CN110759472A - 一种河道污水处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种河道污水处理装置，包括生态滤池组件及用于对污水进行同步脱氮除磷的生物滤池，以及用于分解水中污染物的净化修复单元。本发明提供的河道污水处理装置，通过生物滤池、净化修复组件和生态滤池组件的相互配合，对水体从水面到水底进行全面的净化治理，同时使用植物和水体中的微生物进行治理，不需添加额外的化学试剂，不会造成二次污染，也不需要太多的机械设备增加运营成本，用于治理的水生植物还可以作为景观美化环境。
Description
技术领域
本发明涉及水体清洁技术领域，具体涉及一种河道污水处理装置，更加具体为一种城市河道排污口原位强化处理装置。
背景技术
随着城市化进程的加快和工业化程度的提高，水污染程度日益加剧，许多水体如城市河流、湖泊、水库出现季节性或终年黑臭现象等严重问题，修复水体以改善水质环境已刻不容缓。其中，城市河道作为城市生产、生活污水直接排放的水体，污染情况更加明显，从城市河道现场调研的情况来看，现有河道水污染的主要来源是未截流污水、径流、混流水污染，对已开展调研的城市黑臭河道的数据收集和现场污染调查来看，未截流污水、降雨形成的径流污染和非雨季污水混流入雨水管道成为河道水体污染的重要来源。
城市黑臭河道水体整治工作的关键在于截污纳管、雨污分流，控制排污口的污水排放，但是有些排污口不具备截污纳管条件，需要通过设置一体化处理装置、人工湿地等其他方式处理排污口的污染水体，投资成本高，占地面积大，管理难度大。因此，为解决排污口污水直排现象，考虑水体净化效能、景观效应、环境相容、便于实施等多方面因素，需要结合河道排污口实际情况，研究工程量小、低成本、便于管理的河道排污口污水原位处理装置与方法。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有城市黑臭河道治理技术技术中的成本高、净化效果差的缺陷，从而提供一种无二次污染、运行成本低、净水效果好的河道污水处理装置。
本发明提供一种河道污水处理装置，包括，
生态滤池组件及用于对污水脱氮除磷的生物滤池，所述生态滤池组件包括至少一个用于吸附氮磷及改善污水透明度的生态滤池，所述生态滤池设置于所述生物滤池一侧且两者彼此连通；
净化修复组件，包括至少一个用于分解水中污染物的净化修复单元，所述净化修复单元设置于所述生态滤池上且与所述生态滤池连通。
进一步的，所述生物滤池内间隔设置若干用于将所述生物滤池分割为第一反应区、第二反应区和第三反应区的隔板；
所述第一反应区位于所述生物滤池中央，本反应区为厌氧反应区，聚磷菌本身虽然是好氧菌，其运动能力很弱，增殖缓慢，在利用有机物的竞争中比其它好氧菌占优势，使得聚磷菌成为本反应区的优势菌群，本反应区主要功能为释放磷，使污水中P的浓度升高，溶解性有机物被微生物细胞吸收而使污水中的BOD5浓度下降，另外，NH3-N因细胞的合成而被去除一部分，使污水中的NH3-N浓度下降，但NO3-N含量没有变化；
所述第二反应区位于第一反应区两侧，本反应区为缺氧反应区，经第一反应区的污水进入本反应区，反硝化菌利用污水中的有机物作碳源，将污水中带入的大量NO3-N和NO2-N还原为N2释放至空气，因此BOD5浓度下降，NO3-N浓度大幅度下降，而磷的变化很小；
所述第三反应区位于所述第二反应区远离第一反应区的一侧，本反应区为好氧反应区，本反应区内有机物被微生物生化降解，而继续下降，有机氮被氨化继而被硝化，使NH3-N浓度显著下降，但随着硝化过程使NO3-N的浓度增加，P随着聚磷菌的过量摄取，也以较快的速度下降，本反应区进行硝化及吸磷反应；
所述第一反应区依次与第二反应区和第三反应区连通形成折线型流道；
所述隔板的一端固定于河道的一侧岸边，另一端延伸至河道内且与河道的另一侧岸边存在间隙。
进一步地，所述第一反应区内设置用于将泥沙和污水分离的泥水分离器；
所述第三反应区内间隔设置若干用于曝气充氧的浮筒式表面曝气机。
进一步地，所述净化修复单元包括设置在水面上的网状托架，所述网状托架两侧分别固定在河道两岸，所述网状托架的网孔中设置栽种基盘，所述栽种基盘内栽种挺水植物，根据实际情况进行植物的筛选，包括美人蕉、梭鱼草、水生鸢尾、菖蒲等，在具有净水效果的同时还可以起到景观作用；所述栽种基盘下部悬挂碳纤维生物绳，碳纤维生物绳下方布置微孔曝气装置。
进一步地，所述碳纤维生物绳由10000-15000根5-10微米的微细纤丝集束而成，所述碳纤维生物绳由上到下间隔设置若干第一球状载体盒，所述碳纤维生物绳及第一球状载体盒内设置的第一填料单元可吸附微生物群形成微生物膜，所述微生物膜用于分解污染物质，所述微生物群为在污水中以有机物和/或无机物作为养料来生存的微生物，包括硝化细菌和/或浮游生物；
所述微孔曝气装置包括微孔曝气管和圆锥塔形支架，所述微孔曝气管缠绕于所述圆锥塔形支架上，所述圆锥塔形支架通过铁丝固定于所述网状托架上。
优选地，所述第一填料单元为海绵铁-AT-PVF复合填料，是由切割成1.5cm×1.5cm×1.5cm的凹凸棒土复合亲水性聚氨酯泡沫与粒径为2～5cm的海绵铁按1∶4～50的重量比均匀装填而成。
进一步地，所述生态滤池底层设置砾石群层，通过局部改变河流水体流态，改善水生生物生存环境，为水生生物提供栖息场所；所述砾石群层上设置沉水植物层，起到拦截悬浮物，吸收氮磷、提高透明度等净化效果。
优选地，所述砾石群层选用表面粗糙、多孔并且直径为0.5-1m的不规则大棱角石灰石、玄武石、花岗岩或鹅卵石平铺形成，3-4块砾石组成砾石群，相邻砾石彼此咬合，相邻砾石群之间的间距为3-4m；
所述砾石群层表面布置铁丝笼网格，所述铁丝笼网格内间隔设置若干第二球状载体盒，所述第二球状载体盒内设置由填料组成的、可吸附微生物群形成微生物膜的第二填料单元，所述微生物膜用于分解污染物质，所述第二填料单元为海绵铁-AT-PVF复合填料。
所述沉水植物层包括生态袋和种植在生态袋中的沉水植物，所述生态袋间隔设置在所述铁丝笼网格上，袋内按照2:1的比例填充土、沙混合物或自然土和河沙，高20cm-30cm，沉水植物根据实际情况进行植物的筛选，可选丝叶眼子菜、穿叶眼子菜、水菜花、海菜花、海菖蒲、苦草、金鱼藻、水车前、穗花狐尾藻或黑藻中的一种或多种。
优选地，所述铁丝笼网格外部再设置一层尼龙纱网，避免第二球状载体盒及生态袋随水体的流失，同时减小水体对砾石群层的冲击性。
进一步地，还包括透水隔网槽，所述透水隔网槽设置于所述生态滤池上并覆盖所述生态滤池的进水口，透水隔网槽孔径为0.03mm～0.8mm，可将粗大的垃圾和落叶等漂浮物截留在隔网槽内，槽内截留下来的垃圾定期进行清理。所述透水隔网槽内设置用于截留来自河道排污口的污水中漂浮物的储污篮，通过储污篮的设置，体积较大的杂质落在储污篮内，河道保洁打捞人员可通过储污篮定期对储污篮内的杂质进行清理，保证储污篮的储污效果。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的原位强化处理装置，通过生物滤池、净化修复组件和生态滤池组件的相互配合，对水体从水面到水底进行全灭的净化治理，同时使用植物和水体中的微生物进行治理，不需添加额外的化学试剂，不会造成二次污染，也不需要太多的机械设备增加运营成本，用于治理的植物还可以作为景观美化环境。
2.本发明提供的生物滤池，通过泥水分离器和浮筒表面曝气机，将该系统按氧气含量分为厌氧反应区，缺氧反应区和好氧反应区，不同反应区因为氧气含量的不同，造成其主菌落的不同，污水首先进入厌氧反应区，厌氧反应区主体的聚磷菌将污水中的磷聚集释放；之后污水进入缺氧反应区，污水为缺氧反应区主体的异养型兼性反硝化菌提供养料，进行反硝化反应并除磷，避免后续在好氧反应区的硝化反应造成水中硝酸盐浓度过高；之后污水进入好氧反应区，由主体的自养型好氧硝化菌进行硝化和吸磷反应。
3.本申请提供的净化修复单元通过具有净水效果的挺水植物和通过碳纤维及填料吸附来微生物群共同作用，净化水体中的污染物，并且可以拦截部分漂浮物，下部设置的微孔曝气装置可以给挺水植物、微生物群以及下方生态滤池中的沉水植物提供氧气。
4.由于生物滤池中的泥水分离器以及生物滤池和净化修复单元中的曝气机会翻腾水体，本申请提供的生态滤池，砾石群层和沉水植物配合，可以起到固定水底泥沙的作用，同时沉水植物还可以在净化水体的同时，起到澄清水体的作用，安置在砾石群层表面的载体盒中的填料可吸附微生物群对水底的污染物进行净化。
5.本申请提供的透水隔网槽，可以拦截大部分由河道排污口流出的大型垃圾和漂浮物，防止这些大型垃圾进入本申请的其他系统造成影响。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明具体实施方式中提供的河道污水处理装置的结构示意图；
图2是图1中生物滤池的结构示意图；
图3是图1中净化修复单元的结构示意图；
图4是图1中生态滤池的结构示意图。
附图标记说明：
1-生物滤池；11-第一反应区；12-第二反应区；13-第三反应区；14-泥水分离器；15-浮筒式表面曝气机；16-隔板；
2-净化修复单元；21-网状托架；22-栽种基盘；23-挺水植物；24-碳纤维生物绳；25-第一球状载体盒；26-微孔曝气装置；27-铁丝；
3-生态滤池；31-砾石群；32-生态袋，33-沉水植物；34-第二球状载体盒；
4-透水隔网槽；5-河道排污口。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示的一种河道污水处理装置应用于城市河道排污口原位处理的具体实施方式，包括，
生态滤池组件及用于对污水脱氮除磷的生物滤池1，所述生态滤池组件包括两个用于吸附氮磷及改善污水透明度的生态滤池3，所述生态滤池3设置于所述生物滤池1一侧且两者彼此连通；
净化修复组件，包括两个用于分解水中污染物的净化修复单元2，所述净化修复单元2设置于所述生态滤池3上且与所述生态滤池3连通。
所述生物滤池1位于河道排污口5的正下方，生物滤池1、净化修复单元2和生态滤池3的宽度与河道排污口5处的河道宽度相同。
如图2所示，所述生物滤池1内间隔设置若干用于将所述生物滤池分割为第一反应区11、第二反应区12和第三反应区13的隔板16；
所述第一反应区11位于所述生物滤池1中央，本反应区为厌氧反应区，聚磷菌本身虽然是好氧菌，其运动能力很弱，增殖缓慢，在利用有机物的竞争中比其它好氧菌占优势，使得聚磷菌成为本反应区的优势菌群，本反应区主要功能为释放磷，使污水中P的浓度升高，溶解性有机物被微生物细胞吸收而使污水中的BOD5浓度下降，另外，NH3-N因细胞的合成而被去除一部分，使污水中的NH3-N浓度下降，但NO3-N含量没有变化；
所述第二反应区12位于第一反应区11两侧，本反应区为缺氧反应区，经第一反应区11的污水进入本反应区，反硝化菌利用污水中的有机物作碳源，将污水中带入的大量NO3-N和NO2-N还原为N2释放至空气，因此BOD5浓度下降，NO3-N浓度大幅度下降，而磷的变化很小；
所述第三反应区13位于所述第二反应区12远离第一反应区11的一侧，本反应区为好氧反应区，本反应区内有机物被微生物生化降解，而继续下降，有机氮被氨化继而被硝化，使NH3-N浓度显著下降，但随着硝化过程使NO3-N的浓度增加，P随着聚磷菌的过量摄取，也以较快的速度下降，本反应区进行硝化及吸磷反应；
所述第一反应区11依次与第二反应区12和第三反应区13连通形成折线型流道；
所述隔板16的一端固定于河道的一侧岸边，另一端延伸至河道内且与河道的另一侧岸边存在间隙。
所述第一反应区11内设置用于将泥沙和污水分离的泥水分离器14；
所述第三反应区13内间隔设置若干用于曝气充氧的浮筒式表面曝气机15。
如图1所示，所述净化修复单元2包括设置在水面上的网状托架21，所述网状托架21两侧分别固定在河道两岸，所述网状托架21的网孔中设置栽种基盘22，所述栽种基盘22内栽种挺水植物23，根据实际情况进行植物的筛选，包括美人蕉、梭鱼草、水生鸢尾、菖蒲等，在具有净水效果的同时还可以起到景观作用；所述栽种基盘22下部悬挂碳纤维生物绳24，碳纤维生物绳24下方布置微孔曝气装置26。
其中，所述碳纤维生物绳24由10000-15000根5-10微米的微细纤丝集束而成，所述碳纤维生物绳24由上到下间隔设置若干第一球状载体盒25，所述碳纤维生物绳24及第一球状载体盒25内设置的第一填料单元可吸附微生物群形成微生物膜，所述微生物膜用于分解污染物质，所述微生物群为在污水中以有机物和/或无机物作为养料来生存的微生物，包括硝化细菌和/或浮游生物；
所述微孔曝气装置26包括微孔曝气管和圆锥塔形支架，所述微孔曝气管缠绕于所述圆锥塔形支架上，所述圆锥塔形支架通过铁丝27固定于所述网状托架21上。
所述第一填料单元为海绵铁-AT-PVF复合填料，是由切割成1.5cm×1.5cm×1.5cm的凹凸棒土复合亲水性聚氨酯泡沫与粒径为2～5cm的海绵铁按1∶4～50的重量比均匀装填而成。
如图3所示，所述生态滤池3底层设置砾石群31层，通过局部改变河流水体流态，改善水生生物生存环境，为水生生物提供栖息场所；所述砾石群31层上设置沉水植物33层，起到拦截悬浮物，吸收氮磷、提高透明度等净化效果。
其中，所述砾石群31层选用表面粗糙、多孔并且直径为0.5-1m的不规则大棱角石灰石、玄武石、花岗岩或鹅卵石平铺形成，3-4块砾石组成砾石群31，相邻砾石彼此咬合，相邻砾石群31之间的间距为3-4m；
所述砾石群31层表面布置铁丝笼网格，所述铁丝笼网格内间隔设置若干第二球状载体盒34，所述第二球状载体盒34内设置由填料组成的、可吸附微生物群形成微生物膜的第二填料单元，所述微生物膜用于分解污染物质，所述第二填料单元为海绵铁-AT-PVF复合填料。
所述沉水植物33层包括生态袋32和种植在生态袋32中的沉水植物33，所述生态袋32间隔设置在所述铁丝笼网格上，袋内按照2:1的比例填充土、沙混合物或自然土和河沙，高20cm-30cm，沉水植物根据实际情况进行植物的筛选，可选丝叶眼子菜、穿叶眼子菜、水菜花、海菜花、海菖蒲、苦草、金鱼藻、水车前、穗花狐尾藻或黑藻中的一种或多种。
所述铁丝笼网格外部再设置一层尼龙纱网，避免第二球状载体盒34及生态袋32随水体的流失，同时减小水体对砾石群31层的冲击性。
如图1所示，还包括透水隔网槽4，所述透水隔网槽4设置于所述生态滤池上并覆盖所述生态滤池的进水口，透水隔网槽4孔径为0.03mm～0.8mm，可将粗大的垃圾和落叶等漂浮物截留在透水隔网槽4内，槽内截留下来的垃圾定期进行清理。所述透水隔网槽4内设置用于截留来自河道排污口的污水中漂浮物的储污篮，通过储污篮的设置，体积较大的杂质落在储污篮内，河道保洁打捞人员可通过储污篮定期对储污篮内的杂质进行清理，保证储污篮的储污效果。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种河道污水处理装置，其特征在于，包括，
生态滤池组件及用于对污水脱氮除磷的生物滤池，所述生态滤池组件包括至少一个用于吸附氮磷及改善污水透明度的生态滤池，所述生态滤池设置于所述生物滤池一侧且两者彼此连通；
净化修复组件，包括至少一个用于分解水中污染物的净化修复单元，所述净化修复单元设置于所述生态滤池上且与所述生态滤池连通。
2.根据权利要求1所述的河道污水处理装置，其特征在于，所述生物滤池内间隔设置若干用于将所述生物滤池分割为第一反应区、第二反应区和第三反应区的隔板，所述第一反应区位于所述生物滤池中央；所述第二反应区位于第一反应区两侧；所述第三反应区位于所述第二反应区远离第一反应区的一侧；所述第一反应区依次与第二反应区和第三反应区连通形成折线型流道。
3.根据权利要求2所述的河道污水处理装置，其特征在于，所述第一反应区内设置用于将泥沙和污水分离的泥水分离器；所述第三反应区内间隔设置若干用于曝气充氧的浮筒式表面曝气机。
4.根据权利要求1所述的河道污水处理装置，其特征在于，所述净化修复单元包括设置在水面上的网状托架，所述网状托架两侧分别固定在河道两岸，所述网状托架的网孔中设置栽种基盘，所述栽种基盘内栽种挺水植物，所述栽种基盘下部悬挂碳纤维生物绳，碳纤维生物绳下方布置微孔曝气装置。
5.根据权利要求4所述的河道污水处理装置，其特征在于，所述碳纤维生物绳由10000～15000根5～10微米的微细纤丝集束而成，所述碳纤维生物绳由上到下间隔设置若干第一球状载体盒，所述碳纤维生物绳及第一球状载体盒内设置的第一填料单元可吸附微生物群形成微生物膜，所述微生物膜用于分解污染物质；
所述微孔曝气装置包括微孔曝气管和圆锥塔形支架，所述微孔曝气管缠绕于所述圆锥塔形支架上，所述圆锥塔形支架通过铁丝固定于所述网状托架上。
6.根据权利要求1所述的河道污水处理装置，其特征在于，所述生态滤池底层设置砾石群层，所述砾石群层上设置沉水植物层。
7.根据权利要求6所述的河道污水处理装置，其特征在于，所述砾石群层由表面粗糙、多孔且直径为0.5-1m的不规则大棱角的砾石平铺形成，3-4块砾石组成砾石群，相邻砾石彼此咬合，相邻砾石群之间的间距为3-4m；
所述砾石群层表面布置铁丝笼网格，所述铁丝笼网格内间隔设置若干第二球状载体盒，所述第二球状载体盒内设置由填料组成的、可吸附微生物群形成微生物膜的第二填料单元，所述微生物膜用于分解污染物质。
8.根据权利要求7所述的河道污水处理装置，其特征在于，所述沉水植物层包括生态袋和种植在生态袋中的沉水植物，所述生态袋间隔设置在所述铁丝笼网格上。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的河道污水处理装置，其特征在于，还包括透水隔网槽，所述透水隔网槽设置于所述生态滤池上并覆盖所述生态滤池的进水口，所述透水隔网槽内设置用于截留来自河道排污口的污水中漂浮物的储污篮。
10.根据权利要求2所述的河道污水处理装置，其特征在于，所述隔板的一端固定于河道的一侧岸边，另一端延伸至河道内且与河道的另一侧岸边存在间隙；
所述第一反应区为厌氧反应区；所述第二反应区为缺氧反应区；所述第三反应区为好氧反应区。
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