污染水體治理用空氣洗水型立體生物鏈膜體開放式處理系統(tǒng)及其構(gòu)建方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及污染水體治理用空氣洗水型立體生物鏈膜體開放式處理系統(tǒng)及其構(gòu)建方法。該系統(tǒng)包括主載體，第一圈HY微生物膜體區(qū)，第二圈空氣洗水區(qū)，第三圈HY微生物膜體區(qū)，第四圈水生游水動物區(qū)，第五圈HQY2微生物膜體區(qū)，生物菌混合液播撒水體修復(fù)區(qū)，底棲貝類動物區(qū)，水生植物生態(tài)凈化區(qū)。該方法包括分別構(gòu)建上述單元的具體步驟。本發(fā)明節(jié)能環(huán)保，不占用土地資源，可節(jié)省建造污水處理廠所需的大量建筑材料和能源消耗；具有因地制宜，就地治理，不受水體雨季旱季水位變化等因素的限制，機(jī)動、靈活、快捷、實用性強(qiáng)、投資少、見效快、運行管理成本低、標(biāo)本兼治等優(yōu)勢。
【專利說明】污染水體治理用空氣洗水型立體生物鏈膜體開放式處理系統(tǒng)及其構(gòu)建方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種污染水體治理用空氣洗水型立體生物鏈膜體開放式處理系統(tǒng)及其構(gòu)建方法，采用空氣洗水工藝同時將自然界生物加以選擇、培養(yǎng)、馴化，構(gòu)建獲得立體的生物鏈膜體開放式處理系統(tǒng)，屬于污染水體治理【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]目前在國內(nèi)外環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，針對大型水體遭污染后的治理，尚未存在切實可行的工藝方案與技術(shù)手段，其困難主要表現(xiàn)在三個方面:一、氧與水體的穩(wěn)定有效傳遞；二、水體中微生物數(shù)量與品種的有效增殖；三、水體中有機(jī)營養(yǎng)鹽與微生物間的有效傳遞。而傳統(tǒng)的污水處理工藝均為收集式工藝，需要在陸地上建造相應(yīng)的構(gòu)筑物，因而對大面積開放式水體(如湖泊、水庫、河塘等)遭受污染后的治理，顯得無能為力。然而，河塘、湖泊、水庫等開放式水體被污染的情況呈現(xiàn)出擴(kuò)大趨勢，這種污染的勢頭如果不能得到有效控制，并任其發(fā)展下去，將會對人類的生存與發(fā)展造成毀滅性打擊。
[0003]現(xiàn)在亟待需要研制開發(fā)出適用于大面積開放式污染水體治理與修復(fù)，且成本低、治理效果好的污染水體處理系統(tǒng)及其構(gòu)建方法。
[0004] 申請人:于2014年5月19日申請了中國發(fā)明專利申請(申請?zhí)?01410212301.0，申請公布號CN103979676A，名稱為污染水體治理與修復(fù)用懸浮升降式曝氣生物濾膜系統(tǒng)及其構(gòu)建方法)。 申請人:經(jīng)進(jìn)一步深入實踐研宄，得出了更加先進(jìn)的處理系統(tǒng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種污染水體治理用空氣洗水型立體生物鏈膜體開放式處理系統(tǒng)及其構(gòu)建方法，尤其適用于大面積開放式污染水體的治理與修復(fù)，且成本低、治理效果好。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:
[0007]一種污染水體治理用空氣洗水型立體生物鏈膜體開放式處理系統(tǒng)，包括主載體，主載體周圍設(shè)有第一環(huán)形浮體串，第一環(huán)形浮體串的底部懸掛有第一生物填料，第一生物填料上載有好氧微生物，第一環(huán)形浮體串、第一生物填料及其上的好氧微生物共同構(gòu)成第一圈HY微生物膜體區(qū)；
[0008]第一環(huán)形浮體串的外側(cè)經(jīng)固定支架固連有第二環(huán)形浮體串，第一、第二環(huán)形浮體串之間形成第二圈空氣洗水區(qū)，第二圈空氣洗水區(qū)內(nèi)設(shè)有一組進(jìn)氣端與空氣壓縮機(jī)連通的空氣輸送管道，空氣輸送管道的出氣端與空氣輸送橫管連通，空氣輸送橫管圍成框形，框形內(nèi)側(cè)均勻安裝有中間橫管形成管網(wǎng)；空氣擴(kuò)散裝置間隔分布在空氣輸送橫管和中間橫管上；空氣輸送管道、空氣輸送橫管和中間橫管形成的管網(wǎng)、以及空氣擴(kuò)散裝置共同構(gòu)成第二圈空氣洗水區(qū)；
[0009]第二環(huán)形浮體串底部懸掛有第二生物填料，第二生物填料上載有好氧微生物，第二環(huán)形浮體串、第二生物填料及其上的好氧微生物共同構(gòu)成第三圈HY微生物膜體區(qū)；
[0010]第二環(huán)形浮體串的外側(cè)經(jīng)固定支架固連有第三環(huán)形浮體串，第二、第三環(huán)形浮體串之間形成第四圈水生游水動物區(qū)；第四圈水生游水動物區(qū)內(nèi)設(shè)有由網(wǎng)制成的網(wǎng)箱，水生游水動物置于網(wǎng)箱內(nèi)；
[0011]第三環(huán)形浮體串底部懸掛有第三生物填料，第三生物填料的上部載有好氧微生物、下部載有厭氧微生物，第三環(huán)形浮體串、第三生物填料及其上的好氧微生物和厭氧微生物共同構(gòu)成第五圈HQY2微生物膜體區(qū)；
[0012]第二圈空氣洗水區(qū)的浮體支架上還設(shè)有潛水泵，潛水泵的出水口經(jīng)管路與設(shè)于第三環(huán)形浮體串上的排水管道連通，排水管道設(shè)有一組噴灑頭，噴灑頭的噴灑方向為第三環(huán)形浮體串的外側(cè)；潛水泵、排水管道、噴灑頭共同構(gòu)成生物菌混合液播撒水體修復(fù)區(qū)；
[0013]污染水體的底部安置有底棲貝類動物，形成底棲貝類動物區(qū)；
[0014]污染水體靠近岸堤處安置有水生植物，形成水生植物生態(tài)凈化區(qū)。
[0015]該結(jié)構(gòu)在使用時，第一、第二、第三環(huán)形浮體串以及主載體位于水體的水面，第一、第二、第三生物填料、空氣擴(kuò)散裝置、網(wǎng)箱、均位于水體內(nèi)。運行時，位于第二圈空氣洗水區(qū)的空氣壓縮機(jī)、潛水泵持續(xù)工作，一方面由空氣壓縮機(jī)將空氣通過管道輸送，經(jīng)空氣擴(kuò)散裝置使空氣以小氣泡形式從水體下部向上劇烈擴(kuò)散、形成空氣洗水，另一方面由潛水泵將經(jīng)空氣洗水后的生物菌混合液噴灑至整個處理系統(tǒng)外側(cè)的水體中，使整個水體形成立體循環(huán)運動，水體在運動時會經(jīng)過水生植物生態(tài)凈化區(qū)、底棲貝類動物區(qū)、HQY2微生物膜體區(qū)、水生游水動物區(qū)、HY微生物膜體區(qū)，并在各區(qū)域內(nèi)得到有效處理。
[0016]該結(jié)構(gòu)以空氣洗水為核心，以微生物、水生動物、水生植物三大生物體系構(gòu)成的生物鏈為基礎(chǔ)，采用八大區(qū)相結(jié)合、且完全敞開通透的開放方式，構(gòu)建出立體化生物鏈為主導(dǎo)的污染水體治理系統(tǒng)，能在同一污染水體中將好氧、缺氧、厭氧處理工藝有機(jī)結(jié)合、相互轉(zhuǎn)換，不僅能穩(wěn)定、持續(xù)、有效地去除污染水體中的碳、氮、磷、硫化物等污染物，還能避免產(chǎn)生致癌、致畸、致突變的“三致”物質(zhì)和有毒有害物質(zhì)，恢復(fù)水體多元化的生態(tài)體系和自凈功會K。
[0017]本發(fā)明處理系統(tǒng)進(jìn)一步完善的技術(shù)方案如下:
[0018]優(yōu)選地，主載體底部經(jīng)粧基與水底地基固連，或者主載體漂浮于水體表面。
[0019]優(yōu)選地，第一、第二、第三環(huán)形浮體串分別由一組浮體經(jīng)浮體固定連接器固連構(gòu)成；第一、第二、第三環(huán)形浮體串分別呈長方環(huán)形；第一、第二、第三生物填料末端懸掛有掛墜。
[0020]優(yōu)選地，主載體向周圍延伸出橫梁，橫梁上設(shè)有圍繞主載體的圈梁體，第二圈空氣洗水區(qū)上方的圈梁體設(shè)有一組含升降緊固件的升降調(diào)節(jié)裝置，升降調(diào)節(jié)裝置上設(shè)有相配的升降導(dǎo)桿，升降導(dǎo)桿底端設(shè)有水平框架；空氣輸送橫管和中間橫管形成的管網(wǎng)安置于水平框架上；空氣擴(kuò)散裝置均勻分布在空氣輸送管和中間橫管上。
[0021]優(yōu)選地，網(wǎng)箱采用尼龍網(wǎng)制成；生物鏈由好氧微生物、厭氧微生物、水生游水動物、底棲貝類動物以及水生植物構(gòu)成；水生游水動物包括浮游動物和游水動物；水生植物包括挺水植物、浮葉植物、漂浮植物和沉水植物；微生物包括細(xì)菌、真菌以及部分原生動物。
[0022]優(yōu)選地，主載體具有含太陽能和/或風(fēng)能蓄電裝置的機(jī)電動力區(qū)、控制空氣壓縮機(jī)和潛水泵的操作控制系統(tǒng)區(qū)、以及用以處理生活污水的生活污水處理區(qū)；主載體上還構(gòu)筑有房屋，房屋的屋頂上裝有太陽能光伏板和/或風(fēng)能發(fā)電裝置，太陽能光伏板與太陽能蓄電裝置電連接，風(fēng)能發(fā)電裝置與風(fēng)能蓄電裝置電連接。
[0023]本發(fā)明還提供上述空氣洗水型立體生物鏈膜體開放式處理系統(tǒng)的構(gòu)建方法，包括以下步驟:
[0024]第一步、根據(jù)目標(biāo)污染水體的體量、水深及污染物成份指標(biāo)分析，確定處理系統(tǒng)各部件的重量及尺寸，以及好氧微生物、厭氧微生物、水生游水動物、底棲貝類動物、水生植物的種類和數(shù)量；
[0025]第二步、構(gòu)建主載體:確定主載體位置并構(gòu)筑主載體；在主載體周圍固定安裝第一環(huán)形浮體串；主載體向周圍延伸出橫梁，在橫梁上設(shè)有圍繞主載體的圈梁體；
[0026]第三步、構(gòu)建第二圈空氣洗水區(qū):在圈梁體上設(shè)一組含升降緊固件的升降調(diào)節(jié)裝置；構(gòu)建一組設(shè)有升降導(dǎo)桿的水平框架，升降導(dǎo)桿具有一組與升降緊固件相配的升降調(diào)節(jié)孔；空氣輸送管道縱向布置于升降導(dǎo)桿旁邊；在水平框架上安裝相互連通的空氣輸送橫管，并圍成框形，在框形內(nèi)安裝與空氣輸送橫管連通的中間橫管，在空氣輸送橫管和中間橫管上均勻安裝一組空氣擴(kuò)散裝置；將升降導(dǎo)桿的升降調(diào)節(jié)孔與升降緊固件固連，通過升降調(diào)節(jié)裝置將空氣輸送橫管和空氣擴(kuò)散裝置沉入水體中，形成第二圈空氣洗水區(qū)；
[0027]第四步、構(gòu)建第一、第三圈HY微生物膜體區(qū):在第一環(huán)形浮體串的外側(cè)經(jīng)固定支架固連第二環(huán)形浮體串；在第一環(huán)形浮體串底部懸掛第一生物填料，在第二環(huán)形浮體串底部懸掛第二生物填料，第一、第二生物填料末端掛有掛墜；在第一、第二生物填料上分別投加好氧微生物；第一環(huán)形浮體串、第一生物填料及其上的好氧微生物共同構(gòu)成第一圈HY微生物膜體區(qū)，第二環(huán)形浮體串、第二生物填料及其上的好氧微生物共同構(gòu)成第三圈HY微生物膜體區(qū)；
[0028]第五步、構(gòu)建第四圈水生游水動物區(qū):在第二環(huán)形浮體串的外側(cè)經(jīng)固定支架固連第三環(huán)形浮體串；在第二、第三環(huán)形浮體串之間懸掛有由網(wǎng)制成的網(wǎng)箱，向網(wǎng)箱內(nèi)投放水生游水動物，形成第四圈水生游水動物區(qū)；
[0029]第六步、構(gòu)建第五圈HQY2微生物膜體區(qū):在第三環(huán)形浮體串底部懸掛第三生物填料，第三生物填料末端掛有掛墜，在第三生物填料的上部投加好氧微生物、下部投加厭氧微生物；第三環(huán)形浮體串、第三生物填料及其上的好氧微生物和厭氧微生物共同構(gòu)成第五圈HQY2微生物膜體區(qū)；
[0030]第七步、構(gòu)建生物菌混合液播撒水體修復(fù)區(qū):在第二圈空氣洗水區(qū)內(nèi)的浮體支架上安裝潛水泵，在第三環(huán)形浮體串上安裝排水管道；將潛水泵的出水口經(jīng)管路與排水管道連通；在排水管道上設(shè)一組噴灑頭，將噴灑頭的噴灑方向調(diào)整為第三環(huán)形浮體串的外側(cè)；潛水泵、排水管道、噴灑頭共同構(gòu)成生物菌混合液播撒水體修復(fù)區(qū)；
[0031]第八步、構(gòu)建底棲貝類動物區(qū)、水生植物生態(tài)凈化區(qū):在污染水體的底部安置預(yù)定種類和數(shù)量的底棲貝類動物，形成底棲貝類動物區(qū)；在污染水體靠近岸堤處安置預(yù)定品種的水生植物，形成水生植物生態(tài)凈化區(qū)。
[0032]本發(fā)明方法進(jìn)一步完善的技術(shù)方案如下:
[0033]優(yōu)選地，第二步中，構(gòu)筑主載體時，先在水底地基上構(gòu)筑粧基，再在粧基上構(gòu)筑主載體，或者直接構(gòu)筑船舶式主載體；構(gòu)筑主載體后，在主載體上構(gòu)筑房屋，在房屋的屋頂上裝有太陽能光伏板和/或風(fēng)能發(fā)電裝置，在主載體內(nèi)設(shè)含太陽能和/或風(fēng)能蓄電裝置的機(jī)電動力區(qū)，太陽能光伏板與太陽能蓄電裝置電連接，風(fēng)能發(fā)電裝置與風(fēng)能蓄電裝置電連接。
[0034]更優(yōu)選地，在主載體內(nèi)設(shè)控制空氣壓縮機(jī)和潛水泵的操作控制系統(tǒng)區(qū)、以及用以處理生活污水的生活污水處理區(qū)；主載體還留有市電接口。
[0035]優(yōu)選地，第一、第二、第三生物填料分別含有若干條生物填料，相鄰生物填料之間保持預(yù)定的間隔距離；排水管道末端設(shè)有排放沉積雜質(zhì)的球閥。
[0036]本發(fā)明的有益效果如下:
[0037]1、本發(fā)明解決并攻克了當(dāng)前國內(nèi)外環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域里對大面積污染水體治理的三大難題，即:氧與水體的穩(wěn)定有效傳遞；水體中微生物數(shù)量與品種的有效增殖；水體中有機(jī)營養(yǎng)鹽與微生物間的有效傳遞。本發(fā)明已經(jīng)在污染水體治理試驗中取得成功，填補了我國大面積水域污染水體治理技術(shù)上的空白。
[0038]2、本發(fā)明以空氣洗水為核心，以微生物、水生動物、水生植物三大生物體系構(gòu)成的生物鏈為基礎(chǔ)，采用八大區(qū)相結(jié)合、且完全敞開通透的開放方式，構(gòu)建出立體化生物鏈為主導(dǎo)的污染水體治理系統(tǒng)，能在同一污染水體中將好氧、缺氧、厭氧處理工藝有機(jī)結(jié)合、相互轉(zhuǎn)換，不僅能穩(wěn)定、持續(xù)、有效地去除污染水體中的碳、氮、磷、硫化物等污染物，還能避免產(chǎn)生致癌、致畸、致突變的“三致”物質(zhì)和有毒有害物質(zhì)，恢復(fù)水體多元化的生態(tài)體系和自凈功會K。
[0039]3、本發(fā)明節(jié)能環(huán)保，不占用土地資源，可節(jié)省建造污水處理廠所需的大量建筑材料和能源消耗。
[0040]4、本發(fā)明可因地制宜，不受污染水體水底復(fù)雜條件以及雨季、旱季水位變化等因素的限制，機(jī)動、靈活、快捷、方便、實用性強(qiáng)。
[0041]與 申請人:之前申請的專利相比，本發(fā)明以空氣洗水工藝為基礎(chǔ)，將自然界生物中的水生動物、水生植物、微生物等加以選擇、培養(yǎng)、馴化，構(gòu)建出多元素，全方位，相互補充的生物食物鏈膜體，形成立體開放式的處理體系。
[0042]本發(fā)明構(gòu)建的多功能主載體，為本系統(tǒng)參與大型污染水體、湖泊、水庫的治理提供了安全、可靠的硬件技術(shù)保障，使消除水體污染，恢復(fù)水體自凈功能不再是停留在口頭上的奢望，而是實實在在地成為現(xiàn)實。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0043]圖1為本發(fā)明實施例1處理系統(tǒng)俯視圖。
[0044]圖2、圖3分別為本發(fā)明實施例1固定式、船舶式處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0045]圖4為本發(fā)明實施例1處理系統(tǒng)水生植物生態(tài)凈化區(qū)的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0046]下面參照附圖并結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。但是本發(fā)明不限于所給出的例子。
[0047]實施例1污染水體治理用空氣洗水型立體生物鏈膜體開放式處理系統(tǒng)及其構(gòu)建方法
[0048]如圖1至圖4所示，本實施例污染水體治理用空氣洗水型立體生物鏈膜體開放式處理系統(tǒng)包括主載體1，主載體I底部經(jīng)粧基10與水底地基固連，或者主載體I漂浮于水體表面。主載體I具有含太陽能和/或風(fēng)能蓄電裝置的機(jī)電動力區(qū)I 一 1、控制空氣壓縮機(jī)11和增壓潛水泵12的操作控制系統(tǒng)區(qū)I 一 2、以及用以處理生活污水的生活污水處理區(qū)I 一3 ;主載體I上還構(gòu)筑有房屋13，房屋13的屋頂16上裝有太陽能光伏板14和/或風(fēng)能發(fā)電裝置15，太陽能光伏板14與太陽能蓄電裝置電連接，風(fēng)能發(fā)電裝置15與風(fēng)能蓄電裝置電連接。
[0049]主載體I周圍設(shè)有第一環(huán)形浮體串2 - 1，第一環(huán)形浮體串2 -1的底部懸掛有第一生物填料3 -1，第一生物填料3 -1上載有好氧微生物，第一環(huán)形浮體串2 - 1、第一生物填料3 -1及其上的好氧微生物共同構(gòu)成第一圈HY微生物膜體區(qū)21。
[0050]第一環(huán)形浮體串2 -1的外側(cè)經(jīng)固定支架4固連有第二環(huán)形浮體串2 - 2，第一、第二環(huán)形浮體串2 — 1、2 — 2之間形成第二圈空氣洗水區(qū)22，第二圈空氣洗水區(qū)22內(nèi)設(shè)有一組進(jìn)氣端與空氣壓縮機(jī)11連通的空氣輸送管道19，空氣輸送管道19的出氣端與位于水下的空氣輸送橫管6連通，空氣輸送橫管6圍成框形，框形內(nèi)側(cè)均勾安裝有中間橫管形成管網(wǎng)，空氣擴(kuò)散裝置7間隔均勻分布在空氣輸送橫管6和中間橫管上；空氣輸送管道19、空氣輸送橫管6間隔分布在第一環(huán)形浮體串2 — I的周圍；第二圈空氣洗水區(qū)22上方圈梁體18還設(shè)有一組含升降緊固件的升降調(diào)節(jié)裝置35，用以調(diào)節(jié)固定升降導(dǎo)桿36，升降導(dǎo)桿36底端固連有水平框架37，空氣輸送橫管6和中間橫管形成的管網(wǎng)安置于水平框架上；這樣即可實現(xiàn)對空氣輸送管道19、空氣輸送橫管6以及空氣擴(kuò)散裝置7在水體中的升降?？諝鈹U(kuò)散裝置7可為曝氣頭或微孔管?？諝廨斔凸艿?9、空氣輸送橫管6和中間橫管形成的管網(wǎng)、以及空氣擴(kuò)散裝置7共同構(gòu)成第二圈空氣洗水區(qū)。
[0051]第二環(huán)形浮體串2 - 2底部懸掛有第二生物填料3 - 2，第二生物填料3 — 2上載有好氧微生物，第二環(huán)形浮體串2 - 2、第二生物填料3 - 2及其上的好氧微生物共同構(gòu)成第三圈HY微生物膜體區(qū)23。
[0052]第二環(huán)形浮體串2 - 2的外側(cè)經(jīng)固定支架4固連有第三環(huán)形浮體串2 — 3，第二、第三環(huán)形浮體串2 — 2、2 — 3之間形成第四圈水生游水動物區(qū)24 ;第四圈水生游水動物區(qū)24內(nèi)設(shè)有由尼龍網(wǎng)制成的網(wǎng)箱5，水生游水動物置于網(wǎng)箱5內(nèi)。
[0053]第三環(huán)形浮體串2 - 3底部懸掛有第三生物填料3 - 3，第三生物填料3 — 3的上部載有好氧微生物、下部載有厭氧微生物，第三環(huán)形浮體串2 - 3、第三生物填料3 — 3及其上的好氧微生物和厭氧微生物共同構(gòu)成第五圈HQY2微生物膜體區(qū)25。
[0054]第一、第二、第三環(huán)形浮體串2 — 1、2 — 2、2 — 3分別由一組浮體經(jīng)浮體固定連接器固連構(gòu)成；第一、第二、第三環(huán)形浮體串2 — 1、2 — 2、2 — 3分別呈長方環(huán)形；第一、第二、第三生物填料3 — 1、3 — 2、3 — 3末端懸掛有掛墜30。
[0055]第二圈空氣洗水區(qū)22的浮體支架上還設(shè)有潛水泵12，潛水泵12的出水口經(jīng)管路8與設(shè)于第三環(huán)形浮體串2 - 3上的排水管道9連通，排水管道9設(shè)有一組噴灑頭9 一 1，噴灑頭9 — I的噴灑方向為第三環(huán)形浮體串2 — 3的外側(cè)；潛水泵12、排水管道9、噴灑頭
9-1共同構(gòu)成生物菌混合液播撒水體修復(fù)區(qū)。
[0056]污染水體的底部安置有底棲貝類動物10 - 1，形成底棲貝類動物區(qū)，對水體有機(jī)物及底泥進(jìn)行降解。
[0057]污染水體靠近岸堤處安置有水生植物10 - 2，形成水生植物生態(tài)凈化區(qū)。
[0058]本實施例系統(tǒng)的構(gòu)建方法包括:
[0059]第一步、根據(jù)目標(biāo)污染水體的體量、水深及污染物成份指標(biāo)分析，確定處理系統(tǒng)各部件的重量及尺寸，以及好氧微生物、厭氧微生物、水生游水動物、底棲貝類動物10 — 1、水生植物10 — 2的種類和數(shù)量。
[0060]第二步、構(gòu)建主載體1:確定主載體I位置并構(gòu)筑主載體I ;在主載體I周圍固定安裝第一環(huán)形浮體串2 -1 ;主載體I向周圍延伸出橫梁17，在橫梁17上設(shè)有圍繞主載體I的圈梁體18。
[0061]第二步中，構(gòu)筑主載體I時，先在水底地基上構(gòu)筑粧基10，再在粧基10上構(gòu)筑主載體I，或者直接構(gòu)筑船舶式主載體I ;構(gòu)筑主載體I后，在主載體I上構(gòu)筑房屋13，在房屋13的屋頂16上裝有太陽能光伏板14和/或風(fēng)能發(fā)電裝置15，在主載體I內(nèi)設(shè)含太陽能和/或風(fēng)能蓄電裝置的機(jī)電動力區(qū)I 一 1，太陽能光伏板14與太陽能蓄電裝置電連接，風(fēng)能發(fā)電裝置15與風(fēng)能蓄電裝置電連接。在主載體I內(nèi)設(shè)控制空氣壓縮機(jī)11和潛水泵12的操作控制系統(tǒng)區(qū)I 一 2、以及用以處理生活污水的生活污水處理區(qū)I 一 3 ;主載體I還留有市電接口。
[0062]第三步、構(gòu)建第二圈空氣洗水區(qū)22:在圈梁體18上設(shè)一組含升降緊固件的升降調(diào)節(jié)裝置35 ;構(gòu)建一組設(shè)有升降導(dǎo)桿36的水平框架37，升降導(dǎo)桿36具有一組與升降緊固件相配的升降調(diào)節(jié)孔；空氣輸送管道19縱向布置于升降導(dǎo)桿36旁邊；在水平框架37上安裝相互連通的空氣輸送橫管6，并圍成框形，在框形內(nèi)安裝與空氣輸送橫管6連通的中間橫管，在空氣輸送橫管6和中間橫管上均勻安裝一組空氣擴(kuò)散裝置7 ;將升降導(dǎo)桿36的升降調(diào)節(jié)孔與升降緊固件固連，通過升降調(diào)節(jié)裝置35將空氣輸送橫管6和空氣擴(kuò)散裝置7沉入水體中，形成第二圈空氣洗水區(qū)22。
[0063]第四步、構(gòu)建第一、第三圈HY微生物膜體區(qū)21、23:在第一環(huán)形浮體串2 — I的外側(cè)經(jīng)固定支架4固連第二環(huán)形浮體串2 - 2 ;在第一環(huán)形浮體串2 -1底部懸掛第一生物填料3 — 1，在第二環(huán)形浮體串2 — 2底部懸掛第二生物填料3 — 2，第一、第二生物填料3 —
1、3 - 2末端掛有掛墜30 ;在第一、第二生物填料3 — 1、3 — 2上分別投加好氧微生物；第一環(huán)形浮體串2 - 1、第一生物填料3 -1及其上的好氧微生物共同構(gòu)成第一圈HY微生物膜體區(qū)21，第二環(huán)形浮體串2 - 2、第二生物填料3 — 2及其上的好氧微生物共同構(gòu)成第三圈HY微生物膜體區(qū)23。
[0064]第五步、構(gòu)建第四圈水生游水動物區(qū)24:在第二環(huán)形浮體串2 - 2的外側(cè)經(jīng)固定支架4固連第三環(huán)形浮體串2 - 3 ;在第二、第三環(huán)形浮體串2 — 2、2 — 3之間懸掛有由尼龍網(wǎng)制成的網(wǎng)箱5，向網(wǎng)箱5內(nèi)投放水生游水動物，形成第四圈水生游水動物區(qū)24 ；
[0065]第六步、構(gòu)建第五圈HQY2微生物膜體區(qū):在第三環(huán)形浮體串2 - 3底部懸掛第三生物填料3 - 3，第三生物填料3 - 3末端掛有掛墜，在第三生物填料3 - 3的上部投加好氧微生物、下部投加厭氧微生物；第三環(huán)形浮體串2 - 3、第三生物填料3 - 3及其上的好氧微生物和厭氧微生物共同構(gòu)成第五圈HQY2微生物膜體區(qū)25。
[0066]第一、第二、第三生物填料3 — 1、3 — 2、3 — 3分別含有若干條生物填料，相鄰生物填料之間保持預(yù)定的間隔距離。
[0067]第七步、構(gòu)建生物菌混合液播撒水體修復(fù)區(qū):在第二圈空氣洗水區(qū)22內(nèi)的浮體支架上安裝潛水泵12，在第三環(huán)形浮體串2 - 3上安裝排水管道9 ;將潛水泵12的出水口經(jīng)管路8與排水管道9連通；在排水管道9上設(shè)一組噴灑頭9 — 1，將噴灑頭9 — I的噴灑方向調(diào)整為第三環(huán)形浮體串2 - 3的外側(cè)；潛水泵12、排水管道9、噴灑頭9 -1共同構(gòu)成生物菌混合液播撒水體修復(fù)區(qū)；排水管道9末端設(shè)有排放沉積雜質(zhì)的球閥20。
[0068]第八步、構(gòu)建底棲貝類動物區(qū)、水生植物生態(tài)凈化區(qū):在污染水體的底部安置預(yù)定種類和數(shù)量的底棲貝類動物10 - 1，形成底棲貝類動物區(qū)；在污染水體靠近岸堤處安置預(yù)定品種的水生植物10 - 2，形成水生植物生態(tài)凈化區(qū)。
[0069]本實施例系統(tǒng)的生物鏈由好氧微生物、厭氧微生物、水生游水動物、底棲貝類動物
10-1以及水生植物10 — 2構(gòu)成；水生游水動物包括浮游動物和游水動物；水生植物10 -2包括挺水植物31、浮葉植物32、漂浮植物33和沉水植物34 ;微生物包括細(xì)菌、真菌以及部分原生動物。立體生物鏈膜體為在同一個水域垂直立面由同類不同種生物群或不同類不同種生物群組成。開放式處理系統(tǒng)指:各處理單元由構(gòu)筑不同功能的浮體經(jīng)固定連接器組裝而成，并共同構(gòu)成整體處理系統(tǒng)，水體中各處理單元間不設(shè)軟、硬墻體隔擋，水體自由交換流通。
[0070]本實施例系統(tǒng)中，第一、第三圈HY微生物膜體區(qū)21、23為好氧處理單元，第四圈水生游水動物區(qū)24、底棲貝類動物區(qū)、水生植物生態(tài)凈化區(qū)為生態(tài)處理單元，第五圈HQY2微生物膜體區(qū)25的上部為好氧處理單元、中部為缺氧處理單元、下部為厭氧處理單元；同時，第二圈空氣洗水區(qū)22內(nèi)安裝的潛水泵12將空氣洗水區(qū)22分離出的有機(jī)物、生物菌、氣液等的混合液依次經(jīng)管路8、排水管道9、噴灑頭9 -1噴向處理系統(tǒng)之外形成生物菌混合液播撒水體修復(fù)區(qū)。
[0071]本實施例系統(tǒng)的第二圈空氣洗水區(qū)22中，由空氣壓縮機(jī)11將空氣輸送到污染水體底部的空氣擴(kuò)散裝置7中，空氣以小氣泡的形式從水底向上強(qiáng)烈擴(kuò)散，使空氣與污水劇烈地混合、摩擦、攪拌，水面上出現(xiàn)許多跳躍的小水珠，其原因是由于空氣與液體混合后，促使水分子團(tuán)膨脹，產(chǎn)生運動，氣體穿越液體以氣泡形式上升到水面，在大氣壓力的作用下氣泡爆炸，所載氣液濺落水中，該現(xiàn)象稱為空氣洗水產(chǎn)生的氣液混合爆炸效應(yīng)。這種爆炸效應(yīng)的本質(zhì)是，空氣與污水混合，空氣中多元素的氣體原子與水分子充分接觸，形成良好的吸收效應(yīng)，水分子被激活的同時氧原子和氫原子也得到補充，污水中的溶解氧得到大幅度提升，水體中的有機(jī)物被分子態(tài)的氧所氧化，有機(jī)物從運動中的水分子中脫離出來，雖然有機(jī)物還是懸浮在水體中，但與水分子已是實質(zhì)性的分離。水體中的蛋白質(zhì)、脂肪、碳、氮、磷等污染物正是本實施例處理系統(tǒng)中各種生物賴以生存所必須的食源和營養(yǎng)物質(zhì)。各種生物通過生物化學(xué)作用(吸收富集轉(zhuǎn)化、光合作用、呼吸作用)，物理作用(過濾、沉淀)，協(xié)同與競爭作用等手段，吸收營養(yǎng)鹽，富集重金屬，將硫化物轉(zhuǎn)化為無毒的硫酸根，消除水體異味，降解有機(jī)物并形成多樣化的生態(tài)環(huán)境，提高水體透明度，達(dá)到污染水體治理于修復(fù)的功效。
[0072]如圖4所示，本實施例系統(tǒng)的水生植物生態(tài)凈化區(qū)，在該處理水域岸系向水體縱深有選擇地配種多品種水生植物10 - 2，包括挺水植物31、浮葉植物32、漂浮植物33和沉水植物34形成多元化的立體水生植物生態(tài)凈化區(qū)。
[0073]本實施例系統(tǒng)中，房屋13可用于污染水體治理與修復(fù)以外的附屬項目，包括水上商鋪、酒店、水上游樂風(fēng)光帶景點等水上不夜城亮化工程的開發(fā)，實現(xiàn)“以商養(yǎng)治”的目標(biāo)。
[0074]實施例2實施例1在對黑臭河污染水體治理中的試驗應(yīng)用
[0075]某鎮(zhèn)景觀河全長550余米，河寬12米，平均水深1.6米。河道在規(guī)劃整修時采用大片石堆砌成硬質(zhì)河體，河道內(nèi)有16個排水口，其中8個為兩岸居民小區(qū)生活污水排入口，I個為垃圾轉(zhuǎn)運站排出的垃圾滲濾液入水口，河道西頭的涵洞將西側(cè)小區(qū)的生活污水排入河中。據(jù)統(tǒng)計小集鎮(zhèn)排入河道中的生活污水為250T/d，垃圾滲濾液為0.8T/d，近年來隨著河道底泥的不斷積累，河水變黑河面上漂浮著大量的黑臭懸浮物體并散發(fā)出惡臭，成為名副其實的黑臭河。
[0076]處理前對河水取樣化驗的水質(zhì)結(jié)果為:氨氮為6.96.mg/L、溶解氧力1.2mg/L、總磷為 0.7mg/L、總氮力 I2.2mg/Lo
[0077]采用實施例1構(gòu)建方法構(gòu)筑空氣洗水型立體生物鏈膜體開放式處理系統(tǒng)，對該河道進(jìn)行治理。在不切斷污染源、不對河體底泥清淤等措施下，實施例1處理系統(tǒng)運行20天后，漂浮在河面上的黑臭物質(zhì)全都被降解、河水臭味完全消失，河水變清澈，水質(zhì)得到明顯改善。
[0078]除上述實施例外，本發(fā)明還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種污染水體治理用空氣洗水型立體生物鏈膜體開放式處理系統(tǒng)，包括主載體，其特征是，所述主載體周圍設(shè)有第一環(huán)形浮體串，所述第一環(huán)形浮體串的底部懸掛有第一生物填料，所述第一生物填料上載有好氧微生物，所述第一環(huán)形浮體串、第一生物填料及其上的好氧微生物共同構(gòu)成第一圈HY微生物膜體區(qū)； 所述第一環(huán)形浮體串的外側(cè)經(jīng)固定支架固連有第二環(huán)形浮體串，所述第一、第二環(huán)形浮體串之間形成第二圈空氣洗水區(qū)，所述第二圈空氣洗水區(qū)內(nèi)設(shè)有一組進(jìn)氣端與空氣壓縮機(jī)連通的空氣輸送管道，所述空氣輸送管道的出氣端與空氣輸送橫管連通，所述空氣輸送橫管圍成框形，所述框形內(nèi)側(cè)均勻安裝有中間橫管形成管網(wǎng)；所述空氣擴(kuò)散裝置間隔分布在空氣輸送橫管和中間橫管上；所述空氣輸送管道、空氣輸送橫管和中間橫管形成的管網(wǎng)、以及空氣擴(kuò)散裝置共同構(gòu)成第二圈空氣洗水區(qū)； 所述第二環(huán)形浮體串底部懸掛有第二生物填料，所述第二生物填料上載有好氧微生物，所述第二環(huán)形浮體串、第二生物填料及其上的好氧微生物共同構(gòu)成第三圈HY微生物膜體區(qū)； 所述第二環(huán)形浮體串的外側(cè)經(jīng)固定支架固連有第三環(huán)形浮體串，第二、第三環(huán)形浮體串之間形成第四圈水生游水動物區(qū)；所述第四圈水生游水動物區(qū)內(nèi)設(shè)有由網(wǎng)制成的網(wǎng)箱，水生游水動物置于網(wǎng)箱內(nèi)； 所述第三環(huán)形浮體串底部懸掛有第三生物填料，所述第三生物填料的上部載有好氧微生物、下部載有厭氧微生物，所述第三環(huán)形浮體串、第三生物填料及其上的好氧微生物和厭氧微生物共同構(gòu)成第五圈HQY2微生物膜體區(qū)； 所述第二圈空氣洗水區(qū)的浮體支架上還設(shè)有潛水泵，所述潛水泵的出水口經(jīng)管路與設(shè)于第三環(huán)形浮體串上的排水管道連通，所述排水管道設(shè)有一組噴灑頭，所述噴灑頭的噴灑方向為第三環(huán)形浮體串的外側(cè)；所述潛水泵、排水管道、噴灑頭共同構(gòu)成生物菌混合液播撒水體修復(fù)區(qū)； 所述污染水體的底部安置有底棲貝類動物，形成底棲貝類動物區(qū)； 所述污染水體靠近岸堤處安置有水生植物，形成水生植物生態(tài)凈化區(qū)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述污染水體治理用空氣洗水型立體生物鏈膜體開放式處理系統(tǒng)，其特征是，所述主載體底部經(jīng)粧基與水底地基固連，或者所述主載體漂浮于水體表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述污染水體治理用空氣洗水型立體生物鏈膜體開放式處理系統(tǒng)，其特征是，所述第一、第二、第三環(huán)形浮體串分別由一組浮體經(jīng)浮體固定連接器固連構(gòu)成；所述第一、第二、第三環(huán)形浮體串分別呈長方環(huán)形；所述第一、第二、第三生物填料末端懸掛有掛墜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述污染水體治理用空氣洗水型立體生物鏈膜體開放式處理系統(tǒng)，其特征是，所述主載體向周圍延伸出橫梁，所述橫梁上設(shè)有圍繞主載體的圈梁體，所述第二圈空氣洗水區(qū)上方的圈梁體設(shè)有一組含升降緊固件的升降調(diào)節(jié)裝置，所述升降調(diào)節(jié)裝置上設(shè)有相配的升降導(dǎo)桿，升降導(dǎo)桿底端設(shè)有水平框架；所述空氣輸送橫管和中間橫管形成的管網(wǎng)安置于水平框架上；所述空氣擴(kuò)散裝置均勻分布在空氣輸送管和中間橫管上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述污染水體治理用空氣洗水型立體生物鏈膜體開放式處理系統(tǒng)，其特征是，所述網(wǎng)箱采用尼龍網(wǎng)制成；所述生物鏈由好氧微生物、厭氧微生物、水生游水動物、底棲貝類動物以及水生植物構(gòu)成；所述水生游水動物包括浮游動物和游水動物；所述水生植物包括挺水植物、浮葉植物、漂浮植物和沉水植物；所述微生物包括細(xì)菌、真菌以及部分原生動物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述污染水體治理用空氣洗水型立體生物鏈膜體開放式處理系統(tǒng)，其特征是，所述主載體具有含太陽能和/或風(fēng)能蓄電裝置的機(jī)電動力區(qū)、控制空氣壓縮機(jī)和潛水泵的操作控制系統(tǒng)區(qū)、以及用以處理生活污水的生活污水處理區(qū)；所述主載體上還構(gòu)筑有房屋，所述房屋的屋頂上裝有太陽能光伏板和/或風(fēng)能發(fā)電裝置，太陽能光伏板與太陽能蓄電裝置電連接，風(fēng)能發(fā)電裝置與風(fēng)能蓄電裝置電連接。
7.一種權(quán)利要求1至6任一項所述空氣洗水型立體生物鏈膜體開放式處理系統(tǒng)的構(gòu)建方法，其特征是，包括以下步驟: 第一步、根據(jù)目標(biāo)污染水體的體量、水深及污染物成份指標(biāo)分析，確定處理系統(tǒng)各部件的重量及尺寸，以及好氧微生物、厭氧微生物、水生游水動物、底棲貝類動物、水生植物的種類和數(shù)量； 第二步、構(gòu)建主載體:確定主載體位置并構(gòu)筑主載體；在主載體周圍固定安裝第一環(huán)形浮體串；主載體向周圍延伸出橫梁，在橫梁上設(shè)有圍繞主載體的圈梁體； 第三步、構(gòu)建第二圈空氣洗水區(qū):在圈梁體上設(shè)一組含升降緊固件的升降調(diào)節(jié)裝置；構(gòu)建一組設(shè)有升降導(dǎo)桿的水平框架，升降導(dǎo)桿具有一組與升降緊固件相配的升降調(diào)節(jié)孔；空氣輸送管道縱向布置于升降導(dǎo)桿旁邊；在水平框架上安裝相互連通的空氣輸送橫管，并圍成框形，在框形內(nèi)安裝與空氣輸送橫管連通的中間橫管，在空氣輸送橫管和中間橫管上均勻安裝一組空氣擴(kuò)散裝置；將升降導(dǎo)桿的升降調(diào)節(jié)孔與升降緊固件固連，通過升降調(diào)節(jié)裝置將空氣輸送橫管和空氣擴(kuò)散裝置沉入水體中，形成第二圈空氣洗水區(qū)； 第四步、構(gòu)建第一、第三圈HY微生物膜體區(qū):在第一環(huán)形浮體串的外側(cè)經(jīng)固定支架固連第二環(huán)形浮體串；在第一環(huán)形浮體串底部懸掛第一生物填料，在第二環(huán)形浮體串底部懸掛第二生物填料，第一、第二生物填料末端掛有掛墜；在第一、第二生物填料上分別投加好氧微生物；第一環(huán)形浮體串、第一生物填料及其上的好氧微生物共同構(gòu)成第一圈HY微生物膜體區(qū)，第二環(huán)形浮體串、第二生物填料及其上的好氧微生物共同構(gòu)成第三圈HY微生物膜體區(qū)； 第五步、構(gòu)建第四圈水生游水動物區(qū):在第二環(huán)形浮體串的外側(cè)經(jīng)固定支架固連第三環(huán)形浮體串；在第二、第三環(huán)形浮體串之間懸掛有由網(wǎng)制成的網(wǎng)箱，向網(wǎng)箱內(nèi)投放水生游水動物，形成第四圈水生游水動物區(qū)； 第六步、構(gòu)建第五圈HQY2微生物膜體區(qū):在第三環(huán)形浮體串底部懸掛第三生物填料，第三生物填料末端掛有掛墜，在第三生物填料的上部投加好氧微生物、下部投加厭氧微生物；第三環(huán)形浮體串、第三生物填料及其上的好氧微生物和厭氧微生物共同構(gòu)成第五圈HQY2微生物膜體區(qū)； 第七步、構(gòu)建生物菌混合液播撒水體修復(fù)區(qū):在第二圈空氣洗水區(qū)內(nèi)的浮體支架上安裝潛水泵，在第三環(huán)形浮體串上安裝排水管道；將潛水泵的出水口經(jīng)管路與排水管道連通；在排水管道上設(shè)一組噴灑頭，將噴灑頭的噴灑方向調(diào)整為第三環(huán)形浮體串的外側(cè)；潛水泵、排水管道、噴灑頭共同構(gòu)成生物菌混合液播撒水體修復(fù)區(qū)； 第八步、構(gòu)建底棲貝類動物區(qū)、水生植物生態(tài)凈化區(qū):在污染水體的底部安置預(yù)定種類和數(shù)量的底棲貝類動物，形成底棲貝類動物區(qū)；在污染水體靠近岸堤處安置預(yù)定品種的水生植物，形成水生植物生態(tài)凈化區(qū)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的構(gòu)建方法，其特征是，第二步中，構(gòu)筑主載體時，先在水底地基上構(gòu)筑粧基，再在粧基上構(gòu)筑主載體，或者直接構(gòu)筑船舶式主載體；構(gòu)筑主載體后，在主載體上構(gòu)筑房屋，在房屋的屋頂上裝有太陽能光伏板和/或風(fēng)能發(fā)電裝置，在主載體內(nèi)設(shè)含太陽能和/或風(fēng)能蓄電裝置的機(jī)電動力區(qū)，太陽能光伏板與太陽能蓄電裝置電連接，風(fēng)能發(fā)電裝置與風(fēng)能蓄電裝置電連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的構(gòu)建方法，其特征是，在主載體內(nèi)設(shè)控制空氣壓縮機(jī)和潛水泵的操作控制系統(tǒng)區(qū)、以及用以處理生活污水的生活污水處理區(qū)；主載體還留有市電接口。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的構(gòu)建方法，其特征是，第一、第二、第三生物填料分別含有若干條生物填料，相鄰生物填料之間保持預(yù)定的間隔距離；排水管道末端設(shè)有排放沉積雜質(zhì)的球閥。
【文檔編號】C02F3/30GK104478083SQ201410720843
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月2日
【發(fā)明者】郝新浦, 郝爽 申請人:郝新浦