CN109678302A - 一种富营养化湖泊的异位治理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种富营养化湖泊的异位治理系统，包括与富营养化湖泊深层水体出水依次连接设置的预沉池单元、除磷单元、氮及有机质去除单元，所述预沉池单元包括预沉池、进水口以及第一挡板，所述除磷单元包括除磷池、第一连通管、第二挡板、第一镂空滤板和第二镂空滤板、固定有锈铁嘉利翁氏菌的蜂巢石层以及二氧化碳曝气管，所述氮及有机质去除单元包括除氮池、第二连通管、出水口、第三挡板、氧气曝气管、可旋转的中空双隔层镂空滚筒、防水型补光灯管、负载有复合菌群的凹凸棒石层。本发明的异位治理系统投入成本低，结构简单，运行管理便捷，可同时降低富营养化水体氮、磷、有机物三大主要污染物浓度，能够有效改善景观湖泊富营养化问题。
Description
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，特别是涉及一种富营养化湖泊的异位治理系统。
背景技术
随着人类对自然资源的过度开发和工农业的飞速发展，大量的未处理或处理未达标的生活污水和工业废水排入湖泊水体，湖泊污染问题尤其是湖泊的富营养化问题已成为当今生态环境问题的研究热点之一，也成为了城市环境污染治理越来越难处理的问题。
近30年来，我国湖泊富营养化发展速度相当快，湖泊水环境污染越来越突出，湖泊富营养化已经成为制约社会和国民经济进一步持续发展的重要因素。富营养化湖泊中的主要污染物质是以氮、磷、有机质为主的水体富营养化物质，水体中氮、磷、有机质含量严重超标，多为劣V类水。根据生命周期理论，氮、磷的过量排放是造成富营养化的根本原因，藻类是富营养化的主体，它的生长速度直接影响着水质的状态。在藻类分子式中所占重量百分比最小的两种元素是氮和磷，特别是磷元素对藻类等水生生物的限制更加明显。
大量研究结果以及实践均表明磷是主要限制因子，在氮磷比低于10:1时或在某些特定季节，氮也会成为限制因子。根据OECD的研究，80％的富营养化湖泊是受磷元素的制约，10％的湖泊富营养化与氮元素和磷元素均直接相关，其余10％的湖泊是氮与其它因素起作用。因此，湖泊的富营养化治理关键在于去除氮、磷，尤其是磷的有效去除尤为关键。
发明内容
本发明的目的是针对湖泊富营养化问题提出一种富营养化湖泊的异位治理系统，针对不同营养物质采用不同的微生物与填料，构建多个处理单元，用以有效降低水体中氮、磷和有机质含量，降低湖泊富营养化水平。
为实现上述目的，本发明提供了一种富营养化湖泊的异位治理系统，包括与富营养化湖泊深层水体出水依次连接设置的预沉池单元、除磷单元、氮及有机质去除单元，所述预沉池单元包括预沉池、设置在预沉池上的进水口以及垂直设置在预沉池上部的第一挡板，所述除磷单元包括除磷池、设置在除磷池上部与预沉池相连的第一连通管、垂直设置在除磷池上部的第二挡板、分别设置在所述第二挡板后侧下部和上部的第一镂空滤板和第二镂空滤板、填充在第一镂空滤板和第二镂空滤板之间的是固定有锈铁嘉利翁氏菌的蜂巢石层以及设置在所述蜂巢石层内的二氧化碳曝气管，所述氮及有机质去除单元包括除氮池、设置在除氮池上部与除磷池相连的第二连通管、设置在除氮池上部后侧的出水口、垂直设置在除氮池上部的第三挡板、设置在所述第三挡板后侧下部的氧气曝气管、设置在所述氧气曝气管上的可旋转的中空双隔层镂空滚筒、设置在所述中空双隔层镂空滚筒中空内的防水型补光灯管、填充在所述中空双隔层镂空滚筒内负载有复合菌群的凹凸棒石层。
优选地，所述进水口上设有过滤网，所述过滤网的镂空孔隙为3～5mm；所述第一连通管所处高度低于进水口高度5～10cm；所述第二连通管所处高度低于所述第一连通管高度5～10cm；所述出水口所处高度低于所述第二连通管高度5～10cm。
优选地，所述第一挡板设置在距预沉池前端1/4～1/3处，所述第一挡板与预沉池宽度相同，所述第一挡板底端与预沉池底部间距5～10cm；所述第二挡板设置在距除磷池前端1/4～1/3处；所述第三挡板设置在距除氮池前端1/4～1/3处。
优选地，所述蜂巢石层的填充体积为所述除磷池容积的1/2～2/3。
优选地，所述第一镂空滤板和第二镂空滤板的孔隙均为1～2mm，所述第一镂空滤板和第二镂空滤板上设有传动机构。
优选地，所述中空双隔层镂空滚筒两侧与除氮池池壁间分别留有3～5cm空隙，所述中空双隔层镂空滚筒直径小于或等于150cm，且多个中空双隔层镂空滚筒均在同一平面并排设置；所述中空双隔层镂空滚筒包括镂空外层与镂空内层，所述凹凸棒石层填充在镂空外层与镂空内层之间，所述镂空外层与镂空内层的圆孔孔隙均为3～5mm，所述凹凸棒石层的填充量为中空双隔层镂空滚筒容积的3/5～4/5。
优选地，所述中空双隔层镂空滚筒两侧设有转动驱动机构，所述转动驱动机构驱动中空双隔层镂空滚筒转动的转速为1r/min。
优选地，所述蜂巢石层固定锈铁嘉利翁氏菌的步骤包括：
筛选粒径10～15mm的蜂巢石于150℃～180℃下煅烧2～2.5h，冷却至常温后，将蜂巢石浸入含有锈铁嘉利翁氏菌的菌液中，将蜂巢石固定12h后取出置于含锈铁嘉利翁氏菌的培养基中，在15℃下培养24h。
优选地，所述凹凸棒石层负载复合菌群的步骤包括：
将纯化凹凸棒石用造球机制成10～15mm圆球颗粒，于450℃～500℃下煅烧1.5～2h，冷却至常温后，将凹凸棒石浸入含有复合菌群的菌液中，将凹凸棒石固定12h后取出置于含复合菌群的培养基中，在室温下培养24h；
其中，所述复合菌群包括数量比为4:4:1:1的光合细菌、放线菌、硝化菌及好氧反硝化菌，所述复合菌群的菌液与氮及有机质去除单元的体积比为1:1000～1:1200。
优选地，所述异位治理系统的运行步骤包括：
将湖泊深层水体经管道抽送至进水口进入预沉淀单元，并在来水流入除磷单元后，调节二氧化碳曝气管的曝气强度使水体pH值维持6.6～6.8，之后水体流入氮及有机质去除单元，开启中空双隔层镂空滚筒和防水型补光灯管进行滚动与补光，处理出水经出水口排入湖泊中。
基于上述技术方案，本发明的优点是：
本发明针对湖泊富营养化问题构建了一种快速高效的富营养化湖泊的异位治理系统，针对引起湖泊富营养化的主要污染物，构筑了分别针对磷、氮及有机质的处理单元。在除磷单元中，以负载锈铁嘉利翁氏菌的改性蜂巢石作为填充基质，达到快速并持续去除水体中的磷的目的；在氮及有机质去除单元中，以负载复合菌群的改性凹凸棒石作为填充基质，既可高效处理水中的氮及有机质，又能对来水进一步进行中和与除磷处理，并且处理后的水为高富氧湖水，排入湖中可进一步提高水体自净能力。
本发明的异位治理系统投入成本低，结构简单，运行管理便捷，可同时降低富营养化水体氮、磷、有机物三大主要污染物浓度，能够有效地改善景观湖泊富营养化问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为富营养化湖泊的异位治理系统结构示意图；
图2为中空双隔层镂空滚筒结构示意图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
本发明提供了一种富营养化湖泊的异位治理系统，如图1、图2所示，其中示出了本发明的一种优选实施方式。本发明通过在湖泊周边设置污染物异位治理系统，系统依次为预沉池单元、除磷单元、氮及有机质去除单元三个单元，将引入异位治理系统的湖水进行层层处理，逐步达到净化湖水中污染物的效果。
具体地，所述异位治理系统包括与富营养化湖泊深层水体出水依次连接设置的预沉池单元、除磷单元、氮及有机质去除单元，所述预沉池单元包括预沉池16、设置在预沉池16上的进水口1以及垂直设置在预沉池16上部的第一挡板3，所述除磷单元包括除磷池17、设置在除磷池17上部与预沉池16相连的第一连通管4、垂直设置在除磷池17上部的第二挡板5、分别设置在所述第二挡板5后侧下部和上部的第一镂空滤板6和第二镂空滤板8、填充在第一镂空滤板6和第二镂空滤板8之间固定有锈铁嘉利翁氏菌的蜂巢石层9以及设置在所述蜂巢石层9内的二氧化碳曝气管7，所述氮及有机质去除单元包括除氮池18、设置在除氮池18上部与除磷池17相连的第二连通管10、设置在除氮池18上部后侧的出水口15、垂直设置在除氮池18上部的第三挡板11、设置在所述第三挡板11后侧下部的氧气曝气管12、设置在所述氧气曝气管12上的可旋转的中空双隔层镂空滚筒14、设置在所述中空双隔层镂空滚筒14中空内的防水型补光灯管13、填充在所述中空双隔层镂空滚筒14内负载有复合菌群的凹凸棒石层20。
如图1所示，预沉池16设置在构筑物最前端，进水口1位于预沉池16顶部，通过管道与湖泊深层水体连接。优选地，所述进水口1上设有过滤网2，所述过滤网2上的镂空孔隙为3～5mm，用于过滤拦截进水中颗粒粒径大于3～5mm的物质，同时便于所拦截物质的清理。所述第一挡板3设置在距预沉池16前端1/4～1/3处，所述第一挡板3与预沉池16宽度相同，所述第一挡板3底端与预沉池16底部间距5～10cm。
所述第一挡板3将预沉池16分割为两部分，用以引导水流从前部下方进入后部，然后逐渐上升，在此过程中进行部分小颗粒物质的自然沉降，以上过滤网2及第一挡板3均采用耐腐蚀、耐冲击、机械强度高、光热稳定性好的材质，以增长使用寿命。
除磷单元上部通过第一连通管4与预沉池16相连，所述第一连通管4所处高度低于进水口1高度5～10cm，利用高度差保证来水正常进入除磷单元。同样地，所述第二挡板5设置在距除磷池17前端1/4～1/3处，第二挡板5引导水流自下而上流动，剩余2/3～3/4除磷池17中填充固定着锈铁嘉利翁氏菌的蜂巢石层9。优选地，所述蜂巢石层9的填充体积为所述除磷池17容积的1/2～2/3。进水后，蜂巢石填料在除磷池17构筑物中呈悬浮状态，同时在中间位置内置二氧化碳曝气管7，控制曝气量将水体pH调节为6.6～6.8，以在适于锈铁嘉利翁氏菌生长的同时为其提供碳源。
优选地，所述第一镂空滤板6和第二镂空滤板8的孔隙均为1～2mm，所述第一镂空滤板6和第二镂空滤板8上设有传动机构，当填料需要更换或累积生成沉淀量较大时，第一镂空滤板6和第二镂空滤板8可在人力作用下升至除磷池17顶端，便于快速更换填料以及清理所生成的铁磷盐沉淀。顶部安装孔隙同样为1～2mm的第二镂空滤板8，用以拦截填料随水流进入下一处理单元，并可在更换填料或清理沉淀时拆卸。以上挡板、滤板材质采用耐腐蚀、耐冲击、机械强度高光热稳定性好的材质。
蜂巢石为火山熔岩的一种，具有丰富的孔隙结构，密度与水的比重接近，在水中可呈悬浮甚至漂浮状态，同时蜂巢石对水体中的磷等物质具有极佳的吸附性能，吸附效率优于活性炭等传统吸附剂，且成本低廉。此外，蜂巢石中铁的氧化物含量极为丰富，可为锈铁嘉利翁氏菌的生命活动与难溶性铁磷酸盐的生成提供充足的铁源。
本发明中蜂巢石主要有以下四个作用：一是利用其与水相当的密度，在除磷池17中呈悬浮状态，达到充分与水体混合以便于微生物立体生长的目的；二是作为吸附剂快速吸附水体中的磷，迅速降低水体中磷含量；三是作为微生物载体，吸附固定本发明中的锈铁嘉利翁氏菌，提高锈铁嘉利翁氏菌转化效率；四是提供Fe(Ⅱ)亚铁离子，一方面是作为锈铁嘉利翁氏菌生命活动的主要Fe(Ⅱ)来源，满足其生长所需能量，另一方面是在锈铁嘉利翁氏菌作用下快速生成Fe(Ⅲ)与磷酸根反应生成难溶的磷酸盐沉淀，分离去除水体中的磷。
优选地，所述蜂巢石层9固定锈铁嘉利翁氏菌的步骤包括：筛选粒径10～15mm的蜂巢石于150℃～180℃下煅烧2～2.5h，冷却至常温后，将蜂巢石浸入含有锈铁嘉利翁氏菌的菌液中，将蜂巢石固定12h后取出置于含锈铁嘉利翁氏菌的培养基中，在15℃下培养24h。
锈铁嘉利翁氏菌是一类嗜弱酸性的微好氧细菌，可在偏低温(8～25℃)环境下生存，其只以Fe(Ⅱ)为电子供体，利用将Fe(Ⅱ)氧化为Fe(Ⅲ)过程中放出的化学能为能源进行化能自养，通过卡尔文循环吸收二氧化碳。锈铁嘉利翁氏菌的生长需要铁，蜂巢石中所富含的铁的氧化物可为锈铁嘉利翁氏菌提供丰富的Fe(Ⅱ)来源。
本发明中锈铁嘉利翁氏菌的作用主要有以下两方面：一是锈铁嘉利翁氏菌与Fe(Ⅱ)氧化作用生成Fe(Ⅲ)，Fe(Ⅲ)可与蜂巢石上吸附的磷酸根发生反应生成难溶性铁盐，之后难溶性铁盐发生强烈水解，铁盐之间产生聚合反应生成不同的多核络合物，络合物再通过电中和、吸附架桥、卷扫作用等凝聚，最后分离沉淀，除去水体中的磷；二是在锈铁嘉利翁氏菌将蜂巢石中的Fe(Ⅱ)氧化为Fe(Ⅲ)的过程中，会产生大量的H+，同时Fe(Ⅲ)的水解也会产生H+，这些生成的H+又会大大促进蜂巢石中Fe(Ⅱ)的溶出，加快Fe(Ⅱ)转化为Fe(Ⅲ)效率。
本发明创造性地将锈铁嘉利翁氏菌与蜂巢石相结合，蜂巢石可为锈铁嘉利翁氏菌提供充足的Fe(Ⅱ)供其生长，同时锈铁嘉利翁氏菌又可加快蜂巢石中Fe(Ⅱ)的溶出与氧化，二者结合产生协同作用，显著提升Fe(Ⅲ)与磷酸根的结合速率进而提高除磷效率，也避免了蜂巢石对磷的吸附达到饱和从而影响磷的去除效果，降低了频繁更换吸附饱和的蜂巢石所产生的成本。
如图1所示，氮及有机质去除单元需可接收自然光照。所述氮及有机质去除单元上部通过第二连通管10与除磷单元相连，所述第二连通管11所处高度低于所述第一连通管4高度5～10cm。同样所述第三挡板11设置在距除氮池17前端1/4～1/3处，引导水流自下而上流动，后端2/3～3/4部分的除氮池18中，在所述第三挡板11后侧下部设置氧气曝气管12，在增加进水水体溶解氧的同时促进水体中二氧化碳气体的溢出。
氧气曝气管12上方至出水口15中间位置设有中空双隔层镂空滚筒14。所述中空双隔层镂空滚筒14的长度与除氮池18的长度相等，所述中空双隔层镂空滚筒14直径小于或等于150cm，且依据除氮池18宽度确定所安装中空双隔层镂空滚筒14数量，多个中空双隔层镂空滚筒14均在同一平面并排设置。优选地，所述中空双隔层镂空滚筒14两侧设有转动驱动机构，用以驱动中空双隔层镂空滚筒14持续转动，转速为1r/min。所述中空双隔层镂空滚筒14外侧面圆周1/3部分为可开合结构，用于填料填充与更换。
如图2所示，所述中空双隔层镂空滚筒14包括镂空外层19与镂空内层21，所述凹凸棒石层20填充在镂空外层19与镂空内层21之间，用于去除来水中的氮及有机质。为使中空双隔层镂空滚筒14内填充足够数量填料且各个位置微生物均能高效接收光照，所述镂空外层19与镂空内层21的圆孔孔隙均为3～5mm，所述凹凸棒石层20的填充量为中空双隔层镂空滚筒14容积的3/5～4/5。处理后出水最终再通过出水口15排入湖体，所述出水口15所处高度低于所述第二连通管10高度5～10cm。
复合菌群由光合细菌、放线菌、硝化菌与好氧反硝化菌构成。
光合细菌属于独立营养微生物，不管在厌氧光照或好气光照条件下都能利用有机酸、小分子脂肪酸、氨基酸、糖等有机物迅速增殖进行光合生长，在降解有机物和氨氮的过程中发挥重要的作用，对污水有很强的净化能力。其降解有机化合物的代谢产物糖类、氨基酸类、维生素类等可成为复合菌群中放线菌与好氧反硝化菌繁殖的养分，产生很好的协同作用。如果光合细菌增殖，菌群的其它微生物也会增殖。
放线菌是一类好氧菌，其与光合细菌存在协同作用。放线菌从光合细菌中获取氨基酸、氮素等作为基质，产生出各种抗生素、维生素及酶，可以直接抑制病原菌，二者混合后的抗菌作用比单独放线菌作用更显著。放线菌在光合细菌的影响下降解有机物、转化和降解氨氮的能力都有特别明显的加强，并且只有与光合菌共存混合处理后，才有很好的效果。
由于污水中大量存在光合细菌无法分解利用的高级脂肪酸，放线菌能高效将它们分解成低级脂肪酸供光合细菌处理，光合细菌再进一步将其降解，使有机物浓度大幅度下降。另外，对难分解的物质如木质素、纤维素、甲壳素等，放线菌具有降解作用，而被分解的物质容易被动植物吸收，增强动植物对各种病害的抵抗力和免疫力。此外，放线菌还能转化氮元素，明显提高硝化细菌、好氧反硝化细菌的硝化和反硝化作用，因而对于氨氮的处理有着重要作用。
硝化细菌是一类具有硝化作用的化能自养细菌，有强烈的好氧性，以氨作为能源物质，将氨转化为亚硝酸盐和硝酸盐。好氧反硝化菌是一类利用好氧反硝化酶系在有氧条件下进行反硝化作用的反硝化菌。氧气不仅不会抑制好氧反硝化酶系的活性，反硝化酶系的活性在有氧存在的情况下反而比在厌氧环境下要高，甚至部分好氧反硝化菌是严格的好氧反硝化菌，其在厌氧条件下无法生长。
好氧反硝化微生物能在有氧条件下进行反硝化除氮，这使得硝化和反硝化能够同时进行，这比传统的硝化-反硝化除氮具有明显的优势。硝化产物亚硝酸盐和硝酸盐可以直接被反硝化菌利用，不会造成亚硝酸盐和硝酸盐的积累，还可将铵态氮在好氧条件下直接转化成气态产物。硝化过程产酸，反硝化过程产碱，酸碱中和不仅能够维持系统pH的相对稳定，而且大大降低了酸碱中和成本。
为充分发挥各菌种之间的协同作用，优选地，所述复合菌群包括数量比为4:4:1:1的光合细菌、放线菌、硝化菌及好氧反硝化菌。因复合菌群本身具有一定浓度的磷与COD，为避免产生负效应且同时达到较好的处理效果，所述复合菌群的菌液与凹凸棒石的体积比为1:1000～1:1200。
凹凸棒石是一种含水富镁的硅酸盐粘土矿物，具有不同寻常的胶体性质和吸附性质。凹凸棒石的吸附性能明显强于膨润土，它们的饱和吸附容量相差近十倍之多。凹凸棒石遇水则崩，但随着活化温度的升高这种性状消失，热活化处理可以显著提高凹凸棒石的稳定性与吸附性能。
本发明中，凹凸棒石主要有两个作用：一是作为复合菌群的固定化载体负载所用复合菌群。固定化微生物技术具有微生物密度高、流失量少、反应速度快、处理过程稳定性高、处理过程便于控制、对环境耐受力强等优点，吸附到载体上的复合菌群通过代谢作用分泌的多聚糖类物质具有粘性，可以把微生物黏附在载体上，从而使微生物和载体间形成不可逆吸附，形成固定化微生物。二是作为除磷单元的后续处理，凹凸棒石的水溶液呈弱碱性，可中和除磷单元中的弱酸性来水，同时凹凸棒石凭借其优异的吸附性能，对水体中磷的吸附也具有显著效果，可补充去除来水水体中残余的磷。
为使凹凸棒石最大限度地同时满足上述两种用途，优选地，所述凹凸棒石层20负载复合菌群的步骤包括：将纯化凹凸棒石用造球机制成10～15mm圆球颗粒，于450℃～500℃下煅烧1.5～2h，冷却至常温后，将凹凸棒石浸入含有复合菌群的菌液中，将凹凸棒石固定12h后取出置于含复合菌群的培养基中，在室温下培养24h。
本发明创造性地将光合细菌、放线菌、硝化菌与好氧反硝化菌按一定比例构成复合菌群，并采用凹凸棒石固定，并营造了可供其良好生长的富氧生存环境。复合菌群各组成之间可互相增殖，产生协同作用，形成稳定的生态系统，高效的去除水体中的氮元素与有机质。凹凸棒石作为微生物载体的同时又中和了来水，并进一步降低了水体磷元素含量。
进一步，本发明的异位治理系统的运行步骤包括：
将湖泊深层水体经管道抽送至进水口1浸入预沉淀单元，并在来水流入除磷单元后，调节二氧化碳曝气管7的曝气强度使水体pH值维持6.6～6.8，之后水体流入氮及有机质去除单元，开启中空双隔层镂空滚筒14和防水型补光灯管13进行滚动与补光，处理出水经出水口15排入湖泊中。
具体地，湖泊深层水经管道抽送至预沉淀单元，并在第一挡板引导下自下而上流动，流动过程中沉淀物在重力作用下自然沉降。来水到达一定高度后溢流入除磷单元，除磷单元中悬浮大量蜂巢石，调节二氧化碳曝气管曝气强度使水体pH维持6.6～6.8，进行来水水体磷的去除。水体达到一定高度后再次溢流入氮及有机质去除单元，中空双隔层镂空滚筒及防水型补光灯管24小时不间断滚动与补光，增强去除效率，处理出水经管道排入湖体上界面。该系统不间断运行，同湖体形成一个持续循环的整体系统，对湖水进行持续净化。
本发明可根据实际情况需要在湖泊岸边设置多个的异位治理系统。此外，本发明的异位治理系统同样适用于氮、磷、有机质污染的其他水体。
本发明针对湖泊富营养化问题构建了一种快速高效的富营养化湖泊的异位治理系统，针对引起湖泊富营养化的主要污染物，构筑了分别针对磷、氮及有机质的处理单元。在除磷单元中，以负载锈铁嘉利翁氏菌的改性蜂巢石作为填充基质，达到快速并持续去除水体中的磷的目的；在氮及有机质去除单元中，以负载复合菌群的改性凹凸棒石作为填充基质，既可高效处理水中的氮及有机质，又能对来水进一步进行中和与除磷处理，并且处理后的水为高富氧湖水，排入湖中可进一步提高水体自净能力。
本发明的异位治理系统投入成本低，结构简单，运行管理便捷，可同时降低富营养化水体氮、磷、有机物三大主要污染物浓度，能够有效地改善景观湖泊富营养化问题。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
Claims (10)
1.一种富营养化湖泊的异位治理系统，其特征在于：包括与富营养化湖泊深层水体出水依次连接设置的预沉池单元、除磷单元、氮及有机质去除单元，所述预沉池单元包括预沉池(16)、设置在预沉池(16)上的进水口(1)以及垂直设置在预沉池(16)上部的第一挡板(3)，所述除磷单元包括除磷池(17)、设置在除磷池(17)上部与预沉池(16)相连的第一连通管(4)、垂直设置在除磷池(17)上部的第二挡板(5)、分别设置在所述第二挡板(5)后侧下部和上部的第一镂空滤板(6)和第二镂空滤板(8)、填充在第一镂空滤板(6)和第二镂空滤板(8)之间固定有锈铁嘉利翁氏菌的蜂巢石层(9)以及设置在所述蜂巢石层(9)内的二氧化碳曝气管(7)，所述氮及有机质去除单元包括除氮池(18)、设置在除氮池(18)上部与除磷池(17)相连的第二连通管(10)、设置在除氮池(18)上部后侧的出水口(15)、垂直设置在除氮池(18)上部的第三挡板(11)、设置在所述第三挡板(11)后侧下部的氧气曝气管(12)、设置在所述氧气曝气管(12)上的可旋转的中空双隔层镂空滚筒(14)、设置在所述中空双隔层镂空滚筒(14)中空内的防水型补光灯管(13)、填充在所述中空双隔层镂空滚筒(14)内负载有复合菌群的凹凸棒石层(20)。
2.根据权利要求1所述的异位治理系统，其特征在于：所述进水口(1)上设有过滤网(2)，所述过滤网(2)上午镂空孔隙为3～5mm；所述第一连通管(4)所处高度低于进水口(1)高度5～10cm；所述第二连通管(10)所处高度低于所述第一连通管(4)高度5～10cm；所述出水口(15)所处高度低于所述第二连通管(10)高度5～10cm。
3.根据权利要求1所述的异位治理系统，其特征在于：所述第一挡板(3)设置在距预沉池(16)前端1/4～1/3处，所述第一挡板(3)与预沉池(16)宽度相同，所述第一挡板(3)底端与预沉池(16)底部间距5～10cm；所述第二挡板(5)设置在距除磷池(17)前端1/4～1/3处；所述第三挡板(11)设置在距除氮池(18)前端1/4～1/3处。
4.根据权利要求1所述的异位治理系统，其特征在于：所述蜂巢石层(9)的填充体积为所述除磷池(17)容积的1/2～2/3。
5.根据权利要求1所述的异位治理系统，其特征在于：所述第一镂空滤板(6)和第二镂空滤板(8)的孔隙均为1～2mm，所述第一镂空滤板(6)和第二镂空滤板(8)上设有传动机构。
6.根据权利要求1所述的异位治理系统，其特征在于：所述中空双隔层镂空滚筒(14)的两侧与除氮池(18)池壁间分别留有3～5cm空隙，所述中空双隔层镂空滚筒(14)直径小于或等于150cm，且多个中空双隔层镂空滚筒(14)均在同一平面并排设置；所述中空双隔层镂空滚筒(14)包括镂空外层(19)与镂空内层(21)，所述凹凸棒石层(20)填充在镂空外层(19)与镂空内层(21)之间，所述镂空外层(19)与镂空内层(21)的圆孔孔隙均为3～5mm，所述凹凸棒石层(20)的填充量为中空双隔层镂空滚筒(14)容积的3/5～4/5。
7.根据权利要求1所述的异位治理系统，其特征在于：所述中空双隔层镂空滚筒(14)两侧设有转动驱动机构，所述转动驱动机构驱动中空双隔层镂空滚筒(14)转动的转速为1r/min。
8.根据权利要求1所述的异位治理系统，其特征在于：所述蜂巢石层(9)固定锈铁嘉利翁氏菌的步骤包括：
筛选粒径10～15mm的蜂巢石于150℃～180℃下煅烧2～2.5h，冷却至常温后，将蜂巢石浸入含有锈铁嘉利翁氏菌的菌液中，将蜂巢石固定12h后取出置于含锈铁嘉利翁氏菌的培养基中，在15℃下培养24h。
9.根据权利要求1所述的异位治理系统，其特征在于：所述凹凸棒石层(20)负载复合菌群的步骤包括：
将纯化凹凸棒石用造球机制成10～15mm圆球颗粒，于450℃～500℃下煅烧1.5～2h，冷却至常温后，将凹凸棒石浸入含有复合菌群的菌液中，将凹凸棒石固定12h后取出置于含复合菌群的培养基中，在室温下培养24h；
其中，所述复合菌群包括数量比为4:4:1:1的光合细菌、放线菌、硝化菌及好氧反硝化菌，所述复合菌群的菌液与凹凸棒石的体积比为1:1000～1:1200。
10.根据权利要求1所述的异位治理系统，其特征在于：所述异位治理系统的运行步骤包括：
将湖泊深层水体经管道抽送至进水口(1)浸入预沉淀单元，并在来水流入除磷单元后，调节二氧化碳曝气管(7)的曝气强度使水体pH值维持6.6～6.8，之后水体流入氮及有机质去除单元，开启中空双隔层镂空滚筒(14)和防水型补光灯管(13)进行滚动与补光，处理出水经出水口(15)排入湖泊中。
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