CN113955886A - 一种用于重污染河道整治的超饱和溶氧系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于重污染河道整治的超饱和溶氧系统及方法,涉及污水处理技术领域,包括河道、坝体、过滤区、溶氧区,所述坝体修建在河道上,坝体的一侧设置有引流道,坝体上设有多个水闸,所述引流道的末端为设有飞水台,水流通过飞水台后落入过滤区,水流通过过滤区进入溶氧区,通过溶氧区溶氧后在进入河道,本发明通过河道水位落差,在水体流动的过程中形成水花或水雾,使水体更便于和空气接触,形成曝气,有利于提高水体溶氧效率,且此过程中不消耗电能,更加环保,与现有超饱和溶氧设备相比,本发明处理水体流量大,处理效率高,且建设成本和运行成本低。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域,具体是涉及一种用于重污染河道整治的超饱和溶氧系统及方法。
背景技术
污水是指受一定污染的来自生活和生产的排出水。丧失了原来使用功能的水简称为污水。主要是生活上使用后的水,其含有有机物较多,处理较易。
根据污水来源的观点,污水可以定义为从住宅、机关、商业或者工业区排放的与地下水、地表水、暴风雪等混合的携带有废物的液体或者水。污水由许多类别,相应地减少污水对环境的影响也有许多技术和工艺。按照污水来源,污水可以分为这四类。
第一类:工业废水来自制造采矿和工业生产活动的污水,包括来自与工业或者商业储藏、加工的径流活渗沥液,以及其它不是生活污水的废水。
第二类:生活污水来自住宅、写字楼、机关或相类似的污水;卫生污水;下水道污水,包括下水道系统中生活污水中混合的工业废水。垃圾、各种大气颗粒物沉降等,通过地表径流、土壤侵蚀、农田排水等形式进入水体环境所造成。具有分散性、隐蔽性、随机性、潜伏性、累积性和模糊性等特点,因此不易监测、难以量化,研究和防控的难度大。水污染物(waterpollutant)排入水体中引起污染的物质。
第三类:商业污水来自商业设施而且某些成分超过生活污水的无毒、无害的污水。如餐饮污水。洗衣房污水、动物饲养污水,发廊产生的污水等。
第四类:表面径流来自雨水、雪水、高速公路下水,来自城市和工业地区的水等等,表面径流没有渗进土壤,沿街道和陆地进入地下水。
在部分城市或地区,污水处理技术并不发达,生活污水以及大量排放至河道,使河道水体污染,有机物增加,细菌增多,水体发臭,严重影响环境,睡着经济发展,国家越来越重视生态保护,河道水体氧含量降低导致鱼类大量死亡,河道水体生态破坏,增加水体的氧含量有利于河道水体生态的恢复,厌氧细菌减少,河道水体恶臭气味变淡,现有增加水体的超饱和溶氧设备,其处理其他水体效果明显,对于河道流水效果较差,主要因为河道水体流量较大,大面积铺设超饱和溶氧设备成本较高,且后期运行成本较高,在洪涝灾害突发时,不便于更改河道水流向,影响河道正常泄洪。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供了一种用于重污染河道整治的超饱和溶氧系统及方法。
本发明的技术方案是:一种用于重污染河道整治的超饱和溶氧系统,包括河道、坝体、过滤区、溶氧区,所述坝体修建在河道上,坝体的一侧设置有引流道,坝体上设有多个水闸,所述引流道的末端为设有飞水台,水流通过飞水台后落入过滤区,水流通过过滤区进入溶氧区,通过溶氧区溶氧后在进入河道;
所述过滤区包括上层、过滤层、落水台、下层,所述过滤层采用混凝土制成,所述落水台设在靠近引流道一侧,过滤层的内部设有若干漏水通道,所述漏水通道连通上层和下层,所述过滤层上表面铺设有鹅卵石,所述鹅卵石上层培养有藻类植物,水流流经上层后经过滤层进入下层再流入溶氧区;
所述溶氧区的底部设有微孔曝气管,所述微孔曝气管采用气泵供气,所述溶氧区靠近河道一侧设有出水口;
进一步地,上述一种用于重污染河道整治的超饱和溶氧系统的工作方法,包括以下步骤:
S1:在河道正常流量的情况下,将位于坝体与引流道之间的水闸打开,使河道水进入引流道,河道水到达引流道末端时,通过飞水台使河道水向空中飞流,河道水在空中散开后与空气充分接触后落入过滤区;
S2:河道水掉落至落水台后,与落水台表面冲击形成使河道水向周边散落,并形成水雾,河道水经过滤层上方的藻类植物过滤,再经过鹅卵石的过滤,然后通过漏水通道流入溶氧区;
S3:河道水进入溶氧区经过微孔曝气管,使空气与河道水充分接触后,再通过溶氧区一侧的出水口流至河道内;
S4:在河道内水流处于汛期流量时,将坝体其余水闸打开,将河道多余流量直接排入河道内,在保证正常泄洪的前提下进行河道水溶氧处理。
进一步地,所述鹅卵石与过滤层之间铺设有一层防晒网,防晒网的孔径较大,能够使河道水快速通过,又具有阻挡大颗粒杂物的作用。
进一步地,所述藻类植物为狐尾藻,所述狐尾藻的高度为0.2-0.3m,冠幅0.3-0.4m,种植密度6株/m2,狐尾藻的过滤效果,不易造成过滤层堵塞。
进一步地,所述坝体设有水力发电机,所述水力发电机为所述超饱和溶氧系统供电,所述坝体设有水力发电机,所述水力发电机为所述超饱和溶氧系统供电,通过水力发电机为本系统的用电设备供电,形成独立系统,更节能。
进一步地,所述溶氧区内设有喷泉和增氧机,所述增氧机悬浮在溶氧区的水体表面,所述喷泉的抽水设备位于水位的中部,喷泉喷射高度为3-5m,溶氧区的底层、中层和表层水体均能得到充分曝气,形成超饱和溶氧水体。
进一步地,所述飞水台的表面与水平方向夹角为30°,所述飞水台上沿与落水台之间的高度差为2-3m,水流经过飞水台后落至落水台进行碰撞,形成散射水雾,有助于水体与空气接触。
进一步地,所述溶氧区的上沿高于过滤区的过滤层,低于过滤区上沿,保证溶氧区内水体不会外溢。
进一步地,溶氧区的出水口设有水车,所述水车高度为出水口高度的2倍,防止水流对水车水平方向冲击过大,导致水车损坏。
进一步地,所述微孔曝气管的孔径为5-10mm,每平方曝气量为6-10m3/m2·h,保证水体溶氧效率。
本发明的有益效果是:
(1)本发明通过河道水位落差,在水体流动的过程中形成水花或水雾,使水体更便于和空气接触,形成曝气,有利于提高水体溶氧效率,且此过程中不消耗电能,更加环保。
(2)本发明与现有超饱和溶氧设备相比,本发明处理水体流量大,处理效率高,且建设成本和运行成本低,且对水体具有一定的过滤作用,且不影响河道的正常泄洪功能,形成独立的运行系统,维护成本低,耗能低,使用寿命长的特点。
附图说明
图1是本发明超饱和溶氧系统结构示意图。
图2是本发明超饱和溶氧系统左视图。
图3是图2中A处的放大图。
其中,1-河道、2-坝体、3-过滤区、4-溶氧区、21-水闸、5-引流道、51-飞水台、31-上层、32-过滤层、33-落水台、34-下层、35-漏水通道、36-鹅卵石、37-藻类植物、41-微孔曝气管、38-防晒网、22-水力发电机、42-喷泉、43-增氧机、44-水车、45-出水口。
具体实施方式
实施例1
如图1所示,一种用于重污染河道整治的超饱和溶氧系统,包括河道1、坝体2、过滤区3、溶氧区4,坝体2修建在河道1上,坝体2的一侧设置有引流道5,坝体2上设有多个水闸21,引流道5的末端为设有飞水台51,水流通过飞水台51后落入过滤区3,水流通过过滤区3进入溶氧区4,通过溶氧区4溶氧后在进入河道1;
如图2-3所示,过滤区3包括上层31、过滤层32、落水台33、下层34,过滤层32采用混凝土制成,落水台33设在靠近引流道5一侧,过滤层32的内部设有若干漏水通道35,漏水通道35连通上层31和下层34,过滤层32上表面铺设有鹅卵石36,鹅卵石36上层31培养有藻类植物37,水流流经上层31后经过滤层32进入下层34再流入溶氧区4;
溶氧区4的底部设有微孔曝气管41,微孔曝气管41采用气泵供气,溶氧区4靠近河道1一侧设有出水口45;
上述一种用于重污染河道整治的超饱和溶氧系统的工作方法,包括以下步骤:
S1:在河道1正常流量的情况下,将位于坝体2与引流道5之间的水闸21打开,使河道水进入引流道5,河道水到达引流道5末端时,通过飞水台51使河道水向空中飞流,河道水在空中散开后与空气充分接触后落入过滤区3;
S2:河道水掉落至落水台33后,与落水台33表面冲击形成使河道水向周边散落,并形成水雾,河道水经过滤层32上方的藻类植物37过滤,再经过鹅卵石36的过滤,然后通过漏水通道35流入溶氧区4;
S3:河道水进入溶氧区4经过微孔曝气管41,使空气与河道水充分接触后,再通过溶氧区4一侧的出水口45流至河道1内;
S4:在河道1内水流处于汛期流量时,将坝体2其余水闸21打开,将河道1多余流量直接排入河道1内,在保证正常泄洪的前提下进行河道水溶氧处理。
鹅卵石36与过滤层32之间铺设有一层防晒网38,防晒网38的孔径较大,能够使河道水快速通过,又具有阻挡大颗粒杂物的作用。
藻类植物37为狐尾藻,狐尾藻的高度为0.2-0.3m,冠幅0.3-0.4m,种植密度6株/m2,狐尾藻的过滤效果,不易造成过滤层32堵塞。
飞水台51的表面与水平方向夹角为30°,飞水台51上沿与落水台33之间的高度差为2m,水流经过飞水台51后落至落水台33进行碰撞,形成散射水雾,有助于水体与空气接触。
溶氧区4的上沿高于过滤区3的过滤层32,低于过滤区3上沿,保证溶氧区4内水体不会外溢。
溶氧区4的出水口45设有水车44,水车44高度为出水口45高度的2倍,防止水流对水车44水平方向冲击过大,导致水车44损坏。
微孔曝气管41的孔径为5mm,每平方曝气量为6m3/m2·h,保证水体溶氧效率。
实施例2
如图1所示,一种用于重污染河道整治的超饱和溶氧系统,包括河道1、坝体2、过滤区3、溶氧区4,坝体2修建在河道1上,坝体2的一侧设置有引流道5,坝体2上设有多个水闸21,引流道5的末端为设有飞水台51,水流通过飞水台51后落入过滤区3,水流通过过滤区3进入溶氧区4,通过溶氧区4溶氧后在进入河道1;
如图2-3所示,过滤区3包括上层31、过滤层32、落水台33、下层34,过滤层32采用混凝土制成,落水台33设在靠近引流道5一侧,过滤层32的内部设有若干漏水通道35,漏水通道35连通上层31和下层34,过滤层32上表面铺设有鹅卵石36,鹅卵石36上层31培养有藻类植物37,水流流经上层31后经过滤层32进入下层34再流入溶氧区4;
溶氧区4的底部设有微孔曝气管41,微孔曝气管41采用气泵供气,溶氧区4靠近河道1一侧设有出水口45;
上述一种用于重污染河道整治的超饱和溶氧系统的工作方法,包括以下步骤:
S1:在河道1正常流量的情况下,将位于坝体2与引流道5之间的水闸21打开,使河道水进入引流道5,河道水到达引流道5末端时,通过飞水台51使河道水向空中飞流,河道水在空中散开后与空气充分接触后落入过滤区3;
S2:河道水掉落至落水台33后,与落水台33表面冲击形成使河道水向周边散落,并形成水雾,河道水经过滤层32上方的藻类植物37过滤,再经过鹅卵石36的过滤,然后通过漏水通道35流入溶氧区4;
S3:河道水进入溶氧区4经过微孔曝气管41,使空气与河道水充分接触后,再通过溶氧区4一侧的出水口45流至河道1内;
S4:在河道1内水流处于汛期流量时,将坝体2其余水闸21打开,将河道1多余流量直接排入河道1内,在保证正常泄洪的前提下进行河道水溶氧处理。
鹅卵石36与过滤层32之间铺设有一层防晒网38,防晒网38的孔径较大,能够使河道水快速通过,又具有阻挡大颗粒杂物的作用。
藻类植物37为狐尾藻,狐尾藻的高度为0.2-0.3m,冠幅0.3-0.4m,种植密度6株/m2,狐尾藻的过滤效果,不易造成过滤层32堵塞。
坝体2设有水力发电机22,水力发电机22为超饱和溶氧系统供电,通过水力发电机22为本系统的用电设备供电,形成独立系统,更节能。
飞水台51的表面与水平方向夹角为30°,飞水台51上沿与落水台33之间的高度差为2.5m,水流经过飞水台51后落至落水台33进行碰撞,形成散射水雾,有助于水体与空气接触。
溶氧区4的上沿高于过滤区3的过滤层32,低于过滤区3上沿,保证溶氧区4内水体不会外溢。
溶氧区4的出水口45设有水车44,水车44高度为出水口45高度的2倍,防止水流对水车44水平方向冲击过大,导致水车44损坏。
微孔曝气管41的孔径为8mm,每平方曝气量为8m3/m2·h,保证水体溶氧效率。
实施例2相比实施例1,实施例2为本系统增加了水力发电机22为本系统供电,使本系统不再依赖外部供电,使本系统运行不受外界因素干扰,形成一个独立系统,且水力发电的方式更加节能环保。
实施例3
如图1所示,一种用于重污染河道整治的超饱和溶氧系统,包括河道1、坝体2、过滤区3、溶氧区4,坝体2修建在河道1上,坝体2的一侧设置有引流道5,坝体2上设有多个水闸21,引流道5的末端为设有飞水台51,水流通过飞水台51后落入过滤区3,水流通过过滤区3进入溶氧区4,通过溶氧区4溶氧后在进入河道1;
如图2-3所示,过滤区3包括上层31、过滤层32、落水台33、下层34,过滤层32采用混凝土制成,落水台33设在靠近引流道5一侧,过滤层32的内部设有若干漏水通道35,漏水通道35连通上层31和下层34,过滤层32上表面铺设有鹅卵石36,鹅卵石36上层31培养有藻类植物37,水流流经上层31后经过滤层32进入下层34再流入溶氧区4;
溶氧区4的底部设有微孔曝气管41,微孔曝气管41采用气泵供气,溶氧区4靠近河道1一侧设有出水口45;
上述一种用于重污染河道整治的超饱和溶氧系统的工作方法,包括以下步骤:
S1:在河道1正常流量的情况下,将位于坝体2与引流道5之间的水闸21打开,使河道水进入引流道5,河道水到达引流道5末端时,通过飞水台51使河道水向空中飞流,河道水在空中散开后与空气充分接触后落入过滤区3;
S2:河道水掉落至落水台33后,与落水台33表面冲击形成使河道水向周边散落,并形成水雾,河道水经过滤层32上方的藻类植物37过滤,再经过鹅卵石36的过滤,然后通过漏水通道35流入溶氧区4;
S3:河道水进入溶氧区4经过微孔曝气管41,使空气与河道水充分接触后,再通过溶氧区4一侧的出水口45流至河道1内;
S4:在河道1内水流处于汛期流量时,将坝体2其余水闸21打开,将河道1多余流量直接排入河道1内,在保证正常泄洪的前提下进行河道水溶氧处理。
鹅卵石36与过滤层32之间铺设有一层防晒网38,防晒网38的孔径较大,能够使河道水快速通过,又具有阻挡大颗粒杂物的作用。
藻类植物37为狐尾藻,狐尾藻的高度为0.2-0.3m,冠幅0.3-0.4m,种植密度6株/m2,狐尾藻的过滤效果,不易造成过滤层32堵塞。
坝体2设有水力发电机22,水力发电机22为超饱和溶氧系统供电,通过水力发电机22为本系统的用电设备供电,形成独立系统,更节能。
溶氧区4内设有喷泉42和增氧机43,增氧机43悬浮在溶氧区4的水体表面,喷泉42的抽水设备位于水位的中部,喷泉42喷射高度为3-5m,溶氧区4的底层、中层和表层水体均能得到充分曝气,形成超饱和溶氧水体。
飞水台51的表面与水平方向夹角为30°,飞水台51上沿与落水台33之间的高度差为3m,水流经过飞水台51后落至落水台33进行碰撞,形成散射水雾,有助于水体与空气接触。
溶氧区4的上沿高于过滤区3的过滤层32,低于过滤区3上沿,保证溶氧区4内水体不会外溢。
溶氧区4的出水口45设有水车44,水车44高度为出水口45高度的2倍,防止水流对水车44水平方向冲击过大,导致水车44损坏。
微孔曝气管41的孔径为10mm,每平方曝气量为10m3/m2·h,保证水体溶氧效率。
实施例3相比实施例2和实施例1,实施例3在溶氧区4内增加了喷泉42和增氧机43,使溶氧区4内水体的上中下层同时与空气接触,溶氧效率大大提升,有利于快速形成超饱和溶氧水体,因此实施例3为最佳实施例。
对实施例1-实施例3在不同流速下水体溶氧量进行检测,检测结果如表1,流速检测位置为出水口45水体流速;
表1:实施例1-实施例3水体溶氧检测结果
由表1可以看出,出水口45流速越快,水体内氧含量越低,从表中数据可以看出,同等流速下,实施例3的水体中氧含量最高。
Claims (10)
1.一种用于重污染河道整治的超饱和溶氧系统,其特征在于,包括河道(1)、坝体(2)、过滤区(3)、溶氧区(4),所述坝体(2)修建在河道(1)上,坝体(2)的一侧设置有引流道(5),坝体(2)上设有多个水闸(21),所述引流道(5)的末端为设有飞水台(51),水流通过飞水台(51)后落入过滤区(3),水流通过过滤区(3)进入溶氧区(4),通过溶氧区(4)溶氧后在进入河道(1);
所述过滤区(3)包括上层(31)、过滤层(32)、落水台(33)、下层(34),所述过滤层(32)采用混凝土制成,所述落水台(33)设在靠近引流道(5)一侧,过滤层(32)的内部设有若干漏水通道(35),所述漏水通道(35)连通上层(31)和下层(34),所述过滤层(32)上表面铺设有鹅卵石(36),所述鹅卵石(36)上层(31)培养有藻类植物(37),水流流经上层(31)后经过滤层(32)进入下层(34)再流入溶氧区(4);
所述溶氧区(4)的底部设有微孔曝气管(41),所述微孔曝气管(41)采用气泵供气,所述溶氧区(4)靠近河道(1)一侧设有出水口(45)。
2.如权利要求1所述的一种用于重污染河道整治的超饱和溶氧系统的工作方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:在河道(1)正常流量的情况下,将位于坝体(2)与引流道(5)之间的水闸(21)打开,使河道水进入引流道(5),河道水到达引流道(5)末端时,通过飞水台(51)使河道水向空中飞流,河道水在空中散开后与空气充分接触后落入过滤区(3);
S2:河道水掉落至落水台(33)后,与落水台(33)表面冲击形成使河道水向周边散落,并形成水雾,河道水经过滤层(32)上方的藻类植物(37)过滤,再经过鹅卵石(36)的过滤,然后通过漏水通道(35)流入溶氧区(4);
S3:河道水进入溶氧区(4)经过微孔曝气管(41),使空气与河道水充分接触后,再通过溶氧区(4)一侧的出水口(45)流至河道(1)内;
S4:在河道(1)内水流处于汛期流量时,将坝体(2)其余水闸(21)打开,将河道(1)多余流量直接排入河道(1)内,在保证正常泄洪的前提下进行河道水溶氧处理。
3.如权利要求1所述的一种用于重污染河道整治的超饱和溶氧系统,其特征在于,所述鹅卵石(36)与过滤层(32)之间铺设有一层防晒网(38)。
4.如权利要求1所述的一种用于重污染河道整治的超饱和溶氧系统,其特征在于,所述藻类植物(37)为狐尾藻,所述狐尾藻的高度为0.1-0.2m,冠幅0.2-0.3m,种植密度8株/m2。
5.如权利要求1所述的一种用于重污染河道整治的超饱和溶氧系统,其特征在于,所述坝体(2)设有水力发电机(22),所述水力发电机(22)为所述超饱和溶氧系统供电。
6.如权利要求1所述的一种用于重污染河道整治的超饱和溶氧系统,其特征在于,所述溶氧区(4)内设有喷泉(42)和增氧机(43),所述增氧机(43)悬浮在溶氧区(4)的水体表面,所述喷泉(42)的抽水设备位于水位的中部,喷泉(42)喷射高度为3-5m。
7.如权利要求1所述的一种用于重污染河道整治的超饱和溶氧系统,其特征在于,所述飞水台(51)的表面与水平方向夹角为30°,所述飞水台(51)上沿与落水台(33)之间的高度差为2-3m。
8.如权利要求1所述的一种用于重污染河道整治的超饱和溶氧系统,其特征在于,所述溶氧区(4)的上沿高于过滤区(3)的过滤层(32),低于过滤区(3)上沿。
9.如权利要求1所述的一种用于重污染河道整治的超饱和溶氧系统,其特征在于,所述溶氧区(4)的出水口(45)设有水车(44),所述水车(44)高度为出水口(45)高度的2倍。
10.如权利要求1所述的一种用于重污染河道整治的超饱和溶氧系统,其特征在于,所述微孔曝气管(41)的孔径为5-10mm,每平方曝气量为6-10m3/m2·h。
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