CN204058075U - 一种生物填料修复湖泊水体的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种生物填料修复湖泊水体的装置，包括多个生物填料通过连接绳连接而成的处理单元，多个所述处理单元通过标识物连接于水平绳；还包括水质实时监测装置。实施时，首先对湖泊中有机物、氮、磷等水质指标进行监测分析，对污染严重的区域重点关注，选取河道湖泊沿岸排污口下端或污染物严重超标区域设置处理断面，然后以一定密度布设悬挂式填料，湖泊水与填料流动接触后，经过一段时间会在填料表面形成生物膜，依靠生物膜上细菌及各种微生物的作用达到对水质的净化效果。本实用新型的装置简单，维护运行方便，运行费用低，具有很好的环境效益和经济效益。

Description

一种生物填料修复湖泊水体的装置

技术领域

本实用新型属于生态修复领域，涉及一种生物填料修复湖泊水体的装置。

背景技术

随着国民经济的迅速发展以及城市化水平的不断提高，生活污水和工业废水的排放量日益增加，使得我国水环境呈现出恶化趋势。在我国，大多数湖泊长年作为纳污水体，水质污染问题严重，大量的污染物排入湖泊，使得污染负荷超过了湖泊水体的自净能力，但是相对含有高浓度污染物的生活污水和工业废水而言，湖泊水体中各种污染物浓度相对较低，这给湖泊水体的处理增加了难度。此外，湖泊多兼有多重角色，有的可能是养殖场地，有的可能甚至是饮用水的水源地，因此对污染湖泊水体的修复刻不容缓。

目前，针对湖泊污染，常采用源水培育、湖水治理、生态建设等多种措施。由于湖泊水体具有相对封闭和静止的特点，水质更容易腐败发臭，藻类在静止水体中也更容易疯长，多采用在水中造流的形式，将死水变成活水，以强化水体的自净作用，同时在流动水体中还要敷设填料和曝气设备，增加水域水量，但是该方法运行成本较高，难以大规模工程应用。针对氮磷引起的湖泊富营养化的问题，国内做了不少直接净化的尝试，多以生态建设的方式，依靠水生植物、微生物等吸收水中氮磷，实现水体净化，但是该方法在小范围处理效果较好，难以适应大面积的水体治理，且投资成本也是亟待解决的问题。相对生活污水和工业废水而言，湖泊水体的各种污染物浓度相对较低，而常规水处理工艺更适用于污染物浓度较高的废水，在湖泊水的治理中很难适用，且处理成本很高。 

由上可知，湖泊水体修复的关键在于开发一种投资、运行成本低，能适用于低浓度湖泊水处理的新方法，从而达到提高水体自净功能的目的。

实用新型内容

为了解决现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种生物填料修复污染湖泊水体的装置和方法。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现。

一种生物填料修复湖泊水体的装置，包括多个生物填料通过连接绳连接而成的处理单元，多个所述处理单元通过标识物连接于水平绳；还包括水质实时监测装置。

所述生物填料在垂直湖泊方向通过连接绳连接，形成多个处理单元，多个处理单元再通过标识物在水平方向上与水平绳连接，形成统一整体，方便湖泊修复过程生物填料的拆卸。所述处理单元个数根据湖泊水深及水体污染情况确定。

所述生物填料为碳素纤维填料、弹性立体填料、固体吊环填料中的一种或几种。所述碳素纤维填料的布设密度为7.5-15g/m³，所述弹性立体填料的布设密度为0.06-0.12m³/m³，所述固体吊环填料的布设密度为0.1-0.2m³/m³。

所述水质实时监测设备设于湖泊处理断面下游，监测指标主要是有机物、氨氮、总磷，对比监测数据与水质排放标准，判断水质处理情况。

通过上述装置，修复污染湖泊水体的方法，包括以下操作步骤：

（1）对湖泊中有机物、氮、磷等水质指标进行监测分析，对污染严重的区域重点关注。

（2）选取河道湖泊沿岸排污口下端或污染物严重超标区域设置处理断面。

（3） 在处理断面上，用布网的形式依靠水平绳，以一定密度布设悬挂生物填料，湖泊水与生物填料流动接触后，经过一段时间会在生物填料表面形成生物膜，依靠生物膜上细菌及各种微生物的作用达到对水质的净化效果。

（4）对污染的湖泊进行全过程水质监测，待水质指标全部达标后，撤除生物填料，完成修复过程。

在上述技术方案中，所述湖泊水质监测指标主要为有机物、氮、磷等，所述处理断面的选取为河道湖泊沿岸排污口下端或污染物严重超标区域，所述生物填料的布设是采用布网的形式以一定密度布设悬挂式填料。

与现有技术相比，本实用新型的装置及方法具有以下优点：

（1）一种生物填料修复湖泊水体的装置，采用在生活污水和工业废水中广泛应用的生物填料，通过为湖泊水体中的微生物提供载体，有效提高了微生物的密度，大大提高了污水处理效率，且对水质、水量变动有较强适应性，能够处理污染物浓度较低的湖泊水，对水中氮磷、有机物等去除效率高。

（2）采用本实用新型的装置处理污染的湖泊水体，污泥产生量小，既能从根本上改善水质状况，又不会影响景观，造成水生生态系统的破坏，是一种符合水生生态系统发展规律的生物治理技术。

（3）本实用新型的生物填料采用碳素纤维填料、弹性立体填料、固体吊环填料中的一种或几种，具有良好的水力学特征，稳定性好，能抵抗湖泊水体和微生物的侵蚀，不溶出有害物质造成二次污染，且具有较好的生物膜附着性，廉价易得，投资成本低。

（4）本实用新型的装置简单，维护运行方便，运行费用低，具有很好的环境效益和经济效益。

附图说明

图1为本实用新型的实施方案图，其中，A-湖泊处理断面，B-水质实时监测装置。

图2为本本实用新型的结构示意图，其中，1-标识物；2-水平绳；3-生物填料，4-连接绳。

具体实施方式

一种生物填料修复湖泊水体的装置，包括多个生物填料3通过连接绳4连接而成的处理单元，多个所述处理单元通过标识物1连接于水平绳2；还包括水质实时监测装置。

下面结合实施例对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1

对东湖水进行试验研究，首先选取部分区域水体进行水质监测，监测指标主要为有机物、氮、磷等，选取河道沿岸排污口下端或污染物严重超标区域设置处理断面，采用悬挂式碳素纤维填料为生物填料，碳素纤维填料能高效吸收、吸附、截留水中溶解态和悬浮态的污染物，并能为各类微生物、藻类和水生动物的生长、繁殖提供良好的着生、附着或穴居条件。设置填料布设密度为15g/m³，具体布设方式如图1，并在处理断面下游配备水质实时监测装置，碳素纤维填料在垂直方向通过连接绳连接，本试验条件下每垂直处理单元根设三个生物填料，各垂直处理单元再通过标识物与水平绳连接形成统一整体，如图2。

经试验发现，在系统运行的不同时间，生物膜的生长处在不同阶段，碳素纤维填料对有机污染物、NH₃-N和TP的去除率也有不同的变化情况，主要体现在增长速度上。开始运行的前三天，污染物的去除率都很低，如对有机污染物的去除率在15%左右，对NH₃-N和TP的去除率均在10%以下，此时在填料的表面基本无生物膜的生长，对污染物的去除率主要是填料表面对污染物的吸附作用。从第四天生物膜开始生长，对有机污染物和TP的去除率有了缓慢的增长，而对NH₃-N的去除率继续下降，这可能是因为硝化细菌的世代时间较长。当系统运行至第17天时达到稳定，此时生物膜已经成熟，去除率也不再增长，对有机污染物、NH₃-N和TP的去除率最高分别达到了69.2%、53.6%和61.4%，水质达到地表水环境质量标准。

实施例2

对东湖水进行试验研究，首先选取部分区域水体进行水质监测，监测指标主要为有机物、氮、磷等，选取河道沿岸排污口下端或污染物严重超标区域设置处理断面，采用悬挂式弹性立体填料为生物填料，弹性立体填料孔隙可变性大，不堵塞，挂膜迅速，造价低廉。设置填料布设密度为0.12m³/m³，具体布设方式如图1，并在处理断面下游配备水质实时监测装置，弹性立体填料在垂直方向通过连接绳连接，本试验条件下每个垂直处理单元设三个生物填料，各垂直绳再通过标识物与水平绳连接形成统一整体，如图2。

经试验发现，采用弹性立体填料作为生物填料处理湖泊水，在挂膜前三天对氮磷、有机物的去除率都很低，均低于10%，随着系统运行时间的延长，弹性立体填料对三种污染物的去除率逐渐增大，到系统运行的后期（第17天开始）去除率趋于稳定，最高去除率分别为：有机污染物64.7%，NH₃-N50.2%，TP56.7%，水质达到地表水环境质量标准。

实施例3

对东湖水进行试验研究，首先选取部分区域水体进行水质监测，监测指标主要为有机物、氮、磷等，选取河道沿岸排污口下端或污染物严重超标区域设置处理断面，采用悬挂式固体吊环填料为生物填料，固体吊环填料在水体中呈悬浮状态，并且可以随着曝气流而流动，在曝气流的作用下能够全池流化，填料上附着的生物膜能够得到充分的氧气和营养物，并且老化的生物膜能够在水中不断受各种角度的水流冲刷而及时脱落。设置填料布设密度为0.2m³/m³，具体布设方式如图1，并在处理断面下游配备水质实时监测装置，悬挂式固体吊环填料在垂直方向通过连接绳连接，本试验条件下每个垂直处理单元根设三个生物填料，各垂直处理单元再通过标识物与水平绳连接形成统一整体，如图2。

经试验发现，采用悬挂式固体吊环填料作为生物填料处理湖泊水，在挂膜前三天对氮磷、有机物的去除率都很低，均低于10%，随着系统运行时间的延长，弹性立体填料对三种污染物的去除率逐渐增大，到系统运行的后期（第17天开始）去除率趋于稳定，最高去除率分别为：有机污染物60.9%，NH₃-N46.1%，TP48.7%。水质达到地表水环境质量标准。

Claims (3)

1.一种生物填料修复湖泊水体的装置，其特征在于，包括多个生物填料（3）通过连接绳（4）连接而成的处理单元，多个所述处理单元通过标识物（1）连接于水平绳（2）；还包括水质实时监测装置。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述生物填料（3）为碳素纤维填料、弹性立体填料、固体吊环填料中的一种或几种。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述碳素纤维填料的布设密度为7.5-15g/m³，所述弹性立体填料的布设密度为0.06-0.12m³/m³，所述固体吊环填料的布设密度为0.1-0.2m³/m³。