CN117003372A - 一种水质净化方法及净化装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种水质净化方法，包括位置选择、设备放置、运行维护等步骤。还提出了一种水质净化装置，包括条形的中空笼体，所述填料活动设置在笼体内部，所述笼体沿河道宽度方向的投影长度为河道宽度的1/4～1/3。本发明将水质净化装置设置在河流中，让污染物较为集中的上层水流穿过水质净化装置，受到填料所释放的微生物降解，处理水中含有的污染物质；因填料中的微生物可以缓慢释放，并长期存留在水质净化装置中，因此可以在较长时间内维持水质净化功能，本发明通过悬浮的水质净化装置装置来进行治理净化，不受降雨带来的水量变化影响，缓慢释放的微生物菌剂也不容易被洪水冲走而迅速失效，具有更广泛的适应性。

Description

一种水质净化方法及净化装置

技术领域

本发明涉及水域环保技术领域，尤其涉及一种水质净化方法及净化装置。

背景技术

当前，随着人们环保意识的不断增强，城乡河道水质业已成为社会关注的热点问题。目前，普遍采用“控源截污-应急修复-生态提升-长效维系”等系统方法对重污染河道水系进行综合治理，在取得较好效果的同时，也暴露出工程投资大、施工期较长等问题。尤其是针对污水收集管网不完备、污水处理能力有限和面源污染截留不到位的地区，很难在短期内建成高效的陆域污染源控制体系。大量未经有效处理的污水和初期雨水排入河道中，很容易造成下游水体呈现黑臭状态，严重影响周边环境质量。

在无法有效拦截污染排入的前提下，应当对某段河道进行必要的工程改造，使其具备类似于小型污水处理厂的功能，快速降解还原性污染物、促进污染底泥淤积、提升水体溶解氧水平，并实现设施的自动控制和长效运行。这在现有的技术条件下是无法实现的。因此，如何创新重污染河道水质净化装置设计及其使用方法，将工程技术与生态技术有机结合，已成为消除水体黑臭、提升环境质量的关键点。

现阶段，针对河流水体污染治理方法主要有物理法、化学法和生物法进行治理，如引水冲污、底泥疏浚、化学除藻、重金属化学固定、生物氧化等，不同的技术手段需要根据具体情况实施。这些方法可以在一定程度上提高水体自净能力、削减内源污染释放和改善水生态景观。但是这些技术手段往往工程造价大，实施工期长，部分措施对河流生态系统干扰影响大。

而生态修复措施中，如人工浮岛、生态清淤、微生物修复和人工湿地等技术能够有助于河流水生态系统自我修复，缩短修复时间，但这些方法对于降雨较多区域的河流不太适用。降水会明显改变河流的水量，从而导致固定式的生态修复设备受到影响，微生物的修复效果也会大大削减，具有一定的技术局限性。

发明内容

针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种水质净化方法及净化装置，其解决了现有技术中存在的对河流水体污染治理时，利用传统物理化学方法存在工程造价大，实施工期长的问题；采用生态修复方法又不适合降水量较大地区的问题。

根据本发明的实施例，一种水质净化方法，包括如下步骤：

S1、位置选择：选取河流中一段水流较为平缓的直线型河道，且尽量选择河道的宽度、深度基本一致的区域，尽量清除这一段河道中的杂草和两岸边缘的大型石块、垃圾等影响水流的障碍物；

S2、设备放置：将整体呈条形的水质净化装置倾斜设置在河道中，其靠近上游一端固定在河道边缘，另一端朝向河道中心倾斜延伸，全部的水质净化装置在河道两岸对应设置，所述水质净化装置包括有浮筒，使其悬浮在水下紧靠水面的位置，所述水质净化装置内设有填料，所述填料内部包括微生物菌种以及水下培养基；

S3、运行维护：在使用过程中，至少每季度一次检查水质净化装置内部填料的存留状况，并及时补充遗失的填料，然后按照不低于每三年一次的频率更换一次水质净化装置中的全部填料。

进一步的，所述水质净化装置在河道两岸依次间隔设置，使得被其中一个水质净化装置阻挡而变得倾斜的水流朝向对岸下游相邻一个水质净化装置的中部。

进一步的，所述河道底部在对应所述水质净化装置下方的位置还设有曝气装置，所述曝气装置在河道底部产生气体，使得底部水流随气泡上升至水质净化装置中。

进一步的，在使用过程中，至少每月一次检查水质净化装置在靠近上游一侧的堵塞状况，并清除树枝、水草、生活垃圾等杂物，保证进水正常。

本发明还提出了一种水质净化装置，包括条形的中空笼体，所述填料活动设置在笼体内部，所述笼体沿河道宽度方向的投影长度为河道宽度的1/4～1/3。

进一步的，所述水质净化装置的笼体为弧形结构，其从靠近上游一端朝向另一端呈圆弧形倾斜。

进一步的，所述笼体的宽度从靠近上游一端朝向另一端逐渐增大。

进一步的，所述填料包括基底、嵌设在基底中的载体框架以及线束，所述基底为微生物菌种和生物蜡混合制成的块状固体，所述载体框架为两端开口的筒状结构，所述基底填充并完全包覆载体框架，所述线束贯穿基底并与笼体连接，从而在笼体内部形成空间网状结构，其中线束处于非绷直状态，使得载体框架和基底可以在笼体内活动。

进一步的，所述载体框架包括同轴设置的环形筒和方型筒，所述方型筒位于环形筒内部，所述填料填充设置在环形筒和方型筒之间的空间中，所述环形筒和方型筒之间设有连接筋。

进一步的，所述笼体内部设有格栅，从而将内部分隔为多个空间，每一空间内部设有一个填料。

相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：

本发明将水质净化装置设置在河流中，通过浮筒让水质净化装置漂浮在水面下方位置，从而让污染物较为集中的上层水流穿过水质净化装置，并被一层层透过其中的填料，进而受到填料所释放的微生物降解，处理水中含有的污染物质；因填料中的微生物可以缓慢释放，并长期存留在水质净化装置中，因此可以在较长时间内维持水质净化功能，相比传统物理化学方法来说，不需要大量投入药品和基础建设，成本大为降低，且可以长时间持续净化水质；相比现有的生态治理方式，本发明通过悬浮的水质净化装置装置来进行治理净化，不受降雨带来的水量变化影响，缓慢释放的微生物菌剂也不容易被洪水冲走而迅速失效，具有更广泛的适应性。

附图说明

图1为本发明实施例在河流中的设置示意图。

图2为本发明实施例在河流中的纵向截面示意图。

图3为本发明实施例中笼体的部分结构示意图。

图4为本发明实施例中载体框架和线束的示意图。

上述附图中：1、水质净化装置；2、笼体；3、曝气装置；4、缆绳；5、浮筒；6、填料；7、分隔板；61、基底；62、载体框架；63、线束。

图1中的箭头代表水流方向。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明中的技术方案进一步说明。

如图1所示，本发明实施例提出了一种水质净化方法，包括如下步骤：

S1、位置选择：选取河流中一段水流较为平缓的直线型河道，且尽量选择河道的宽度、深度基本一致的区域，尽量清除这一段河道中的杂草和两岸边缘的大型石块、垃圾等影响水流的障碍物；

S2、设备放置：将整体呈条形的水质净化装置1倾斜设置在河道中，其靠近上游一端固定在河道边缘，另一端朝向河道中心倾斜延伸，全部的水质净化装置1在河道两岸对应设置，所述水质净化装置1包括有浮筒5，使其悬浮在水下紧靠水面的位置，所述水质净化装置1内设有填料6，所述填料6内部包括微生物菌种以及水下培养基；

S3、运行维护：在使用过程中，每季度一次检查水质净化装置1内部填料6的存留状况，并及时补充遗失的填料6，然后按照每三年一次的频率更换一次水质净化装置1中的全部填料6。

如图2所示，本实施例中优选的，所述水质净化装置1在河道两岸依次间隔设置，使得被其中一个水质净化装置1阻挡而变得倾斜的水流朝向对岸下游相邻一个水质净化装置1的中部。这样靠近河岸的部分水流穿过水质净化装置1得到处理，靠近河流中部的水流则受到水质净化装置1的阻力影响倾斜流向河对岸的下游方向的另一个水质净化装置1，使得水流形成“Z”字形，不仅提高了水流在水质净化装置1中的通过率，还能改善水动力条件，在河流中构建涡流沉降区，可将上游悬浮物集中沉降于特定区域，提高了后续底泥清淤的便利。

进一步的，所述河道底部在对应所述水质净化装置1下方的位置还设有曝气装置3，具体可以采用增氧机等设备。所述曝气装置3在河道底部产生气体，使得底部水流随气泡上升至水质净化装置1中。通过曝气装置3可以让沉积在河流底部的部分生物杂质随着气泡浮起，并且也进入到水质净化装置1中得到进化，进一步的提高水质净化的效果。

另外，在实际使用过程中，至少每月一次检查水质净化装置1在靠近上游一侧的堵塞状况，并清除树枝、水草、生活垃圾等杂物，保证进水正常。也可以在水质净化装置1靠近上游一侧放置网格挡板，以便更容易的清理杂物。

如图3所示，本发明还提出了一种水质净化装置1，包括条形的中空笼体2，笼体2由设置在侧面和底部的缆绳4固定在河岸以及河床上，使其在漂浮在相对固定的区域。所述填料6活动设置在笼体2内部，所述笼体2沿河道宽度方向的投影长度为河道宽度的1/4～1/3，本实施例中采用的笼体2沿河道宽度方向的投影长度为河道宽度的1/3，相对而言具有更大的水体覆盖面积。

进一步的方案中，所述水质净化装置1的笼体2为弧形结构，其从靠近上游一端朝向另一端呈圆弧形倾斜。其圆弧凸出方向朝向下游，因此以更大的面积朝向上游的来水反向，提升了笼体2与水流的接触面积。与之配合的，因靠近河道中部的水流流速更快，流量更大，所述笼体2的宽度从靠近上游一端朝向另一端逐渐增大，对应的内部填料6密度也依次增大，与水量相配合，起到更好地净化效果。

如图4所示，本实施例优选的方案中，所述填料6包括基底61、嵌设在基底61中的载体框架62以及线束63，所述基底61为微生物菌种和生物蜡混合制成的块状固体，所述载体框架62为两端开口的筒状结构，所述基底61填充并完全包覆载体框架62，所述线束63贯穿基底61并与笼体2连接，从而在笼体2内部形成空间网状结构，其中线束63处于非绷直状态，使得载体框架62和基底61可以在笼体2内活动，与此同时，随水流飘荡在笼体2中的线束63极大的提高了填料6整体的比表面积，易挂膜，为大量微生物附着生长提供支撑，提升了微生物与污水的接触面积，加快了水质净化处理的效率。

因基底61中含有微生物菌种和碳基生物蜡，自身即可具备微生物源，无需额外补充，同时还具有稳定的碳基，且微生物直接接种在生物蜡内部，更有利于微生物的附着生长和留存。并且生物蜡具有疏水性质，不会快速溶解在水中，而是随着微生物的生长繁殖缓慢消耗，逐渐释放出内部更多的微生物，从而让笼体2内部的微生物存量长时间维持在较高的水平。与此同时，载体框架62设置在基底61内部，使得生长出的微生物可以直接进入载体框架62中，由载体框架62为其提供繁殖、存活的有利环境，有利于各种微生物及硝化菌、EM菌、丝状菌等有益菌种的生长，为生物脱氮除磷打下了坚实基础。

具体的方案中，所述载体框架62包括同轴设置的环形筒和方型筒，所述方型筒位于环形筒内部，所述填料6填充设置在环形筒和方型筒之间的空间中，所述环形筒和方型筒之间设有连接筋。优选的方案中，载体框架62内部设有分隔板7将内部空间分割为多个区域，从而提升了内部的比表面积，有利于微生物的附着和生长，本实施例中设有米字型的分隔板7。

本实施例中进一步的，所述笼体2内部设有格栅，从而将内部分隔为多个空间，每一空间内部设有一个填料6。而每一个填料6通过伸出的多条线束63分别与笼体2外壁或者格栅连接，同时每一填料6的线束63不限制数量和连接关系，其可以在笼体2内部交叉设置，形成充分的空间网状结构。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种水质净化方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、位置选择：选取河流中一段水流较为平缓的直线型河道，且尽量选择河道的宽度、深度基本一致的区域，尽量清除这一段河道中的杂草和两岸边缘的大型石块、垃圾等影响水流的障碍物；

S2、设备放置：将整体呈条形的水质净化装置倾斜设置在河道中，其靠近上游一端固定在河道边缘，另一端朝向河道中心倾斜延伸，全部的水质净化装置在河道两岸对应设置，所述水质净化装置包括有浮筒，使其悬浮在水下紧靠水面的位置，所述水质净化装置内设有填料，所述填料内部包括微生物菌种以及水下培养基；

S3、运行维护：在使用过程中，至少每季度一次检查水质净化装置内部填料的存留状况，并及时补充遗失的填料，然后按照不低于每三年一次的频率更换一次水质净化装置中的全部填料。

2.如权利要求1所述的一种水质净化方法，其特征在于：所述水质净化装置在河道两岸依次间隔设置，使得被其中一个水质净化装置阻挡而变得倾斜的水流朝向对岸下游相邻一个水质净化装置的中部。

3.如权利要求1所述的一种水质净化方法，其特征在于：所述河道底部在对应所述水质净化装置下方的位置还设有曝气装置，所述曝气装置在河道底部产生气体，使得底部水流随气泡上升至水质净化装置中。

4.如权利要求1所述的一种水质净化方法，其特征在于：在使用过程中，至少每月一次检查水质净化装置在靠近上游一侧的堵塞状况，并清除树枝、水草、生活垃圾等杂物，保证进水正常。

5.一种用于权利要求1所述水质净化方法的净化装置，其特征在于：包括条形的中空笼体，所述填料活动设置在笼体内部，所述笼体沿河道宽度方向的投影长度为河道宽度的1/4～1/3。

6.如权利要求5所述的一种水质净化装置，其特征在于：所述水质净化装置的笼体为弧形结构，其从靠近上游一端朝向另一端呈圆弧形倾斜。

7.如权利要求5所述的一种水质净化装置，其特征在于：所述笼体的宽度从靠近上游一端朝向另一端逐渐增大。

8.如权利要求5所述的一种水质净化装置，其特征在于：所述填料包括基底、嵌设在基底中的载体框架以及线束，所述基底为微生物菌种和生物蜡混合制成的块状固体，所述载体框架为两端开口的筒状结构，所述基底填充并完全包覆载体框架，所述线束贯穿基底并与笼体连接，从而在笼体内部形成空间网状结构，其中线束处于非绷直状态，使得载体框架和基底可以在笼体内活动。

9.如权利要求8所述的一种水质净化装置，其特征在于：所述载体框架包括同轴设置的环形筒和方型筒，所述方型筒位于环形筒内部，所述填料填充设置在环形筒和方型筒之间的空间中，所述环形筒和方型筒之间设有连接筋。

10.如权利要求8所述的一种水质净化装置，其特征在于：所述笼体内部设有格栅，从而将内部分隔为多个空间，每一空间内部设有一个填料。