CN213231704U - 水体的原位生态修复系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水体的原位生态修复系统，包括土著微生物激活修复系统和生态基系统，所述土著微生物激活修复系统分为进水区和反应区，两个反应区之间设置过流堰板，在进水区设置风机和空气管线，在反应区设置进料器、搅拌器和出水管线。空气管线和出水管线分别连通至生态基系统。生态基系统设置支架、生态基、布水管线和曝气管线。本实用新型设备结构简单，维护方便，通过土著微生物激活修复系统对污染水体中的土著微生物激活修复，利用生态基系统再次增加土著微生物浓度，增强对污染水体的处理效果，处理效率高。

Description

水体的原位生态修复系统

技术领域

本实用新型涉及水体的原位生态修复系统，属环境保护技术领域

背景技术

随着经济的快速发展和城市化进程的加快，我国许多城市河流水质污染和生态退化问题十分突出，耗氧性有机污染物和氮磷营养盐含量居高不下，甚至出现了季节性和常年性水体黑臭现象。因此，解决城市河流的污染、恢复河流的生态和社会功能问题仍然是许多城市可持续发展过程中亟待解决的关键任务之一。目前治理黑臭河流的方法根据是否需要将水移送出原有位置治理分为异位修复和原位修复，原位修复直接在原有河床上对黑臭水体进行治理，具有经济、操作方便等优点。根据方法原理的不同，可将原位修复技术分为物理方法、化学方法、生物生态方法。物理方法适用性强，但是工程费用高。化学方法的实质是通过投加各种化学药剂，利用在水体中发生的化学和物化反应，使得在短时间内达到改善水质、控制水污染等的目的。但由于其处理效果没有持续性，容易造成二次污染等突出的问题，一般用于应急处理。生物生态修复方法，例如，PGPR法和生态基法，则是利用生物生命代谢活动来迁移、转化、降解水体中的有机污染物，达到去除污染物、净化黑臭水体的目的，具有操作简单，处理效果好，运行成本低，不会产生二次污染，低能耗等优点，广泛应用于黑臭河水体修复治理。

然而，单一的生物生态修复方法都具有自自身的局限性。例如，生态基是由适宜材料经过精加工制作成的具有特殊孔结构的生态仿生水草或其他形式的物体，能够提供较大的生物附着表面积，用作微生物的高效载体，由此形成适宜微生物的生长环境和空间，同时还能够吸附和截流有机物。但微生物，特别是土著微生物的生长繁衍需要一定的时间，同时还依赖于其他环境条件，因此，尽管单纯的生态基设置有助于提供微生物的生物量和丰度，但需要的实效较长，且受环境条件的制约，难以达到或维持更高的水平。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的上述缺陷，提供一种见效快且运行效果稳定的水体原位生态修复系统。

本实用新型的技术方案是：水体的原位生态修复系统，包括生态基系统，所述生态基系统内设有生态基，其特征在于还包括土著微生物激活修复系统，所述土著微生物激活修改系统的壳体内设有竖立的过流堰板，将壳体内的空间分隔为进水区和反应区，所述进水区内设有空气管线，所述空气管线的进气端连接风机的出风口，出气端设有曝气头，所述空气管线的曝气头出风方向朝上，所述反应区设有进料器、搅拌装置和出水管线，所述进料器安装在所述反应区的顶部，且出料口朝向反应区或延伸至反应区的上部，所述搅拌装置的搅拌器位于所述反应区的下部，所述出水管线穿过所述土著微生物激活修改系统的壳体，其进水段位于所述反应区的底部，出水段位于所述生态基系统的底部，所述生态基系统设有曝气管线，所述曝气管线的进气端连接风机的出风口，出气段设有曝气头，所述曝气管线的曝气头位于所述生态基系统的底部。

优选地，所述空气管线的曝气头的数量为一个或多个，位于所述进水区的底部，当数量为多个时，在同一高度上均衡分布（水力均衡，在同一水平过流面上，形成基本相同的流速，通常可以按等间距分布），所述进水口位于所述进水区的下部，竖向上邻近于所述空气管线的曝气头位置，可以高于（略高于）、等于或低于（略低于）所述曝气头的位置。

优选地，所述进水区的水平截面通常呈矩形，所述空气管线的曝气头的数量、曝气流量及所述进水区的过流截面积相互适应，以在相应气流推动下形成向上的水流，通过控制曝气头的空气流量，可以控制进水区的水流量，进而控制反应区的水流量和出水管线的水流量（稳定工作时三者基本一致）。

所述过流堰板可以固定安装在所述进水区内，其底部和左右两侧与进水区的内壁贴合或密封连接，顶部设有或构成溢流口，进水区的水流越过过流堰板的顶部，流入反应区。

优选地，所述搅拌器在水平方向上位于所述反应区的中部，所述进料器在水平方向上位于反应区的近过流堰板侧，使经过流堰板流入反应区的水能更早与投入的药剂接触和混合。

优选地，所述土著微生物激活修改系统的壳体的顶部敞口，所述进料器和所述搅拌装置均架设在所述壳体的顶部。

优选地，所述进料器的进料口高于所述壳体的顶部高度，出料口低于所述壳体的顶部高度且高于所述反应区的水位高度。

优选地，所述进料器的顶部（进料口）设有密封盖。需要时，可以打开该密封盖向反应区投加生物激活剂和/或促生剂。

所述生物激活剂可以为CVE和/或TWC生物蜡块。

所述促生剂可以为葡糖糖、氨基酸、维生素和微量元素等中的一种或多种。

优选地，所述搅拌装置的驱动装置（通常为减速电机）位于所述壳体的上方，搅拌器主轴为竖向轴，上端联接所述减速电机的输出轴，下端安装搅拌器桨叶。

所述搅拌器可以采用旋桨式搅拌器、涡轮式搅拌器或桨式搅拌器。

优选地，所述生态基系统设有用于设置和安装所述生态基、布水管线和曝气管线的支架。

优选地，所述曝气管线上设置的曝气头的数量为多个，在所述生态基系统的底部均衡分布。

优选地，所述生态基为碳纤维生态基、阿科蔓生态基和辫带式生物飘带中的一种或多种。

本实用新型的工作原理及有益效果是：由于黑臭水体或富营养化水体主要是人为因素排入水体中的污染物总量超过水体自净能力，导致水体中污染物浓度长期居高不下，水体生态系统遭受破坏，本实用新型采用生物激活剂或促生剂主要成分为微生物生长代谢所需的生物酶、微量元素、维生素、氨基酸等营养物质，水体中微生物系统在生物激活剂或促生剂作用下强化其新陈代谢能力，加快微生物系统的生长繁殖，显著增加水体土著微生物系统的生物丰度，最终实现提升水体自净能力。

生态基是由适宜材料制作成的具有特殊孔结构的生态仿生水草或类似物体，主要作用是高效微生物载体，为微生物提供适宜的生长环境和空间。生态基可以为水中微生物和藻类等的生长、繁殖提供较大的生物附着表面积，实现高效微生物群落的基础条件。生态基投放于水中时，会将原本存在于水体底泥、植物根系或悬浮于水中的微生物、藻类富集在生态基表面，由于生态水草的存在，使这些微生物找到更加适宜的居住空间，从而培养起种类更丰富、数量巨大的适应于水体的微生物，通过微生物、藻类对水中营养盐、有机物的吸收分解，以降解污染物，强化水体的自净能力；随着水体水质的提升，大量水生动植物开始不断生长和繁衍，从而逐步恢复水体的良好生态系统，长期维护水质于健康的状态。

本实用新型将生物促生剂技术和生态基技术进行有效耦合，实现水体的原位生态修改，生物激活剂或促生剂从投料器进入到反应区，黑臭水经风机产生的空气经空气管线的曝气头后上升而产生的推流力后进入反应区，经过流堰板后进入反应区。生物激活剂或促生剂和黑臭水及其经过激活的微生物经搅拌器搅拌均匀，水体中的土著微生物在此大量增长繁殖后，经布水管线进入生态基系统，以生态基作为基础，形成高密度、高丰度的稳定的微生物群，并通过反应区不断（持续或间隙）的微生物补充，能够将生态基系统中的微生物数量和丰度维持在一个明显高于常规生态基系统的水平，极大地提高了净化能力。通过对生态基系统进行曝气向水体提供溶解氧，生物促生系统产生的大量微生物在固定于支架的生态基上快速挂膜繁殖。通过为水体中土著微生物提供营养元素及载体，实现增加水体土著微生物的种类和数量，实现水体中污染物质的快速净化，已达到黑臭水体的原位治理目的。

本实用新型通过土著微生物激活修复系统对污染水体中的土著微生物激活修复，利用生态基系统再次增加土著微生物浓度，增强对污染水体的处理效果，处理效率高，适应于黑臭水体及其他相关受污染水体的原位生态修复。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

参见图1，该系统由土著微生物激活修复系统1和生态基系统2组成，所述土著微生物激活修复系统分为进水区9和反应区10，两个反应区之间设置过流堰板11，在进水区设置空气管线15，将风机（例如，罗茨风机）3的输出管道12连接空气管线15和曝气管线14的进风端，以风机3作为空气管线15和曝气管线14的送风动力，在反应区设置进料器4、搅拌装置5和出水管线6，曝气管线和出水管线分别连通至生态基系统2。

所述土著微生物激活修复系统的壳体上设有进水口，所述进水口位于进水区的侧壁的下部，可以位于空气管线15的曝气头上方或下方，进水区的水在曝气头气流的推动下向上流动，外部的水通过进水口不断流入进水区。

生态基系统设置生态基7、布水管线6和曝气管线14，通过支架8对生态基进行支撑，并作为布水管线6和曝气管线14的支撑和安装基础。生态基7的设置方式依据现有技术，例如，将人工水草的下端系（固定）在水平的丝网上，并可以丝网固定在框架上，以方便搬运和放置，可以根据需要确定人工水草的密度。

所述进料器4设有密封盖。

所述空气管线15处设有相应的曝气头。

所述曝气管线14处设有相应的曝气头。

可以在各管线上设置相应的控制阀门，以适应于控制要求。

下面是几种具体实施方式：

具体实施方式一：本实用新型工作的时候，生物激活剂CVE从投料器4进入到反应区，黑臭水经风机3产生的空气经空气管线15及曝气头后气提进入反应区9，经过流堰板11后进入反应区10。生物激活剂CVE和黑臭水及其经过激活的微生物经搅拌器5搅拌均匀后经布水管线6进入碳纤维生态基系统2，经过曝气管线14处的曝气头曝气，在固定于支架8的生态基7上快速挂膜繁殖，实现污染水体的原位处理。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述生态基系统为阿科蔓生态基或辫带式生物飘带。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述生物激活剂为TWC生物蜡块、促生剂或其组合。其中，生物激活剂含微量元素、蛋白质、酶等的一种或多种，促生剂为葡糖糖、氨基酸、维生素和微量元素等一种或多种。其它与具体实施方式一相同。

本实用新型具有下列特点：

1）通过设置投料器，可实现间断和连续投加生物激活剂或促生剂，满足不同程度的黑臭水体需求；

2）通过曝气的空气量上升产生的推动力来控制土著微生物激活修复系统的进水量，可实现可变的生物激活剂或促生剂投加速度；

3）生态基系统增设曝气系统，可加速土著微生物激活后生物膜的生成，实现加快污染水体的原位处理速度；

4）本实用新型设备结构简单，维护方便。

本实用新型公开的各优选和可选的技术手段，除特别说明外及一个优选或可选技术手段为另一技术手段的进一步限定外，均可以任意组合，形成若干不同的技术方案。

Claims (10)

1.水体的原位生态修复系统，包括生态基系统，所述生态基系统内设有生态基，其特征在于还包括土著微生物激活修复系统，所述土著微生物激活修改系统的壳体内设有竖立的过流堰板，将壳体内的空间分隔为进水区和反应区，所述进水区内设有空气管线，所述空气管线的进气端连接风机的出风口，出气端设有曝气头，所述空气管线的曝气头出风方向朝上，所述反应区设有进料器、搅拌装置和出水管线，所述进料器安装在所述反应区的顶部，且出料口朝向反应区或延伸至反应区的上部，所述搅拌装置的搅拌器位于所述反应区的下部，所述出水管线穿过所述土著微生物激活修改系统的壳体，其进水段位于所述反应区的底部，出水段位于所述生态基系统的底部，所述生态基系统设有曝气管线，所述曝气管线的进气端连接风机的出风口，出气段设有曝气头，所述曝气管线的曝气头位于所述生态基系统的底部。

2.如权利要求1所述的水体的原位生态修复系统，其特征在于所述空气管线的曝气头的数量为一个或多个，位于所述进水区的底部，当数量为多个时，在同一高度上均衡分布，进水口位于所述进水区的下部，竖向上邻近于所述空气管线的曝气头位置。

3.如权利要求1所述的水体的原位生态修复系统，其特征在于所述搅拌器在水平方向上位于所述反应区的中部，所述进料器在水平方向上位于反应区的近过流堰板侧，使经过流堰板流入反应区的水能更早与投入的药剂接触和混合。

4.如权利要求1-3任一项所述的水体的原位生态修复系统，其特征在于所述土著微生物激活修改系统的壳体的顶部敞口，所述进料器和所述搅拌装置均架设在所述壳体的顶部。

5.如权利要求4所述的水体的原位生态修复系统，其特征在于所述进料器的进料口高于所述壳体的顶部高度，出料口低于所述壳体的顶部高度且高于所述反应区的水位高度。

6.如权利要求5所述的水体的原位生态修复系统，其特征在于所述进料器的顶部设有密封盖,需要时，可以打开该密封盖向反应区投加生物激活剂和/或促生剂。

7.如权利要求4所述的水体的原位生态修复系统，其特征在于所述搅拌装置的驱动装置位于所述壳体的上方，搅拌器主轴为竖向轴，上端联接减速电机的输出轴，下端安装搅拌器桨叶。

8.如权利要求1-3任一项所述的水体的原位生态修复系统，其特征在于所述生态基系统设有用于设置和安装所述生态基、布水管线和曝气管线的支架。

9.如权利要求1-3任一项所述的水体的原位生态修复系统，其特征在于所述曝气管线上设置的曝气头的数量为多个，在所述生态基系统的底部均衡分布。

10.如权利要求1-3任一项所述的水体的原位生态修复系统，其特征在于所述生态基为碳纤维生态基、阿科蔓生态基和辫带式生物飘带中的一种或多种。

Images