CN111170569B - 促进生态恢复的黑臭水体治理设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水体治理技术领域，尤其是一种促进生态恢复的黑臭水体治理设备，包括：主体，具有竖直管部和水平管部；过滤模块，安装在竖直管部中；填料模块，安装在水平管部中；单向阀，具有两个，分别为前置单向阀和后置单向阀；第一橡胶球，配置在挤压腔中；第二橡胶球，本发明从解决黑臭水体的流动性入手，将水体表面含氧量相对较多的水引入到水体底部，利用行人或车辆经过弹性板时产生的动力，实现水在无额外动力消耗的情况下进行连续处理，从而有效过滤黑臭水体中的悬浮物和降解溶解黑臭水体中的污染物，以此促进水体的生态恢复，降低黑臭水体的治理难度，具有结构简单紧凑、成本低、经济节能及便于实施等优点。

Description

促进生态恢复的黑臭水体治理设备

技术领域

本发明涉及水体治理技术领域，尤其是一种促进生态恢复的黑臭水体治理设备。

背景技术

城市水体的黑臭现象是人们通过视觉和嗅觉对水体的一种综合感观，通常是指散发出刺鼻、恶心的气味,呈现黑色或灰黑色,生态功能丧失的水体。随着我国城市化进程的加快,城市河流的生态系统也面临着重大的挑战。由于工业废水和生活污水的排放,许多水体发黑发臭,严重影响了人们的生活环境。

黑臭水体污染的来源主要是由于城市污水管网的水位过高，遇有下雨天和紧急情况，污水大量溢出到河道导致的污染，导致藻类等浮游植物大量繁殖,在藻类的降解过程中消耗了大量的氧气,使水体处于厌氧状态,同时释放大量的溶解性有机碳，造成水体缺氧,致使有机物降解不完全、速度减缓，厌氧生物降解过程生成硫化氢、胺、氨、硫醇等发臭物质,同时形成FeS、MnS等黑色物质,致使水体发黑发臭。

由于城市内河的特点，比如城市内河上有很多门站；城市地势比较平坦等原因，城市内河水的流动性差，加上水量小、水深较浅等原因，导致城市内河水自充氧能力差、自恢复生态能力差，通常的解决方法是通过供水冲洗或者河水输送来增加城市河道间沟通力度并增加水体的流动性。

常见的修复方法有以下几类：

第一类，控源截污技术，即防止外来的各种污水、污染物等直接或随雨水排入城市水体，主要包括截污纳管和城市面源污染控制两项技术，其中最有效的措施就是铺设污水管道收集污水，控源截污是城市黑臭水体治理的根本措施，也是采取其他技术措施的前提，但实施起来难度大、周期长，需要城市规划建设整体统筹考虑；

第二类，内源控制技术，顾名思义，内源就是水体“内部”的污染物，通过清淤和打捞等措施清除水中的底泥、垃圾、生物残体等固态污染物，实现内源污染的控制，这种方法工作量巨大，基本上是将城市河道掀了个底朝天；

第三类，生态修复技术，即通过生态和生物净化措施，消除水中的溶解性污染物，比如，通过曝气向水中增加氧气，促进水中的各种好氧微生物降解有机污染物，这种曝气有一定效果，但需要长期消耗动力；还可以通过种植水生植物吸收水中的氮磷等污染物，还包括对原有硬化河(湖)岸带的修复技术，利用人工湿地、生态浮岛、水生植物的生态净化技术以及人工增氧技术。这类植物种植方法的一般只在春夏秋三季有效，到冬季植物停止生长而且要及时打捞植物，否则功亏一篑；

第四类，活水循环等其他技术，这类技术是通过向城市黑臭水体中补入清洁水，促进水的流动和污染物的稀释、扩散与分解，清水补给措施既可以作为一种临时措施，也可以作为一种水质维持的长效措施，对于本身就缺水的城市，则难以为继。

显然，上述黑臭水体的修复方法均存在实施困难、成本高的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了解决现有技术中黑臭水体的修复方法存在实施困难、成本高的问题，现提供一种促进生态恢复的黑臭水体治理设备，其从解决黑臭水体的流动性入手，将河道表面含氧量相对较多的水引入位于河底部，使水在无额外动力消耗的情况下实现连续处理。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种促进生态恢复的黑臭水体治理设备，包括：

主体，具有竖直管部和水平管部，所述水平管部配置在竖直管部的底端，且与竖直管部连通；

过滤模块，安装在竖直管部中；

填料模块，安装在水平管部中；

单向阀，具有两个，分别为前置单向阀和后置单向阀，且均安装在水平管部中，水平管部中位于前置单向阀和后置单向阀之间形成密闭的挤压腔，前置单向阀位于挤压腔靠近填料模块的一端，所述后置单向阀位于挤压腔靠近水平管部出口的一端，其中，前置单向阀被配置成水能够经过填料模块后到达挤压腔，后置单向阀被配置成水能够从挤压腔流出至水平管部的出口；

第一橡胶球，配置在挤压腔中；

第二橡胶球，放置在路面上，且通过管道与第一橡胶球连通；

以及弹性板，固定在路面上，所述第二橡胶球位于路面和弹性板之间。

本方案利用路面行人或车辆经过弹性板时产生的动力，使水从过滤模块及填料模块流过，从而有效过滤黑臭水体中的悬浮物和降解溶解污染物，以此促进水体的生态恢复，降低黑臭水体的治理难度，具有结构简单紧凑、成本低、经济节能及便于实施等优点。

进一步地，所述弹性板的材质为弹簧钢。

进一步地，所述过滤模块包括粗过滤模块和细过滤模块，所述粗过滤模块位于细过滤模块的上方，所述粗过滤模块中过滤网的网孔孔径＞细过滤模块中过滤网的网孔孔径；粗过滤模块可以过滤一些较大的如树叶、树枝、浮游植物等较大的悬浮物，防止这些较大的悬浮物堵塞在竖直管部或水平管部中，细过滤模块可以过滤颗粒状的悬浮物，使这些颗粒状的悬浮物聚集在粗过滤模块和细过滤模块之间，以便于集中处理。

进一步地，所述竖直管部的侧壁上和粗过滤模块及细过滤模块对置的部位处均开设有上窗口，所述上窗口处安装有上门板；从而在更换粗过滤模块及细过滤模块时，通过打开上门板，可将粗过滤模块及细过滤模块从与其对应的上窗口处抽出，以便于清洗或更换粗过滤模块及细过滤模块，同时可从上窗口处将聚集在粗过滤模块和细过滤模块之间的颗粒状的悬浮物进行集中清理，提高对黑臭水体的处理效果，并在粗过滤模块及细过滤模块重新安装到竖直管部中后，将上门板重新固定封堵在与其对应的上窗口处。

进一步地，所述填料模块包括填料仓、两个格栅板、若干填料绳，所述格栅板固定在水平管部中，所述填料绳的两端分别固定在两个格栅板上，所述填料仓中放置有填料，且填料仓位于填料绳的下方；利用填料绳为微生物提供载体，且填料绳具有较大的比表面积，能够附着负载更多的微生物，具有处理效率高，耐冲击，运行稳定的优点；具体地，填料模块中填料绳上方疏下方密，即，上方填料绳的数量＜下方填料绳的数量，如此设计，可使脱落的生物膜在逐渐聚集后最终掉落在填料仓的填料表面，可在更换填料时，一起去除。

进一步地，所述填料包括火山岩颗粒和磷酸钙颗粒；火山岩颗粒表面粗糙，孔隙多，有利于微生物固着生长，亲水性强，附着的生物膜量多且速度快，反复冲洗时生物膜不易脱落；磷酸钙颗粒微溶于水，溶解的磷酸根可以和黑臭水体中的铁、锰离子结合生成难溶的磷酸铁、磷酸锰；溶解出的钙离子又可以和黑臭水体中的碳酸根或者其他有机酸根生成不可溶钙盐；另外可提供磷源，弥补黑臭水体中微生物直接可利用的磷源不足的缺陷，促进微生物生长，提高微生物对黑臭水体中污染物的降解溶解效果。

进一步地，所述填料绳的材质为聚丙烯、聚乙烯或聚酯纤维。

进一步地，所述竖直管部和填料仓对置的部位处开设有下窗口，所述下窗口处安装有下门板，所述填料仓的两端均固定有拉绳，所述填料仓靠近下窗口一端的拉绳穿过下窗口，所述填料仓远离下窗口一端的拉绳绕过水平管部内的转向杆后穿过下窗口；打开下门板后通过拉动填料仓靠近下窗口一端的拉绳可将填料仓拖出至主体外，以便于更换填料，在填料更换后，通过拉动填料仓远离下窗口一端的拉绳，可将填料仓拉入主体至复位；填料仓具体可采用滑动连接的方式安装在主体内。

进一步地，所述水平管部通过波纹管部和竖直管部对接，所述填料模块位于波纹管部中；波纹管段可以弯曲，以便于可顺着待处理水体的地形摆放，提高主体在水体中的稳定性。

进一步地，所述竖直管部外固定有气囊，所述气囊上连通有充气管；通过气筒从充气管将气充入气囊，使主体上浮，从而实现能够轻松省力的将主体提升至水面，以便对主体进行过滤模块及填料模块等清洗维护作业。

本发明的有益效果是：本发明的促进生态恢复的黑臭水体治理设备其从解决黑臭水体的流动性入手，将水体表面含氧量相对较多的水引入到水体底部，利用行人或车辆经过弹性板时产生的动力，使水从过滤模块及填料模块流过，实现水在无额外动力消耗的情况下进行连续处理，从而有效过滤黑臭水体中的悬浮物和降解溶解黑臭水体中的污染物，以此促进水体的生态恢复，降低黑臭水体的治理难度，具有结构简单紧凑、成本低、经济节能及便于实施等优点。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明促进生态恢复的黑臭水体治理设备；

图2是图1中A的局部放大示意图。

图中：1、主体，1-1、竖直管部，1-2、水平管部，1-21、挤压腔，1-3、波纹管部；

2、粗过滤模块，3、细过滤模块，4、前置单向阀，5、后置单向阀；

6、填料模块，6-1、填料仓，6-2、格栅板，6-3、填料绳，6-4、填料，6-5、拉绳，6-6、转向杆；

7、第一橡胶球，8、第二橡胶球，9、管道，10、弹性板，11、路面，12、上门板，13、下门板，14、气囊，15、充气管。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成，方向和参照(例如，上、下、左、右、等等)可以仅用于帮助对附图中的特征的描述。因此，并非在限制性意义上采用以下具体实施方式，并且仅仅由所附权利要求及其等同形式来限定所请求保护的主题的范围。

实施例1

如图1-2所示，一种促进生态恢复的黑臭水体治理设备，包括：

主体1，具有竖直管部1-1和水平管部1-2，所述水平管部1-2配置在竖直管部1-1的底端，且与竖直管部1-1连通；

过滤模块，安装在竖直管部1-1中；

填料模块6，安装在水平管部1-2中；

单向阀，具有两个，分别为前置单向阀4和后置单向阀5，且均安装在水平管部1-2中，水平管部1-2中位于前置单向阀4和后置单向阀5之间形成密闭的挤压腔1-21，前置单向阀4位于挤压腔1-21靠近填料模块6的一端，所述后置单向阀5位于挤压腔1-21靠近水平管部1-2出口的一端，其中，前置单向阀4被配置成水能够经过填料模块6后到达挤压腔1-21，后置单向阀5被配置成水能够从挤压腔1-21流出至水平管部1-2的出口；

第一橡胶球7，配置在挤压腔1-21中；

第二橡胶球8，放置在路面11上，且通过管道9与第一橡胶球7连通；

以及弹性板10，固定在路面11上，所述第二橡胶球8位于路面11和弹性板10之间。

本实施例中弹性板10可向上凸出呈弧形，以便能够提供较大的弹性变形量。

本实施例中弹性板10的材质为弹簧钢。

本实施例中过滤模块包括粗过滤模块2和细过滤模块3，所述粗过滤模块2位于细过滤模块3的上方，所述粗过滤模块2中过滤网的网孔孔径＞细过滤模块3中过滤网的网孔孔径；粗过滤模块2可以过滤一些较大的如树叶、树枝、浮游植物等较大的悬浮物，防止这些较大的悬浮物堵塞在竖直管部1-1或水平管部1-2中，细过滤模块3可以过滤颗粒状的悬浮物，使这些颗粒状的悬浮物聚集在粗过滤模块2和细过滤模块3之间，以便于集中处理。

本实施例中竖直管部1-1的侧壁上和粗过滤模块2及细过滤模块3对置的部位处均开设有上窗口，所述上窗口处安装有上门板12；从而在更换粗过滤模块2及细过滤模块3时，通过打开上门板12，可将粗过滤模块2及细过滤模块3从与其对应的上窗口处抽出，以便于清洗或更换粗过滤模块2及细过滤模块3，同时可从上窗口处将聚集在粗过滤模块2和细过滤模块3之间的颗粒状的悬浮物进行集中清理，提高对黑臭水体的处理效果，并在粗过滤模块2及细过滤模块3重新安装到竖直管部1-1中后，将上门板12重新固定封堵在与其对应的上窗口处。

本实施例中填料模块6包括填料仓6-1、两个格栅板6-2、若干填料绳6-3，所述格栅板6-2固定在水平管部1-2中，所述填料绳6-3的两端分别固定在两个格栅板6-2上，所述填料仓6-1中放置有填料6-4，且填料仓6-1位于填料绳6-3的下方；利用填料绳6-3为微生物提供载体，且填料绳6-3具有较大的比表面积，能够附着负载更多的微生物，具有处理效率高，耐冲击，运行稳定的优点；具体地，填料模块6中填料绳6-3上方疏下方密，即，上方填料绳6-3的数量＜下方填料绳6-3的数量，如此设计，可使脱落的生物膜在逐渐聚集后最终掉落在填料仓6-1的填料6-4表面，可在更换填料6-4时，一起去除。

本实施例中填料6-4包括火山岩颗粒和磷酸钙颗粒；火山岩颗粒表面粗糙，孔隙多，有利于微生物固着生长，亲水性强，附着的生物膜量多且速度快，反复冲洗时生物膜不易脱落；磷酸钙颗粒微溶于水，溶解的磷酸根可以和黑臭水体中的铁、锰离子结合生成难溶的磷酸铁、磷酸锰；溶解出的钙离子又可以和黑臭水体中的碳酸根或者其他有机酸根生成不可溶钙盐；另外可提供磷源，弥补黑臭水体中微生物直接可利用的磷源不足的缺陷，促进微生物生长，提高微生物对黑臭水体中污染物的降解溶解效果；具体地，火山岩颗粒为粒径在4-15mm范围内的火山岩颗粒，磷酸钙颗粒为粒径在4-15mm范围内的磷酸钙颗粒，填料6-4中的火山岩颗粒和磷酸钙颗粒可按质量1:1组成。

所述填料绳6-3的材质为聚丙烯、聚乙烯或聚酯纤维。

本实施例中竖直管部1-1和填料仓6-1对置的部位处开设有下窗口，所述下窗口处安装有下门板13，所述填料仓6-1的两端均固定有拉绳6-5，所述填料仓6-1靠近下窗口一端的拉绳6-5穿过下窗口，所述填料仓6-1远离下窗口一端的拉绳6-5绕过水平管部1-2内的转向杆6-6后穿过下窗口，转向杆6-6固定在水平管部1-2内；打开下门板13后通过拉动填料仓6-1靠近下窗口一端的拉绳6-5可将填料仓6-1拖出至主体1外，以便于更换填料6-4，在填料6-4更换后，通过拉动填料仓6-1远离下窗口一端的拉绳6-5，可将填料仓6-1拉入主体1至复位；填料仓6-1具体可采用滑动连接的方式安装在主体1内。

本实施例中水平管部1-2通过波纹管部1-3和竖直管部1-1对接，所述填料模块6位于波纹管部1-3中；波纹管段可以弯曲，以便于可顺着待处理水体的地形摆放，提高主体1在水体中的稳定性。

本实施例中竖直管部1-1外固定有气囊14，所述气囊14上连通有充气管15；通过气筒从充气管15将气充入气囊14，使主体1上浮，从而实现能够轻松省力的将主体1提升至水面，以便对主体1进行过滤模块及填料模块6等清洗维护作业。

本实施例中促进生态恢复的黑臭水体治理设备的原理如下：

泄去气囊14中的气体，将主体1沉入黑臭水体中，黑臭水体中可打入木桩，将主体1限位在黑臭水体中，防止主体1在黑臭水体发生移动，同时将竖直管部1-1保持在上端进口朝上的状态，并保持竖直管部1-1的上端进口位于黑臭水体的液面以下位置处；

然后将第二橡胶球8放置在附件的路面11上，并对应将弹性板10固定在附件的路面11上，使第二橡胶球8限位并保护在弹性板10内；

在水体压差作用下，黑臭水体中的水会从竖直管部1-1的上端进口处进入到竖直管部1-1内，然后依次经过粗过滤模块2和细过滤模块3过滤悬浮物，随后进入到填料模块6，由填料绳6-3及火山岩上所负载的微生物进行降解黑臭水体中的污染物，并通过前置单向阀4进入到挤压腔1-21；

当行人或车辆经过弹性板10时，弹性板10向下压迫第二橡胶球8，第二橡胶球8的气体进入第一橡胶球7，使第一橡胶球7膨胀，从而将挤压腔1-21中的水从后置单向阀5处压出，最后从水平管部1-2的出口返回至黑臭水体中，完成一个处理循环；

当弹性板10失去压迫后，弹性板10及第二橡胶球8回弹，在水体压差作用下，黑臭水体中的水会重新依次经粗过滤模块2、细过滤模块3、填料模块6及前置单向阀4后进入到挤压腔1-21。

上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (7)

1.一种促进生态恢复的黑臭水体治理设备，其特征在于：包括：

主体（1），具有竖直管部（1-1）和水平管部（1-2），所述水平管部（1-2）配置在竖直管部（1-1）的底端，且与竖直管部（1-1）连通；

过滤模块，安装在竖直管部（1-1）中；

填料模块（6），安装在水平管部（1-2）中；

单向阀，具有两个，分别为前置单向阀（4）和后置单向阀（5），且均安装在水平管部（1-2）中，水平管部（1-2）中位于前置单向阀（4）和后置单向阀（5）之间形成密闭的挤压腔（1-21），前置单向阀（4）位于挤压腔（1-21）靠近填料模块（6）的一端，所述后置单向阀（5）位于挤压腔（1-21）靠近水平管部（1-2）出口的一端，其中，前置单向阀（4）被配置成水能够经过填料模块（6）后到达挤压腔（1-21），后置单向阀（5）被配置成水能够从挤压腔（1-21）流出至水平管部（1-2）的出口；

第一橡胶球（7），配置在挤压腔（1-21）中；

第二橡胶球（8），放置在路面（11）上，且通过管道（9）与第一橡胶球（7）连通；

以及弹性板（10），固定在路面（11）上，所述第二橡胶球（8）位于路面（11）和弹性板（10）之间；

所述填料模块（6）包括填料仓（6-1）、两个格栅板（6-2）、若干填料绳（6-3），所述格栅板（6-2）固定在水平管部（1-2）中，所述填料绳（6-3）的两端分别固定在两个格栅板（6-2）上，所述填料仓（6-1）中放置有填料（6-4），且填料仓（6-1）位于填料绳（6-3）的下方；

所述填料（6-4）包括火山岩颗粒和磷酸钙颗粒；

所述竖直管部（1-1）和填料仓（6-1）对置的部位处开设有下窗口，所述下窗口处安装有下门板（13），所述填料仓（6-1）的两端均固定有拉绳（6-5），所述填料仓（6-1）靠近下窗口一端的拉绳（6-5）穿过下窗口，所述填料仓（6-1）远离下窗口一端的拉绳（6-5）绕过水平管部（1-2）内的转向杆（6-6）后穿过下窗口；

填料模块（6）中填料绳（6-3）上方疏下方密。

2.根据权利要求1所述的促进生态恢复的黑臭水体治理设备，其特征在于：所述弹性板（10）的材质为弹簧钢。

3.根据权利要求1所述的促进生态恢复的黑臭水体治理设备，其特征在于：所述过滤模块包括粗过滤模块（2）和细过滤模块（3），所述粗过滤模块（2）位于细过滤模块（3）的上方，所述粗过滤模块（2）中过滤网的网孔孔径＞细过滤模块（3）中过滤网的网孔孔径。

4.根据权利要求1所述的促进生态恢复的黑臭水体治理设备，其特征在于：所述竖直管部（1-1）的侧壁上和粗过滤模块（2）及细过滤模块（3）对置的部位处均开设有上窗口，所述上窗口处安装有上门板（12）。

5.根据权利要求1所述的促进生态恢复的黑臭水体治理设备，其特征在于：所述填料绳（6-3）的材质为聚丙烯、聚乙烯或聚酯纤维。

6.根据权利要求1所述的促进生态恢复的黑臭水体治理设备，其特征在于：所述水平管部（1-2）通过波纹管部（1-3）和竖直管部（1-1）对接，所述填料模块（6）位于波纹管部（1-3）中。

7.根据权利要求1所述的促进生态恢复的黑臭水体治理设备，其特征在于：所述竖直管部（1-1）外固定有气囊（14），所述气囊（14）上连通有充气管（15）。

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