效率，在好氧菌培养室92和厌氧菌培养室91内均设置有生物填料97。

微生物培养装置主要是将河道中原有微生物菌群进行定向提炼培养，通过在静态培养器中人为控制微生物生长所需的生长温度、湿度、碳源、氧气、氮、磷、微量元素和有毒物质含量等营养比加速各种微生物的生长繁殖，通过水力停留时间和各类微生物的世代繁殖时间调配，将好氧微生物菌群输入河道配合曝气发生好氧分解降解COD和氨氮，将厌氧菌群厌氧氨氧化菌送至河道底层淤泥中降解厌氧污泥中的有机氮化物直接转化成氮气，从而高效降解河道水体氨氮和总氮严重超标的问题。智能控制装置95包括用于采集水样的采样单元、用于采集箱体内环境数据采集单元、用于信息传输的数据传输单元和用于控制菌剂投加以及空气输入的控制单元。

智能控制装置95还可以包括在线监测单元、数据采集分析单元、数据传输单元、控制单元、智能控制阀调节系统。所述的在线监测单元可以监测温度、pH值、菌种浓度等指标；所述的数据采集分析单元根据在线监测数值分析培养器的工作状态，判断指标是否正常，作出需要调整的指示结果；所述的数据传输单元可将分析结果以数据标准形式传输给智能控制单元；所述的控制单元依据接收到的数据分析结果启动通讯连接装置，调整培养箱内的工作状态；所述的智能控制阀调节系统执行控制中心作出的开启关闭命令。

箱体固定于工作平台上，采用玻璃钢无毒环保材质，加工成长方体；利用虹吸原理将河道中的原水取出通过DN25的塑料软管送至箱体，空气扩散管采用8mm，氧气释放在气泡2mm以下，利用大阻力配气系统将气体从微孔曝气支管中输出，通过智能监测系统调配空气的输出量；生物填料系统采用比表面积较大的塑料球填料、塑料球内部填充纤维素膜、从内到外形成好氧、缺氧、厌氧层利用生物膜法培养土著微生物菌群，好氧缺氧层以培养硝化细菌、反硝化细菌和光合细菌为主；厌氧层以培养厌氧氨氧化菌为主；通过微生物提取装置提取到相应的的菌群，通过微生物培养液输出系统分别输送至河道水体中降解氨氮、有机污染物质和输送至河道底泥深层降解氨氮和总氮，释放氮气，达到消除黑臭的目的。智能监测系统可以在线监测COD、氨氮、溶解氧、温度、湿度等水质指标，通过智能反馈系统反映营养比的平衡度，调控碳源、氧气、氮磷比等的输入量和排放量，从而保持污泥生长的泥龄和水力停留时间相适应，控制各位微生物的世代时间，保持优势菌种的高效繁殖。

厌氧菌分配管83延伸至河底淤泥中，好氧菌分配管84延伸至河道水体中。

作为优选方案，所述水质在线检测系统包括控制系统、在线采样单元、预处理及辅助单元、分析单元、数据采集及传输单元、远程数据管理中心，所述在线采样单元将水样采集后输送至预处理及辅助单元，所述预处理和辅助单元对水样进行预处理后输送至分析单元，所述分析单元将分析后的结果以数据的形式发送到数据采集及传输单元，所述数据采集及传输单元将数据发送到远程数据管理中心进行，所述远程数据管理中心根据水样的数据指导控制中心的工作。

水样通过取样设备自动抽取到指定位置，由中控设备控制相应的管路和阀门对水样进行初步的预处理后再进行有针对性的分类处理，合理分配给相应的水质分析设备，分析设备采用符合国家统一颁布的标准方法对水样进行分析测量，并将测量得到的结果传输到数据采集设备，最后由数据采集设备统一发送到远程服务器。在现场，中控设备通常可以对各个系统进行简单的控制，并将测量结果实时显示在中控监视器上。在远程控制中心，一方面通过有功能强大的数据平台，可以把接收来自各站点的监控系统相关信息，汇总得到各种数据报表，并可对数据进行分析处理。先进的数据平台还能结合水质模型功能软件对水质数据进行分析评估以及预测、预警。

辅助单元包括除藻模块、净水模块、供电模块和防雷模块中的至少一种。

支撑装置还包括两个固定套筒桩，两个所述固定套筒桩分别固设于浮体工作台的两侧，每个固定套筒桩均与浮体工作台通过钢索连接。浮体工作台通过镀锌钢管套筒桩打入河道底部，为整个系统提供支撑，采用固定套筒桩，工作平台可随水位变动上下浮动。

浮体工作台采用HDPE定制浮箱，该浮箱采用世界最先进的整体多层滚塑型工艺，外壳采用高密度据乙烯材质制造，一次成型，具有良好的抗紫外线能力，耐高温，耐酸碱，耐撞击，不易老化，无污染，内部填充整块的EPS泡沫。上面特别定制了用于安装风力发电系统、太阳能发电系统、水质在线监测装置、曝气设施及微生物培养器的连接件。工作平台采用固定镀锌钢管套筒桩连接，插入河道底部进行固定。镀锌钢管桩长度采用4mDN50-80的长桩加套2mDN25-DN50的短桩，可上下随水位浮动，不受水位变化影响，牢固可靠，使用寿命长，安装简单。

本发明还提供了一种基于前述的用于河道的生态修复系统的河道生态修复方法，具体包括如下步骤：

微生物培养装置通过接种厌氧菌和好氧菌培养繁殖后输送到河道水体和污泥中，同时发生好氧反应和厌氧反应，降解有机污染和氮磷营养盐，增加河道菌群的多样性，恢复河道自净能力；

河道原水分别输送至厌氧菌培养室和好氧菌培养室作为培养基质原液，分别培养出好氧菌和厌氧菌后，将厌氧菌输送至河道底泥中，将好氧菌输送至河道水体中，分别进行厌氧处理和好氧处理，实现河道生态系统的净化修复。

微生物培养器通过接种厌氧菌和好氧菌培养繁殖后输送到河道水体和污泥中，同时发生好氧反应和厌氧反应，降解有机污染和氮磷营养盐，增加河道菌群的多样性，恢复河道自净能力。微生物培养器分为好氧菌培养系统和厌氧菌培养培养系统，河道原水输送至微生物培养器分别输送至厌氧室和好氧室作为培养基质原液；在厌氧室封闭反应区，接种碳源营养液和EM菌，冷却培养三代后，在厌氧菌培养区的好氧菌逐渐消亡，实现厌氧菌群的分离输出至河道底泥，通过厌氧氨氧化菌将河道底泥厌氧区的氨氮等营养盐转化成N2溢出水面，同时将大分子的有机污染物质降解成小分子的有机物，便于后续在水体中进行好氧分解。在好氧室设置生物填料载体和曝气系统，接种碳源营养液和EM菌在生物填料表面挂膜繁殖培养，25℃三代培养后在可实现好氧菌培养区的厌氧菌逐渐消亡，将好氧菌的分离输送分散至河道中，降解有机物和氨氮等营养物质使水体得以净化。同时根据水质智能监测分析在河道水质较好时，可通过控制器较少菌种的输出数量和曝气量，实现节能生态的目的。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (11)

1.一种用于河道的生态修复系统，其特征在于，包括新能源发电装置、电气控制装置、水质在线检测系统、曝气装置、微生物培养装置和支撑装置，所述支撑装置包括浮体工作台，所述曝气装置包括鼓风机，所述新能源发电装置、电气控制装置、水质在线检测系统、鼓风机均设置于浮体工作台的上表面，所述微生物培养装置设置于浮体工作台的下表面。

2.如权利要求1所述的用于河道的生态修复系统，其特征在于，所述新能源发电装置包括风力发电机和太阳能发电机。

3.如权利要求1所述的用于河道的生态修复系统，其特征在于，所述电气控制装置包括风光互补控制器、蓄电池和逆变器，所述风光互补控制器和新能源发电装置电连接，所述蓄电池和风光互补控制器电连接，所述逆变器和蓄电池电连接。

4.如权利要求1所述的用于河道的生态修复系统，其特征在于，所述曝气装置还包括曝气干管和若干曝气支管，若干所述曝气支管均连通于曝气干管的侧面。

5.如权利要求4所述的用于河道的生态修复系统，其特征在于，所述曝气支管上连通有一个或两个以上微孔曝气扩散盘。

6.如权利要求1所述的用于河道的生态修复系统，其特征在于，所述微生物培养装置包括箱体、智能控制装置、菌剂投加管、曝气支管、厌氧菌分配管和好氧菌分配管，所述箱体包括厌氧菌培养室和好氧菌培养室，所述菌剂投加管与厌氧菌培养室和好氧菌培养室均连通，所述曝气支管延伸至好氧菌培养室，且曝气支管的末端连通有若干微孔曝气管，所述厌氧菌分配管设置于厌氧菌培养室的一端，所述好氧菌分配管设置于好氧菌培养室的一端，所述曝气支管和菌剂投加管上各设有一个智能控制阀，所述智能控制阀与智能控制装置电连接或通讯连接，所述的智能控制装置包括用于采集水样的采样单元、用于采集箱体内环境数据的数据采集单元、用于信息传输的数据传输单元和用于控制菌剂投加以及空气输入的控制单元。

7.如权利要求6所述的用于河道的生态修复系统，其特征在于，所述厌氧菌分配管延伸至河底淤泥中，所述好氧菌分配管延伸至河道水体中。

8.如权利要求1所述的用于河道的生态修复系统，其特征在于，所述水质在线检测系统包括控制系统、在线采样单元、预处理及辅助单元、分析单元、数据采集及传输单元、远程数据管理中心，所述在线采样单元将水样采集后输送至预处理及辅助单元，所述预处理和辅助单元对水样进行预处理后输送至分析单元，所述分析单元将分析后的结果以数据的形式发送到数据采集及传输单元，所述数据采集及传输单元将数据发送到远程数据管理中心进行，所述远程数据管理中心根据水样的数据指导控制中心的工作。

9.如权利要求8所述的用于河道的生态修复系统，其特征在于，所述辅助单元包括除藻模块、净水模块、供电模块和防雷模块中的至少一种。

10.如权利要求1所述的用于河道的生态修复系统，其特征在于，所述支撑装置还包括两个固定套筒桩，两个所述固定套筒桩分别固设于浮体工作台的两侧，每个固定套筒桩均与浮体工作台通过钢索连接。

11.一种基于权利要求1～10中任意一项所述的用于河道的生态修复系统的河道生态修复方法，其特征在于，包括如下步骤：

微生物培养装置通过接种厌氧菌和好氧菌培养繁殖后输送到河道水体和污泥中，同时发生好氧反应和厌氧反应，降解有机污染和氮磷营养盐，增加河道菌群的多样性，恢复河道自净能力；

河道原水分别输送至厌氧菌培养室和好氧菌培养室作为培养基质原液，分别培养出好氧菌和厌氧菌后，将厌氧菌输送至河道底泥中，将好氧菌输送至河道水体中，分别进行厌氧处理和好氧处理，实现河道生态系统的净化修复。