CN108217957B - 河道黑臭水体综合治理装置及方法 - Google Patents

河道黑臭水体综合治理装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种河道黑臭水体综合治理装置及方法。包括生态浮床，所述生态浮床上种植与水生植物，所述生态浮床的底部设置有曝气装置和微生物挂膜装置；所述曝气装置包括鼓风曝气机和设置在浮床底部的气体输送管，所述气体输送管上设置有曝气孔；所述鼓风曝气机通过输气管与所述气体输送管连通；所述微生物挂膜装置包括微生物制品输送管和若干仿生碳纤维水草，所述微生物制品输送管内填充有微生物制品，所述微生物制品输送管上设置有若干排料孔，各所述仿生碳纤维水草沿竖直方向设置在所述微生物制品输送管上，且各仿生碳纤维水草的进料口与所述排料孔一一对应连通。本发明低成本、结构简单，能够净化水体，解决河道水体污染问题。

Description

河道黑臭水体综合治理装置及方法
技术领域
本发明涉及一种河道黑臭水体综合治理装置及方法，属于河道生态治理技术领域。
背景技术
随着城市化发展的不断加快，城市内涝、初期雨水污染和河道黑臭问题越来越严重。城市河道生态是城市景观中一个流动的、与城市居民生活环境紧密联系，且相对开放的复杂生态系统。大量未经处理的生活工业废水直接流入河道，造成水体污染，水质恶化。黑臭水体严重影响城市形象，及周边居民生活和身体健康。
我国南方城市河道密集，水体流动性较差，水域面积小，水生态系统相对简单，水环境容量小、自净能力差。由于外来污染物直接排放，远远超出水体自净能力，极易造成水体出现富营养化、水体黑臭等问题，致使河道生态系统破坏，水体丧失生态景观功能。对于多年持续污染导致生态系统破坏严重的河道，影响水体环境的因素较多，主要包括物理因素(悬浮物颗粒、色度)、化学因素 (溶解氧、氨氮、COD)，微生物因素(细菌、真菌)等，单纯采用一种方法不能从根本上解决河道水环境污染问题。
目前治理河道水环境污染的物理方法包括截污、疏浚和曝气等，截污是河道治理的前提，能够基本解决河流的污染源，防止水体进一步恶化。截污工程完成后，需要利用生物方法构建并恢复水体生态系统，通过水生植物和微生物菌种加速污染的分解，从而净化水质，增大环境容量，实现水体自我净化功能。
因此，河道水环境治理末端应该从恢复河道生态系统的结构和功能入手，利用综合生态修复技术，通过恢复水生植物，构建良性可持续的水生态系统，从根本上改善河道水质、恢复河道自净、生态景观功能。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种针对污染河水进行处理的河道黑臭水体综合治理装置。
为达到上述目的，本发明提供一种河道黑臭水体综合治理装置，包括生态浮床，所述生态浮床上种植与水生植物，所述生态浮床的底部设置有曝气装置和微生物挂膜装置；
所述曝气装置包括鼓风曝气机和设置在浮床底部的气体输送管，所述气体输送管上设置有曝气孔；所述鼓风曝气机通过输气管与所述气体输送管连通；
所述微生物挂膜装置包括微生物制品输送管和若干仿生碳纤维水草，所述微生物制品输送管内填充有微生物制品，所述微生物制品输送管上设置有若干排料孔，各所述仿生碳纤维水草沿竖直方向设置在所述微生物制品输送管上、且各仿生碳纤维水草的进料口与所述排料孔一一对应连通。
进一步地，所述生态浮床包括若干浮板，各浮板通过绳索连接；所述浮板上设置有水生植物种植槽，所述水生植物种植槽内填充有土壤层和多功能纳米复合层。
进一步地，还包括矩形框架，所述矩形框架设置在生态浮床的底部，所述气体输送管和所述微生物制品输送管均沿所述框架设置在所述框架内；所述框架上对应所述微生物制品输送的排料孔的位置设置有螺纹固定孔，所述仿生碳纤维水草的端部穿过所述螺纹固定孔设置在微生物制品输送管上。
进一步地，所述微生物制品为经驯化的土著微生物，包括光合细菌、酵母菌、乳酸菌、放线菌或真菌。
进一步地，所述仿生碳纤维水草长度为20～30cm；相邻两个仿生碳纤维水草之间的距离为20～30cm；各所述仿生碳纤维水草底部悬挂有重物。
进一步地，所述多功能纳米复合层的厚度范围为20～30cm，纳米复合材料颗粒的粒径为15～25mm，填充率为50％～70％。
进一步地，所述多功能纳米复合层从上到下依次包括氨氮去除层、磷去除层和COD去除层，所述氨氮去除层厚度为2～4cm；所述磷去除层的厚度为 2～4cm；所述COD去除层的厚度为10～20cm。
进一步地，所述水生植物为梃水植物，包括千屈菜、鸢尾花、再力花、美人蕉中的一种或几种。
进一步地，所述气体输送管的管径范围为3～6cm。
本发明河道黑臭水水体综合治理装置，采用生态浮床、曝气装置和微生物挂膜装置，能够对黑臭水进行有效治理。其中，生态浮床的浮床单元种植的水生植物能够吸收污染物，设置在浮床下方的曝气装置向水体输送氧气，促进设置在浮床下方微生物的生长活力、加速繁殖，提高水体净化效率。
为达到上述目的，本发明一种河道黑臭水体综合治理方法，所述方法包括利用上述的河道黑臭水综合治理装置对黑臭水进行处理。
本发明河道黑臭水体综合治理方法，利用河道黑臭水水体综合治理装置对水体进行治理，黑臭水体的水质情况明显改善，水体透明度增加，同时水体中会长出大量丝状藻类。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明做进一步的描述。
实施例1
结合图1，本实施例提供一种河道黑臭水体综合治理装置，包括生态浮床1，所述生态浮床上种植与水生植物11，所述生态浮床的底部设置有曝气装置2和微生物挂膜装置3；
曝气装置包括鼓风曝气机21和设置在浮床底部的气体输送管，所述气体输送管上设置有曝气孔；所述鼓风曝气机通过输气管22与所述气体输送管连通。
所述微生物挂膜装置包括微生物制品输送管33和若干仿生碳纤维水草32，所述微生物制品输送管内填充有微生物制品，所述微生物制品输送管上设置有若干排料孔，各所述仿生碳纤维水草沿竖直方向设置在所述微生物制品输送管上、且各仿生碳纤维水草的进料口与所述排料孔一一对应连通。微生物制品输送管上还设置有入料口34。
具体的还包括曝气装置2，曝气装置包括鼓风曝气机21和设置在浮床底部的气体输送管，所述气体输送管上设置有曝气孔；所述鼓风曝气机通过输气管 22与所述气体输送管连通
具体的，水生植物为梃水植物，包括千屈菜、鸢尾花、再力花、美人蕉中的一种或几种；采用上述水生植物，净化水体、美化河道环境。
进一步地，所述气体输送管的管径范围为3～6cm。
本实施例中采用生态浮床、曝气系统和微生物挂膜系统的复合装置，其中生态浮床中的浮床单元种植的水生植物具有净水功能，根系部分能够吸收污染物，曝气系统向水体输送氧气，促进设置在浮床单元下方微生物系统的生长活力、加速繁殖，提高微生物活力及污水处理效率。
实施例2
作为实施例1的具体方案，本实施例中生态浮床包括若干浮板，各浮板通过绳索连接；浮板上设置有水生植物种植槽，水生植物种植槽内填充有土壤层和多功能纳米复合层。
具体的，多功能纳米复合层的厚度范围为20～30cm，纳米复合材料颗粒的粒径为15～25mm，填充率为50％～70％。
具体的，多功能纳米复合层从上到下依次包括氨氮去除层、磷去除层和COD 去除层，所述氨氮去除层厚度为2～4cm；所述磷去除层的厚度为2～4cm；所述 COD去除层的厚度为10～20cm。
实施例3
作为实施例1的具体方案，本实施例中还包括矩形框架，矩形框架设置在生态浮床的底部，所述气体输送管和所述微生物制品输送管均沿所述框架设置在所述框架内；所述框架上对应所述微生物制品输送的排料孔的位置设置有螺纹固定孔，所述仿生碳纤维水草的端部穿过所述螺纹固定孔设置在微生物制品输送管上。
实施例4
作为实施例1的具体方案，本实施例中仿生碳纤维水草的长度为20～30cm；相邻两个仿生碳纤维水草之间的距离为20～30cm；各仿生碳纤维水草底部悬挂有重物35，以使仿生碳纤维水草下垂。
具体的，水生植物为梃水植物，包括千屈菜、鸢尾花、再力花、美人蕉中的一种或几种。
具体的，上述微生物制品为经驯化的土著微生物，包括光合细菌、酵母菌、乳酸菌、放线菌或真菌。微 生物制品通过输送管道输送至仿生碳纤维草，3～5天后，碳纤维生态草初步挂膜，10天后，土著微生物集聚体达到稳定状态，污染物、溶解氧、分解代谢产物以及各种营养元素首先经过液相扩散到生物膜的表面，在浓度差及微生物吸收降解等因素的作用下进入生物膜，最终形成各种代谢产物：H2O、CO2、NH4 +、SO4 2+等。通过使用本发明中的河道黑臭水体综合治理装置对水体处理一段时间后，黑臭水体的水质情况明显改善，水体透明度增加，同时水体中会长出大量丝状藻类。在光合作用下，藻类细胞能够吸收利用水体中的无机氮和有机氮为氮源，利用CO2和碳酸盐作为碳源，进行光自养生长代谢，被吸收的硝酸银、亚硝酸盐和铵盐合成藻细胞氨基酸和蛋白质等物质。水体中的磷酸盐在有氧条件下被藻细胞所吸收，并通过多种磷酸化途径转化成 ATP、磷脂等有机物。与此同时，河道水体污染物中COD去除率为50～80％，总氮去除率为20～40％，总磷去除率为10～50％。在水生植物周围的微生物浓度较高，菌群结构更加复杂，并富含各种源颗粒中的功能微生物菌种，连续运行2 个月后，河道水体逐渐修复，削除富营养化，水质持续向好发展。
实施例5
本实施例提供一种河道黑臭水体综合治理方法，所述方法包括利用上述的河道黑臭水综合治理装置对黑臭水进行处理。
本发明河道黑臭水体综合治理方法，利用河道黑臭水水体综合治理装置对水体进行治理，黑臭水体的水质情况明显改善，水体透明度增加，同时水体中会长出大量丝状藻类。
以上，仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (2)

1.一种河道黑臭水体综合治理装置，其特征在于，包括生态浮床，所述生态浮床上种植与水生植物，所述生态浮床的底部设置有曝气装置和微生物挂膜装置；
所述曝气装置包括鼓风曝气机和设置在浮床底部的气体输送管，所述气体输送管上设置有曝气孔；所述鼓风曝气机通过输气管与所述气体输送管连通；
所述微生物挂膜装置包括微生物制品输送管和若干仿生碳纤维水草，所述微生物制品输送管内填充有微生物制品，所述微生物制品输送管上设置有若干排料孔，各所述仿生碳纤维水草沿竖直方向设置在所述微生物制品输送管上，且各仿生碳纤维水草的进料口与所述排料孔一一对应连通；
所述生态浮床包括若干浮板，各浮板通过绳索连接；所述浮板上设置有水生植物种植槽，所述水生植物种植槽内填充有土壤层和多功能纳米复合层；
所述多功能纳米复合层从上到下依次包括氨氮去除层、磷去除层和COD去除层，所述氨氮去除层厚度为2～4cm；所述磷去除层的厚度为2～4cm；所述COD去除层的厚度为10～20cm；
还包括矩形框架，所述矩形框架设置在生态浮床的底部，所述气体输送管和所述微生物制品输送管均沿所述框架设置在所述框架内；所述框架上对应所述微生物制品输送的排料孔的位置设置有螺纹固定孔，所述仿生碳纤维水草的端部穿过所述螺纹固定孔设置在微生物制品输送管上；
所述仿生碳纤维水草长度为20～30cm；相邻两个仿生碳纤维水草之间的距离为20～30cm；各所述仿生碳纤维水草底部悬挂有重物；
所述水生植物为梃水植物，包括千屈菜、鸢尾花、再力花、美人蕉中的一种或几种；
所述气体输送管的管径范围为3～6cm。
2.一种河道黑臭水体综合治理方法，其特征在于，所述方法包括利用权利要求1的一种所述的河道黑臭水综合治理装置对黑臭水进行处理。
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