專利名稱：污染水體原位修復(fù)凈化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
實(shí)用新型是對(duì)河道或溝渠等污染水體原位修復(fù)凈化裝置的改進(jìn)，尤其涉及一種結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，使用方便的原位修復(fù)增氧凈化裝置。
背景技術(shù)：
隨著城市經(jīng)濟(jì)不斷高速發(fā)展、城市化和工業(yè)化進(jìn)程不斷加快，湖泊及城市河道水 體受到了嚴(yán)重污染和破壞，水體富營(yíng)養(yǎng)化日趨嚴(yán)重，成為制約經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展不可忽視的因 素。傳統(tǒng)的城市水環(huán)境整治方法主要包括清除點(diǎn)源，減少和控制面源污染，機(jī)械清淤，調(diào)水 等。但這些方法實(shí)施起來(lái)經(jīng)常會(huì)遇到各種困難，代價(jià)很高，且存在各種限制條件。為此人們 提出對(duì)污染水體原位修復(fù)方法。現(xiàn)有污染水體原位修復(fù)技術(shù)主要有河道曝氣復(fù)氧技術(shù)、生 態(tài)浮床、懸掛式填料的生物柵及其他生物強(qiáng)化技術(shù)。河道曝氣，通過(guò)曝氣復(fù)氧保證水體的好氧環(huán)境，提高水體中好氧微生物活性，降解 污染負(fù)荷，同時(shí)進(jìn)入水體的溶解氧與黑臭物質(zhì)(H2S、FeS等還原物質(zhì))之間發(fā)生氧化還原反 應(yīng)，改善或緩解黑臭現(xiàn)象，以此促進(jìn)河流生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)。曝氣充氧有固定式充氧站和移動(dòng)式 充氧平臺(tái)兩種形式。固定式充氧站是在河底固定設(shè)置曝氣裝置，利用水體本身少量的微生 物及氧氣的氧化性降解污染物，不僅處理效率低，而且曝氣裝置固定設(shè)置，造成浪費(fèi)，工程 費(fèi)用大，運(yùn)行費(fèi)用高。移動(dòng)式充氧平臺(tái)一般采用純氧曝氣，運(yùn)行費(fèi)用高。且河道曝氣修復(fù)會(huì) 受到水體微生物與水的混合程度、微生物活性等的影響，效果不穩(wěn)定。生態(tài)浮床，利用表面積很大的植物根系在水中形成濃密的網(wǎng)，吸附水體中大量的 懸浮物，并逐漸在植物根系表面形成生物膜，膜中微生物吞噬和代謝水中的污染物成為無(wú) 機(jī)物，例如中國(guó)專利CN1837089水體原位修復(fù)生態(tài)反應(yīng)器。該技術(shù)由于生物膜載體植物受 天氣條件影響較大，存在處理效率低和處理時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題；并且生物膜不易脫落，生物膜活 性低，處理效果低下且不穩(wěn)定。懸掛填料生物柵，基于生物接觸氧化工藝原理，通過(guò)懸掛填料上生長(zhǎng)的微生物對(duì) 污染水體原位處理，例如中國(guó)專利CN1657442生物柵凈化河道溝渠水體方法，將生物柵放 置于河流或溝渠水體中，每級(jí)生物柵單元由支架、填充于支架中或纏繞于支架上的填料以 及生長(zhǎng)于填料上的生物膜三部分組成。中國(guó)專利CN201280469污染河道水體原位治理生物 柵，由剛性結(jié)構(gòu)框架與填料組成，填料懸掛固定于框架內(nèi)，曝氣管固定在框架底部，面向水 流方向框架外側(cè)固定有攔污網(wǎng)，框架底部安裝輪子，生物柵上安裝有驅(qū)動(dòng)裝置。懸掛填料生 物柵采用懸掛填料，一是存在掛膜速度慢，同時(shí)掛膜材料固定生物膜不易脫落，生物膜與污 染物接觸不充分，傳質(zhì)速率低，導(dǎo)致膜微生物活性較低，處理效率也不高，原位修復(fù)時(shí)間長(zhǎng)； 二是懸掛填料生物柵一般固定設(shè)置，即使框架底部安裝輪子，其移動(dòng)性也受到河道、溝渠等 水體底部地形的限制，移動(dòng)性不佳，不能直接移動(dòng)，通常在設(shè)置區(qū)域內(nèi)水質(zhì)指標(biāo)恢復(fù)后須先 拆除，再轉(zhuǎn)移重新安裝布置到其他區(qū)域才能繼續(xù)治理；并且由于通常不另設(shè)置曝氣裝置，效 果還受到水體溶解氧水平及水體復(fù)氧能力限制。中國(guó)專利CN101234837復(fù)合生態(tài)型微電解移動(dòng)式水體原位修復(fù)裝置，有微電解床和植物凈化床兩部分組成，設(shè)備投資大，缺乏實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，并且微電解床存在易板結(jié)、堵 塞的缺點(diǎn)；植物凈化床受天氣條件、水中溶氧影響較大。 中國(guó)專利CN101585650掛膜式浮動(dòng)鏈曝氣污染水體修復(fù)方法，以連續(xù)曝氣-間歇 曝氣工藝為基礎(chǔ)，使污水按處理運(yùn)行周期間斷進(jìn)入第一反應(yīng)區(qū)域，在第一反應(yīng)區(qū)域利用掛 膜浮動(dòng)曝氣裝置進(jìn)行連續(xù)曝氣，使其與投放于第一反應(yīng)區(qū)域內(nèi)的活性污泥充分混合；第一 反應(yīng)區(qū)域再間斷出水進(jìn)入第二反應(yīng)區(qū)域，利用掛膜浮動(dòng)曝氣裝置進(jìn)行間歇曝氣，使其再次 與投放于第二反應(yīng)區(qū)域內(nèi)的活性污泥充分混合，沉淀后，排出上清液；所述反應(yīng)區(qū)域的平均 活性污泥濃度MLSS為3000 5000mg/L。此工藝類似水處理，設(shè)備和工藝復(fù)雜，難以實(shí)際推污染水體原位修復(fù)，不同于污水處理，要求具有高效、經(jīng)濟(jì)、管理方便、處理效果穩(wěn) 定、可移動(dòng)性好等綜合優(yōu)點(diǎn)，其中是經(jīng)濟(jì)性和高效性是考察的兩大主要指標(biāo)，現(xiàn)有技術(shù)各種 污染水體原位修復(fù)，都存在一定局限性，特別是不能同時(shí)滿足經(jīng)濟(jì)性和高效性兩大推廣關(guān) 鍵指標(biāo)。如果直接應(yīng)用污水處理工藝，用于污染水體原位修復(fù)，不但涉及工程量大，造價(jià)和 投資成本較高，管理復(fù)雜，運(yùn)行維護(hù)成本也會(huì)很高，同時(shí)也無(wú)法保證處理效果，缺乏實(shí)際應(yīng) 用價(jià)值。因此仍有值得改進(jìn)的地方。

實(shí)用新型內(nèi)容實(shí)用新型目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資成本低，處 理效果好且穩(wěn)定，可移動(dòng)性好的污染水體原位修復(fù)凈化裝置。實(shí)用新型目的實(shí)現(xiàn)，主要改進(jìn)是采用浮游在水中與水體自然交換反應(yīng)器，內(nèi)置懸 浮生物填料和曝氣裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)水體強(qiáng)化高效、穩(wěn)定處理，從而克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，實(shí)現(xiàn) 實(shí)用新型目的。具體說(shuō)，實(shí)用新型污染水體原位修復(fù)凈化裝置，包括生物載體，其特征在于 生物載體為懸浮型生物填料，置于開(kāi)孔或槽板合圍組成的中空反應(yīng)器內(nèi)，反應(yīng)器下部有曝 氣裝置，反應(yīng)器由浮體懸浮于水體并可移動(dòng)。實(shí)用新型所說(shuō)開(kāi)孔或槽板合圍組成的中空反應(yīng)器，主要作用是相對(duì)圈定懸浮生物填料，形成密 集生物體，以及設(shè)置曝氣裝置，并使處理裝置可在水體中移動(dòng)；合圍反應(yīng)器壁板上開(kāi)有孔和 /或槽，其作用是無(wú)需另外增加動(dòng)力，通過(guò)曝氣簡(jiǎn)便、有限實(shí)現(xiàn)處理裝置內(nèi)外水體交換，并增 加水體中溶氧，開(kāi)孔率根據(jù)河道或溝渠水體流速、曝氣及交換量計(jì)算確定。根據(jù)前述功能作 用，對(duì)合圍中空反應(yīng)器，其結(jié)構(gòu)形狀不限，反應(yīng)器截面可以是任意形狀，組成壁板上通孔和/ 或槽形式也不限，只要小于懸浮生物填料體積均可，防止懸浮生物填料流失。反應(yīng)器底部， 可以是有通孔或槽的開(kāi)孔板，也可以是無(wú)通孔或槽封閉板。懸浮型生物填料，與水處理中功能相同，主要供微生物生長(zhǎng)形成生物膜，可以不限 具體形式，但為提高處理效果，一種較好為采用中空短管輪式懸浮生物填料，例如申請(qǐng)人再 先申請(qǐng)專利200720036902. 6所述懸浮生物填料，不僅有效比表面積大，附著生物量大，而 且內(nèi)部呈相對(duì)缺、兼氧態(tài)，附著生物菌群豐富，特殊的幾何構(gòu)型，既避免水流對(duì)生物膜的過(guò) 度沖刷，又有利于生物膜脫落更新容易，微生物活性高，因而具有高的生物處理能力。懸浮 生物填料在反應(yīng)器內(nèi)體積填充率較好為20-70V/V%，其中更好為30-60V/V%，過(guò)密或過(guò)稀 均會(huì)影響處理效率，具體視水體水質(zhì)情況，調(diào)整懸浮生物填料填充比。[0014]曝氣裝置，主要為反應(yīng)器及水體充氧，水處理中現(xiàn)有曝氣裝置均可以被應(yīng)用，為提 高充氧動(dòng)力效率，一種較好采用微孔曝氣裝置，微細(xì)的氣泡具有高的溶氧效率。浮體，主要作用是提供浮力，使反應(yīng)器懸浮于水中，同時(shí)便于其在水體中移動(dòng)。視 處理河道情況，反應(yīng)器頂面可以懸浮于水面或略高于水面，也可以懸浮于水中，即半懸浮， 此時(shí)反應(yīng)器頂面需加裝網(wǎng)格防止懸浮生物填料流失。由此浮體結(jié)構(gòu)形式不限，只要為反應(yīng) 器提供足夠的浮力即可。為提高可移動(dòng)性，曝氣風(fēng)機(jī)較好是設(shè)置在浮式反應(yīng)器上，這樣省略風(fēng)機(jī)設(shè)置在河 岸上另加連接氣管。實(shí)用新型污染水體原位修復(fù)凈化裝置，結(jié)合了河道曝氣增氧及水處理移動(dòng)床生物 膜工藝兩者優(yōu)點(diǎn)，滿足了污染水體原位修復(fù)要求。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，裝置本身結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投 資成本很低，基本不需運(yùn)行管理，處理效率高，可移動(dòng)性性好，放置于水域中處理達(dá)標(biāo)后，即 可移位于其他河段繼續(xù)處理。曝氣為微生物降解污染物提供了充足的溶解氧，強(qiáng)化了污水、 空氣和生物膜之間的傳質(zhì)，并且還促使了水體與反應(yīng)器內(nèi)外自行交換，不僅不需外動(dòng)力，而 且提高了水體溶解氧濃度，在水中形成好氧環(huán)境，還具有抑制厭氧微生物的作用，能有效改 善或緩解黑臭現(xiàn)象。移動(dòng)床生物膜工藝，特別是中空短管輪式懸浮生物填料，巨大比表面 積，附著微生物量大，測(cè)試高達(dá)18_40g/L，脫落更新快，生物膜活性高，在曝氣作用下物系間 混合充分、傳質(zhì)速率快，其特殊幾何結(jié)構(gòu)還為微生物提供了厭氧、兼氧、好氧微環(huán)境，微生物 菌群豐富，處理剩余污泥少，容積負(fù)荷可高達(dá)16kgB0D5/m3. d。幾種水體實(shí)驗(yàn)結(jié)果C0D去除 率達(dá)35 75 %，N去除率達(dá)45 60 %，TP去除率達(dá)20 35 %，水體溶解氧含量2 6mg/ L，具有水體增氧和生物強(qiáng)化凈化雙重功能，可以分別達(dá)到消除黑臭，減少水體污染，促進(jìn)河 流生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)等目的。實(shí)用新型污染水體原位修復(fù)凈化裝置，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便， 不需特殊管理，使用方便，可移動(dòng)性好，處理成本低，適應(yīng)性強(qiáng)，用于河道溝渠和湖泊近岸 處，實(shí)現(xiàn)原位水體凈化。以下結(jié)合二個(gè)優(yōu)化具體實(shí)施例及若干應(yīng)用示范例，示例性說(shuō)明及幫助進(jìn)一步理解 實(shí)用新型實(shí)質(zhì)，但實(shí)施例具體細(xì)節(jié)僅是為了說(shuō)明實(shí)用新型，并不代表實(shí)用新型構(gòu)思下全部 技術(shù)方案，因此不應(yīng)理解為對(duì)實(shí)用新型總的技術(shù)方案限定，一些在技術(shù)人員看來(lái)，不偏離實(shí) 用新型構(gòu)思的非實(shí)質(zhì)性增加和/或改動(dòng)，例如以具有相同或相似技術(shù)效果的技術(shù)特征簡(jiǎn)單 改變或替換，均屬實(shí)用新型保護(hù)范圍。

附圖為實(shí)用新型污染水體原位修復(fù)凈化裝置基本結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1 參見(jiàn)附圖，實(shí)用新型污染水體原位修復(fù)凈化裝置，由4塊板面開(kāi)孔的鏤 空塑料圍板及一塊鏤空底板，拼接組成矩形反應(yīng)器5，底部?jī)?nèi)置微孔曝氣器4，其內(nèi)填充中 空短管輪式懸浮生物填料2，反應(yīng)器上方兩側(cè)有浮筒3. 1和3. 2使反應(yīng)器呈懸浮狀態(tài)，反應(yīng) 器頂面有曝氣用風(fēng)機(jī)1。實(shí)施例2 如實(shí)施例1，底板也可以采用非鏤空實(shí)體底板。應(yīng)用例1 在高于V類水質(zhì)(GB3838-2002地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn))的污染河道中，放置前述實(shí)施例凈化裝置，生物填料填充比為20V/V%，0. 75KW旋渦風(fēng)機(jī)供氣，經(jīng)過(guò)1 2 個(gè)月掛膜后，通過(guò)吸附和降解，通過(guò)本專利凈化裝置的河水得到凈化，COD減少65%，N減少 45 50%，TP減少20 35%，水中溶解氧含量達(dá)到6mg/L。應(yīng)用例2 在高于劣V類水質(zhì)(GB3838-2002地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn))的污染河道中， 放置前述實(shí)施例凈化裝置，生物填料填充比為30V/V%，0. 75KW旋渦風(fēng)機(jī)供氣，經(jīng)過(guò)1 2 個(gè)月掛膜后，通過(guò)吸附和降解，通過(guò)本專利凈化裝置的河水得到凈化，COD減少55%，N、TP 減少25 40%，水中溶解氧含量達(dá)到5mg/L。應(yīng)用例3 某市政污水廠入河口附近河段，設(shè)置本專利凈化裝置，生物填料為球形 懸浮生物填料，填充比為45V/V%，0. 75KW旋渦風(fēng)機(jī)供氣，經(jīng)過(guò)1 2個(gè)月掛膜后，通過(guò)吸附 和降解，通過(guò)本專利凈化裝置河水得到凈化，COD減少35 %，N減少25 40 %，TP減少25 35%，水中溶解氧含量達(dá)到4. 5mg/L。應(yīng)用例4 在高于劣V類水質(zhì)(GB3838-2002地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn))的污染湖泊近 岸處，設(shè)置本專利凈化裝置，填料為環(huán)狀懸浮生物填料，填充比40V/V%，0. 75KW旋渦風(fēng)機(jī) 供氣，經(jīng)過(guò)1 2個(gè)月掛膜后，通過(guò)吸附和降解，通過(guò)本專利凈化裝置的河水得到凈化，COD 減少75%，N減少45 55%，TP減少20 35%，水中溶解氧含量達(dá)到6mg/L。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在本專利構(gòu)思及具體實(shí)施例啟示下，能夠從本專利公 開(kāi)內(nèi)容及常識(shí)直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的一些變形，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將意識(shí)到也可采用其他 方法，或現(xiàn)有技術(shù)中常用公知技術(shù)的替代，以及特征間的相互不同組合，例如反應(yīng)器形狀結(jié) 構(gòu)的改變，懸浮生物填料的改變，填充率的改變，采用不同的微孔曝氣器，等等的非實(shí)質(zhì)性 改動(dòng)，同樣可以被應(yīng)用，都能實(shí)現(xiàn)本專利描述功能和效果，不再一一舉例展開(kāi)細(xì)說(shuō)，均屬于 本專利保護(hù)范圍。
權(quán)利要求污染水體原位修復(fù)凈化裝置，包括生物載體，其特征在于生物載體為懸浮型生物填料，置于開(kāi)孔或槽板合圍組成的中空反應(yīng)器內(nèi)，反應(yīng)器下部有曝氣裝置，反應(yīng)器由浮體懸浮于水體并可移動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述污染水體原位修復(fù)凈化裝置，其特征在于懸浮生物填料填充率 為 20-70V/V%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述污染水體原位修復(fù)凈化裝置，其特征在于懸浮生物填料填充率 為 30-60V/V%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述污染水體原位修復(fù)凈化裝置，其特征在于微孔曝氣裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述污染水體原位修復(fù)凈化裝置，其特征在于曝氣風(fēng)機(jī)較好是設(shè)置 在浮式反應(yīng)器上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4或5所述污染水體原位修復(fù)凈化裝置，其特征在于懸浮生物 填料為中空短管輪式懸浮生物填料。
專利摘要本實(shí)用新型是對(duì)河道或溝渠等污染水體原位修復(fù)凈化裝置的改進(jìn)，其特征是開(kāi)孔或槽板合圍組成中空反應(yīng)器，內(nèi)置懸浮型生物填料和底部曝氣裝置，反應(yīng)器由浮體懸浮于水體并可移動(dòng)。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，不需特殊管理，使用方便，可移動(dòng)性好，處理成本低，適應(yīng)性強(qiáng)，用于河道溝渠和湖泊近岸處，實(shí)現(xiàn)原位水體凈化。
文檔編號(hào)C02F3/30GK201746387SQ201020225049
公開(kāi)日2011年2月16日 申請(qǐng)日期2010年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月9日
發(fā)明者任玉斌, 張東華, 茅云龍, 郭志濤, 韓炳泉 申請(qǐng)人:江蘇裕隆環(huán)保有限公司