CN208762241U - 一种黑臭水体长效治理单元及其设备 - Google Patents

Abstract

一种黑臭水体长效治理单元及其设备，包括生态浮岛和曝气增氧装置，还包括悬吊于所述生态浮岛下部的吊架和置于所述吊架内的载体反应器；所述载体反应器包括不锈钢丝编织成的网状载体容器和置于所述载体容器内的微生物及其包埋载体；所述包埋载体的结构为水凝胶互穿网络与复合纳米结构相结合的网络状，微生物限制或定位于包埋载体内部制备成的3‑5mm的立方体颗粒。本实用新型所述的一种黑臭水体长效治理单元和一种黑臭水体长效治理设备景观效果好；其上部种植特定水生植物，外观效果好，营造美丽水岸景观和水上环境，提升环境质量，有效改善区域生态环境，增加河道绿化面积，还为鱼类、鸟类、昆虫提供了休养生息的场所，增加了生物多样性。

Description

一种黑臭水体长效治理单元及其设备

技术领域

本实用新型属于污水处理技术领域，特别涉及一种黑臭水体长效治理单元及一种黑臭水体长效治理设备。

背景技术

近年来，随着社会经济的快速发展，城镇和农村污染越来越严重，特别是无管网收集设施和污水集中处理设施的区域，生活和工业产生的污水大都沿沟渠排入附近河道，导致河道污染严重，造成河道失去自净能力，发黑、发臭，影响城镇景观环境和居民身体健康。因此，研发适应于治理城镇黑臭水体的技术迫在眉捷。

受污染河流水质修复技术包括物理技术、化学技术、生物技术及工程治理技术。其中，物理法包括引清调度、底泥疏浚、河道曝气、机械除藻等技术。化学法包括化学固定、化学除藻等方法。生物技术包括水生植物净化技术、微生物修复技术等。工程治理技术包括人工湿地技术、生物浮床技术、填料生物床技术等。工程治理技术由于包含物理、化学、生物手段，通过不同技术的组合运用，相比其他水质修复技术具有处理效果好、易于调控、价格低廉等优势，从而成为受污染河流水质修复的主要手段。而工程技术中应用较多的则是组合式生物—生态技术。但是传统的组合式生物—生态技术由于其中微生物无法进行长期大量的繁殖，对城镇黑臭水体不能形成长期有效的治理。而且传统的生态仿生辫式填料的制造、组装、及放置过程非常繁琐，需要大量的人工操作。

实用新型内容

为了进行黑臭水体长效治理，实现曝气增氧、微生物降解以及水生植物吸收三者合一的功效。本实用新型所采用的技术方案如下：

一种黑臭水体长效治理单元，包括生态浮岛和曝气增氧装置，还包括悬吊于所述生态浮岛下部的吊架和置于所述吊架内的载体反应器；所述载体反应器包括不锈钢丝编织成的网状载体容器和置于所述载体容器内的微生物及其包埋载体；所述包埋载体的结构为水凝胶互穿网络与复合纳米结构相结合的网络状，微生物限制或定位于包埋载体内部制备成的3-5mm的立方体颗粒。

作为优选方案，所述曝气增氧装置包括管式曝气器和置于所述载体反应器中的穿孔曝气器；所述吊架上设有用于固定所述载体反应器的载体架和位于所述载体反应器下部用于固定管式曝气器的曝气架。

作为优选方案，所述载体容器为圆柱形，其底面为所述载体反应器的主要迎水面。

作为优选方案，所述吊架为表面敞开的长方体框架式结构或一侧面敞开为迎水面，其余各面封闭的长方体式结构，所述载体架和曝气架位于所述吊架的内部。

作为优选方案，所述包埋载体中的微生物包括硝化菌微生物。

作为优选方案，所述曝气增氧装置的分气管路装置隐藏于所述生态浮岛的植物中。

作为优选方案，所述生态浮岛两侧设有浮筒。

一种黑臭水体长效治理设备，包括多个上述的黑臭水体长效治理单元和通过将多个上述的黑臭水体长效治理单元连接到一起的压板组件。

作为优选方案，所述压板组件包括在同一平面上相互垂直布置形成井字网格的第一压板组和第二压板组，每个所述黑臭水体长效治理单元置于所述第一压板组和第二压板组组成的各个网格中，每个所述黑臭水体长效治理单元的载体反应器的主要迎水面的方向一致。

作为优选方案，所述压板组件包括在同一平面上相互垂直布置形成井字网格的第一压板组和第二压板组，其中井字网格的中间网格内为放置有为所述的黑臭水体长效治理设备提供浮力的的风机浮筒，曝气增氧装置的鼓风机设于所述风机浮筒上方的平台上，每个所述黑臭水体长效治理单元置于所述第一压板组和第二压板组组成的其余各个网格中，所述鼓风机为周边井字格内的黑臭水体长效治理单元的曝气增氧装置提供动力。

作为优选方案，所述压板组件还包括设于所述生态浮岛中间位置且平行于第一压板组的第三压板组，所述第三压板组用于支撑多个黑臭水体长效治理单元的曝气增氧装置的分气管路。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型所述的一种黑臭水体长效治理单元和一种黑臭水体长效治理设备景观效果好；其上部种植特定水生植物，外观效果好，营造美丽水岸景观和水上环境，提升环境质量，有效改善区域生态环境，增加河道绿化面积，还为鱼类、鸟类、昆虫提供了休养生息的场所，增加了生物多样性。

2、本实用新型所述的一种黑臭水体长效治理单元和一种黑臭水体长效治理设备通过多种技术的有效结合，提高了对黑臭水体的处理效率；多种技术具体包括置于生态浮岛的水生植物对黑臭水体进行的水生植物修复技术、曝气增氧装置对黑臭水体的处理实施的曝气增氧技术以及包埋载体内部的微生物对黑臭水体进行的固定化微生物处理技术，上述多种技术有效结合，共同发挥对黑臭水体的处理作用，针对不同黑臭水体的水质种植不同的水生植物去除特定污染物，并且在包埋载体内部设置特定的微生物菌种，载体反应器中设置穿孔曝气器，使得载体容器内单位体积的微生物的数量较多，生物活性高；此外，微生物及其包埋载体固定在不锈钢丝编织成的网状桶式载体容器内部，其微生物的底物和产物的传质速度快，处理效率较高。

3、本实用新型所述的一种黑臭水体长效治理单元及其设备投资运行成本低，管理维护方便，可实现无人值守。

4、本实用新型所述的一种黑臭水体长效治理单元及其设备容积小、成本低，工程量小，且易管理，维护费用少；其生物浮岛的水生植物、微生物及其包埋载体材料来源广，成本低。

5、本实用新型所述的一种黑臭水体长效治理单元及其设备耐冲击，适应性强；生态浮岛的水生植物对水流有缓冲、削波作用，同时固定于载体容器内的微生物及其包埋载体对黑臭水体的水质、水量的变化有较强的适应性，操作稳定性好。由于在包埋载体内部增殖大量微生物，对负荷的变化适应性较强，可保障有稳定的出水水质。同时，在本实用新型所述的一种黑臭水体长效治理单元及其设备间歇运行的条件下，对黑臭水体仍然有一定的处理效果。

6、本实用新型所述的一种黑臭水体长效治理单元及其设备的微生物及其包埋载体性能优越，生物量大；包埋载体内包埋专一高效的菌株，对专性污染物的去除率达95％以上；包埋载体采用独特的水凝胶互穿网络和复合纳米结构，具备良好的力学性能与传质效率；包埋载体密度与水接近，流化效果好，反应充分、快速。

7、本实用新型所述的一种黑臭水体长效治理单元及其设备直接投加到黑臭水体中，无需扩建池容，有效节省占地面积。

附图说明

图1为本实用新型一种黑臭水体长效治理单元吊架封闭式实施例的简单立体示意图；

图2为本实用新型一种黑臭水体长效治理单元吊架不封闭式实施例的简单立体示意图

图3为本实用新型一种黑臭水体长效治理单元实施例的主视示意图；

图4为本实用新型一种黑臭水体长效治理单元实施例的左视示意图；

图5为本实用新型一种黑臭水体长效治理单元实施例的移去生态浮岛后的俯视示意图；

图6为本实用新型一种黑臭水体长效治理设备实施例的主视示意图；

图7为本实用新型一种黑臭水体长效治理设备实施例的左视示意图；

图8为本实用新型一种黑臭水体长效治理设备实施例的移去生态浮岛后的俯视示意图。

图中：

1-生态浮岛、11-浮筒、12-风机浮筒；

2-曝气增氧装置、21-管式曝气器、22-穿孔曝气器、23-鼓风机、24-分气管路装置；

3-吊架、31-载体架、32-曝气架；

4-载体反应器、41-载体容器；

5-压板组件、51-第一压板组、52-第二压板组、53-第三压板组。

具体实施方式

如图1-8所示，本实用新型以载体反应器4为核心，加入生态浮岛1及曝气增氧装置2，设计一种微生物降解、水生植物吸收以及曝气增氧三效合一的新型原位复合治理设备，也就是本实用新型所述的一种黑臭水体长效治理单元及设备。

一种黑臭水体长效治理单元，包括生态浮岛1和曝气增氧装置2，还包括悬吊于所述生态浮岛1下部的吊架3和置于所述吊架内的载体反应器4；所述载体反应器4包括不锈钢丝编织成的网状载体容器41和置于载体容器41内的微生物及其包埋载体；所述包埋载体的结构为水凝胶互穿网络与复合纳米结构相结合的网络状，微生物限制或定位于包埋载体内部制备成的3-5mm的立方体颗粒。

生态浮岛1可运用无土栽培技术，以高分子材料为载体和基质，采用现代农艺和生态工程措施综合集成的水面无土种植植物技术，达到很好的景观效果；植物与水良好接触，植物根系吸收水体中各种营养物质，降低水体中有害有机物浓度，还可以利用特定植物的选择吸收性，对重金属污染进行降解处理，以修复水体。曝气增氧装置2实现水体复氧作用。本实用新型所述的微生物是利用物理及化学手段，将经筛选、驯化、扩培得到的专性菌属，将所述微生物限制或定位于天然高分子多糖类或合成高分子凝胶的网络状的包埋载体中，并制备成边长3-5mm的立方体颗粒，使微生物在载体内保持较高活性且在适宜的条件下可快速增殖。

作为优选，所述曝气增氧装置2包括管式曝气器21和置于所述载体反应器 4中的穿孔曝气器22；所述吊架3上设有用于固定所述载体反应器4的载体架 31和位于所述载体反应器4下部用于固定管式曝气器21的曝气架32。微生物及其包埋载体在载体反应器4内的穿孔曝气器22的曝气强烈搅动作用下与污水充分接触，污水中的污染物和O2通过载体容器41表面的微孔扩散并渗透到包埋载体42内部，在其内部专性微生物的作用下，将污染物进行转化去除，反应产物通过载体容器41的微孔扩散返回至污水中，实现污染物的高效去除，在这个过程中，包埋载体内的微生物在内部网络空间中不断分裂繁殖，生物量迅速提高，并分布于包埋载体内部的网络空间，从而达到持留微生物菌种的目的，同时，微生物繁殖代谢的产物通过微生物包埋载体的网络微孔结构逆扩散至污水中，避免微生物包埋载体内部菌种迅速繁殖造成空间不足、包埋载体破裂的问题。同时为微生物及其包埋载体进行增氧并及时对载体反应器4进行反冲洗，并保证微生物包埋载体处于流化状态，与此同时在吊架3的底部、载体反应器4 的下面设置管式曝气器21提高水体内的DO，实现水体复氧作用。

作为优选，所述载体容器为圆柱形，其底面为所述载体反应器的主要迎水面。

作为优选，所述生态浮岛1两侧设有浮筒11。所述吊架3为表面敞开的长方体框式结构或一侧面敞开为迎水面，其余各面封闭的长方体结构，所述载体架31和曝气架32位于所述吊架3的内部。一种黑臭水体长效治理单元的体积小且对黑臭水体的处理流程简单、效果优，设备利用两侧浮筒11的浮力悬浮于水体中，上部生态浮岛1的水生植物浮于水面，植物根部与水良好接触，黑臭水体长效治理单元的其他部分全部浸没水中，如图1所示，所述吊架3可为一侧面敞开为迎水面，其余各面封闭的长方体结构，敞开一面为迎水方向，上部生态浮岛1的特定水生植物根系通过吸收水体中各种营养物质去除水中部分有机物；河流中污水进入黑臭水体长效治理单元内部，通过载体反应器4的作用优化水质，水流碰到所述吊架3其余封闭侧面后原路返回从载体反应器4两侧汇入河流，同时对载体反应器4进行二次冲刷。如图2-8所示，所述吊架3可为框架式结构，此时任一侧面均可为其迎水面。

作为优选，载体反应器4内部的穿孔曝气器22和吊架3底部的管式曝气器 21通过曝气实现水体增氧功能，这样通过水生植物、人工曝气增氧和包埋载体结合的技术，达到改善污染水体的作用。同时载体反应器4内设置穿孔曝气器 22实现微生物及其包埋载体在载体反应器4内的理想流化并对流经的黑臭水体增氧，还能对载体反应器4的载体容器41和包埋载体的表面进行气体冲刷防止载体反应器反应器41堵塞。

作为优选，所述微生物包埋载体中的微生物包括硝化菌微生物。微生物包埋载体的制备可采用包埋硝化菌技术，也就是说将特选的硝化菌微生物固定在选定的包埋载体上，使其高度密集并保持生物活性，在适宜条件下快速、大量增殖，还有利于提高生物反应器内硝化菌微生物的浓度，提高微生物的抗冲击性，有利于反应后的固液分离，缩短处理所需的时间。

作为优选，所述曝气增氧装置的分气管路装置24隐藏于所述生态浮岛的植物中。曝气增氧装置2内的氧气通过分气管路装置分别进入穿孔曝气器22和管式曝气器21。同时采用鼓风—扩散曝气的方式对黑臭水体进行曝气，技术投资少、见效快，操作简易，便于安装。曝气增氧装置2的分气管路装置24放于设备上部的生态浮岛1并加盖隐藏于水生植物中，增加美观性。

一种黑臭水体长效治理设备，包括多个如上所述的黑臭水体长效治理单元和通过将多个上述的黑臭水体长效治理单元连接到一起的压板组件。所述压板组件包括在同一平面上相互垂直布置形成井字网格的第一压板组和第二压板组，每个所述黑臭水体长效治理单元置于所述第一压板组和第二压板组组成的各个网格中，每个所述黑臭水体长效治理单元的载体反应器的主要迎水面的方向一致。

作为优选，所述压板组件包括在同一平面上相互垂直布置形成井字网格的第一压板组和第二压板组，其中井字网格的中间网格内为放置有为所述的黑臭水体长效治理设备提供浮力的的风机浮筒，曝气增氧装置的鼓风机设于所述风机浮筒上方的平台上，每个所述黑臭水体长效治理单元置于所述第一压板组和第二压板组组成的其余各个网格中，所述鼓风机为周边井字格内的黑臭水体长效治理单元提供动力。

作为优选，所述压板组件还包括设于所述生态浮岛中间位置且平行于第一压板组的第三压板组，所述第三压板组用于支撑多个黑臭水体长效治理单元的曝气增氧装置的分气管路。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (17)

1.一种黑臭水体长效治理单元，包括生态浮岛和曝气增氧装置，其特征在于，还包括悬吊于所述生态浮岛下部的吊架和置于所述吊架内的载体反应器；所述载体反应器包括不锈钢丝编织成的网状载体容器和置于所述载体容器内的微生物及其包埋载体；所述包埋载体的结构为水凝胶互穿网络与复合纳米结构相结合的网络状，微生物限制或定位于包埋载体内部制备成的3-5mm的立方体颗粒。

2.如权利要求1所述的黑臭水体长效治理单元，其特征在于，所述曝气增氧装置包括管式曝气器和置于所述载体反应器中的穿孔曝气器；所述吊架上设有用于固定所述载体反应器的载体架和位于所述载体反应器下部用于固定管式曝气器的曝气架。

3.如权利要求2所述的黑臭水体长效治理单元，其特征在于，所述载体容器为圆柱形，其底面为所述载体反应器的主要迎水面。

4.如权利要求2或3所述的黑臭水体长效治理单元，其特征在于，所述吊架为表面敞开的长方体框架式结构或一侧面敞开为迎水面，其余各面封闭的长方体式结构，所述载体架和曝气架位于所述吊架的内部。

5.如权利要求1-3之一所述的黑臭水体长效治理单元，其特征在于，所述包埋载体中的微生物包括硝化菌微生物。

6.如权利要求4所述的黑臭水体长效治理单元，其特征在于，所述包埋载体中的微生物包括硝化菌微生物。

7.如权利要求1-3、6之一所述的黑臭水体长效治理单元，其特征在于，所述曝气增氧装置的分气管路装置隐藏于所述生态浮岛的植物中。

8.如权利要求4所述的黑臭水体长效治理单元，其特征在于，所述曝气增氧装置的分气管路装置隐藏于所述生态浮岛的植物中。

9.如权利要求5所述的黑臭水体长效治理单元，其特征在于，所述曝气增氧装置的分气管路装置隐藏于所述生态浮岛的植物中。

10.如权利要求1-3、6、8-9之一所述的黑臭水体长效治理单元，其特征在于，所述生态浮岛两侧设有浮筒。

11.如权利要求4所述的黑臭水体长效治理单元，其特征在于，所述生态浮岛两侧设有浮筒。

12.如权利要求5所述的黑臭水体长效治理单元，其特征在于，所述生态浮岛两侧设有浮筒。

13.如权利要求7所述的黑臭水体长效治理单元，其特征在于，所述生态浮岛两侧设有浮筒。

14.一种黑臭水体长效治理设备，其特征在于，包括多个如权利要求1-13之一所述的黑臭水体长效治理单元，还包括压板组件，所述压板组件将多个权利要求1-13之一所述的黑臭水体长效治理单元连接到一起。

15.如权利要求14所述的黑臭水体长效治理设备，其特征在于，所述压板组件包括在同一平面上相互垂直布置形成井字网格的第一压板组和第二压板组，每个所述黑臭水体长效治理单元置于所述第一压板组和第二压板组组成的各个网格中，每个所述黑臭水体长效治理单元的载体反应器的主要迎水面的方向一致。

16.如权利要求14所述的黑臭水体长效治理设备，其特征在于，所述压板组件包括在同一平面上相互垂直布置形成井字网格的第一压板组和第二压板组，其中井字网格的中间网格内为放置有为所述的黑臭水体长效治理设备提供浮力的风机浮筒，曝气增氧装置的鼓风机设于所述风机浮筒上方的平台上，每个所述黑臭水体长效治理单元置于所述第一压板组和第二压板组组成的其余各个网格中，所述鼓风机为周边井字格内的黑臭水体长效治理单元的曝气增氧装置提供动力。

17.如权利要求15或16所述的黑臭水体长效治理设备，其特征在于，所述压板组件还包括设于所述生态浮岛中间位置且平行于第一压板组的第三压板组，所述第三压板组用于支撑多个黑臭水体长效治理单元的曝气增氧装置的分气管路。