CN113955886B - 一种用于重污染河道整治的超饱和溶氧系统及方法 - Google Patents

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

一种用于重污染河道整治的超饱和溶氧系统及方法

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 (7)

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）；

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；

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；

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。

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）的上沿高于过滤区（3）的过滤层（32），低于过滤区（3）上沿。

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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