CN111533282B - 一种排水管渠清淤净化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种排水管渠清淤净化方法,包括管道内移动设备、管道净化清淤装置,这里的管道净化清淤装置包括柔性双层套管和生物接触氧化装置,以及控制服务器。利用长距离管道作为处理反应池,通过高压水枪和生物接触氧化组合技术对管道内的沉积物和污染物进行原位去除和降解。方法实施过程中需要管道内移动设备、管道净化装置、信息收集控制服务器。本发明方法适用性广,无需对管道进行改造,可根据需求调整净水去污的管道区域。同时本发明方法通过组合生物接触氧化技术对污水中有机物进行原位降解,在长距离管道内去污效率高,根源上阻止黑臭河道的形成。

Description

一种排水管渠清淤净化方法
技术领域
本发明属黑臭河道治理技术领域,涉及一种排水管渠清淤净化方法,具体地涉及一种通过生物接触氧化技术实现长距离管道内污水净化和沉积物去除的方法。
背景技术
近年来,虽然城镇化建设的飞速发展,城市人口密度节节攀升,但由于城市基础建设不足,城市污水排放量也随之不断增长,导致大量的有机污染物排入水体,城市水环境收到严重的破坏。虽然在一些一线城市,污水直排已经通过城市管网的优化被大部分取代,但合流制管道内污水和市政管道中雨污汇合积存的污水中COD、氨氮、总磷等常规指标依然较高。随着管道内底物基质浓度增加,微生物繁殖加剧,易产生生物膜造成管道沉积物的生成和臭气散发。在雨天时,汇合积存的污水会通过泵站放江进入城市河道,混合污水中的有机物和氨氮进入水体后会产生富营养化现象,导致藻类或浮游类生物大量增殖,进而造成水中溶解氧消耗殆尽,使鱼类或其他水生生物大量死亡。
黑臭水体的治理中,主要分为水体原位修复和控源截污两种技术路线。在水体原位修复方面,目前主要有增氧曝气、清淤疏浚、生物化学药剂修复、水生植物技术等工艺。增氧曝气工艺主要是一般针对黑臭程度较轻的河道,也可和别的工艺进行组合。通过曝气设备在修复期内迅速提高水体中溶解氧的浓度,在有机物降解的过程中保证水生动物和植物的生长。增氧曝气工艺能耗较高,并且对于污染较为严重的水体修复效果较差。清淤疏浚工艺主要针对黑臭程度较重的河道,通过将水体中受污染的底泥进行清淤处理以及修复处理来减少水体受内源污染的影响。虽然清淤疏浚方法普遍性较高,但修复成本很高,同时底泥污染物转移后还需要二次处理。生物化学修复工艺是通过添加化学氧化、絮凝剂或生物菌液来降解水体中的污染物,这种修复工艺很可能会造成污泥量增加,水体二次污染。水生植物修复工艺是通过在河道水体中栽种筛选过的水生植物,利用植物对水体中的有机物和氮磷进行降解。这种工艺的问题在于受到季节和温度的影响较大,处理效果不稳定。
虽然国内外对黑臭水体的原位水体修复技术已有诸多的研究,但大部分原位水体修复技术成本高、施工周期长、修复效果不稳定。经常会发生在大雨或者一段时间后,修复好的河道再次出现黑臭现象。因此,治理黑臭水体的核心还是要截污控源。
目前可放置在管道内的同时净水清淤的方法极少,相关领域的发明主要围绕管道内沉积物的清除,而没有针对管道内污染物质的去除技术方案。为了解决黑臭水体这一问题,本发明方法结合了生物接触氧化技术与管道移动设备,实现长距离管道内污水净化和沉积物去除。
发明内容
本发明针对上述问题,提供了及一种排水管渠清淤净化方法,利用生物接触氧化技术实现长距离管道内污水净化和沉积物去除的方法,通过降低污水管道内的有机物浓度和去除沉积物,减少泵站放江进入水体的污染物总量,根源上保护河道和自然水体,减少黑臭河道发生概率。
本发明的目的可以通过下述技术方案来实现:一种排水管渠清淤净化方法,其特征在于,所述的灭菌方法包括如下步骤:
步骤1,选择需要净化的管道,将管道移动设备放入污水检查井内,管道移动设备后端牵引管道净化清淤装置,这里的管道净化清淤装置包括柔性双层套管和生物接触氧化装置,信息收集控制服务器远程控制管道移动设备从污水检查井移动至污水管道中;
步骤2,打开管道移动设备上的沉积物探测器和水质监测仪,对污水管道内的沉积物厚度和污染物浓度进行检测,并将监测数据上传至信息收集控制服务器终端,开启管道移动设备红外摄像头,采集管道内实时图像;
步骤3,根据测得管道内沉积物的厚度和分布规划管道移动设备的移动路径,通过信息收集控制服务器远程操作管道移动设备携带柔性双层套管和生物接触氧化装置在管道内移动,同时打开管道移动设备上的高压水枪对管壁进行喷水冲刷;
步骤4,根据测得管道内污染物质的浓度配置消毒组件参数和数量,利用管道移动设备牵引管道净化清淤装置至指定位置,管道净化清淤装置包括高压水枪、柔性双层套管、纳米曝气盘和生物接触氧化装置,使得长距离管道内均匀布置生物接触氧化装置和柔性双层套管,打开生物接触氧化装置和纳米曝气盘;
步骤5,对污水完成净化后,通过信息收集控制服务器远程操作管道内移动设备移动至初始位置,并将所有设备从检查井内取出。
优选的,步骤1中,管道移动设备采用伸缩臂导轮管道机器车、履带式管道机器车或者螺旋桨机械爪双推进装置,管道移动设备的移动范围为0-2km,工作深度范围为0-200m;根据管道内径的大小、沉积物厚度和液位高低的不同,选择不同的管道移动设备的形式;当管道内径尺寸范围为50-1000cm,沉积物的厚度小于50cm时采用伸缩臂导轮管道机器车;当管道内径尺寸范围为1000-5000cm,沉积物的厚度大于50cm时采用履带式管道机器车;当管道内径尺寸范围为100-2000cm,液位高于管径一半或满管流时可采用使用螺旋桨机械爪双推进管道机器车,沉积物厚度需要小于螺旋桨设备的直径。
进一步,步骤4中,柔性双层套管上布设有曝气孔和与曝气孔对应设置的纳米曝气盘,柔性双层套管的首端与管道移动设备相连,柔性双层套管的内层管壁与高压水枪通过管道相连,并装有阀门,通过高压水枪阀门控制高压水枪的开启和关闭;柔性双层套管的末端与设置在地面上的信息收集控制服务器、臭氧发生器和变频空压机相连;柔性双层套管上设有生物接触氧化装置。
更进一步,步骤3中,高压水枪装置可对管壁上的沉积物进行高强度冲洗,水压为800bar~200bar。
步骤4中,生物接触氧化装置套设于柔性双层套管外侧,生物接触氧化装置包括圆环状的生物膜网罩支架和设在生物膜网罩支架上的生物膜网罩,生物膜网罩上分散设置有填料或者载体,生物膜网罩支架的一侧设有溶解氧探头。
生物接触氧化装置中设有填料或者载体,填料或者载体上设有微生物种群,物生物种群为好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类组成的生态系统;微生物载体为一下的一种或者几种组合:PE、PP、PVDF、活性碳、无纺布、涤纶、海绵、沸石、海藻酸钠凝胶。填料或载体上的微生物种群的生物膜厚度范围为80-200nm,生物膜包裹在载体或填料外部,由内向外依次为厌氧层、好氧层、附着水层和运动水层。在厌氧层中的微生物种群包括以下的一种或几种的组合:脱硫弧菌属细菌、厌氧氨氧化菌、水解细菌和酸化细菌,在好氧层中的微生物种群包括硝化细菌、反硝化细菌和牙泡杆菌。
相对于现有技术,本发明的技术方案除了整体技术方案的改进,还包括很多细节方面的改进,具体而言,具有以下有益效果:
(1)该方法利用长距离管道作为反应池体,利用生物接触氧化技术对污水管道中有机物进行原位降解,污染物最终转化为二氧化碳和水,不形成二次污染,减少污染物质进入自然水体的可能性。
(2)该方法可同时去除污水管道内的沉积物,利用高压水枪对沉积物较厚的区域集中处理,处理效率高。
(3)该方法无需对现有管道进行改造,操作简单,能够适应不同管径大小的管道,具有很高的灵活性和机动性,方法应用面广。
(4)该方法无需人员井下作业,同时利用信息收集控制服务器远程对设备进行控制,具有很高的安全性。
附图说明
图1为本发明的排水管渠清淤净化方法的运行示意图。
图2为本发明方法中履带式管道机器人、高压水枪、柔性双层套管、纳米曝气盘和生物接触氧化装置的结构示意图。
图3为本发明方法中履带式管道机器人轴测图。
图4为本发明方法中沉积物探测器、红外摄像头和柔性双层套管的剖面图。
图5为本发明方法中纳米曝气盘和柔性双层套管的剖面图。
图6为本发明方法中生物接触氧化装置和柔性双层套管的剖面图。
图7为本发明方法中高压水枪和柔性双层套管的剖面图。
图8为本发明方法中履带推进装置和柔性双层套管的剖面图。
图中标注如下:
1-变频空压机;2-变频高压水泵;3-污水检查井;4-纳米曝气盘;41-纳米曝气孔;42-纳米曝气托盘;43-纳米曝气盘支架;44-布气管球阀;5-生物膜网罩;51-生物膜网罩支架;52-填料;53-溶解氧探头;6-柔性双层套管;7-高压水枪;71-高压水枪喷射头;72-高压水枪转轴;73-止回阀;74-水管阀门;8-履带式管道机器人主机身;81-红外摄像头;82-沉积物探测器;83-柔性双层套管检修阀; 84-履带系统;841-履带电动机;842-履带从动轴;843-履带;844-履带齿轮;9-电缆;10-空气管;11-冲洗水管。
具体实施方式
以下结合附图详细说明本发明的具体实施方式,使本领域的技术人员更清楚地理解如何实践本发明。尽管结合其优选的具体实施方案描述了本发明,但这些实施方案只是阐述,而不是限制本发明的范围。
本发明所述的一种排水管渠清淤净化方法,其特征在于,所述的灭菌方法包括如下步骤:
步骤1,选择需要净化的管道,将管道移动设备放入污水检查井内,管道移动设备后端牵引管道净化清淤装置,这里的管道净化清淤装置包括柔性双层套管和生物接触氧化装置,信息收集控制服务器远程控制管道移动设备从污水检查井移动至污水管道中;
步骤2,打开管道移动设备上的沉积物探测器和水质监测仪,对污水管道内的沉积物厚度和污染物浓度进行检测,并将监测数据上传至信息收集控制服务器终端,开启管道移动设备红外摄像头,采集管道内实时图像;
步骤3,根据测得管道内沉积物的厚度和分布规划管道移动设备的移动路径,通过信息收集控制服务器远程操作管道移动设备携带柔性双层套管和生物接触氧化装置在管道内移动,同时打开管道移动设备上的高压水枪对管壁进行喷水冲刷;
步骤4,根据测得管道内污染物质的浓度配置消毒组件参数和数量,利用管道移动设备牵引管道净化清淤装置至指定位置,管道净化清淤装置包括高压水枪、柔性双层套管、纳米曝气盘和生物接触氧化装置,使得长距离管道内均匀布置生物接触氧化装置和柔性双层套管,打开生物接触氧化装置和纳米曝气盘;
步骤5,对污水完成净化后,通过信息收集控制服务器远程操作管道内移动设备移动至初始位置,并将所有设备从检查井内取出。
进一步,步骤1中,管道移动设备采用伸缩臂导轮管道机器车、履带式管道机器车或者螺旋桨机械爪双推进装置,管道移动设备的移动范围为0-2km,工作深度范围为0-200m;根据管道内径的大小、沉积物厚度和液位高低的不同,选择不同的管道移动设备的形式;当管道内径尺寸范围为50-1000cm,沉积物的厚度小于50cm时采用伸缩臂导轮管道机器车;当管道内径尺寸范围为1000-5000cm,沉积物的厚度大于50cm时采用履带式管道机器车;当管道内径尺寸范围为100-2000cm,液位高于管径一半或满管流时可采用使用螺旋桨机械爪双推进管道机器车,沉积物厚度需要小于螺旋桨设备的直径。
进一步,步骤4中,柔性双层套管上布设有曝气孔和与曝气孔对应设置的纳米曝气盘,柔性双层套管的首端与管道移动设备相连,柔性双层套管的内层管壁与高压水枪通过管道相连,并装有阀门,通过高压水枪阀门控制高压水枪的开启和关闭;末端与设置在地面上的信息收集控制服务器、臭氧发生器和变频空压机相连;柔性双层套管上设有生物接触氧化装置。
进一步,步骤3中,高压水枪装置可对管壁上的沉积物进行高强度冲洗,水压为800bar~200bar。
步骤4中,生物接触氧化装置套设于柔性双层套管外侧,生物接触氧化装置包括圆环状的生物膜网罩支架和设在生物膜网罩支架上的生物膜网罩,生物膜网罩上分散设置有填料或者载体,生物膜网罩支架的一侧设有溶解氧探头。填料或者载体上设有微生物种群,微生物种群为好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类组成的生态系统,填料或载体上的微生物种群的生物膜厚度范围为80-200nm,生物膜包裹在载体或填料外部,由内向外依次为厌氧层、好氧层、附着水层和运动水层。在厌氧层中的微生物种群包括以下的一种或几种组合:脱硫弧菌属细菌、厌氧氨氧化菌、水解细菌、和酸化细菌,在好氧层中的微生物种群包括硝化细菌、反硝化细菌和牙泡杆菌,这里的选择的微生物种群及其选配均为现有技术,这里就不再赘述其具体的配比了;微生物载体为以下的一种:PE、PP、PVDF、活性碳、无纺布、涤纶、海绵、沸石或海藻酸钠凝胶。
步骤4中,强氧化气体包括二氧化氯、臭氧;使用二氧化氯作为消毒剂时,管道内曝气管所在区域瞬时二氧化氯浓度为800-1000ppm;使用臭氧作为消毒剂时,管道内曝气管所在区域臭氧浓度瞬时2-4ppm;曝气管采用柔性双层波纹管,波纹管采用耐腐蚀不锈钢444L、PVDF、聚丙烯腈、聚砜等或氟碳树脂制成。
进一步,每两个纳米曝气盘之间设有一个紫外光灯环组件,紫外光灯环组件包括一个紫外光灯环,紫外光灯环的两侧分别对应设置一个反光镜片,每个反光镜片与紫外光灯环之间的夹角范围为55-70度。
伸缩臂导轮管道机器车包括若干组伸缩臂结构,每一组伸缩臂包括主伸缩臂和辅助支撑臂,主伸缩臂包括伸缩臂滑杆和设在伸缩臂滑杆端部的导轮。
更进一步,履带式管道机器车包括若干组沿管道移动设备前后设置的履带系统,每组履带系统包括履带电动机、与履带电动机相连的履带从动轴,履带从动轴的两端分别设有一个履带齿轮,每个履带齿轮上分别设有一条履带。
实例1:
一种排水管渠清淤净化方法,所述方法包括:管道内移动设备,所述管道内移动设备可在长距离管道内移动,并牵引管道净化装置进入长距离管道内;
管道净化装置,所述管道净化装置包括高压水枪、柔性双层套管、纳米曝气盘和生物接触氧化装置,所述处理装置与管道内移动设备连接,并可随管道内移动设备在长距离管道内移动,用于进行管道内污水净化和沉积物去除;
信息收集控制服务器,用于远程控制管道内移动设备的移动,同时控制管道净化装置按照设定的参数工作。
进一步地,管道移动设备可为伸缩臂导轮管道机器人、履带式管道机器人、螺旋桨推进管道机器人、机械爪式管道机器人、蠕动式管道机器人等。
进一步地,所述管道内移动设备上安装有沉积物探测器和水质监测仪,沉积物探测器和水质监测仪检测到的数据上传至信息收集控制服务器。
进一步地,所述管道内移动设备安装有红外摄像头,用于采集管道内实时图像,并上传至信息收集控制服务器。
进一步地,柔性双层套管末端与设置在地面的变频空压机、变频高压水泵相连,柔性双层管上设有曝气孔或纳米曝气盘,生物接触氧化装置安装在柔性双层套管上。
进一步地,生物接触氧化装置中微生物载体为PE、PP、PVDF、活性碳、无纺布、涤纶、海绵、沸石、海藻酸钠凝胶等。
本实例中污水管道长度1500m,管径为400cm。管道内混合污水CODCr浓度为50mg/L,氨氮浓度为15mg/L,沉积物平均厚度为8cm。如图2所示,管道内移动设备采用履带式管道机器人,履带式管道机器人与柔性双层套管6相连,柔性双层套管6材料为耐腐蚀PVDF,同时柔性双层套管6末端与地面空压机、变频高压水泵2、可变频空压机1相连。纳米曝气盘4安装在柔性双层套管6上,间隔60cm。曝气孔41直径为100nm,单个纳米曝气盘4的充氧能力为0.14Kg-O2/m3∙h,纳米曝气托盘42使用陶瓷制成。生物接触氧化装置安装在柔性双层套管6上,间隔60cm。生物接触氧化装置形式为微生物填料,微生物填料为尺寸1×1×1cm的海绵正方体填料52,单个生物膜网罩5内的填料装填比为60%。填料上生物膜采用事先微生物接种的方式,将海绵填料52放在某污水厂好氧曝气池接种3天取出后装入生物膜网罩5内。
上述实施例中的一种排水管渠清淤净化方法包括以下步骤:
步骤一:将履带式管道机器人和装有纳米曝气盘4的柔性双层套管6从地面降至污水检查井3内。启动履带式管道机器人自检系统,对纳米曝气盘4、高压水枪7和溶解氧探头53进行检查。
步骤二:使用信息收集控制服务器远程操控履带式管道机器人,使其携带柔性双层套管4和生物接触氧化装置缓慢驶入污水管道内。
步骤三:打开履带式管道机器人上的沉积物探测器82和水质监测仪,对污水管道内的沉积物厚度和污染物浓度进行检测,并将监测数据上传至信息收集控制服务器终端。利用服务器内计算机分析数据,根据计算结果对履带式管道机器人的移动路线和高压水枪7喷射频率、角度进行设定。
步骤四:使履带式机器人移动至距离管道起点1500m的位置,装有生物接触氧化装置的柔性双层套管6的长度为1498m,打开纳米曝气盘4的布气管球阀44进行曝气。根据测得管道内污染物质的浓度配置纳米曝气盘的曝气时间和溶解氧浓度。根据污染物浓度测算曝气时间,本实例中开启曝气12小时。
步骤五:打开水质检测仪和沉积物探测器,分析曝气后的污水水质参数和沉积物厚度。若污水水质不符合设定值,则继续打开纳米曝气盘4和柔性双层套管6阀门。若某处沉积物未被去除,则移动高压水枪6至该位置,重新冲洗。当水质和沉积物厚度符合设定值后,通过信息收集控制服务器远程操控履带式管道机器人返回至初始位置,并将所有设备从污水检查井3内取出。
数据显示,在监测时间段24小时内1500m管道内污水COD和氨氮的平均去除率均超过了80%。
实例2:
本实例中污水管道长度800m,直径为1500cm,管道内混合污水CODCr浓度为30mg/L,氨氮浓度为12mg/L,沉积物平均厚度为30cm。如图2所示,管道内移动设备采用履带式管道机器人。履带式管道机器人与柔性双层套管6相连,柔性双层套管6材料为耐腐蚀PVDF,同时柔性双层套管6末端与地面空压机、变频高压水泵2、可变频空压机1相连。纳米曝气盘4安装在柔性双层套管6上,间隔60cm。曝气孔41直径为100nm,单个纳米曝气盘4的充氧能力为0.14Kg-O2/m3∙h,纳米曝气托盘42使用陶瓷制成。生物接触氧化装置安装在柔性双层套管6上,间隔60cm。生物接触氧化装置安装在柔性双层套管6上,间隔60cm。生物接触氧化装置形式为微生物填料,微生物填料为直径约为2cm的沸石填料52,单个生物膜网罩5内的填料装填比为60%。填料上生物膜采用事先微生物接种的方式,将沸石填料52放在某污水厂好氧曝气池接种1天取出后装入生物膜网罩5内。上述实施例中的一种通过生物接触氧化技术实现长距离管道内污水净化和沉积物去除的方法包括以下步骤:
步骤一:将履带式管道机器人和装有纳米曝气盘4的柔性双层套管6从地面降至污水检查井3内。启动履带式管道机器人自检系统,对履带电动机841、履带连动杆842、履带齿轮844、纳米曝气盘4、高压水枪7和溶解氧探头53进行检查。
步骤二:使用信息收集控制服务器远程操控履带式管道机器人,使其携带柔性双层套管4和生物接触氧化装置缓慢驶入污水管道内。
步骤三:打开履带式管道机器人上的沉积物探测器82和水质监测仪,对污水管道内的沉积物厚度和污染物浓度进行检测,并将监测数据上传至信息收集控制服务器终端。利用服务器内计算机分析数据,根据计算结果对履带式管道机器人的移动路线和高压水枪7喷射频率、角度进行设定。
步骤四:使履带式管道机器人移动至距离管道起点800m的位置,装有生物膜网罩5的柔性双层套管6的长度为798m,打开纳米曝气盘4和纳米曝气盘布气管球阀进行曝气。根据污染物浓度测算曝气时间,本实例中开启曝气16小时。
步骤五:打开水质检测仪和沉积物探测器,分析曝气后的污水水质参数和沉积物厚度。若污水水质不符合设定值,则继续打开纳米曝气盘4的布气管球阀44和柔性双层套管6阀门。若某处沉积物未被去除,则移动高压水枪6至该位置,重新冲洗。当水质和沉积物厚度符合设定值后,通过信息收集控制服务器远程操控履带式管道机器人返回至初始位置,并将所有设备从污水检查井3内取出。
数据显示,在监测时间段16小时内800m管道内污水COD和氨氮的平均去除率均超过了75%。
进一步地,通过信息收集控制服务器无线操控管道移动设备来对柔性双层套管和生物接触氧化装置在长距离管道中自由移动和精准定位,该管道移动设备的移动范围为0~2km,工作深度范围为0~200m。
进一步地,管道移动设备与柔性双层套管、纳米曝气盘、生物接触氧化装置相连,在移动的过程中会拉着柔性双层套管和生物接触氧化装置同时前进,最终会在长距离管道内指定位置点停住,柔性双层套管和生物接触氧化装置即从起点一直延伸至指定位置点。
进一步,生物接触氧化装置套设于柔性双层套管外侧,生物接触氧化装置包括圆环状的生物膜网罩支架和设在生物膜网罩支架上的生物膜网罩,生物膜网罩上分散设置有填料或者载体,生物膜网罩支架的一侧设有溶解氧探头。
进一步地,移动设备在管道内的移动不受管道直径和内沉积物厚度影响,可根据沉积物的厚度改变移动设备的尺寸或者移动方式。
进一步地,沉积物探测器对管道内沉积物的厚度和分布进行探测,沉积物探测器装在管道移动设备上,沉积物探测器将沉积物数据上传至信息收集控制服务器终端。
进一步地,水质监测仪对管道内污水的pH、SS、流速、COD和氨氮等指标进行实时监测,水质在线监测仪装在管道移动设备上,该水质在线监测仪将监测数据上传至信息收集控制服务器终端,可以根据污染物浓度改变生物接触氧化装置参数。
进一步地,红外摄像头对管道内的图像进行采集,红外摄像头装在管道移动设备上,数据采集后会上传至信息收集控制服务器终端,为管道移动设备的移动提供帮助。
进一步地,高压水枪装置可对管壁上的沉积物进行高强度冲洗,高压水枪装在管道移动设备上,水压为800bar~2000bar。高压水枪装置喷射的角度和方向可通过信息收集控制服务器调整。
进一步地,柔性双层套管外层套管内的气体可通过纳米曝气盘对管道内释放空气或者纯氧。柔性双层套管可以弯折,具有一定的机械强度。柔性双层套管材质可用耐腐蚀PVDF、聚丙烯腈、聚砜等、氟碳树脂等。柔性双层套管的长度根据需要净化的污水管道长度可进行调整,柔性双层套管每间隔相同距离设有曝气孔或小型微纳米曝气盘,可通过阀门控制曝气强度。
进一步地,填料或载体上的微生物种群是由高度密集的好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类等组成的生态系统。微生物种群自载体或填料自内向外可分为厌氧层、好氧层、附着水层、运动水层。污水中的有机物及氮氧化物通过好氧微生物和厌氧微生物的代谢作用被降解。具体来说,填料或载体上的微生物种群的生物膜厚度范围为150nm,生物膜包裹在载体或填料外部,由内向外依次为厌氧层、好氧层、附着水层和运动水层。在厌氧层中的微生物种群包括脱硫弧菌属细菌和酸化细菌,在好氧层中的微生物种群包括硝化细菌、反硝化细菌和牙泡杆菌。
进一步地,该方法通过增加管道移动设备的移动距离,延长柔性双层套管长度,增大生物接触氧化装置的区域,从而使污水中污染物质和强氧化气体接触和催化时间增加,提高降解效率。
进一步地,信息收集控制装置采集的信息包括管道内沉积物厚度、污染物质浓度、管道小车定位、柔性双层套管阀门、生物接触氧化装置运行参数,并根据上述信息对各设备进行远程无线调控。
应当指出,对于经充分说明的本发明来说,还可具有多种变换及改型的实施方案,并不局限于上述实施方式的具体实施例。上述实施例仅仅作为本发明的说明,而不是对本发明的限制。总之,本发明的保护范围应包括那些对于本领域普通技术人员来说显而易见的变换或替代以及改型,且以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种排水管渠清淤净化方法,其特征在于,所述的方法包括如下步骤:
步骤1,选择需要净化的管道,将管道移动设备放入污水检查井内,管道移动设备后端牵引管道净化清淤装置,这里的管道净化清淤装置包括柔性双层套管和生物接触氧化装置,信息收集控制服务器远程控制管道移动设备从污水检查井移动至污水管道中;
步骤2,打开管道移动设备上的沉积物探测器和水质监测仪,对污水管道内的沉积物厚度和污染物浓度进行检测,并将监测数据上传至信息收集控制服务器终端,开启管道移动设备红外摄像头,采集管道内实时图像;
步骤3,根据测得管道内沉积物的厚度和分布规划管道移动设备的移动路径,通过信息收集控制服务器远程操作管道移动设备携带柔性双层套管和生物接触氧化装置在管道内移动,同时打开管道移动设备上的高压水枪对管壁进行喷水冲刷;
步骤4,根据测得管道内污染物质的浓度配置消毒组件参数和数量,利用管道移动设备牵引管道净化清淤装置至指定位置,管道净化清淤装置包括高压水枪、柔性双层套管、纳米曝气盘和生物接触氧化装置,使得长距离管道内均匀布置生物接触氧化装置和柔性双层套管,打开生物接触氧化装置和纳米曝气盘;
步骤5,对污水完成净化后,通过信息收集控制服务器远程操作管道内移动设备移动至初始位置,并将所有设备从检查井内取出。
2.根据权利要求1所述的一种排水管渠清淤净化方法,其特征在于,步骤1中,管道移动设备采用伸缩臂导轮管道机器车、履带式管道机器车或者螺旋桨机械爪双推进装置,管道移动设备的移动范围为0-2km,工作深度范围为0-200m;根据管道内径的大小、沉积物厚度和液位高低的不同,选择不同的管道移动设备的形式;当管道内径尺寸范围为50-1000cm,沉积物的厚度小于50cm时采用伸缩臂导轮管道机器车;当管道内径尺寸范围为1000-5000cm,沉积物的厚度大于50cm时采用履带式管道机器车;当管道内径尺寸范围为100-2000cm,液位高于管径一半或满管流时采用使用螺旋桨机械爪双推进管道机器车,沉积物厚度需要小于螺旋桨设备的直径。
3.根据权利要求1所述的一种排水管渠清淤净化方法,其特征在于,步骤4中,柔性双层套管上布设有曝气孔和与曝气孔对应设置的纳米曝气盘,柔性双层套管的首端与管道移动设备相连,柔性双层套管的内层管壁与高压水枪通过管道相连,并设有阀门,通过高压水枪阀门的启闭来控制高压水枪;末端与设置在地面上的信息收集控制服务器、臭氧发生器和变频空压机相连;柔性双层套管上设有生物接触氧化装置。
4.根据权利要求1所述的一种排水管渠清淤净化方法,其特征在于,步骤3中,高压水枪装置可对管壁上的沉积物进行高强度冲洗,水压为800bar~200bar。
5.根据权利要求1所述的一种排水管渠清淤净化方法,其特征在于,步骤4中,生物接触氧化装置套设于柔性双层套管外侧,生物接触氧化装置包括圆环状的生物膜网罩支架和设在生物膜网罩支架上的生物膜网罩,生物膜网罩上分散设置有填料或者载体,生物膜网罩支架的一侧设有溶解氧探头。
6.根据权利要求5所述的一种排水管渠清淤净化方法,其特征在于,填料或者载体上设有微生物种群,物生物种群为好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类组成的生态系统;微生物载体为以下的一种:PE、PP、PVDF、活性碳、无纺布、涤纶、海绵、沸石或海藻酸钠凝胶。
7.根据权利要求1所述的一种排水管渠清淤净化方法,其特征在于,步骤4中,强氧化气体包括二氧化氯、臭氧;使用二氧化氯作为消毒剂时,管道内曝气管所在区域瞬时二氧化氯浓度为800-1000ppm;使用臭氧作为消毒剂时,管道内曝气管所在区域臭氧浓度瞬时2-4ppm;曝气管采用柔性双层波纹管,波纹管采用耐腐蚀不锈钢444L、PVDF、聚丙烯腈、聚砜或氟碳树脂制成。
8.根据权利要求3所述的一种排水管渠清淤净化方法,其特征在于,每两个纳米曝气盘之间设有一个紫外光灯环组件,紫外光灯环组件包括一个紫外光灯环,紫外光灯环的两侧分别对应设置一个反光镜片,每个反光镜片与紫外光灯环之间的夹角范围为55-70度。
9.根据权利要求2所述的一种排水管渠清淤净化方法,其特征在于,伸缩臂导轮管道机器车包括若干组伸缩臂结构,每一组伸缩臂包括主伸缩臂和辅助支撑臂,主伸缩臂包括伸缩臂滑杆和设在伸缩臂滑杆端部的导轮。
10.根据权利要求2所述的一种排水管渠清淤净化方法,其特征在于,履带式管道机器车包括若干组沿管道移动设备前后设置的履带系统,每组履带系统包括履带电动机、与履带电动机相连的履带从动轴,履带从动轴的两端分别设有一个履带齿轮,每个履带齿轮上分别设有一条履带。
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