CN108275840B - 一种电化学生物复合原位黑臭河道处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电化学生物复合原位黑臭河道处理工艺，由电化学和生物方法复合而成，设备由电化学部分和生物反应器两部分组成，体积较小，直接安置在需要治理的黑臭河道的河岸，在原位对黑臭河水进行处理以提高水质，直至消除黑臭，通过特制的喷孔将黑臭河水喷至阳极电极板表面，发生有机物氧化、水电解、无机离子氧化等反应，使水成为充满羟基自由基、氯自由基以及新生态氧的水，用泵将这样的水输送至生物处理单元，生物处理单元可以放置在岸上，也可以放置在河道里，生物处理单元可以但不必须包括好氧区、兼氧区及厌氧区，分别对水中的污染物质进行好氧、兼氧及厌氧分解，得到处理干净的水返回至河道中。

Description

一种电化学生物复合原位黑臭河道处理工艺
技术领域
本发明属于黑臭河道治理技术领域，具体涉及一种电化学生物复合原位黑臭河道处理工艺。
背景技术
黑臭水体是指呈现令人不悦的颜色和(或)散发令人不适气味的水体的统称。近年来随着环境污染形势的加剧，城市和乡村黑臭水体的数量越来越多，截止到2016年4月15日，我国295座地级及以上城市中，超过70％的城市存在黑臭水体，总数达1945个.其中，河流数量占比最高，达86.1％；重度污染水体数量687个，占比达35.3％。这些散布在城市和乡村的黑臭水体严重影响人们的生活环境质量。现有技术不同程度的存在着工作量大、投资高、但是效率较低，效果不明显而且容易反弹等问题，有的需要一次性或者周期性地加入药剂，不仅操作繁琐，成本较高，而且容易带入二次污染。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电化学生物复合原位黑臭河道处理工艺，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：
一种电化学生物复合原位黑臭河道处理工艺，包括以下步骤：
第一步：将电化学治理设备和生物反应器运送到需要治理的黑臭河道的河岸；
第二步：利用水泵将河道中的黑臭河水输送至电化学治理设备中的电解池；
第三步：利用特制喷头喷至阳极电极板的表面，施加直流电压，发生有机物氧化、水电解、无机离子氧化等反应，使水成为充满羟基自由基、氯自由基以及新生态氧的水；
第四部：将处理之后的水用提升泵输送到生物反应器中或将电解池和生物处理器上下放置形成液位差；
第五步：布水器将水分布后进入一级生物反应器进行高氧浓度的好氧生化反应，生成的污泥在重力作用下向下落入容器底部或者河床；
第六步：未处理彻底的水从一级生物反应器流出后，沿水平方向穿过二级生物反应器发生中氧浓度、低氧浓度甚至兼氧生化反应，反应过程中生成的污泥仍然依靠重力的作用落向容器底部或者河床，定期通过抽吸管道和抽吸泵对反应器底部或河床进行污泥抽吸；
第七步：经过二级生物反应器处理后的水进入河道主流或者到达容器的顶部溢流。
优选的，电化学生物复合原位黑臭河道处理工艺所用设备包括电化学治理设备和生物反应器，所述电化学治理设备包括箱体、进水管、特制喷头、阴阳极电极板、连接管、提升泵，所述电化学处理单元的一侧设置有进水管，所述进水管的下方设置有提升泵，所述进水管的一侧设置有特制喷头，所述特制喷头安装在电化学处理单元内，所述电化学处理单元的侧边顶端设置有连接管，所述连接管的另一端连通到生物反应器中；
所述生物反应器包括生物反应器进水管、布水器、放空阀、生物填料、抽吸管道、抽吸泵、排污管道、支撑架、二级生物反应器，所述连接管与水泵连接，所述水泵的出水口与生物反应器进水管连接，所述生物反应器进水管的另一端连接到布水器中，所述布水器的另一侧设置有放空阀，所述一级生物反应器的内部顶端设置有布水器，所述一级生物反应器的内部设有生物填料，所述生物反应器远离布水器的一侧设置有二级生物反应器，所述二级生物反应器设有生物填料，所述二级生物反应器的外部设置有支撑架，所述支撑架的内侧设置有抽吸管道，所述抽吸管道远离放空阀的一侧设置有抽吸泵，所述抽吸泵远离抽吸管道的一侧设置有排污管道；
优选的，所述电化学处理单元包括电源、阳极电极板、电解池和阴极电极板，其中，所述电解池的内部设置有阳极电极板和阴极电极板，所述阳极电极板设置在阴极电极板的一侧，所述阳极电极板的两侧均设置有特制喷头，所述阳极电极板与阴极电极板之间安装有电源；
优选的，所述二级生物反应器包括第一生物填料层、第二生物填料层、第三生物填料层和骨架，所述骨架共设置有五至十个，五至十个所述骨架之间依次通过第一生物填料层、第二生物填料层和第三生物填料层固定连接，所述第一生物填料层的下方设置有第二生物填料层，所述第二生物填料层远离第一生物填料层的一侧设置有第三生物填料层，所述第一生物填料层、第二生物填料层和第三生物填料层的左右两侧分别对称设置有连接座，所述连接座远离第三生物填料层的一侧设置有坠重，所述坠重与连接座之间通过垂绳固定连接；
优选的，所述骨架靠近第一生物填料层的一侧设置有挂钩，所述挂钩和悬挂孔的联接实现骨架和第一生物填料层之间的联接；
优选的，所述二级生物反应器包括中氧区、低氧区、兼氧区。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明设备少，体积小，安装移动灵活，可以根据水体的形状和位置进行安放，对水体进行原位处理，不需要清淤等工程措施，成本低；
2、本发明效率高，电化学方法和生物方法复合，优势互补，可以彻底氧化分解导致水体黑臭的还原性物质，使水质得到彻底净化。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的电化学处理单元结构示意图；
图3为本发明的二级生物反应器的结构示意图；
图中：1、电化学治理设备；11、进水管；12、特制喷头；13、电化学处理单元；131、电源；132、阳极电极板；133、电解池；134、阴极电极板；14、连接管；15、提升泵；2、生物反应器；21、水泵；22、生物反应器进水管；23、布水器；24、放空阀；25、抽吸管道；26、抽吸泵；27、排污管道；28、支撑架；29、二级生物反应器；210、一级生物反应器；291、悬挂孔；292、第一生物填料层；293、第二生物填料层；294、第三生物填料层；295、坠重；296、连接座；297、骨架；298、挂钩。
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1-3，本发明提供以下技术方案：
一种电化学生物复合原位黑臭河道处理工艺，包括以下步骤：
第一步：将电化学治理设备和生物反应器运送到需要治理的黑臭河道的河岸；
第二步：利用额定流量480L/h的水泵将河道中的黑臭河水输送至电化学治理设备中的电解池，电解池容积36L，电极板面积300cm2，对抽取黑臭河水中的溶解氧数值，pH值，COD值，氨氮含量进行检测；
第三步：利用特制喷头喷至阳极电极板的表面，施加直流电压6V，电流强度为0.10A，发生有机物氧化、水电解、无机离子氧化等系列反应，使水成为充满羟基自由基、氯自由基以及新生态氧的水；
第四部：将处理之后的水用提升泵输送到生物反应器中；
第五步：布水器将水分布后进入直径为30cm的一级生物反应器经过进行高氧浓度的好氧生化反应，生成的污泥在重力作用下向下落入容器底部或者河床；
第六步：未处理彻底的水从一级生物反应器流出后，沿水平方向穿过直径为80cm的二级生物反应器发生中氧浓度、低氧浓度甚至兼氧生化反应，反应过程中生成的污泥仍然依靠重力的作用落向容器底部或者河床，定期通过抽吸管道和抽吸泵对反应器底部的河床进行污泥抽吸；
第七步：经过二级生物反应器处理后的水进入河道主流或者到达容器的顶部溢流，此时对出口水的溶解氧数值，pH值，COD值，氨氮含量进行检测；
进一步的，电化学生物复合原位黑臭河道处理工艺所用设备包括电化学治理设备1和生物反应器2，电化学治理设备1包括进水管11、特制喷头12、电化学处理单元13、连接管14、提升泵15，电化学处理单元13的一侧设置有进水管11，进水管11的下方设置有提升泵15，进水管11的一侧设置有特制喷头12，特制喷头12安装在电化学处理单元13内，电化学处理单元13的侧边底端设置有连接管14，连接管14的另一端连通到生物反应器2中；
生物反应器2包括水泵21、生物反应器进水管22、布水器23、放空阀24、抽吸管道25、抽吸泵26、排污管道27、支撑架28、二级生物反应器29，连接管14与水泵21连接，水泵21的出水口与生物反应器进水管22连接，生物反应器进水管22的另一端连接到布水器23中，布水器23的另一侧设置有放空阀24，一级生物反应器210的内部顶端设置有布水器23，一级生物反应器210远离布水器23的一侧设置有二级生物反应器29，二级生物反应器29的外部设置有支撑架28，支撑架28的内侧设置有抽吸管道25，抽吸管道25远离放空阀24的一侧设置有抽吸泵26，抽吸泵26远离抽吸管道25的一侧设置有排污管道27；
进一步的，电化学处理单元13包括电源131、阳极电极板132、电解池133和阴极电极板134，其中，电解池133的内部设置有阳极电极板132和阴极电极板134，阳极电极板132设置在阴极电极板134的一侧，阳极电极板132的两侧均设置有特制喷头12，阳极电极板132与阴极电极板134之间安装有电源131；
进一步的，二级生物反应器29包括第一生物填料层292、第二生物填料层293、第三生物填料层294和骨架297，骨架297共设置有五至十个，五至十个骨架297之间依次通过第一生物填料层292、第二生物填料层293和第三生物填料层294固定连接，第一生物填料层292的下方设置有第二生物填料层293，第二生物填料层293远离第一生物填料层292的一侧设置有第三生物填料层294，第一生物填料层292、第二生物填料层293和第三生物填料层294的左右两侧分别对称设置有连接座296，连接座296远离第三生物填料层294的一侧设置有坠重295，坠重295与连接座296之间通过垂绳固定连接；
进一步的，所述骨架297靠近第一生物填料层292的一侧设置有挂钩98，所述挂钩298和悬挂孔291的联接实现骨架297和第一生物填料层292之间的联接；
进一步的，所述二级生物反应器包括中氧区、低氧区、兼氧区。
实施例1
黑臭河道河水溶解氧3.4mg/L，pH 6.8，COD47mg/L,氨氮3.4mg/L。用额定流量480L/h潜水泵将河水打入容积36L，电极面积300cm2的电解池中，施加6V的直流电压，电流强度0.10A，溢流出水通过管道入直径分别为30cm和80cm的二级生物处理器，生物处理器内填充复合生物填料，置于河道中，连续处理48小时，生物处理器出口水样溶解氧7.5mg/L，pH6.8，COD32mg/L,氨氮2.6mg/L，水质得到显著改善。
实施例2
黑臭河道河水溶解氧2.7mg/L，pH 7.1，COD40mg/L,氨氮2.8mg/L。用额定流量480L/h潜水泵将河水打入容积36L，电极面积150cm2的电解池中，施加12V的直流电压，电流强度0.18A，溢流出水通过管道入直径分别为30cm和80cm的二级生物处理器，生物处理器内填充复合生物填料，置于河道中，连续处理48小时，生物处理器出口水样溶解氧8.3mg/L，pH7.1，COD36mg/L,氨氮2.1mg/L，水质得到显著改善。
实施例3
黑臭河道河水溶解氧3.0mg/L，pH 7.1，COD43mg/L,氨氮3.0mg/L。用额定流量480L/h潜水泵将河水打入容积36L，电极面积300cm2的电解池中，施加12V的直流电压，电流强度0.15A，溢流出水通过管道入直径分别为30cm和80cm的二级生物处理器，生物处理器内填充复合生物填料，连续处理48小时，生物处理器出口水样溶解氧8.0mg/L，pH 7.1，COD34mg/L,氨氮2.3mg/L，水质得到显著改善。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种电化学生物复合原位黑臭河道处理工艺，其特征在于：包括以下步骤：
第一步：将电化学治理设备和生物反应器运送到需要治理的黑臭河道的河岸；
第二步：利用水泵将河道中的黑臭河水输送至电化学治理设备中的电化学处理单元；
第三步：利用特制喷头喷至阳极电极板的表面，施加直流电压，发生有机物氧化、水电解和无机离子氧化反应，使水成为充满羟基自由基、氯自由基以及新生态氧的水；
第四步：将处理之后的水用提升泵输送到生物反应器中或将电化学处理单元和生物反应器上下放置形成液位差；
第五步：布水器将水分布后进入一级生物反应器进行高氧浓度的好氧生化反应，生成的污泥在重力作用下向下落入一级生物反应器底部或者河床；
第六步：未处理彻底的水从一级生物反应器流出后，沿水平方向穿过二级生物反应器发生中氧浓度、低氧浓度甚至兼氧生化反应，反应过程中生成的污泥仍然依靠重力的作用落向二级生物反应器底部或者河床，定期通过抽吸管道和抽吸泵对二级生物反应器底部或河床进行污泥抽吸；
第七步：经过二级生物反应器处理后的水进入河道主流或者到达二级生物反应器的顶部溢流；
所述生物反应器包括生物反应器进水管、布水器、放空阀、生物填料、抽吸管道、抽吸泵、排污管道、支撑架、一级生物反应器和二级生物反应器，通过连接管与水泵连接，所述水泵的出水口与生物反应器进水管连接，所述生物反应器进水管的另一端连接到布水器中，所述布水器的另一侧设置有放空阀，所述一级生物反应器的内部顶端设置有布水器，所述一级生物反应器的内部设有生物填料，所述一级生物反应器远离布水器的一侧设置有二级生物反应器，所述二级生物反应器的内部设有生物填料，所述二级生物反应器的外部设置有支撑架，所述支撑架的内侧设置有抽吸管道，所述抽吸管道远离放空阀的一侧设置有抽吸泵，所述抽吸泵远离抽吸管道的一侧设置有排污管道；
所述二级生物反应器包括第一生物填料层、第二生物填料层、第三生物填料层和骨架，所述骨架共设置有五至十个，五至十个所述骨架之间依次通过第一生物填料层、第二生物填料层和第三生物填料层固定连接，所述第一生物填料层的下方设置有第二生物填料层，所述第二生物填料层远离第一生物填料层的一侧设置有第三生物填料层，所述第一生物填料层、第二生物填料层和第三生物填料层的左右两侧分别对称设置有连接座，所述连接座远离第三生物填料层的一侧设置有坠重，所述坠重与连接座之间通过垂绳固定连接；所述骨架靠近第一生物填料层的一侧设置有挂钩，所述挂钩和悬挂孔的连接实现骨架和第一生物填料层之间的连接。
2.根据权利要求1所述的电化学生物复合原位黑臭河道处理工艺，其特征在于：电化学生物复合原位黑臭河道处理工艺所用设备包括电化学治理设备和生物反应器，所述电化学治理设备包括箱体、进水管、特制喷头、电化学处理单元、连接管和提升泵，电化学处理单元的一侧设置有进水管，所述进水管的下方设置有提升泵，所述进水管的一侧设置有特制喷头，所述特制喷头安装在电化学处理单元内，所述电化学处理单元的侧边顶端设置有连接管，所述连接管的另一端连通到生物反应器中。
3.根据权利要求2所述的电化学生物复合原位黑臭河道处理工艺，其特征在于，所述电化学处理单元包括电源和电解池，其中，所述电解池的内部设置有阳极电极板和阴极电极板，所述阳极电极板设置在阴极电极板的一侧，所述阳极电极板的两侧均设置有特制喷头，所述阳极电极板与阴极电极板之间安装有电源。
4.根据权利要求1所述的电化学生物复合原位黑臭河道处理工艺，其特征在于，所述二级生物反应器包括中氧区、低氧区和兼氧区。
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