CN109650668A - 一种应用于黑臭河道的治理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种应用于黑臭河道的治理系统，包括如下步骤：河道清淤：清除河床内堆积的淤泥，去除淤泥中的污染物；格栅拦截：在河道上游设置格栅带，拦截河道中的悬浮物；生物带曝气原位治理：在格栅下游的河道设置生物带，投放微生物，并设置微纳米曝气装置；调节池处理：生物带下游的河道水引入调节池，进行均质、均量调节，并对河道水体中的杂质进行沉淀；活性炭滤膜机处理：调节池出水后的河道水体进入活性炭滤膜机，进一步去除污染物；水生植物系统建设：在河道中布置沉水植物、挺水植物、浮叶植物中的一种或多种。本系统处理黑臭河道的效果好、投资少、设备自动化程度高、运行维护简单，且能恢复水体的生态自净能力。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，特别涉及一种应用于黑臭河道的治理系统。
背景技术
河道对于区域的水环境建设、生态发展空间、人口分布甚至人文特色都具有重要的导向和关联作用。一方面，河道作为区域重要的排洪渠道和水环境容纳空间，对当地的水安全保障具有重要作用；一方面，对于整个区域发展空间，沿河两岸人口分布大部分较为密集，发展较好，具有独特的水文化景观特色。然而随着沿河两岸人口密集程度不断加大，经济和人民生活水平不断提高，但当地管网建设不完善的前提下，更多且含有高污染负荷的污水被排入河道。此时，河道作为一种纳污通道，水环境容量空间却相对较小，超出了河道的水体的自净能力，呈现黑臭状态的感官效果，影响周围居民的生活空间与区域的发展面貌。因此，黑臭河道的治理十分重要。
目前，黑臭河道的治理方法有物理法、化学法和生物法。物理法通常采用河道清淤、水循环及普通的介质吸附方法。河道清淤，即通过机械设备清除水体中含有较高浓度有机物、氮、磷等有机物的淤泥，疏通河道，防止河道淤泥向水体中释放污染物，造成水体二次污染；水循环，即通过引进外来水或建设泵站等达到补充河道生态需水且稀释污染物、使水流动的作用；普通介质吸附，即通过活性炭、磁粉、砂砾等吸附作用去除污染物。随着污水的排放，河道清淤和水循环未能从根本上解决水质问题。河道处理直接且仅采用普通的介质吸附方法存在经济成本高，易造成二次污染等问题。
化学法通过采用化学药剂和河道内的污染物反应，达到去除河道内污染物的目的，却造成水体残留一定的化学药剂，且不断累积。
生物法通常采用投加微生物制剂或者种植沉水植物。向河道内投加微生物制剂往往存在有机物、氮、磷等污染物的降解能力弱、处理效率低等情况；在受到污染的河道内种植沉水植物，会出现沉水植物不会存活、存活率低等情况。
因此，黑臭河道的现有治理技术亟需改进。
发明内容
一种应用于黑臭河道的治理系统，包括如下步骤：
河道清淤：清除河床内堆积的淤泥，去除淤泥中的污染物；
格栅拦截：在河道上游设置格栅带，拦截河道中的悬浮物；
生物带曝气原位治理：在格栅下游的河道设置生物带，在布置生物带区域投放微生物，并在微生物带的下方设置微纳米曝气装置；
调节池处理：生物带下游的河道水引入调节池，对河道水体进行均质、均量调节，并对河道水体中的悬浮物进行沉淀；
活性炭滤膜机处理：调节池出水后的河道水体进入活性炭滤膜机，进一步去除污染物；
水生植物系统建设：在河道中布置沉水植物、挺水植物、浮叶植物中的一种或多种。
优选的，在河道清淤步骤中，清淤深度为0.5-2米。
优选的，在格栅拦截步骤中，在河道上游向下游方向依次设置粗格栅和细格栅。
优选的，在生物带曝气原位治理步骤中，气：水流量比为3：1-10:1。
优选的，在调节池处理步骤中，河道水在调节池中的停留时间为20分钟。
优选的，在活性炭滤膜机步骤中，活性炭滤膜机输出的清水输出到河道，废炭输入废炭罐后进入板框压滤机进行压滤。
优选的，所述微生物带至少包括硝化细菌、反硝化菌、光合细菌、硫化细菌其中的一种或多种。
优选的，所述沉水植物为轮叶黑藻、金鱼藻、红线草、苦草、狐尾藻、马来眼子菜、菹草、伊乐藻的其中一种或至少两种的组合。
优选的，所述挺水植物为西伯利亚鸢尾、美人蕉、梭鱼草的其中一种或至少两种的组合。
优选的，所述浮叶植物为睡莲或/和荇菜。
本发明的有益效果在于：本系统处理黑臭河道的效果好、投资少、设备自动化程度高、运行维护简单，且能恢复水体的生态自净能力。出水指标可达COD、氨氮、总氮指标达到《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)地表III类标准。经过本系统治理过，尤其是活性炭滤膜机处理后的水质适合沉水植物等生物的生存。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明应用于黑臭河道的治理系统的第一实施例的流程示意图；
图2为本发明应用于黑臭河道的治理系统的第二实施例的流程示意图；
图3为本发明应用于黑臭河道的治理系统的第三实施例的流程示意图；
图4为本发明应用于黑臭河道的治理系统的第四实施例的流程示意图；
图5为本发明应用于黑臭河道的治理系统的第五实施例的河道设置示意图；
图6为图5中第五实施例的河道环境示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
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的一部分实施例，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作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。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种应用于黑臭河道的治理系统，包括如下步骤：
S10，河道清淤：清除河床内堆积的淤泥，去除淤泥中的污染物；
S20，格栅拦截：在河道上游设置格栅带，拦截河道中的悬浮物；
S30，生物带曝气原位治理：在格栅下游的河道设置生物带，在布置生物带区域投放微生物，并在微生物带的下方设置微纳米曝气装置；
S40，调节池处理：生物带下游的河道水引入调节池，对河道水体进行均质、均量调节，并对河道水体中的杂质进行沉淀；
S50，活性炭滤膜机处理：调节池出水后的河道水体进入活性炭滤膜机，进一步去除污染物；
S60，水生植物系统建设：在河道中布置沉水植物、挺水植物、浮叶植物中的一种或多种。
对整个河道进行清淤处理，通过挖机清除河道内的淤泥，去除淤泥中的污染物，防止底泥向水体中释放污染物，造成水体二次污染；然后在河道上游的前段设置格栅，对河道中较大的悬浮物拦截，并需要定期清理去除堆积在格栅前的悬浮物；在格栅下游的河道设置一定区域的生物填料-生物带(水处理驯化微生物/高效符合菌)，大量微生物可在生物带上附着形成生物膜，并在生物带下方设置纳米曝气装置(机器与鼓风机连接，鼓风机总管-鼓风机支管)，一方面为微生物代谢去除水中COD、氨氮、磷等部分可生化的污染物创造适当的氧环境，另一方面将河道水体中的污染物、氧气、微生物进行搅动、混合；在生物带布置区域下游河岸设置活性炭滤膜机，通过潜水泵将生化后的河道水输入调节池，对河道水体进行均质、均量调节，并对河道水体中的垃圾、砂砾、大体积悬浮物进行沉淀，以便于后续设备即活性炭滤膜机的运行；调节池出水后的河道水体再进入活性炭滤膜机，进一步去除污染物，活性炭滤膜机内设置不锈钢滤柱，箱体内通过配碳罐加入大量的粉末活性炭(200目)，设备工作时粉末活性炭可在不锈钢滤柱上形成粉末活性炭薄膜(厚度5毫米)，该薄膜可对水中的污染物进行吸附、过滤，最后在活性炭滤膜机下游河道布置水生植物，水生植物区占整个系统的60％，建设完整的水生态系统，恢复河道自净能力。
活性炭滤膜机主要通过在滤柱上形成的炭层，该碳层是经过高温生成的活性炭具有发达的内部空隙，当污水经过活性炭层时，污水中的污染物质被吸附或截留在活性炭发达的空隙内，通过范德华力等的作用，被镶嵌在活性炭内部。从而达到去除污染物的目的将污水中的有机物去除。
优选地，参照图2，本发明还提出一种应用于黑臭河道的治理系统的第二实施例，本实施例基于上述图1所示实施例，所述河道清淤，清除河道内淤泥，去除淤泥中的污染物的步骤包括：
S101：河道清淤,清除河道内淤泥，去除淤泥中的污染物，清淤深度为0.5-2米。
在本实施例中，通过挖机清除河道内的淤泥，去除淤泥中的污染物，防止底泥向水体中释放污染物，造成水体二次污染。因为污物沉淀后会形成令人厌恶的沉积物，清除这些淤泥，有效减轻后续对黑臭河水的治理压力。
优选地，参照图3，本发明还提出一种应用于黑臭河道的治理系统的第三实施例，本实施例基于上述图1所示实施例，所述格栅拦截的步骤中，可以分为两个步骤：
S201，粗格栅拦截：在河道上游设置粗格栅带，拦截河道中较大的悬浮物；
S202，细格栅拦截：在粗格栅带后下游设置细格栅带，拦截河道中较小的悬浮物
即在河道上游向下游方向依次设置粗格栅和细格栅，对河道中较大的悬浮物如垃圾、浮泥、石沙等进行多重拦截和过滤。
在本实施例中，粗格栅和细格栅的粗细是指栅距的大小，栅距较大即为粗格栅，用于先阻隔较大的悬浮物，例如垃圾，大片树叶等；栅距较小即为细格栅，用于阻隔更小的悬浮物，例如浮泥、砂石等。当阻隔的悬浮物较多时，需要定期去除。粗、细格栅的间隔1-2米为佳。
优选地，参照图1-4，本发明在S30生物带曝气原位治理步骤中，气：水流量比为3:1-10:1。
在这些实施例中，S30生物带曝气原位治理为生化效率较高的接触氧化工艺。在河道内固定生物填料-生物带，曝气提供充氧、搅动、混合的条件，大量的微生物可附着在填料上形成生物膜，利用微生物的代谢作用去除水中的污染物。
优选地，参照图1-4，本发明在S50活性炭滤膜机处理步骤中，河道水在调节池中的停留时间为20分钟。
在这些实施例中，步骤S30中生物带下游的河道水还需要进行均质、均量的调节，因此会进入调节池中处理，最佳的处理时间在20分钟左右。
优选地，参照图4，本发明还提出一种应用于黑臭河道的治理系统的第四实施例，本实施例基于上述图1所示实施例，在所述S50调节池处理步骤中，活性炭滤膜机输出的清水输出到河道进入步骤S60的水生植物系统建设，而用于过滤之后的废炭，则通过步骤S501，输入废炭罐后进入板框压滤机进行压滤，以作他用。
炭、水混合溶液经气动隔膜泵进入板框压滤机，在油压的作用下通过板框压滤机滤布进行泥水分离，较干的泥饼外运填埋。
优选地，本发明中步骤S30的生物带，至少包括硝化细菌、反硝化菌、光合细菌、硫化细菌其中的一种或多种。
通过采用上述技术方案，这些菌种均来源于自然界，具有较强的降解能力，作用机理是以光合菌群和酵母菌群为主导，协同其它有益微生物共同作用，产生抗氧化物质，通过氧化还原发酵等途径，分解氧化有机物，把有害有毒转化为无害无毒，变有害为有用，同时光合菌可利用太阳光和热能进行光合作用产生氧气，供其他生物利用，利用CO2和氮等物质合成糖类、氨基酸、维生素和生物活性物质等，促进其他生物的生长繁殖。菌群在一定条件下快速繁殖、扩大，菌群形成团，大量吞食水中的污染物，使C源转化为CO2、N源转化为N2，水体变清。利用此类菌，在生态填料上形成一定的生物膜，水流通过由生态草形成的生物膜时，经过生物膜上特效菌的层层处理，使水质达到预期的目标。
优选的，本发明中步骤S60的水生植物系统建设中，所述沉水植物为轮叶黑藻、金鱼藻、红线草、苦草、狐尾藻、马来眼子菜、菹草、伊乐藻的其中一种或至少两种的组合。
种植密度最优为100株/平方米，通过采用上述技术方案，这些沉水植物可以从根系和浮叶背面吸收水体和淤泥中营养物质，碳源也主要来自空气，产生具备净化力的氧气通过浮叶背部分进入水体；是水域生态恢复自净能力的最优物种。
优选的，本发明中步骤S60的水生植物系统建设中，所述挺水植物为西伯利亚鸢尾、美人蕉、梭鱼草的其中一种或至少两种的组合。
通过采用上述技术方案，挺水植物的根、根茎生长在水的底泥之中，茎、叶挺出水面；其常分布于0-1.5米的浅水处，其中有的种类生长于潮湿的岸边，这类植物在空气中的部分，具有陆生植物的特征；生长在水中的部分(根或地下茎)，具有水生植物的特征，在净化水底的同时，还能够有茎、叶挺出水面，一定程度上可以使得城市居民不会随意排放生活污水，有意识地对河道进行保护。
优选的，本发明中步骤S60的水生植物系统建设中，所述浮叶植物为睡莲或/和荇菜。
通过采用上述技术方案，浮叶植物根一般因为缺乏氧气，所以由于无氧呼吸可以产生醇类物质；此外，通过叶柄也能由叶供给氧气，不会消耗水中的氧气，提升自净能力。
优选的，参照图5和图6，本发明还提出一种应用于黑臭河道的治理系统的第五实施例，本实施例基于上述图1所示实施例。以兴华涌为代表，原来兴华涌水质为劣V类水质，氨氮超标，水体发黑发臭，属于黑臭水体。为了提升河岸周边环境质量，需对兴华涌黑臭水体治理，消除黑臭。该段河涌宽度约12米，长度约为5000米，水深约为1.2米。按照本发明图5所示步骤的修复后，最终消除黑臭，恢复了河道生态自净能力。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种应用于黑臭河道的治理系统，其特征在于，包括如下步骤：
河道清淤：清除河床内堆积的淤泥，去除淤泥中的污染物；
格栅拦截：在河道上游设置格栅带，拦截河道中的悬浮物；
生物带曝气原位治理：在格栅下游的河道设置生物带，在布置生物带区域投放微生物，并在微生物带的下方设置微纳米曝气装置；
调节池处理：生物带下游的河道水引入调节池，对河道水体进行均质、均量调节，并对河道水体中的杂质进行沉淀；
活性炭滤膜机处理：调节池出水后的河道水体进入活性炭滤膜机，进一步去除污染物；
水生植物系统建设：在河道中布置沉水植物、挺水植物、浮叶植物中的一种或多种。
2.如权利要求1所述的应用于黑臭河道的治理系统，其特征是：在河道清淤步骤中，清淤深度为0.5-2米。
3.如权利要求1所述的应用于黑臭河道的治理系统，其特征是：在格栅拦截步骤中，在河道上游向下游方向依次设置粗格栅和细格栅。
4.如权利要求1所述的应用于黑臭河道的治理系统，其特征是：在生物带曝气原位治理步骤中，气：水流量比为3:1-10:1。
5.如权利要求1所述的应用于黑臭河道的治理系统，其特征是：在调节池处理步骤中，河道水在调节池中的停留时间为20分钟。
6.如权利要求1所述的应用于黑臭河道的治理系统，其特征是：在活性炭滤膜机处理步骤中，活性炭滤膜机输出的清水输出到河道，废炭输入废炭罐后进入板框压滤机进行压滤。
7.如权利要求1所述的应用于黑臭河道的治理系统，其特征是：所述微生物带至少包括硝化细菌、反硝化菌、光合细菌、硫化细菌其中的一种或多种。
8.如权利要求1所述的应用于黑臭河道的治理系统，其特征是：所述沉水植物为轮叶黑藻、金鱼藻、红线草、苦草、狐尾藻、马来眼子菜、菹草、伊乐藻的其中一种或至少两种的组合。
9.如权利要求1所述的应用于黑臭河道的治理系统，其特征是：所述挺水植物为西伯利亚鸢尾、美人蕉、梭鱼草的其中一种或至少两种的组合。
10.如权利要求1所述的应用于黑臭河道的治理系统，其特征是：所述浮叶植物为睡莲或/和荇菜。
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