一種水草式ehbr河道水體凈化裝置系統(tǒng)與方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是一種水草式強(qiáng)化耦合生物膜反應(yīng)器(EHBR)河道水體凈化裝置系統(tǒng)與方法，屬于生態(tài)與環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工業(yè)化、城市化的快速推進(jìn)，水環(huán)境的約束逐漸凸顯，淡水資源短缺，河道水體污染嚴(yán)重。目前，傳統(tǒng)技術(shù)在工程實(shí)施上具有難以突破的瓶頸。在河道里種植水草的治污技術(shù)，只能適應(yīng)部分河底為土質(zhì)的河道，且難以保證效果；目前大部分城市景觀河道都是人工構(gòu)筑的河底，難以生長天然水草。在河道里投放處理藥劑等方法，見效快，但可持續(xù)性差，特別是對(duì)于流動(dòng)的河水，需要定期投放藥劑，費(fèi)用過高，不具備經(jīng)濟(jì)適用性。清淤、截污、換水等方法，由于沒有建立起河道水的自凈化能力，即沒有建立起通過技術(shù)行為形成和強(qiáng)化的水生態(tài)系統(tǒng)，在保持短暫清潔后，由于自然污染、人為污染等形成的水體富營養(yǎng)，河道水重新變黑發(fā)臭，凈化處理成果在一定程度上打了折扣。
[0003]因此，治理河道水體污染的理想技術(shù)，是利用高效的高科技人工強(qiáng)化水生態(tài)修復(fù)技術(shù)，逐步建立起水體除污自凈化功能，形成完善的水生態(tài)系統(tǒng)，使河道水體的治理實(shí)現(xiàn)高效安全、低成本、可持續(xù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種處理效果好、操作簡單方便、運(yùn)行成本低、持久提升河道自凈化能力且易于實(shí)施的河道水體凈化裝置系統(tǒng)與方法，有效解決河道水體及生態(tài)修復(fù)的問題，改善人居環(huán)境。
[0005]本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:EHBR河道水體凈化裝置系統(tǒng)主要是由水草式膜組件、膜組件架及供氣系統(tǒng)組成的。
[0006]本發(fā)明的水草式膜組件的核心部分是由中空纖維膜構(gòu)成的。利用中空纖維曝氣膜作為微生物膜附著載體并為生物膜提供氧氣，促使河道中原有土著微生物在微生物附著載體上大量繁殖，形成生物膜，最終依靠生物膜上的大量微生物分解凈化水體中的污染物，實(shí)現(xiàn)水質(zhì)的直接凈化。
[0007]本發(fā)明的供氣系統(tǒng)是可以為本發(fā)明的膜組件提供含氧氣體的氣源及設(shè)備，例如:氣體壓縮設(shè)備、制氧設(shè)備，以及含有壓縮空氣及氧氣的壓力罐體等供氣設(shè)備等。
[0008]本發(fā)明的水草式膜組件固定于膜組件架上，用氣路連接膜組件架上的水草式膜組件和供氣系統(tǒng)。
[0009]本發(fā)明的裝有水草式膜組件的膜組件架安裝固定于河道底部，水草式膜組件的中空纖維膜分散漂浮于河道水體中，實(shí)現(xiàn)對(duì)河道水體的在線凈化。EHBR河道水體凈化裝置系統(tǒng)與方法可以改善河道水體微生物系統(tǒng)，恢復(fù)水體生物多樣性，提高水體的自凈能力，有效改善河道水體水質(zhì)。整個(gè)工藝不需要清淤，不會(huì)引起二次污染。與傳統(tǒng)的治理方法相比，可短時(shí)間內(nèi)消除河道水質(zhì)惡化現(xiàn)象，恢復(fù)河道的自凈能力。
【具體實(shí)施方式】
[0010]本發(fā)明的EHBR河道水體凈化裝置系統(tǒng)其特征在于，EHBR河道水體凈化裝置系統(tǒng)主要是由水草式膜組件、膜組件架及供氣系統(tǒng)組成的。
[0011]水草式膜組件的核心部分是由中空纖維膜構(gòu)成的。水草式膜組件的中空纖維膜具有優(yōu)異的氧氣透過性能、良好的穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度，中空纖維膜的外側(cè)表面具有良好的生物掛膜性能；在水草式膜組件中，中空纖維膜的兩端固定于組件封頭內(nèi)，或一端固定于組件封頭內(nèi)另一端為死端或微開放端；在河道內(nèi)中空纖維膜分散漂浮于水體中。
[0012]膜組件架是用于固定水草式膜組件的，一個(gè)膜組件架上固定一個(gè)或一個(gè)以上的水草式膜組件。供氣系統(tǒng)主要是指帶壓空氣源和氧氣源以及供氣設(shè)備，供氣設(shè)備主要是指包括如氣體壓縮設(shè)備、制氧設(shè)備，以及含有壓縮空氣及氧氣的壓力罐體等供氣設(shè)備。裝有水草式膜組件的膜組件架安裝固定于河道底部，供氣系統(tǒng)通過氣體管路與膜組件相連接。
[0013]使用本EHBR河道水體凈化裝置系統(tǒng)的方法,包括:根據(jù)河道水體的污染程度和水流量計(jì)算水草式膜組件的數(shù)量和設(shè)計(jì)膜組件架；根據(jù)河道的結(jié)構(gòu)和水文特點(diǎn)設(shè)計(jì)水草式膜組件在河道內(nèi)的布放，以使水體凈化達(dá)到最佳效果為設(shè)計(jì)依據(jù)；根據(jù)上述計(jì)算與設(shè)計(jì)將裝有水草式膜組件的膜組件架安裝固定于河道底部，通過氣體管路將供氣系統(tǒng)與膜組件相連接；開啟供氣系統(tǒng)給中空纖維膜增壓充氧，由于其良好的選擇性透過性能使中空纖維膜外表面保持有較高的氧濃度，水體中的微生物在中空纖維膜表面附著生長，繼而培育出完整的生物膜；由于供氧方式的特殊性，生物膜會(huì)出現(xiàn)功能性分層并形成生物鏈；中空纖維膜外側(cè)表面生物膜的掛膜過程也可通過外加菌種和營養(yǎng)成分而加速進(jìn)行；在EHBR河道水體凈化過程中，河道水體中的富營養(yǎng)物質(zhì)被中空纖維膜外側(cè)表面的生物膜吸附和降解，以此達(dá)到凈化水體、保持河道水體清潔的目的。
[0014]本EHBR河道水體凈化裝置系統(tǒng)和方法不僅能夠適應(yīng)于流動(dòng)水體的凈化，還能夠應(yīng)用于靜止水體的凈化。
[0015]經(jīng)過上述工藝步驟，河道水體將恢復(fù)為正常的淺綠色，水體的各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)將逐步提高；河道的底泥逐步降解、含水率大大降低、底泥減少，底泥顏色也逐步由黑色恢復(fù)為淺黃色。最終，河道水體的生態(tài)系統(tǒng)將得到穩(wěn)定，持續(xù)的自凈能力得以恢復(fù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種水草式強(qiáng)化耦合生物膜反應(yīng)器(EHBR)河道水體凈化裝置系統(tǒng)，其特征在于:EHBR河道水體凈化裝置系統(tǒng)主要是由水草式膜組件、膜組件架及供氣系統(tǒng)組成的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的EHBR河道水體凈化裝置系統(tǒng)，其特征在于:水草式膜組件的核心部分是由中空纖維膜構(gòu)成的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的EHBR河道水體凈化裝置系統(tǒng)，其特征在于:膜組件架是用于固定水草式膜組件的，一個(gè)膜組件架上固定一個(gè)及一個(gè)以上的水草式膜組件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的EHBR河道水體凈化裝置系統(tǒng)，其特征在于:供氣系統(tǒng)是可以為本發(fā)明的水草式膜組件提供含氧氣體的氣源及供氣設(shè)備。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的EHBR河道水體凈化裝置系統(tǒng)，其特征在于:裝有水草式膜組件的膜組件架安裝于河道底部，供氣系統(tǒng)通過氣體管路與水草式膜組件相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的中空纖維膜，其特征在于:水草式膜組件的中空纖維膜具有優(yōu)異的氧氣透過性能、良好的穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度，中空纖維膜的外側(cè)表面具有良好的生物附著性，即良好的掛膜性能；在水草式膜組件中，中空纖維膜的兩端固定于組件封頭內(nèi)，或一端固定于組件封頭內(nèi)另一端為死端或微開放端；在河道內(nèi)中空纖維膜分散漂浮于水體中。
7.一種利用如權(quán)利要求1所述EHBR河道水體凈化裝置系統(tǒng)的方法，其特征在于:(I)根據(jù)河道水體的污染程度和水流量計(jì)算水草式膜組件的數(shù)量和設(shè)計(jì)膜組件架；(2)根據(jù)河道的結(jié)構(gòu)和水文特點(diǎn)設(shè)計(jì)水草式膜組件在河道內(nèi)的布放，以使水體凈化達(dá)到最佳效果為設(shè)計(jì)目的；(3)根據(jù)上述計(jì)算與設(shè)計(jì)將裝有水草式膜組件的膜組件架安裝于河道底部，通過氣體管路將供氣系統(tǒng)與膜組件相連接；(4)開啟供氣系統(tǒng)在設(shè)置的壓力下給中空纖維膜供氣，由于良好的透過性能使中空纖維膜外表面保持較高的氧濃度，水體中的微生物在中空纖維膜表面附著生長，繼而培育出完整的生物膜；中空纖維膜外側(cè)表面生物膜的掛膜過程也可通過外加菌種和營養(yǎng)成分而加速進(jìn)行；(5)在EHBR河道水體凈化過程中,河道水體中的富營養(yǎng)物質(zhì)被中空纖維膜外側(cè)表面的生物膜吸附和降解，以此達(dá)到凈化水體、保持河道水體清潔的目的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述EHBR河道水體凈化裝置系統(tǒng)和權(quán)利要求7所述利用EHBR河道水體凈化裝置系統(tǒng)的方法，其特征在于:該系統(tǒng)裝置和方法不僅能夠適應(yīng)于流動(dòng)水體的凈化，還能夠應(yīng)用于靜止水體的凈化。
【專利摘要】本發(fā)明屬于生態(tài)與環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，涉及一種水草式強(qiáng)化耦合生物膜反應(yīng)器（EHBR）河道水體凈化裝置系統(tǒng)與方法。EHBR河道水體凈化裝置系統(tǒng)的核心部分是水草式EHBR膜組件，水草式EHBR膜組件由中空纖維膜構(gòu)成。水草式EHBR河道水體凈化裝置系統(tǒng)與方法能夠長期凈化河道污水，降低懸浮物含量，提高水體透明度，增加溶解氧，改善河道水體生態(tài)環(huán)境。水草式EHBR河道水體凈化裝置系統(tǒng)受季節(jié)更替的影響較小，不會(huì)像真正的水生植物那樣死亡腐爛，可短時(shí)間內(nèi)消除河道水質(zhì)惡化現(xiàn)象，恢復(fù)河道水體的自凈能力。
【IPC分類】C02F3-10, C02F3-02
【公開號(hào)】CN104761047
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410004734
【發(fā)明人】張敏利, 史毅軍, 孫臨泉, 位永紅, 李海雷, 曹翠翠
【申請(qǐng)人】天津海之凰科技有限公司
【公開日】2015年7月8日
【申請(qǐng)日】2014年1月7日