CN207671772U - 一种多方位立体生态修复城市河道水质的一体化设备 - Google Patents

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朱强
陈杭飞
蒋烁
邵元卿
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Abstract

本实用新型公开了一种多方位立体生态修复城市河道水质的一体化设备，包括四组镀锌钢管和转盘，四组镀锌钢管首尾连接围成长方体结构，每两组镀锌钢管相对面均连接有第二高分子材料格网，所述镀锌钢管之间形成的空腔内从上到下依次安装有挺水植物层、PVC管和第一高分子材料格网，所述第一高分子材料格网上套接多个镀锌钢丝套环，该一体化设备可根据待修复水域的实际水文、水质条件，因地制宜，合理调配水生植物种类与种植密度，新型生物挂膜填料填充率、曝气强度等参数，实现资源的高效利用。靶向性高，对环境影响小。可重复利用，降低治理成本。占地面积小，且具有一定的景观观赏性。

Description

一种多方位立体生态修复城市河道水质的一体化设备
技术领域
本实用新型涉及城市河道水质处理的相关技术领域，具体为一种多方位立体生态修复城市河道水质的一体化设备。
背景技术
近二十年来，中国城镇化进程高速发展，多年来延续的高消耗、高污染的粗放型经济增长方式，导致城市水污染问题日益突出。据住建部2016年排查结果，全国295座地级及以上城市中，仍有74％发现黑臭水体。水体污染大幅减少了生物多样性，影响城市生态环境。
目前，改善河道水质的主要技术手段有物理修复、化学修复和生物修复三种方法。
物理修复技术主要采用各种工程措施改善受污染河道的水文和底泥环境，包括底泥疏浚、底泥稀释和冲刷、引水换水、机械除藻、水力调度、气体抽提和空气吹脱等。化学修复就是向污染的河道中投加化学改良剂，中和污染物，达到净水目的。常用的物理修复和化学修复方法，能耗、药耗大，处理费用高，且对河道生态环境影响较大。
生物修复是指利用特定的生物(主要是微生物，包括土著和外源微生物) 在一定条件下进行消除或富集环境污染物，从而达到对污染环境进行治理的生物过程。国内常见的生物修复技术包括：河道曝气增氧、氧化塘技术、复合生态滤床、曝气生物滤床、植物浮岛、生物促生和微生物投放等。但这些生物修复技术处理存在效果不明显、稳定性、持久性差或占地面积大等缺陷。而且，现有曝气器在使用时候，溶氧量差，容易被堵塞，为此，提出一种多方位立体生态修复城市河道水质的一体化设备。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种多方位立体生态修复城市河道水质的一体化设备，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种多方位立体生态修复城市河道水质的一体化设备，包括四组镀锌钢管和转盘，四组镀锌钢管首尾连接围成长方体结构，每两组镀锌钢管相对面均连接有第二高分子材料格网，所述镀锌钢管之间形成的空腔内从上到下依次安装有挺水植物层、PVC管和第一高分子材料格网，所述第一高分子材料格网上套接多个镀锌钢丝套环，镀锌钢丝套环连接有钢丝绳侧壁，所述钢丝绳的上端连接转盘，钢丝绳的下端连接有底板层，转盘通过三角架连接在路面上，所述第一高分子材料格网的下方安装有若干个新型生物挂膜填料块，新型生物挂膜填料块的下方安装有多个旋混曝气器，所述旋混曝气器均通过管道与外界的风机贯通连接，且旋混曝气器的下方依次设有沉水植物层、蛭石底泥混合物层、陶粒底泥混合物层和底板层，所述沉水植物层、蛭石底泥混合物层、陶粒底泥混合物层和底板层的端部均与第二高分子材料格网垂直连接。
优选的，所述旋混曝气器包括曝气器上体、螺旋槽、轴承、弹簧、曲面板、旋转片、旋风槽、第一针刺、第二针刺、滤网和曝气器下体，且曝气器上体和曝气器下体贯通连接，曝气器下体内腔开设有螺旋槽，所述曝气器下体的外侧壁套接有轴承，且轴承的外圈连接有多个环形分布的弹簧，且每个弹簧的另一端均连接有曲面板，每个曲面板的另一端均转动连接在旋转片的周边，旋转片上开设有旋风槽。
优选的，所述滤网连接在曝气器上体的内腔侧壁上。
优选的，所述曲面板的上端面连接第一针刺。
优选的，所述曲面板的下端面连接有第二针刺。
优选的，所述第一高分子材料格网和第二高分子材料格网为碳纤维层。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：此多方位立体生态修复城市河道水质的一体化设备结构简单，优点：(1)将植物修复技术与微生物强化修复技术相结合，同时兼具曝气富氧功能，可有效降解待修复水体中的CODcr、 TP、TN、NH3-N等污染物，提高水体透明度，增加水体溶解氧，解决水体黑臭问题。(2)将膨胀蛭石、轻质陶粒与底泥混合，可强化对水体和底泥中重金属的固定与吸收，减少内源污染，完成对水体和底泥的同步修复。(3)该一体化设备可根据待修复水域的实际水文、水质条件，因地制宜，合理调配水生植物种类与种植密度，新型生物挂膜填料填充率、曝气强度等参数，实现资源的高效利用。(4)靶向性高，对环境影响小。(5)可重复利用，降低治理成本。(6) 占地面积小，且具有一定的景观观赏性。
同时，采用的旋混曝气器的结构设计，加入了轴承、弹簧、曲面板、旋转片、旋风槽、第一针刺和第二针刺，对释放氧气的同时，又可以使得旋转片带动第一针刺和第二针刺一起转动，对杂质进行搅拌，防止杂质堵塞曝气器，还可利于均匀高效溶氧气。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为A结构放大示意图。
图中：镀锌钢管1、转盘2、底板层3、镀锌钢丝套环4、PVC管5、第一高分子材料格网6、挺水植物层7、旋混曝气器8、曝气器上体801、螺旋槽802、轴承803、弹簧804、曲面板805、旋转片806、旋风槽807、第一针刺808、第二针刺809、滤网810、曝气器下体811、新型生物挂膜填料块9、钢丝绳10、沉水植物层11、蛭石底泥混合物层12、陶粒底泥混合物层13、第二高分子材料格网14。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案：
一种多方位立体生态修复城市河道水质的一体化设备，包括四组镀锌钢管 1和转盘2，四组镀锌钢管1首尾连接围成长方体结构，每两组镀锌钢管1相对面均连接有第二高分子材料格网14，镀锌钢管1之间形成的空腔内从上到下依次安装有挺水植物层7、PVC管5和第一高分子材料格网6，挺水植物可吸收水体中的氮、磷污染物，其根系可作为水体微生物的载体，实现植物与微生物的协同作用，加快水体污染物的降解速率，可供选择的挺水植物有：水生鸢尾3-5 芽/丛，15丛/m2；旱伞草3-5芽/丛，8丛/m2；香蒲3-5芽/丛，15丛/m2；铜钱草5-8芽/丛，18丛/m2；红花美人蕉2-3芽/丛，10丛/m2；黄花美人蕉2-3芽/丛， 10丛/m2；黄菖蒲3-5芽/丛，15丛/m2；梭鱼草2-3芽/丛，15丛/m2；千屈草2-3 芽/丛，10丛/m2。
第一高分子材料格网6上套接多个镀锌钢丝套环4，镀锌钢丝套环4连接有钢丝绳10侧壁，钢丝绳10的上端连接转盘2，钢丝绳10的下端连接有底板层 3，转盘2通过三角架连接在路面上，第一高分子材料格网6的下方安装有若干个新型生物挂膜填料块9，新型生物挂膜填料块9在投放前采用30％浓度的高效降解复合菌剂浸泡24h，成功挂膜后，以一体化设备中部结构容积的5％-25％的填充率进行投加。
新型生物挂膜填料块9的下方安装有多个旋混曝气器8，旋混曝气器8均通过管道与外界的风机贯通连接，且旋混曝气器8的下方依次设有沉水植物层11、蛭石底泥混合物层12、陶粒底泥混合物层13和底板层3，沉水植物层11可吸收河道底泥中的TN、TP、重金属等水体污染物。沉水植物层11、蛭石底泥混合物层12、陶粒底泥混合物层13和底板层3的端部均与第二高分子材料格网 14垂直连接。蛭石+底泥混合物采用膨胀蛭石：原河道底泥＝1：2～1：3的比例进行配比，填充厚度为15cm～25cm。陶粒+底泥混合物采用轻质陶粒：原河道底泥＝1：4～1：6的比例进行配比，填充厚度为5cm～10cm。其中底泥自原河道取出后，经晾晒处理，待含水率达到80％左右，再用于配制，底泥与膨胀蛭石或轻质陶粒按比例配置完成后，以1％～5％的接种量接种30％浓度的高效降解复合菌剂溶液。
旋混曝气器8包括曝气器上体801、螺旋槽802、轴承803、弹簧804、曲面板805、旋转片806、旋风槽807、第一针刺808、第二针刺809、滤网810和曝气器下体811，且曝气器上体801和曝气器下体811贯通连接，曝气器下体 811内腔开设有螺旋槽802，曝气器下体811的外侧壁套接有轴承803，且轴承803的外圈连接有多个环形分布的弹簧804，且每个弹簧804的另一端均连接有曲面板805，每个曲面板805的另一端均转动连接在旋转片806的周边，旋转片 806上开设有旋风槽807，滤网810连接在曝气器上体801的内腔侧壁上，旋风槽807由于气流运动，会带动旋转片806、曲面板805、第一针刺808、第二针刺809一起通过轴承803在曝气器下体811周围转动，对杂质进行抖动和搅拌，利于溶解氧气，曝气富氧流化系统有助于新型生物挂膜填料的良好流化状态，同时可增加水体中的溶解氧，抑制厌氧菌群的生长。
曲面板805的上端面连接第一针刺808，曲面板805的下端面连接有第二针刺809，便于搅拌水中的杂质，第一高分子材料格网6和第二高分子材料格网 14为碳纤维层，第一高分子材料格网6和第二高分子材料格网14可阻隔新型生物挂膜填料块9与外部水体的流通，避免填料流失。其孔隙大小也可保证设备内部水体与外部环境水体的自由流动，使得净化过的水体与待净化水体存在互换条件。
该多方位立体生态修复城市河道水质的一体化设备具有以下优点：
(1)将植物修复技术与微生物强化修复技术相结合，同时兼具曝气富氧功能，可有效降解待修复水体中的CODcr、TP、TN、NH3-N等污染物，提高水体透明度，增加水体溶解氧，解决水体黑臭问题。
(2)将膨胀蛭石、轻质陶粒与底泥混合，可强化对水体和底泥中重金属的固定与吸收，减少内源污染，完成对水体和底泥的同步修复。
(3)该一体化设备可根据待修复水域的实际水文、水质条件，因地制宜，合理调配水生植物种类与种植密度，新型生物挂膜填料填充率、曝气强度等参数，实现资源的高效利用。
(4)靶向性高，对环境影响小。
(5)可重复利用，降低治理成本。
(6)占地面积小，且具有一定的景观观赏性。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种多方位立体生态修复城市河道水质的一体化设备，包括四组镀锌钢管(1)和转盘(2)，四组镀锌钢管(1)首尾连接围成长方体结构，每两组镀锌钢管(1)相对面均连接有第二高分子材料格网(14)，其特征在于：所述镀锌钢管(1)之间形成的空腔内从上到下依次安装有挺水植物层(7)、PVC管(5)和第一高分子材料格网(6)，所述第一高分子材料格网(6)上套接多个镀锌钢丝套环(4)，镀锌钢丝套环(4)连接有钢丝绳(10)侧壁，所述钢丝绳(10)的上端连接转盘(2)，钢丝绳(10)的下端连接有底板层(3)，转盘(2)通过三角架连接在路面上，所述第一高分子材料格网(6)的下方安装有若干个新型生物挂膜填料块(9)，新型生物挂膜填料块(9)的下方安装有多个旋混曝气器(8)，所述旋混曝气器(8)均通过管道与外界的风机贯通连接，且旋混曝气器(8)的下方依次设有沉水植物层(11)、蛭石底泥混合物层(12)、陶粒底泥混合物层(13)和底板层(3)，所述沉水植物层(11)、蛭石底泥混合物层(12)、陶粒底泥混合物层(13)和底板层(3)的端部均与第二高分子材料格网(14)垂直连接。
2.根据权利要求1所述的一种多方位立体生态修复城市河道水质的一体化设备，其特征在于：所述旋混曝气器(8)包括曝气器上体(801)、螺旋槽(802)、轴承(803)、弹簧(804)、曲面板(805)、旋转片(806)、旋风槽(807)、第一针刺(808)、第二针刺(809)、滤网(810)和曝气器下体(811)，且曝气器上体(801)和曝气器下体(811)贯通连接，曝气器下体(811)内腔开设有螺旋槽(802)，所述曝气器下体(811)的外侧壁套接有轴承(803)，且轴承(803)的外圈连接有多个环形分布的弹簧(804)，且每个弹簧(804)的另一端均连接有曲面板(805)，每个曲面板(805)的另一端均转动连接在旋转片(806)的周边，旋转片(806)上开设有旋风槽(807)。
3.根据权利要求2所述的一种多方位立体生态修复城市河道水质的一体化设备，其特征在于：所述滤网(810)连接在曝气器上体(801)的内腔侧壁上。
4.根据权利要求2所述的一种多方位立体生态修复城市河道水质的一体化设备，其特征在于：所述曲面板(805)的上端面连接第一针刺(808)。
5.根据权利要求2或4所述的一种多方位立体生态修复城市河道水质的一体化设备，其特征在于：所述曲面板(805)的下端面连接有第二针刺(809)。
6.根据权利要求1所述的一种多方位立体生态修复城市河道水质的一体化设备，其特征在于：所述第一高分子材料格网(6)和第二高分子材料格网(14)为碳纤维层。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109626763A (zh) * 2019-02-20 2019-04-16 湖北君集水处理有限公司 一种采用组合工艺净化湖泊水的系统及方法
CN114538622A (zh) * 2022-03-18 2022-05-27 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 一种生态反应器

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