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(zhǎng)天然水草。在河道里投放處理藥劑等方法，見(jiàn)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(guò)高，不具備經(jīng)濟(jì)適用性。清淤、截污、換水等方法，由于沒(méi)有建立起河道水的自?xún)艋芰Γ礇](méi)有建立起通過(guò)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(yíng)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?xún)艋δ?，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(jiǎn)單方便、運(yùn)行成本低、持久提升河道自?xún)艋芰η乙子趯?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(wèn)題，改善人居環(huán)境。
[0005]本發(fā)明是通過(guò)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(xiàn)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?xún)裟芰?，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?xún)裟芰Α?br>【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(guò)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(kāi)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(guò)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(guò)氣體管路將供氣系統(tǒng)與膜組件相連接；開(kāi)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(guò)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(zhǎng)，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(guò)程也可通過(guò)外加菌種和營(yíng)養(yǎng)成分而加速進(jìn)行；在EHBR河道水體凈化過(guò)程中，河道水體中的富營(yíng)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(guò)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?xún)裟芰Φ靡曰謴?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(guò)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(guò)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(kāi)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(guò)氣體管路將供氣系統(tǒng)與膜組件相連接；(4)開(kāi)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(guò)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(zhǎng)，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(guò)程也可通過(guò)外加菌種和營(yíng)養(yǎng)成分而加速進(jìn)行；(5)在EHBR河道水體凈化過(guò)程中,河道水體中的富營(yíng)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(zhuān)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(zhǎng)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?xún)裟芰Α?br>【IPC分類(lèi)】C02F3-10, C02F3-02
【公開(kāi)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(kāi)日】2015年7月8日
【申請(qǐng)日】2014年1月7日