一種新型重污染河道原位水質(zhì)凈化系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于污水處理領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種新型重污染河道原位水質(zhì)凈化系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展和人口的不斷增長，全球范圍內(nèi)的水源水體污染越來越嚴重，河流污染也是水環(huán)境污染的集中表現(xiàn)，得到越來越廣泛的關(guān)注。大量未經(jīng)有效處理的工業(yè)廢水、生活污水排入河道、湖泊等，造成水環(huán)境污染，對自然生態(tài)系統(tǒng)的干擾打破了原來生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和平衡，由此帶來的生態(tài)環(huán)境影響已經(jīng)引起人們的高度重視。
[0003]目前，國內(nèi)外研宄人員對于河流污染修復(fù)技術(shù)進行了廣泛的研宄，并取得了一定的研宄成果。河流污染修復(fù)技術(shù)是指通過各種技術(shù)和手段，使污水中的污染物得以去除或轉(zhuǎn)化的方法。根據(jù)凈化原理的不同，河道水體凈化技術(shù)主要分為:截污納管處理、底泥疏浚、生態(tài)處理等。生物-生態(tài)修復(fù)技術(shù)的作用機理主要依靠生物對污染物的降解同化作用，將低濃度污染物進行富集轉(zhuǎn)化，恢復(fù)水體退化生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的缺失組分，從而實現(xiàn)重建水體生態(tài)系統(tǒng)和改善水質(zhì)的目的。生物-生態(tài)修復(fù)技術(shù)采用的是原位修復(fù)法，對周圍環(huán)境影響小，工藝簡便且見效快、二次污染少，并且可以有效改善周圍景觀環(huán)境，是未來水體修復(fù)的重點發(fā)展趨勢。中國專利申請?zhí)枮?01210180985.1，申請日為2012年06月04日的專利申請文件公開了一種修復(fù)受污染水體和底泥的材料和方法，該方法中采用無毒無害的固體顆粒物，經(jīng)過一定方式負載微生物后制得復(fù)合材料，用所述復(fù)合材料原位絮凝或吸附水體中的污染物并轉(zhuǎn)移至底泥中，以達到對水體中污染物原位收集、濃縮并在底泥中快速降解的目的，復(fù)合材料沉降至底泥后還可對底泥中的污染物進行降解，改善水質(zhì)底質(zhì)環(huán)境，但是該發(fā)明存在如下缺陷:第一，復(fù)合材料負載的微生物種類和密度并不高，在長期運行中，污染水體沒有完善的硝化反硝化過程，難以保證運行效果；第二，復(fù)合材料經(jīng)絮凝快速沉降后，僅接觸河道底部水流，存在一定的局限性。中國專利申請?zhí)枮?01320443267.9，申請日為2013年07月24日的專利申請文件公開了一種用于農(nóng)村污水脫氮除磷的多級串、并聯(lián)人工濕地系統(tǒng)，包括表面流人工濕地單元、垂直潛流人工濕地單元、水平潛流人工濕地單元，表面流人工濕地單元連接垂直潛流人工濕地單元，垂直潛流人工濕地單元連接水平潛流人工濕地單元；表面流人工濕地單元為人工濕地系統(tǒng)的初始處理單元，內(nèi)種植浮水植物，下部布置基質(zhì)層，與其后的垂直潛流人工濕地單元串聯(lián)；垂直潛流人工濕地單元為人工濕地系統(tǒng)的中間處理單元，并行聯(lián)接有兩個垂直潛流人工濕地，內(nèi)種植挺水植物，從上到下依次有布水管網(wǎng)、布水層、基質(zhì)層、排水管網(wǎng)的排水層，與其后的水平潛流人工濕地單元串聯(lián)；水平潛流人工濕地單元為人工濕地系統(tǒng)的末端處理單元，內(nèi)種植挺水植物，沿來水方向從前至后依次有布水管的布水層、基質(zhì)層、含有排水管的排水層和出水管。中國專利申請?zhí)枮?01010166392.0，申請日為2010年05月10日的專利申請文件公開了一種人工濕地耦合SBR強化脫氮除磷一體化污水凈化系統(tǒng)，包括SBR反應(yīng)池和人工濕地，SBR反應(yīng)池的底部設(shè)置有穿孔曝氣管，在SBR反應(yīng)池的池壁上設(shè)置有排泥管、進水管、泥水溢流管和排水管，其中泥水溢流管和排水管與人工濕地的布水槽相通；人工濕地的床體包括布水槽、填料層、土層和集水槽，填料層的上部與布水槽連通，填料層的底部與集水槽連通，土層設(shè)置在填料層的上面，土層上種植有挺水植物。上述2種發(fā)明均提出了一種有效的污染物治理凈化技術(shù)，但是都存在所需的占地面積大，能耗高，基礎(chǔ)投資高等不足之處。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]1.要解決的問題
[0005]針對現(xiàn)有的污水處理技術(shù)存在能耗高、基礎(chǔ)投資高以及脫氮除磷能力差等問題，本實用新型提供一種新型重污染河道原位水質(zhì)凈化系統(tǒng)。本實用新型的原位水質(zhì)凈化系統(tǒng)包括聚磷處理單元和好氧-缺氧-厭氧凈化單元，聚磷處理單元設(shè)置在河道淺灘水域，好氧-缺氧-厭氧凈化單元設(shè)置在河道非淺灘水域，包括竹絲填料、曝氣管道和帽封材料，本實用新型充分利用河道自身的特點，通過在河道內(nèi)間歇設(shè)立曝氣管道將河道改造成若干個串聯(lián)的好氧-缺氧-厭氧生物反應(yīng)區(qū)，提高水體的硝化、反硝化能力，極大地改善了系統(tǒng)的脫氮效果，環(huán)境效益好，處理成本低，資源利用率高，實現(xiàn)了水體的原位再生和修復(fù)。
[0006]2.技術(shù)方案
[0007]為了解決上述問題，本實用新型所采用的技術(shù)方案如下:
[0008]一種新型重污染河道原位水質(zhì)凈化系統(tǒng)，包括聚磷處理單元和好氧-缺氧-厭氧凈化單元，所述的聚磷處理單元設(shè)置在岸邊水深小于0.6m的淺灘水域，聚磷處理單元包括一級階梯單元、二級階梯單元、三級階梯單元和聚磷填料，所述的聚磷填料的粒徑大小為2?5cm，鋪設(shè)在河道淺灘水域底部，鋪設(shè)厚度為15?55cm，淺灘水域根據(jù)水深不同依次分為一級階梯單元、二級階梯單元和三級階梯單元；所述的一級階梯單元水深為O?0.2m，水域中種植挺水植物；所述的二級階梯單元水深為0.2?0.4m，水域中種植漂浮植物；所述的三級階梯單元水深為0.4?0.6m，水域中種植沉水植物；所述的好氧-缺氧-厭氧凈化單元設(shè)置在河道非淺灘水域，包括竹絲填料、曝氣管道和帽封材料，所述的帽封材料設(shè)置在河道非淺灘水域底部，所述的曝氣管道鋪設(shè)在帽封材料的上方，所述的竹絲填料架設(shè)在河道非淺灘水域上部。
[0009]優(yōu)選地，所述聚磷填料的粒徑大小為2?5cm，鋪設(shè)厚度為15?55cm。
[0010]優(yōu)選地，所述的挺水植物為香蒲、蘆葦、燈芯草；所述的漂浮植物為紫萍、浮萍、水禾；所述的沉水植物為黑藻、金魚藻、狐尾藻、睡蓮；所述的挺水植物、漂浮植物和沉水植物的種植密度為:行距0.4?0.6m，株距0.2?0.4m。
[0011]優(yōu)選地，所述的曝氣管道為間歇式設(shè)置，在河道內(nèi)每隔20?30m設(shè)置5?Sm曝氣管道，曝氣時間為4?10h，曝氣的氣體為空氣，曝氣流量為I?3m3/h。
[0012]優(yōu)選地，所述的竹絲填料為竹絲軋制而成，竹絲填料的長度為1.2?1.5m，架設(shè)密度為 0.2 ?0.5m3/m3o
[0013]優(yōu)選地，所述的帽封材料為鋪設(shè)厚度為3?5cm的砂石，所述的砂石為2?3層，每層砂石鋪設(shè)厚度為I?2.5cm，砂石粒徑大小為1.5?2.5mm和5?6mm。
[0014]3.有益效果
[0015]相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型的有益效果為:
[0016](I)本實用新型在河道淺灘水域底部設(shè)置聚磷填料，水體與聚磷填料充分接觸，利用具有高聚磷性能的生物質(zhì)爐渣將水中磷元素吸附聚集并用于景觀植物(挺水植物、漂浮植物和沉水植物)的營養(yǎng)肥料，不僅對水體有著顯著的除磷效果，實現(xiàn)聚磷填料的再生，而且種植的景觀植物對水質(zhì)的凈化也有很好的促進作用；
[0017](2)本實用新型在河道內(nèi)每隔20?30m設(shè)置5?Sm曝氣管道，采用微孔曝氣的方式對河道內(nèi)受污染水體進行曝氣，曝氣的氣體為空氣，曝氣后會在曝氣管道附近水域形成好氧硝化區(qū)(溶解氧為1.5?2.5mg/L)，隨著水體的流動，在未設(shè)置曝氣管道的區(qū)域，溶解氧逐漸降低，形成缺氧(溶解氧濃度為0.2?0.6mg/L)、厭氧反應(yīng)區(qū)(溶解氧濃度為O?0.2mg/L)，將河道改造成若干個串聯(lián)的好氧-缺氧-厭氧生物反應(yīng)區(qū)，提高水體的硝化、反硝化能力，極大地改善了系統(tǒng)的脫氮效果，形成一套高效快速的河道水體原位修復(fù)技術(shù)；
[0018](3)本實用新型在河道的好氧-缺氧-厭氧生物反應(yīng)區(qū)內(nèi)搭建支架，用繩子將竹絲填料固定在支架上，竹絲填料采用竹絲扎花制成填料單元，然后用繩子將填料單元串聯(lián)固定形成竹絲填料，竹絲填料的長度為1.2?1.5m，懸掛間隔為30?50cm，竹絲填料具有較大的比表面積，能附著大量微生物對水體中的污染物能夠快速高效的降解；
[0019](4)本實用新型在河道底部設(shè)置底泥固化區(qū)，采用帽封材料將底泥固化，并與水體隔絕，避免了底泥中含有的污染物及重金屬再次進入河道，影響水質(zhì)；
[0020](5)本實用新型中各反應(yīng)區(qū)均根據(jù)河道具有狹長的特點設(shè)計，強化河道水體的自凈能力，實現(xiàn)河道原位凈化，適用性強。
【附圖說明】
[0021]圖1為本實用新型的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為本實用新型的俯視圖。
[0023]圖中:1、一級階梯單元；2、二級階梯單元；3、三級階梯單元；4、聚磷填料；5、竹絲填料；6、曝氣管道；7、帽封材料。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合具體實施例對本實用新型進一步進行描述。
[0025]實施例1
[0026]如圖1所示，在太湖流域某受污染支流河道(河道長6.45km，寬25m)中構(gòu)建一種新型重污染河道原位水質(zhì)凈化系統(tǒng)，包括聚磷處理單元和好氧-缺氧-厭氧凈化單元，在支流的淺灘水域底部鋪設(shè)聚磷填料4，鋪設(shè)厚度為15cm、25cm、35cm逐級遞增，將淺灘水域(岸邊水深小于0.6m的水域)由岸邊至河道方向上依次構(gòu)建階梯式的一級階梯單元1、二級階梯單元2和三級階梯單元3，聚磷填料4為利用生化污泥(污水處理廠經(jīng)壓濾后的含水率為50%的生化污泥)和凹凸棒土(產(chǎn)地為江蘇盱眙)作為原料，經(jīng)破碎、篩選工序預(yù)處理后按質(zhì)量比1:2.5混合，然后制成粒徑大小為2?5cm的填料，在1000°C的高溫下燒結(jié)Ih后形成的球形聚磷填料，鋪設(shè)聚磷填料4后一級階梯單元I水深為O?0.2m，水域中種植的挺水植物主要為香蒲、蘆葦；所述的二級階梯單元2水深為0.2?0.4m，水域中種植的漂浮植物主要為紫萍、浮萍；所述的三級階梯單元3水深為0.4?0.6m，水域中種植的沉水植物主要為狐尾藻、睡蓮，種植密度均為行距0.5m，株距0.3m ;好氧-缺氧-厭氧凈化單元設(shè)置在河道非淺灘水域，包括竹絲填料5、曝氣管道6和帽封材料7，在河道底部鋪設(shè)厚度為3cm的雙層砂石作為帽封材料7，砂石每層厚度為1.5cm，粒徑分別為5mm、2mm，先鋪墊大粒徑的砂石，然后在大粒徑砂石上面鋪墊小粒徑砂石；曝氣管道6鋪設(shè)在帽封材料7的上方，河道內(nèi)每隔20米鋪設(shè)5米寬的曝氣管道6，河道岸邊設(shè)有鼓風機，曝氣管道6與鼓風機連接，鼓風機將空氣送入曝氣管道6中，然后曝氣管道6以微孔曝氣的方式對河道內(nèi)受污染水體進行曝氣，采用間歇曝氣的方式，每天曝氣4h，曝氣流量控制在1.0?1.5mVh之間；曝氣后會在曝氣管道6附近水域形成好氧硝化區(qū)，維持水中溶解氧為1.5?2.5mg/L ;隨著水體的流動，在未設(shè)置曝氣管道的區(qū)域，溶解氧逐漸降低，形成缺氧(溶解氧濃度為0.2?0.6mg/L)、厭氧(溶解氧濃度為O?0.2mg/L)反應(yīng)區(qū)，將河道改造成若干個串聯(lián)的好氧-缺氧-厭氧生物反應(yīng)區(qū)，形成組合式的多段A2/0凈化系統(tǒng)；在好氧-缺氧-厭氧生物反應(yīng)區(qū)內(nèi)搭