一種黑臭水體治理與修復(fù)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種黑臭水體治理與修復(fù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有投資成本低、安裝便捷、氮磷去除效果好且運(yùn)行穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的系統(tǒng)包括有生化原位強(qiáng)化處理區(qū)和水生植物修復(fù)區(qū)，所述的生化原位強(qiáng)化處理區(qū)為一體化水體原位修復(fù)設(shè)備，主要由主體框架、曝氣器、擋水圍板、屜式填料單元、浮動(dòng)式生物填料、曝氣主管、風(fēng)機(jī)及風(fēng)機(jī)罩、浮體和風(fēng)機(jī)支架組成；所述的水生植物修復(fù)區(qū)為生態(tài)浮島修復(fù)系統(tǒng)，由種植網(wǎng)和水生植物組成，分布在生化原位強(qiáng)化處理區(qū)四周，生化原位強(qiáng)化處理區(qū)的擋水圍板將生化原位強(qiáng)化處理區(qū)和水生植物修復(fù)區(qū)分隔成相對(duì)獨(dú)立的兩個(gè)區(qū)域，生化原位強(qiáng)化處理區(qū)凈化后的水從擋水圍板的上沿流向周圍水生植物修復(fù)區(qū)。
【專利說(shuō)明】
一種黑臭水體治理與修復(fù)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種水體治理與修復(fù)系統(tǒng)，具體涉及一種黑臭水體治理與修復(fù)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，人類的過(guò)度干擾破壞了河流系統(tǒng)的水生環(huán)境，造成河道自凈能力下降、水質(zhì)惡化、生物多樣性下降等問(wèn)題，多數(shù)河道水質(zhì)已經(jīng)處于V類和劣V類水質(zhì)。因此，對(duì)污染河道的治理與修復(fù)刻不容緩。
[0003]常見(jiàn)的水體治理與修復(fù)技術(shù)有:底泥疏浚、增氧曝氣、投加藥劑與菌種、生物柵與生態(tài)基、生態(tài)修復(fù)以及各種組合技術(shù)等，這些技術(shù)措施各有優(yōu)缺點(diǎn)。底泥疏?？梢栽谝欢〞r(shí)間內(nèi)減輕了污染物對(duì)水體的影響，但只是實(shí)現(xiàn)了污染物轉(zhuǎn)移，沒(méi)有從根本上去除污染物，且成本高昂。增氧曝氣技術(shù)應(yīng)用普遍，可以實(shí)現(xiàn)水體充氧以及攪拌作用，不過(guò)不同的曝氣設(shè)備往往不能兼顧充氧效率和能耗兩方面的要求，而且不能從根本上解決水體污染。投加藥劑與菌種，效果見(jiàn)效快，但藥劑成本高，且有可能產(chǎn)生二次污染。生物柵與生態(tài)基對(duì)污染源能起到一定的攔截作用，其本質(zhì)是為微生物的生長(zhǎng)和附著提供一種載體的技術(shù)，微生物可以在載體上聚集并生長(zhǎng)，通過(guò)大量的微生物群落去除水體中的污染物，該法投入少、能耗低、維護(hù)簡(jiǎn)單，對(duì)水中的有機(jī)物、氮磷及藻類等有去除作用，但填料掛膜慢，生物膜易脫落，從而降低了凈化效率。
[0004]生態(tài)浮島是指借助浮體栽培的水生植物，通過(guò)水生植物根系及其根系上附著的微生物作用，吸收水體中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，從而去除水體總的氮磷等物質(zhì)，但易受季節(jié)變化影響，存在處理時(shí)間長(zhǎng)、處理效果不穩(wěn)定等缺點(diǎn)。河道治理與修復(fù)作為一個(gè)系統(tǒng)工程，需要多管齊下，才能取得良好治理效果。因此，除了研發(fā)高效的微生物強(qiáng)化處理技術(shù)外，還要結(jié)合其他處理方法的優(yōu)點(diǎn)，將不同的處理技術(shù)進(jìn)行整合，其組合技術(shù)的協(xié)同作用可以高效、快速、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定的治理與修復(fù)污染的河道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對(duì)于現(xiàn)有水體治理與修復(fù)系統(tǒng)存在的上述不足之處，提供一種黑臭水體治理與修復(fù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有投資成本低、安裝便捷、維護(hù)管理方便、快速高效、氮磷去除效果好且運(yùn)行穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
[0007]本發(fā)明的黑臭水體治理與修復(fù)系統(tǒng)，其包括有生化原位強(qiáng)化處理區(qū)和水生植物修復(fù)區(qū)，所述的生化原位強(qiáng)化處理區(qū)為一體化水體原位修復(fù)設(shè)備，主要由主體框架、曝氣器、擋水圍板、屜式填料單元、浮動(dòng)式生物填料、曝氣主管、風(fēng)機(jī)及風(fēng)機(jī)罩、浮體和風(fēng)機(jī)支架組成，主體框架與浮體固定連接，利用浮體浮力整體懸浮在水中，曝氣器通過(guò)曝氣主管與風(fēng)機(jī)連接，曝氣器分布在屜式填料單元底部，屜式填料單元內(nèi)部裝填浮動(dòng)式生物填料，風(fēng)機(jī)固定在風(fēng)機(jī)支架上，向一體化水體原位修復(fù)設(shè)備內(nèi)鼓風(fēng)，使得浮動(dòng)式生物填料保持懸浮并為填料上附著的微生物供氧，同時(shí)向水體充氧并促使水體加大豎向循環(huán)運(yùn)動(dòng);所述的水生植物修復(fù)區(qū)為生態(tài)浮島修復(fù)系統(tǒng)，由種植網(wǎng)和水生植物組成，分布在生化原位強(qiáng)化處理區(qū)四周，生化原位強(qiáng)化處理區(qū)的擋水圍板將生化原位強(qiáng)化處理區(qū)和水生植物修復(fù)區(qū)分隔成相對(duì)獨(dú)立的兩個(gè)區(qū)域，生化原位強(qiáng)化處理區(qū)凈化后的水從擋水圍板的上沿流向周圍水生植物修復(fù)區(qū)。其中生態(tài)浮島是利用植物的根系吸收污染河道中的富營(yíng)養(yǎng)化物質(zhì)，如總磷、氨氮、有機(jī)物等，使得河道中的有機(jī)污染物質(zhì)得到降解，修復(fù)河道由于封閉或自循環(huán)不足帶來(lái)的水體腥臭、富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象，同時(shí)大幅提高水體透明度。
[0008]本發(fā)明的黑臭水體治理與修復(fù)系統(tǒng)，其進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述的浮體為具有抗外來(lái)的沖擊力、抗紫外線的氧化能力的圓柱狀浮體，浮力強(qiáng)，可為設(shè)備以及周圍浮島提供穩(wěn)定的浮力。
[0009]本發(fā)明的黑臭水體治理與修復(fù)系統(tǒng)，其進(jìn)一步的技術(shù)方案還可以是所述的風(fēng)機(jī)為低噪音風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)罩采用隔音材料制作，風(fēng)機(jī)動(dòng)力來(lái)源為太陽(yáng)能或電能或風(fēng)能。
[0010]本發(fā)明的黑臭水體治理與修復(fù)系統(tǒng)，其進(jìn)一步的技術(shù)方案還可以是所述的曝氣器的曝氣氣泡大小從微米級(jí)到毫米級(jí)，每日曝氣時(shí)間為3?24h，設(shè)備中水體溶解氧濃度維持在2mg/L?8mg/L。
[0011]本發(fā)明的黑臭水體治理與修復(fù)系統(tǒng)，其進(jìn)一步的技術(shù)方案還可以是所述的屜式填料單元可從一體化水體原位修復(fù)設(shè)備側(cè)面抽出，方便清洗或更換框內(nèi)的填料。
[0012]本發(fā)明的黑臭水體治理與修復(fù)系統(tǒng)，其進(jìn)一步的技術(shù)方案還可以是所述的浮動(dòng)式生物填料為脫氮生物多孔填料，其結(jié)構(gòu)為立體空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，填料間形成相互貫通的孔洞結(jié)構(gòu)，填料的孔隙度>95%，孔隙尺寸為0.5mm?7mm，填料填充體積為一體化水體原位處理設(shè)備體積的20%?60%，高度100?3000mm。這種新型填料比表面積大，親水性好，生物易附著，材料使用壽命長(zhǎng)，還具有良好的脫氮和有機(jī)物去除能力，可以充分保證水體凈化效果。填充高度根據(jù)水質(zhì)情況確定，污染嚴(yán)重的水體，填充體積較高。
[0013]本發(fā)明的黑臭水體治理與修復(fù)系統(tǒng)，其進(jìn)一步的技術(shù)方案還可以是所述的種植網(wǎng)為雙層圍網(wǎng)，圍網(wǎng)由PVC管固定支撐，構(gòu)成的平面形狀為圓形、橢圓形或方形。
[0014]本發(fā)明的黑臭水體治理與修復(fù)系統(tǒng)，其進(jìn)一步的技術(shù)方案還可以是所述的水生植物為圓幣草、狐尾藻、梭魚(yú)草、水芙蓉、水芹菜、水竹、香根草中的一種或幾種的組合。
[0015]本發(fā)明的黑臭水體治理與修復(fù)系統(tǒng)處理對(duì)象是污染的開(kāi)放性水體(河道)和封閉性水體(湖泊、池塘、河道閘前蓄水池等)。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:
[0017]1、采用生化原位強(qiáng)化處理和水生植物修復(fù)組合技術(shù)，二者協(xié)同作用能夠快速有效的降解水體中有機(jī)污染物、氮磷物質(zhì)以及其它污染物。
[0018]2、生化強(qiáng)化處理技術(shù)為原位處理，不占用岸線，還可對(duì)污染源進(jìn)行攔截處理。
[0019]3、填料采用特制的脫氮浮動(dòng)式生物填料，作為新型生物填料，易于掛膜生長(zhǎng)，內(nèi)部形成厭氧環(huán)境，相當(dāng)于一個(gè)小型的厭氧反應(yīng)器，使得整個(gè)反應(yīng)器處于整體好氧、內(nèi)部厭氧的狀態(tài)，形成獨(dú)特的A20(好氧一缺氧一厭氧)工藝，強(qiáng)化有機(jī)物和氮磷的去除。
[0020]4、采用微孔曝氣器，使得水中氣體粒徑在微米級(jí)到毫米級(jí)，強(qiáng)化氧傳質(zhì)效率，增加水中溶解氧含量，同時(shí)使得有機(jī)氮和有機(jī)磷轉(zhuǎn)化為易于植物吸收的無(wú)機(jī)氮和無(wú)機(jī)磷。
[0021]5、水生植物生長(zhǎng)快、分株多、生物量大、根系發(fā)達(dá)、觀賞性好，它們對(duì)黑臭水體具有良好凈化作用，尤其是對(duì)水中的氮、磷有較好的吸收、吸附作用，使其將水中氮磷作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收。
[0022]6、本發(fā)明的組合技術(shù)，簡(jiǎn)便經(jīng)濟(jì)、安裝便捷、耐久性好、耐沖擊負(fù)荷、處理效果穩(wěn)定，既具有水質(zhì)改善效果，又具有自然景觀效果，尤其適用于黑臭水體的治理與修復(fù)。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為本發(fā)明的黑臭水體治理與修復(fù)系統(tǒng)示意圖
[0024]圖2為本發(fā)明的黑臭水體治理與修復(fù)系統(tǒng)平面圖
[0025]圖中:1-主體框架;2-曝氣器;3-擋水圍板;4-屜式填料單元;5-浮動(dòng)式生物填料；6-曝氣主管;7-風(fēng)機(jī)及風(fēng)機(jī)罩;8-浮體;9-種植網(wǎng)；10-水生植物;11-風(fēng)機(jī)支架。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明:
[0027]本發(fā)明中的種植網(wǎng)和水生植物等材料均可從市場(chǎng)購(gòu)得。
[0028]如圖1和圖2所示，本發(fā)明的黑臭水體治理與修復(fù)系統(tǒng)，其包括有生化原位強(qiáng)化處理區(qū)和水生植物修復(fù)區(qū)，所述的生化原位強(qiáng)化處理區(qū)為一體化水體原位修復(fù)設(shè)備，由主體框架、曝氣器、擋水圍板、屜式填料單元、浮動(dòng)式生物填料、曝氣主管、風(fēng)機(jī)及風(fēng)機(jī)罩、浮體和風(fēng)機(jī)支架組成，主體框架與浮體固定連接，利用浮體浮力整體懸浮在水中，曝氣器通過(guò)曝氣主管與風(fēng)機(jī)連接，曝氣器分布在屜式填料單元底部，屜式填料單元內(nèi)部裝填浮動(dòng)式生物填料，風(fēng)機(jī)固定在風(fēng)機(jī)支架上，向一體化水體原位修復(fù)設(shè)備內(nèi)鼓風(fēng)，使得浮動(dòng)式生物填料保持懸浮并為填料上附著的微生物供氧，同時(shí)向水體充氧并促使水體加大豎向循環(huán)運(yùn)動(dòng);所述的水生植物修復(fù)區(qū)為生態(tài)浮島修復(fù)系統(tǒng)，由種植網(wǎng)和水生植物組成，分布在生化原位強(qiáng)化處理區(qū)四周，生化原位強(qiáng)化處理區(qū)的擋水圍板將生化原位強(qiáng)化處理區(qū)和水生植物修復(fù)區(qū)分隔成相對(duì)獨(dú)立的兩個(gè)區(qū)域，生化原位強(qiáng)化處理區(qū)凈化后的水從擋水圍板的上沿流向周圍水生植物修復(fù)區(qū)。整個(gè)一體化水體原位修復(fù)設(shè)備通過(guò)浮體的浮力懸浮在水面上，固定在風(fēng)機(jī)支架上的風(fēng)機(jī)，通過(guò)設(shè)備底部的曝氣器向上曝氣，帶動(dòng)水流向上流動(dòng)，經(jīng)過(guò)屜式填料單元中的浮動(dòng)式生物填料，水體中的污染物被浮動(dòng)式生物填料上附著的微生物吸附降解，凈化后的水從設(shè)備周邊的擋水圍板的上沿流向周圍水體;在設(shè)備周邊布置若干面積的種植網(wǎng)，并在種植網(wǎng)中栽培一種或多種水生植物，可選擇圓幣草、狐尾藻、梭魚(yú)草、水芙蓉、水芹菜、水竹、香根草等一種或其中幾種植物組合種植。
[0029]將本發(fā)明應(yīng)用某段污染河道，河長(zhǎng)約100m，平均河寬15m，水深約1.2m，水體感官較差，水色呈綠色，局部有黑臭現(xiàn)象，平均水質(zhì)為:D0為2.1mg/L，⑶D為67mg/L，氨氮為4.6mg/L總磷為0.8mg/L。在該河道中應(yīng)用該系統(tǒng)，設(shè)備設(shè)置3臺(tái)，3X2X1.2(m)，其中填料層高度為0.4m，曝氣量為40?50m3/h，每天曝氣時(shí)間為12h;水生植物種植面積為300m2，種植圓幣草。一個(gè)月后根據(jù)植物成活情況，進(jìn)行補(bǔ)種與調(diào)整，經(jīng)過(guò)三個(gè)月的治理與修復(fù)，水質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)為DO為6mg/L?7mg/L，COD為28mg/L，氨氮為0.96mg/L，總磷為0.2 lmg/L，水質(zhì)達(dá)到IV類水體標(biāo)準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種黑臭水體治理與修復(fù)系統(tǒng)，其特征在于包括有生化原位強(qiáng)化處理區(qū)和水生植物修復(fù)區(qū)，所述的生化原位強(qiáng)化處理區(qū)為一體化水體原位修復(fù)設(shè)備，主要由主體框架、曝氣器、擋水圍板、屜式填料單元、浮動(dòng)式生物填料、曝氣主管、風(fēng)機(jī)及風(fēng)機(jī)罩、浮體和風(fēng)機(jī)支架組成，主體框架與浮體固定連接，利用浮體浮力整體懸浮在水中，曝氣器通過(guò)曝氣主管與風(fēng)機(jī)連接，曝氣器分布在屜式填料單元底部，屜式填料單元內(nèi)部裝填浮動(dòng)式生物填料，風(fēng)機(jī)固定在風(fēng)機(jī)支架上，向一體化水體原位修復(fù)設(shè)備內(nèi)鼓風(fēng)，使得浮動(dòng)式生物填料保持懸浮并為填料上附著的微生物供氧，同時(shí)向水體充氧并促使水體加大豎向循環(huán)運(yùn)動(dòng);所述的水生植物修復(fù)區(qū)為生態(tài)浮島修復(fù)系統(tǒng)，由種植網(wǎng)和水生植物組成，分布在生化原位強(qiáng)化處理區(qū)四周，生化原位強(qiáng)化處理區(qū)的擋水圍板將生化原位強(qiáng)化處理區(qū)和水生植物修復(fù)區(qū)分隔成相對(duì)獨(dú)立的兩個(gè)區(qū)域，生化原位強(qiáng)化處理區(qū)凈化后的水從擋水圍板的上沿流向周圍水生植物修復(fù)區(qū)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的黑臭水體治理與修復(fù)系統(tǒng)，其特征在于所述的浮體為具有抗外來(lái)的沖擊力、抗紫外線的氧化能力的圓柱狀浮體。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的黑臭水體治理與修復(fù)系統(tǒng)，其特征在于所述的風(fēng)機(jī)為低噪音風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)罩采用隔音材料制作，風(fēng)機(jī)動(dòng)力來(lái)源為太陽(yáng)能或電能或風(fēng)能。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的黑臭水體治理與修復(fù)系統(tǒng)，其特征在于所述的曝氣器的曝氣氣泡大小從微米級(jí)到毫米級(jí)，每日曝氣時(shí)間為3?24h，設(shè)備中水體溶解氧濃度維持在2mg/L?8mg/L。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的黑臭水體治理與修復(fù)系統(tǒng)，其特征在于所述的屜式填料單元可從一體化水體原位修復(fù)設(shè)備側(cè)面抽出。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的黑臭水體治理與修復(fù)系統(tǒng)，其特征在于所述的浮動(dòng)式生物填料為脫氮生物多孔填料，其結(jié)構(gòu)為立體空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，填料間形成相互貫通的孔洞結(jié)構(gòu)，填料的孔隙度>95%，孔隙尺寸為0.5mm?7mm，填料填充體積為一體化水體原位處理設(shè)備體積的20%?60%，高度100?3000mm。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的黑臭水體治理與修復(fù)系統(tǒng)，其特征在于所述的種植網(wǎng)為雙層圍網(wǎng)，圍網(wǎng)由PVC管固定支撐，構(gòu)成的平面形狀為圓形、橢圓形或方形。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的黑臭水體治理與修復(fù)系統(tǒng)，其特征在于所述的水生植物為圓幣草、狐尾藻、梭魚(yú)草、水芙蓉、水芹菜、水竹、香根草中的一種或幾種的組合。
【文檔編號(hào)】C02F3/32GK106006965SQ201610498518
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年6月29日
【發(fā)明人】梅凱, 孫永軍, 程松, 肖雪峰, 王雄, 劉青, 周偉宏, 孫海濤
【申請(qǐng)人】江蘇奧尼斯環(huán)?？萍加邢薰? 南京工業(yè)大學(xué)