CN113860648A - 一种富营养化水体脱氮除磷处理装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种富营养化水体脱氮除磷处理装置及方法,包括布置于两侧河岸之间的导轨构件,以及纵向连接于相邻所述导轨构件之间的驱动构件,以及架设于两侧的所述导轨构件之间,且在所述驱动构件的作用下沿着所述导轨构件滑移的脱氮除磷单元;在相邻两所述导轨构件之间配合有泵水单元,通过所述泵水单元向着所述导轨构件的上端输送水,水经由导轨构件后流入至所述脱氮除磷单元内;然后回流至水中,前后所述泵水单元之间配合有过滤增氧单元;所述过滤增氧单元架空于水面之上,通过所述所述脱氮除磷单元种植有挺水植物和沉水植物;本装置可以进行滑动,便于进行填料的检查和更换。
Description
技术领域
本发明涉及一种富营养化水体脱氮除磷处理装置及方法。
背景技术
目前,氮、磷过量输入导致的水体富营养化是湖泊水环境的主要问题之一。随着污水处理率及处理水平的提高,达标排放的低污染水对湖泊水环境污染负荷越来越突出。这些低污染水中氮、磷含量虽然大多数能达到国家水质排放标准,但仍然高出地表水质量标准数倍、甚至数十倍以上,而且这类低污染水水量大,其直接排放对湖泊天然水体构成较大的威胁。非常容易造成水源的富营养化。
针对水的富营养化,由于水域面积较大,传统的化学处理法无法适用。因此采用人工湿地进行水体改造,利用植物配合填料的方式进行水中氮磷元素的处理。具有显著的处理效果。
但是填料的处理能力有限,需要定期进行更换,而植物时通过填料作为载体种植的,特别是沉水植物,由于是沉水种植,因此对其根部所依附的填料进行检查和更换十分的麻烦。
为此,我们设计了一种可以进行滑动,便于进行填料的检查和更换的富营养化水体脱氮除磷处理装置及方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种可以进行滑动,便于进行填料的检查和更换的富营养化水体脱氮除磷处理装置及方法。
为解决上述问题,本发明采用如下技术方案:
一种富营养化水体脱氮除磷处理装置,包括布置于两侧河岸之间的导轨构件,以及纵向连接于相邻所述导轨构件之间的驱动构件,以及架设于两侧的所述导轨构件之间,且在所述驱动构件的作用下沿着所述导轨构件滑移的脱氮除磷单元;在相邻两所述导轨构件之间配合有泵水单元,通过所述泵水单元向着所述导轨构件的上端输送水,水经由导轨构件后流入至所述脱氮除磷单元内;然后回流至水中,前后所述泵水单元之间配合有过滤增氧单元;所述过滤增氧单元架空于水面之上,通过所述所述脱氮除磷单元种植有挺水植物和沉水植物,所述脱氮除磷单元沿着所述导轨构件下滑后局部沉入水中,此时的挺水植物位于水面之上,沉水植物位于水面之下。
优选地,所述导轨构件包括倾斜设置的空心管道,所述空心管道的外部处朝上设置有开槽,所述开槽沿着所述空心管道的径向分布,所述空心管道的下端封闭,上端安装有进水管,在所述进水管上安装有流量阀。
优选地,所述脱氮除磷单元包括上箱体和下箱体,所述下箱体的设置高度低于所述上箱体的设置高度;在所述上箱体的底部靠近上端位置处设置有滚轮,所述滑轮配合所述空心管道,所述上箱体的底部靠近右端位置处安装有丝杠螺母;所述上箱体的前后端的靠近底部位置处设置有连接管,在所述上箱体内部的靠近右侧位置处设置有一内隔板,所述连接管位于所述内隔板的内侧,所述内隔板的板面上均布有漏水孔;在所述内隔板的外壁处覆盖有纱网,所述纱网覆盖所述漏水孔;在所述内隔板的顶部设置有漏水槽;在所述上箱体的左端靠近上部位置处设置有进水导管,所述进水导管远离所述上箱体的那一端封闭,所述进水导管顶部设置有进水口,所述进水导管插入至所述开槽内,且所述进水口位于经由所述开槽后插入至所述空心管道内;在所述上箱体内填充有脱氮填充物;所述漏水槽和所述进水导管均暴露于所述脱氮填充物的上方;所述挺水植物种植于所述脱氮填充物内;所述进水导管的进流量大于多个所述漏水孔的水流量,使得所述脱氮填充物的上方形成10~20cm深度的水层;超过部分通过所述漏水槽排出;所述下箱体的前后端面的靠近底部位置处设置有第一连接管;所述连接管和所述第一连接管之间对接有管道;所述第一连接管的内端处安装有一竖向设置的布水管,所述布水管的上端封闭,外壁处套设有一滤网套;在所述下箱体内填充有除磷填充物;所述沉水植物种植于所述除磷填充物内;且向上生长至下箱体的外部;在所述下箱体的底部设置有配合所述空心管道的第一滚轮;所述驱动构件包括安装于前后两所述空心管道之间的机架,以及安装于所述机架中部位置处的轴承,以及穿过所述同轴的丝杠,还包括驱动电机和减速机,所述驱动电机连接所述减速机的输入端,所述减速机的输出端和所述丝杠之间配合有联轴器;所述丝杠配合所述丝杠螺母。
上述的技术方案中,通过丝杠配合丝杠螺母可以实现上箱体沿着空心管道的轴向滑移,滑移的作用是根据水位调节上箱体的位置,使得上箱体位于水面之上,而下箱体位于水面之中,便于挺水植物的叶片上升至空气中接收光合作用,而沉水植物的根茎叶均位于水中,捕获水中的磷元素。
上述的技术方案中,由于上箱体的高度是高于下箱体的高度的,因此在上箱体的内部进水后,在大气压的作用下,水位下降,水在渗透脱氮填充物后进入至下箱体内,然后下箱体的下部为封闭结构,水从下箱体的底部向上渗透,穿过除磷填充物后再接触沉水植物的根系,然后回流至河水中。上述的过水方式,可以大大的增加富营养水的脱氮除磷效率。
优选地,所述脱氮填充物包括植物碳源填料层和土壤层;所述植物碳源填料层在所述上箱体内堆积形成“∧”,所述土壤层覆盖所述植物碳源填料层,且上表面整平,所述土壤层的粒径大于所述纱网的网眼尺寸。
在本技术方案中,植物碳源填料层堆积形成“∧”,且通过土壤层进行覆盖,水从上箱体的左侧进入,向下渗透土壤层后,部分水被植物碳源填料层拦截,需要穿过植物碳源填料层然后才能被沥出,增加了富营养化水与植物碳源填料层的接触率。
植物碳源填料层中的植物碳源填料为系统种植的挺水植物茎秆碎段,填充之前进行如下预处理:植物茎秆自然风干,使其含水率低于10%;对风干后的植物茎秆进行破碎处理,将植物茎秆沿中心轴向剖开,再经横向切断,形成长度为2-10cm的碎段。
优选地,所述除磷填充物包括水厂废弃污泥、红壤和砂石层,所述水厂废弃污泥、红壤和砂石层由下至上依次设置;所述滤网套纵向穿过所述水厂废弃污泥、红壤和砂石层;所述沉水植物的根系种植于所述红壤内。
水厂废弃污泥为以铝盐为絮凝剂的给水厂产生的污泥,其中Al2O3含量为6%。
沉水植物为金鱼藻、苦草、狐尾藻、蓖齿眼子菜中的一种,种植密度为9株/m2。
优选地,在所述下箱体的内部铺设有一网眼板,所述网眼板的板面上设置有种植所述沉水植物用的种植口,所述网眼板压制于所述砂石层的表面。
网眼板的作用是对砂石层起到定型效果,减少砂石层的流失。
优选地,所述泵水单元包括一竖向设置的抽水管,以及安装于所述抽水管底部的连接座,在所述抽水管的上部安装有水泵,所述水泵连接有一竖向供水管;所述竖向供水管的上端法兰连接有端盖,所述竖向供水管的外部设置有横向供水管,所述横向供水管和所述进水管之间配合有弯管;所述横向供水管的底部设置有多个喷头;所述喷头向着所述过滤增氧单元供水;并在过滤增氧单元的底部形成水帘,所述连接座具有两个端头,两个端头分别连接两侧的所述空心管道,所述连接座上同轴设置有过滤罩,所述过滤罩的上端具有开口,且上端向上延伸至水面之上,所述抽水管的外壁靠近底部位置处设置有抽水口。
上述的技术方案中,通过竖向设置的过滤罩可以对水泵抽取的水进行初步的过滤,避免水中浮游生物和植物被抽入至水泵而造成叶片的损坏。
优选地,所述过滤增氧单元包括槽体,在所述槽体的前后端均焊接有竖杆,每根所述竖杆配合有一基座,所述横向供水管穿过所述基座,在所述基座内安装有一滑轮,所述滑轮作用于所述横向供水管的顶部,所述槽远离所述竖向供水管的那一端安装有拉环;在所述槽体内设置有多根向上凸起的凸管;通过所述凸管配合有一连接螺母,所述连接螺母的上端安装有过滤柱,所述过滤柱的上端面的高度低于所述槽体的上沿高度,在所述槽体的上沿处均布有漏水齿槽。
过滤柱采用麦饭石柱,麦饭石柱的表面均布有孔,可以自然的渗透水,并对水进行过滤。
上述的技术方案中,通过喷洒的水流在槽体内堆积,然后被动穿过过滤柱后实现水的过滤,当过滤柱的过滤能力不足时,水从过滤柱的顶部溢出。
上述的技术方案中,过滤柱是通过连接螺母进行安装支撑的,因此过滤柱的安装高度可调节,可以调节溢流高度。
优选地,在河床底部左右平行插入有护板,所述泵水单元的下端位于两侧所述护板之间,所述护板对所述空心管道形成支撑,在河床底部,位于两侧的所述护板之间开挖形成种植槽,在所述种植槽内填充有淤泥,通过所述淤泥种植所述沉水植物。
上述的技术方案中,采用底层种植的方式,搭配富含有微生物的淤泥,可以被动改善水质,吸收和分解水中的氮磷元素。
一种富营养化水体脱氮除磷处理装置的处理方法,包括以下步骤:
步骤1:根据水位的高度,利用驱动装置调节脱氮除磷单元的位置,使得沉水植物沉入水中,挺水植物位于水面之上;
步骤2:启动泵水单元,通过泵水单元给两侧的导轨构件供水,供水后,部分水沿着导轨构件回流至河水中,部分被引导至脱氮除磷单元内,通过脱氮除磷单元进行脱氮除磷后回流至水中;泵水单元的输出流量大于供给给导轨构件的流量,使得泵水单元多余的水在水压的作用下向着所述过滤增氧单元输送,通过过滤增氧单元对水进行简单过滤,然后形成向下的水帘,水帘向下接触水面后,将空气补充至水中,增加水中的含氧量;
步骤3:每15~30天通过驱动单元驱动脱氮除磷单元向上移动至脱离水面,并关闭泵水单元,对挺水植物和沉水植物的生长状态进行检查,并及时的补充植株。
本发明的有益效果是:
本装置通过提升脱氮除磷单元,可以对其内部承载的脱氮除磷填料进行检查和更换,同时通过将脱氮除磷单元提升至水面之上,便于确定填料是否还有效,并方便对所种植的沉水植物进行检查,观察存活情况,方便种植新的沉水植物,便于整个脱氮除磷单元的结构维护。本装置的结构简单,成本低廉,适合推广使用。
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获得其他的附图。
图1为本发明的结构示意图。
图2为导轨构件和驱动构件的配合示意图。
图3为泵水单元的结构示意图。
图4为导轨构件和脱氮除磷单元的配合示意图。
图5为脱氮除磷单元的结构示意图。
图6为上箱体的剖视图。
图7为下箱体的剖视图。
图8为上箱体的俯视图。
图9为图8在A处的局部放大图。
图10为下箱体的俯视图。
图11为过滤增氧单元的安装示意图。
图12为图11在B处的局部放大图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征,或公开的所有方法或过程中的步骤,除了互相排斥的特征和/或步骤以外,均可以以任何方式组合。
本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征,除非特别叙述,均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即,除非特别叙述,每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“一端”、“另一端”、“外侧”、“上”、“内侧”、“水平”、“同轴”、“中央”、“端部”、“长度”、“外端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“套接”、“连接”、“贯穿”、“插接”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参阅图1至图12所示。
实施例1
一种富营养化水体脱氮除磷处理装置,包括布置于两侧河岸之间的导轨构件1,以及纵向连接于相邻所述导轨构件1之间的驱动构件2,以及架设于两侧的所述导轨构件1之间,且在所述驱动构件2的作用下沿着所述导轨构件1滑移的脱氮除磷单元4;在相邻两所述导轨构件1之间配合有泵水单元7,通过所述泵水单元7向着所述导轨构件1的上端输送水,水经由导轨构件1后流入至所述脱氮除磷单元4内;然后回流至水中,前后所述泵水单元7之间配合有过滤增氧单元3;所述过滤增氧单元4架空于水面之上,通过所述所述脱氮除磷单元4种植有挺水植物5和沉水植物6,所述脱氮除磷单元4沿着所述导轨构件1下滑后局部沉入水中,此时的挺水植物5位于水面之上,沉水植物6位于水面之下。
实施例2
所述导轨构件1包括倾斜设置的空心管道101,所述空心管道101的外部处朝上设置有开槽102,所述开槽102沿着所述空心管道101的径向分布,所述空心管道101的下端封闭,上端安装有进水管103,在所述进水管103上安装有流量阀104。
实施例3
所述脱氮除磷单元4包括上箱体401和下箱体402,所述下箱体402的设置高度低于所述上箱体401的设置高度;在所述上箱体401的底部靠近上端位置处设置有滚轮403,所述滑轮403配合所述空心管道101,所述上箱体401的底部靠近右端位置处安装有丝杠螺母404;所述上箱体401的前后端的靠近底部位置处设置有连接管405,在所述上箱体401内部的靠近右侧位置处设置有一内隔板406,所述连接管405位于所述内隔板406的内侧,所述内隔板406的板面上均布有漏水孔407;在所述内隔板406的外壁处覆盖有纱网408,所述纱网408覆盖所述漏水孔407;在所述内隔板406的顶部设置有漏水槽409;在所述上箱体401的左端靠近上部位置处设置有进水导管410,所述进水导管410远离所述上箱体401的那一端封闭,所述进水导管410顶部设置有进水口411,所述进水导管410插入至所述开槽102内,且所述进水口411位于经由所述开槽102后插入至所述空心管道101内;在所述上箱体401内填充有脱氮填充物;所述漏水槽409和所述进水导管410均暴露于所述脱氮填充物的上方;所述挺水植物5种植于所述脱氮填充物内;所述进水导管410的进流量大于多个所述漏水孔407的水流量,使得所述脱氮填充物的上方形成10~20cm深度的水层;超过部分通过所述漏水槽409排出;所述下箱体402的前后端面的靠近底部位置处设置有第一连接管413;所述连接管405和所述第一连接管413之间对接有管道414;所述第一连接管413的内端处安装有一竖向设置的布水管415,所述布水管415的上端封闭,外壁处套设有一滤网套416;在所述下箱体402内填充有除磷填充物;所述沉水植物6种植于所述除磷填充物内;且向上生长至下箱体402的外部;在所述下箱体402的底部设置有配合所述空心管道101的第一滚轮418;所述驱动构件2包括安装于前后两所述空心管道101之间的机架201,以及安装于所述机架201中部位置处的轴承202,以及穿过所述同轴202的丝杠203,还包括驱动电机204和减速机205,所述驱动电机204连接所述减速机205的输入端,所述减速机205的输出端和所述丝杠203之间配合有联轴器206;所述丝杠203配合所述丝杠螺母404。
上述的技术方案中,通过丝杠203配合丝杠螺母404可以实现上箱体401沿着空心管道101的轴向滑移,滑移的作用是根据水位调节上箱体401的位置,使得上箱体401位于水面之上,而下箱体402位于水面之中,便于挺水植物的叶片上升至空气中接收光合作用,而沉水植物的根茎叶均位于水中,捕获水中的磷元素。
上述的技术方案中,由于上箱体401的高度是高于下箱体402的高度的,因此在上箱体401的内部进水后,在大气压的作用下,水位下降,水在渗透脱氮填充物后进入至下箱体402内,然后下箱体402的下部为封闭结构,水从下箱体402的底部向上渗透,穿过除磷填充物后再接触沉水植物的根系,然后回流至河水中。上述的过水方式,可以大大的增加富营养水的脱氮除磷效率。
实施例4
所述脱氮填充物包括植物碳源填料层441和土壤层442;所述植物碳源填料层441在所述上箱体401内堆积形成“∧”,所述土壤层442覆盖所述植物碳源填料层441,且上表面整平,所述土壤层442的粒径大于所述纱网408的网眼尺寸。
在本技术方案中,植物碳源填料层441堆积形成“∧”,且通过土壤层442进行覆盖,水从上箱体401的左侧进入,向下渗透土壤层442后,部分水被植物碳源填料层441拦截,需要穿过植物碳源填料层441然后才能被沥出,增加了富营养化水与植物碳源填料层441的接触率。
植物碳源填料层441中的植物碳源填料为系统种植的挺水植物茎秆碎段,填充之前进行如下预处理:植物茎秆自然风干,使其含水率低于10%;对风干后的植物茎秆进行破碎处理,将植物茎秆沿中心轴向剖开,再经横向切断,形成长度为4cm的碎段。
实施例5
所述除磷填充物包括水厂废弃污泥443、红壤444和砂石层445,所述水厂废弃污泥443、红壤444和砂石层445由下至上依次设置;所述滤网套416纵向穿过所述水厂废弃污泥443、红壤444和砂石层445;所述沉水植物6的根系种植于所述红壤444内。
水厂废弃污泥为以铝盐为絮凝剂的给水厂产生的污泥,其中Al2O3含量为6%。
沉水植物5为狐尾藻,种植密度为9株/m2。
实施例6
在所述下箱体402的内部铺设有一网眼板446,所述网眼板446的板面上设置有种植所述沉水植物6用的种植口447,所述网眼板446压制于所述砂石层445的表面。
网眼板446的作用是对砂石层445起到定型效果,减少砂石层445的流失。
实施例7
所述泵水单元7包括一竖向设置的抽水管701,以及安装于所述抽水管701底部的连接座702,在所述抽水管701的上部安装有水泵703,所述水泵703连接有一竖向供水管704;所述竖向供水管704的上端法兰连接有端盖755,所述竖向供水管704的外部设置有横向供水管705,所述横向供水管705和所述进水管103之间配合有弯管706;所述横向供水管705的底部设置有多个喷头707;所述喷头707向着所述过滤增氧单元3供水;并在过滤增氧单元3的底部形成水帘,所述连接座702具有两个端头,两个端头分别连接两侧的所述空心管道101,所述连接座702上同轴设置有过滤罩777,所述过滤罩777的上端具有开口,且上端向上延伸至水面之上,所述抽水管701的外壁靠近底部位置处设置有抽水口708。
上述的技术方案中,通过竖向设置的过滤罩777可以对水泵703抽取的水进行初步的过滤,避免水中浮游生物和植物被抽入至水泵703而造成叶片的损坏。
实施例8
所述过滤增氧单元3包括槽体301,在所述槽体301的前后端均焊接有竖杆302,每根所述竖杆302配合有一基座303,所述横向供水管705穿过所述基座303,在所述基座303内安装有一滑轮304,所述滑轮304作用于所述横向供水管705的顶部,所述槽体301远离所述竖向供水管704的那一端安装有拉环305;在所述槽体301内设置有多根向上凸起的凸管306;通过所述凸管306配合有一连接螺母307,所述连接螺母307的上端安装有过滤柱308,所述过滤柱308的上端面的高度低于所述槽体301的上沿高度,在所述槽体301的上沿处均布有漏水齿槽309。
过滤增氧单元3是可滑移的,因此便于拖动至地面的上方后进行过滤柱308的维保。并且过滤增氧单元3在滑移后,喷头直接向着水面喷淋增氧,此时水的流速增加,增氧能力增加。
过滤柱308采用麦饭石柱,麦饭石柱的表面均布有孔,可以自然的渗透水,并对水进行过滤。
上述的技术方案中,通过喷洒的水流在槽体301内堆积,然后被动穿过过滤柱308后实现水的过滤,当过滤柱308的过滤能力不足时,水从过滤柱308的顶部溢出。
上述的技术方案中,过滤柱308是通过连接螺母307进行安装支撑的,因此过滤柱308的安装高度可调节,可以调节溢流高度。
实施例9
在河床底部左右平行插入有护板10,所述泵水单元7的下端位于两侧所述护板10之间,所述护板10对所述空心管道101形成支撑,在河床底部,位于两侧的所述护板10之间开挖形成种植槽11,在所述种植槽11内填充有淤泥12,通过所述淤泥12种植所述沉水植物6。
上述的技术方案中,采用底层种植的方式,搭配富含有微生物的淤泥,可以被动改善水质,吸收和分解水中的氮磷元素。并且护板10还可以形成防护,对河道两侧坍塌掉落的土层进行拦截,避免两侧护板10之间的淤泥12被土层覆盖,同时也保持河道的中部具有足够的深度,确保泵水单元7的正常作业。
实施例10
一种富营养化水体脱氮除磷处理装置的处理方法,包括以下步骤:
步骤1:根据水位的高度,利用驱动装置2调节脱氮除磷单元4的位置,使得沉水植物6沉入水中,挺水植物5位于水面之上;
步骤2:启动泵水单元7,通过泵水单元7给两侧的导轨构件1供水,供水后,部分水沿着导轨构件1回流至河水中,部分被引导至脱氮除磷单元4内,通过脱氮除磷单元4进行脱氮除磷后回流至水中;泵水单元7的输出流量大于供给给导轨构件1的流量,使得泵水单元7多余的水在水压的作用下向着所述过滤增氧单元3输送,通过过滤增氧单元3对水进行简单过滤,然后形成向下的水帘,水帘向下接触水面后,将空气补充至水中,增加水中的含氧量;
步骤3:每20天通过驱动单元2驱动脱氮除磷单元4向上移动至脱离水面,并关闭泵水单元7,对挺水植物5和沉水植物6的生长状态进行检查,并及时的补充植株。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (10)
1.一种富营养化水体脱氮除磷处理装置,其特征在于:包括布置于两侧河岸之间的导轨构件(1),以及纵向连接于相邻所述导轨构件(1)之间的驱动构件(2),以及架设于两侧的所述导轨构件(1)之间,且在所述驱动构件(2)的作用下沿着所述导轨构件(1)滑移的脱氮除磷单元(4);在相邻两所述导轨构件(1)之间配合有泵水单元(7),通过所述泵水单元(7)向着所述导轨构件(1)的上端输送水,水经由导轨构件(1)后流入至所述脱氮除磷单元(4)内;然后回流至水中,前后所述泵水单元(7)之间配合有过滤增氧单元(3);所述过滤增氧单元(4)架空于水面之上,通过所述所述脱氮除磷单元(4)种植有挺水植物(5)和沉水植物(6),所述脱氮除磷单元(4)沿着所述导轨构件(1)下滑后局部沉入水中,此时的挺水植物(5)位于水面之上,沉水植物(6)位于水面之下。
2.根据权利要求1所述的富营养化水体脱氮除磷处理装置,其特征在于:所述导轨构件(1)包括倾斜设置的空心管道(101),所述空心管道(101)的外部处朝上设置有开槽(102),所述开槽(102)沿着所述空心管道(101)的径向分布,所述空心管道(101)的下端封闭,上端安装有进水管(103),在所述进水管(103)上安装有流量阀(104)。
3.根据权利要求2所述的富营养化水体脱氮除磷处理装置,其特征在于:所述脱氮除磷单元(4)包括上箱体(401)和下箱体(402),所述下箱体(402)的设置高度低于所述上箱体(401)的设置高度;在所述上箱体(401)的底部靠近上端位置处设置有滚轮(403),所述滑轮(403)配合所述空心管道(101),所述上箱体(401)的底部靠近右端位置处安装有丝杠螺母(404);所述上箱体(401)的前后端的靠近底部位置处设置有连接管(405),在所述上箱体(401)内部的靠近右侧位置处设置有一内隔板(406),所述连接管(405)位于所述内隔板(406)的内侧,所述内隔板(406)的板面上均布有漏水孔(407);在所述内隔板(406)的外壁处覆盖有纱网(408),所述纱网(408)覆盖所述漏水孔(407);在所述内隔板(406)的顶部设置有漏水槽(409);在所述上箱体(401)的左端靠近上部位置处设置有进水导管(410),所述进水导管(410)远离所述上箱体(401)的那一端封闭,所述进水导管(410)顶部设置有进水口(411),所述进水导管(410)插入至所述开槽(102)内,且所述进水口(411)位于经由所述开槽(102)后插入至所述空心管道(101)内;在所述上箱体(401)内填充有脱氮填充物;所述漏水槽(409)和所述进水导管(410)均暴露于所述脱氮填充物的上方;所述挺水植物(5)种植于所述脱氮填充物内;所述进水导管(410)的进流量大于多个所述漏水孔(407)的水流量,使得所述脱氮填充物的上方形成10~20cm深度的水层;超过部分通过所述漏水槽(409)排出;所述下箱体(402)的前后端面的靠近底部位置处设置有第一连接管(413);所述连接管(405)和所述第一连接管(413)之间对接有管道(414);所述第一连接管(413)的内端处安装有一竖向设置的布水管(415),所述布水管(415)的上端封闭,外壁处套设有一滤网套(416);在所述下箱体(402)内填充有除磷填充物;所述沉水植物(6)种植于所述除磷填充物内;且向上生长至下箱体(402)的外部;在所述下箱体(402)的底部设置有配合所述空心管道(101)的第一滚轮(418);所述驱动构件(2)包括安装于前后两所述空心管道(101)之间的机架(201),以及安装于所述机架(201)中部位置处的轴承(202),以及穿过所述同轴(202)的丝杠(203),还包括驱动电机(204)和减速机(205),所述驱动电机(204)连接所述减速机(205)的输入端,所述减速机(205)的输出端和所述丝杠(203)之间配合有联轴器(206);所述丝杠(203)配合所述丝杠螺母(404)。
4.根据权利要求3所述的富营养化水体脱氮除磷处理装置,其特征在于:所述脱氮填充物包括植物碳源填料层(441)和土壤层(442);所述植物碳源填料层(441)在所述上箱体(401)内堆积形成“∧”,所述土壤层(442)覆盖所述植物碳源填料层(441),且上表面整平,所述土壤层(442)的粒径大于所述纱网(408)的网眼尺寸。
5.根据权利要求3所述的富营养化水体脱氮除磷处理装置,其特征在于:所述除磷填充物包括水厂废弃污泥(443)、红壤(444)和砂石层(445),所述水厂废弃污泥(443)、红壤(444)和砂石层(445)由下至上依次设置;所述滤网套(416)纵向穿过所述水厂废弃污泥(443)、红壤(444)和砂石层(445);所述沉水植物(6)的根系种植于所述红壤(444)内。
6.根据权利要求5所述的富营养化水体脱氮除磷处理装置,其特征在于:在所述下箱体(402)的内部铺设有一网眼板(446),所述网眼板(446)的板面上设置有种植所述沉水植物(6)用的种植口(447),所述网眼板(446)压制于所述砂石层(445)的表面。
7.根据权利要求2所述的富营养化水体脱氮除磷处理装置,其特征在于:所述泵水单元(7)包括一竖向设置的抽水管(701),以及安装于所述抽水管(701)底部的连接座(702),在所述抽水管(701)的上部安装有水泵(703),所述水泵(703)连接有一竖向供水管(704);所述竖向供水管(704)的上端法兰连接有端盖(755),所述竖向供水管(704)的外部设置有横向供水管(705),所述横向供水管(705)和所述进水管(103)之间配合有弯管(706);所述横向供水管(705)的底部设置有多个喷头(707);所述喷头(707)向着所述过滤增氧单元(3)供水;并在过滤增氧单元(3)的底部形成水帘,所述连接座(702)具有两个端头,两个端头分别连接两侧的所述空心管道(101),所述连接座(702)上同轴设置有过滤罩(777),所述过滤罩(777)的上端具有开口,且上端向上延伸至水面之上,所述抽水管(701)的外壁靠近底部位置处设置有抽水口(708)。
8.根据权利要求7所述的富营养化水体脱氮除磷处理装置,其特征在于:所述过滤增氧单元(3)包括槽体(301),在所述槽体(301)的前后端均焊接有竖杆(302),每根所述竖杆(302)配合有一基座(303),所述横向供水管(705)穿过所述基座(303),在所述基座(303)内安装有一滑轮(304),所述滑轮(304)作用于所述横向供水管(705)的顶部,所述槽体(301)远离所述竖向供水管(704)的那一端安装有拉环(305);在所述槽体(301)内设置有多根向上凸起的凸管(306);通过所述凸管(306)配合有一连接螺母(307),所述连接螺母(307)的上端安装有过滤柱(308),所述过滤柱(308)的上端面的高度低于所述槽体(301)的上沿高度,在所述槽体(301)的上沿处均布有漏水齿槽(309)。
9.根据权利要求2所述的富营养化水体脱氮除磷处理装置,其特征在于:在河床底部左右平行插入有护板(10),所述泵水单元(7)的下端位于两侧所述护板(10)之间,所述护板(10)对所述空心管道(101)形成支撑,在河床底部,位于两侧的所述护板(10)之间开挖形成种植槽(11),在所述种植槽(11)内填充有淤泥(12),通过所述淤泥(12)种植所述沉水植物(6)。
10.一种如权利要求1至9中任一项所述的富营养化水体脱氮除磷处理装置的处理方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤1:根据水位的高度,利用驱动装置(2)调节脱氮除磷单元(4)的位置,使得沉水植物(6)沉入水中,挺水植物(5)位于水面之上;
步骤2:启动泵水单元(7),通过泵水单元(7)给两侧的导轨构件(1)供水,供水后,部分水沿着导轨构件(1)回流至河水中,部分被引导至脱氮除磷单元(4)内,通过脱氮除磷单元(4)进行脱氮除磷后回流至水中;泵水单元(7)的输出流量大于供给给导轨构件(1)的流量,使得泵水单元(7)多余的水在水压的作用下向着所述过滤增氧单元(3)输送,通过过滤增氧单元(3)对水进行简单过滤,然后形成向下的水帘,水帘向下接触水面后,将空气补充至水中,增加水中的含氧量;
步骤3:每15~30天通过驱动单元(2)驱动脱氮除磷单元(4)向上移动至脱离水面,并关闭泵水单元(7),对挺水植物(5)和沉水植物(6)的生长状态进行检查,并及时的补充植株。
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