河道污水處理工藝

　　隨著技術的進步，河道污水處理工藝也越來越多樣化，下面介紹一下河道污水處理工藝。

　　采用了生物‑生態河道水質集成凈化的方式，并結合截污預處理、人工水體增氧技術與有益菌種微生物、水生沉水植物修復技術方式，構建河道水體的水生態系統，不僅能夠促進河道中的整個水體的新陳代謝，提升自凈能力，并將污染物轉化為無害物，還無需改變河道的外部構造，同時施工成本低、周期短，適于推廣。

　　1.一種河道污水處理工藝，具體步驟如下，

　　一、修復前期：河道底部進行清淤，并對河道兩岸的排污口進行管道輸送納管;

　　二、源頭強化：在排污口附近，設置生物濾料圍堰，在圍堰內安裝電污水處理設備，再在排污口四周鋪設生物凈化物質，在河道的支流入口處的河底設置生物填料以及微生物，同時設置微納米曝氣機;

　　三、曝氣復氧：先用曝氣系統向水體充氧，然后投加益菌群;

　　四、水下森林系統建設，在河底投放挺水植物、浮水植物和沉水植物。

　　2.根據權利要求1所述的河道污水處理工藝，其特征是：在修復前期的步驟中，還往河道中投入大型蚤，然后在水下森林系統建設過程中，待沉水植物覆蓋率達到40%-50%時，大型蚤退出污水處理工作。

　　3.根據權利要求1所述的河道污水處理工藝，其特征是：所述生物凈化物質為纖維生態草。

　　4.根據權利要求1所述的河道污水處理工藝，其特征是：所述益菌群至少包括硝化細菌、反硝化菌、光合細菌、硫化細菌其中的一種或或至少兩種的組合。

　　5.根據權利要求1所述的河道污水處理工藝，其特征是：所述沉水植物為輪葉黑藻、金魚藻、紅線草、苦草、狐尾藻、馬來眼子菜、菹草、伊樂藻、睡蓮的其中一種或至少兩種的組合。

　　6.根據權利要求1所述的河道污水處理工藝，其特征是：挺水植物為西伯利亞鳶尾、美人蕉、梭魚草的其中一種或至少兩種的組合。

　　7.根據權利要求1所述的河道污水處理工藝，其特征是：浮水植物為睡蓮或/和荇菜。

　　河道污水處理工藝

　　技術領域

　　本發明涉及污水處理工藝，更具體地說，涉及一種河道污水處理工藝。

　　背景技術

　　河道，尤其是城中區的河道，通常河域面積小，河體自凈能力差，大量居民生活污水和沿岸餐飲廢水直接排入，特點是氮磷含量高、以有機污染物為主，污染物中其他重金屬污染物、有毒制劑等含量較少。在溫度較高時，內源性污染物釋放大量的氮和磷，造成水體富營養化。底泥中的大量有機物好氧微生物分解時，以較快的速度將水中的溶解氧消耗殆盡，水中的厭氧和兼性微生物分解有機物產生大量的硫化氫和氨，使水體產生臭味。由于水中溶解氧含量低，水生植物、后生動物、魚蝦類及兩棲動物較少，無良性的食物鏈，水體生態環境破壞，水體自凈能力較小，河面景觀較差。

　　目前，常用的河道污水處理方法，有以下幾種方式：

　　1.引流沖污和綜合調水，引流沖污實質上是對水體污染物和浮游藻類的稀釋擴散，就局部而言常被視為解決水體富營養化相對簡單、易行和代價較低的辦法，實為污染轉移，特別是枯水期，山間溪水流量少，引水沖污不明顯;綜合調水不同于引流沖污，主要解決水資源的再分配，利用一定的水利設施合理調活河網水系，達到“以動制靜、以清稀污、以豐補枯、改善水質”的目的，尤其對提高水體的自凈能力能發揮較好的作用;

　　2.曝氣復氧，其原理是進入水體的溶解氧與黑臭物質(H2S，FeS等還原物質)之間發生了氧化還原反應，對于長期處于缺氧狀態的黑臭河流，要使水生態系統恢復到正常狀態一般需要一個長期的過程，水體曝氣復氧有助于加快這一過程;

　　3.底泥疏浚，底泥為水體污染的主要來源，疏浚技術通常是決定疏浚效果好壞的關鍵，從比較早的人工挖泥到現在的精確水下吸泥，疏浚過程對環境的影響正在變得越來越小，疏浚作為水利工程和航道工程措施有重要效用，但作為水質治理目前還存在一些難于克服的問題，如一定程度上引起上覆水污染物濃度增加，疏浚后淤泥以其量大、污染物成分復雜、含水量高而難以處理等等。

　　這些處理廢水的方法在實際應用過程中都是單一的，優缺點都非常明顯。

　　此外，公開號為CN103882828A的中國發明專利公開了一種城市河道的生態修復方法，其特征是結合物理、生物及生態技術構建和恢復完整的河道水體生態系統，提高水體生態系統自我凈化及抗外界干擾的能力，且能夠可持續運行與自我調節，其主要內容如下：(1)截斷流域內污染源，提高植被覆蓋率;(2)河岸改造：修建集雨排水渠、較少或改良固化堤岸，進行生態護坡建設、親水性設施構建;(3)河底改造：疏浚、河道微環境復雜化構造、生石灰消毒預處理污染底泥;(4)河道改造：修建溢流壩，條件合適區域將筆直河道改成曲折河道，增加河道生境多樣性;(5)安放曝氣裝置，改善河道水體條件;(6)沉水植物、挺水植物種植;(7)魚類、底棲動物及浮游動物投放。

　　上述技術方案，步就是截斷流域污染源，但城中河道的污染源基本是來自居民生活污水和沿岸餐飲廢水，想要截斷流域污染源明顯比較難以實施;而在此之后還需要修建集雨排水渠、較少或改良固化堤岸，進行生態護坡建設、親水性設施構建，整個工作量過大，工程時間較長，投入成本太大;還需要將筆直河道改成曲折河道，改變河道景觀，工程浩蕩，且在施工過程中難以獲得政府和附近居民的同意�？傊�，該方案過于理想化，難以投入實際施工。

　　本發明的目的在于提供一種河道污水處理工藝，不僅能夠促進河道中的整個水體的新陳代謝，提升自凈能力，并將污染物轉化為無害物，還無需改變河道的外部構造，同時施工成本低、周期短，適于推廣。

　　本發明的上述目的是通過以下技術方案得以實現的：

　　一種河道污水處理工藝，具體步驟如下：

　　一、修復前期，河道底部進行清淤，并對河道兩岸的排污口進行管道輸送納管;

　　二、源頭強化，在排污口附近，設置生物濾料圍堰，在圍堰內安裝電污水處理設備，再在排污口四周鋪設生物凈化物質，在河道的支流入口處的河底設置生物填料以及微生物，同時設置微納米曝氣機;

　　三、曝氣復氧，先用曝氣系統向水體充氧，然后投加益菌群;

　　四、水下森林系統建設，在河底投放挺水植物、浮水植物和沉水植物。

　　通過采用上述技術方案，采用了生物-生態河道水質集成凈化的方式，并結合截污預處理、人工水體增氧技術與有益菌種微生物、水生沉水植物修復技術方式，構建河道水體的水生態系統，不僅能夠促進河道中的整個水體的新陳代謝，提升自凈能力，并將污染物轉化為無害物，還無需改變河道的外部構造，同時施工成本低、周期短，適于推廣。

　　優選的，在修復前期的步驟中，還往河道中投入大型蚤，然后在水下森林系統建設過程中，待沉水植物覆蓋率達到50%時，大型蚤退出污水處理工作。

　　通過采用上述技術方案，單細胞藻類實際上包括藍藻、綠藻、硅藻、黃藻、隱藻、甲藻等幾大門類。其中藍藻(特別是銅綠微囊藻)具有特殊的藍藻膠和多糖類物質，一般難以被魚類所消化、吸收、利用。濾食性魚類的攝食行為是被動性的，隨水體所有藻類吃進，首先消化掉綠藻、硅藻、黃藻、隱藻、甲藻;對于藍藻，濾食性魚類只能消化部分單細胞狀態的銅綠微囊藻，留下消化不掉的團塊狀藍藻排出，藍藻經過魚腸可能還會出現休眠性再暴長;而且經過魚類腸道的選擇，藍藻更容易在重污染水體成為優勢種。

　　大型蚤是一種低等咸淡水甲殼浮游動物，生存周期為45天，經馴化后，這種大型蚤不僅喜歡吃藍藻，而且還能轉化藍藻毒素，產生抑藻生態因子控制藍藻的再生長，利用放養這種生物可以很好的預防藻類爆發，并引導沉水植物生長，促進良好的生態環境的形成。

　　優選的，所述生物凈化物質為纖維生態草。

　　通過采用上述技術方案，附著在生態草上的生物膜一般呈蓬松的絮狀結構，微孔較多，表面積很大，能吸收、吸附、截留水中溶解態和懸浮套污染物，為各類微生物、藻類和微生動的生長、繁殖提供良好的著生、附著或穴居條件，當生物膜增厚到一定程度時，由于受到水力沖刷而發生剝落，適當的剝落可使生物膜得到更新。

　　優選的，所述益菌群至少包括硝化細菌、反硝化菌、光合細菌、硫化細菌其中的一種或至少兩種的組合。

　　通過采用上述技術方案，這些菌種均來源于自然界，具有較強的降解能力，作用機理是以光合菌群和酵母菌群為主導，協同其它有益微生物共同作用，產生抗氧化物質，通過氧化還原發酵等途徑，分解氧化有機物，把有害有毒轉化為無害無毒，變有害為有用，同時光合菌可利用太陽光和熱能進行光合作用產生氧氣，供其他生物利用，利用CO2和氮等物質合成糖類、氨基酸、維生素和生物活性物質等，促進其他生物的生長繁殖。菌群在一定條件下快速繁殖、擴大，菌群形成團，大量吞食水中的污染物，使C源轉化為CO2、N源轉化為N2，水體變清。利用此類菌，在生態填料上形成一定的生物膜，水流通過由生態草形成的生物膜時，經過生物膜上特效菌的層層處理，使水質達到預期的目標。

　　優選的，所述沉水植物為輪葉黑藻、金魚藻、紅線草、苦草、狐尾藻、馬來眼子菜、菹草、伊樂藻、睡蓮的其中一種或至少兩種的組合。

　　通過采用上述技術方案，這些沉水植物可以從根系和浮葉背面吸收水體和淤泥中營養物質，碳源也主要來自空氣，產生具備凈化力的氧氣通過浮葉背部分進入水體;是水域生態恢復自凈能力的比較優物種。

　　優選的，挺水植物為西伯利亞鳶尾、美人蕉、梭魚草的其中一種或至少兩種的組合。

　　通過采用上述技術方案，挺水植物的根、根莖生長在水的底泥之中，莖、葉挺出水面;其常分布于0-1.5米的淺水處，其中有的種類生長于潮濕的岸邊，這類植物在空氣中的部分，具有陸生植物的特征;生長在水中的部分(根或地下莖)，具有水生植物的特征，在凈化水底的同時，還能夠有莖、葉挺出水面，一定程度上可以使得城市居民不會隨意排放生活污水，有意識地對河道進行保護。

　　優選的，浮水植物為睡蓮或/和荇菜。

　　通過采用上述技術方案，浮葉植物根一般因為缺乏氧氣，所以由于無氧呼吸可以產生醇類物質;此外，通過葉柄也能由葉供給氧氣，不會消耗水中的氧氣，提升自凈能力。

　　綜上所述，本發明具有以下有益效果：

　　1.本發明結合截污預處理、人工水體增氧技術與有益菌種微生物、水生沉水植物修復技術方式，構建河道水體的水生態系統，不僅能夠促進河道中的整個水體的新陳代謝，提升自凈能力，并將污染物轉化為無害物，整個施工過程無需改變河道的外部構造，同時施工成本低、周期短，適于推廣;

　　2.在施工過程中，輔助以微生物、大型蚤、沉水植物、浮水植物、挺水植物來凈化河道環境，完全采用自然界的生物，不會產生任何副作用;先是對河底污泥進行清除，然后河中藻類由大型蚤控制藻類生長，并引導沉水植物生長，否則藻類滋長過剩，則會導致沉水植物難以生長;接著由浮水植物、挺水植物來美化環境，不單單簡單地凈化河水，而是形成一個了一個可提升后續自我凈化能力的河道生態環境。

　　具體實施方式

　　一種河道污水處理工藝，包括如下步驟：

　　修復前期：河道底部進行清淤，并對河道兩岸的排污口進行管道輸送納管，然后往河道中投入大型蚤;

　　源頭強化：在排污口附近，設置生物濾料圍堰，在圍堰內安裝電污水處理設備，污染物經電絮集、氣浮、生物濾料截留、吸附等作用，濃度大大降低，然后再排入河道，從而減少排污口對河道的影響;再在排污口四周鋪設纖維生態草，在河道的支流入口處的河底設置生物填料以及微生物，同時設置固定式微納米曝氣機;

　　曝氣復氧：先用曝氣系統向水體充氧，然后投加益菌群，所述益菌群至少包括硝化細菌、反硝化菌、光合細菌、硫化細菌其中的一種或至少兩種的組合，有益生物菌在消減表層的浮泥后，還能持續消解底泥層中的有機質，使底泥層中的有機質逐步減少，底泥由黑變黃褐色，河底淤泥的厚度明顯降低。

　　水下森林系統建設：在河底投放挺水植物、浮水植物和沉水植物，挺水植物為西伯利亞鳶尾、美人蕉、梭魚草的其中一種或至少兩種的組合;沉水植物為輪葉黑藻、金魚藻、紅線草、苦草、狐尾藻、馬來眼子菜、菹草、伊樂藻、睡蓮的其中一種或至少兩種的組合;浮水植物為睡蓮或/和荇菜。待沉水植物覆蓋率達到40%-50%時，大型蚤退出污水處理工作(優選沉水植物覆蓋率達到50%，型蚤退出污水處理工作，因為此時，沉水植物覆蓋率到達了足夠大的時候，水中的污染物及藻類植物難以破壞沉水植物的生長，反而沉水植物一定程度上還能夠抑制水體內的藻類過渡生長，如果沉水植物覆蓋率只有40%，大型蚤就退出，有可能導致后期藻類重新大量繁殖)。

　　具有以下特點優勢：

　　(1)電離現象：氣體在水中的溶解度受氣壓影響較大，但電解質的離子化水，讓溶入的微納米氣泡表面形成雙層電離子，并隨著表面積的不斷減少而急劇收縮，讓氣泡內的氣體散逸得以控制，從而大大提高了溶解度;

　　(2)超聲波性：微納米氣泡由于高能破裂而產生超聲波，這種超聲波具有較強的殺菌作用。

　　(3)帶電性：微納米氣泡表面帶有負電荷，所以氣泡間很難合為一體，在水體中能產生非常濃密而細膩的氣泡，不會像常規氣泡一樣融合增大而破裂。通常納米微納米表面氣泡的表面電位為-30～50mv，可以吸附水體中帶正電的物質。利用表面電荷對水體微粒的吸附性，可以把水體中的有機懸浮固體和分離，因此，該技術在提高溶解氧的同時，也具有一定的水質凈化效果。

　　(4)滯留性：微納米氣泡在水體中上升速度非常緩慢，似細霧在水中彌漫，如10μm的氣泡，以100μm/S的速度上升，在水體中上升1m，需要3h，所以微納米氣泡會長時間的逗留在水中，該特性也是具有高度溶解效率的核心所在。

　　微納米氣泡對水質改善的作用：

　　(1)消除有機物污染和黑臭：由于微納米氣泡具有很強的滯留性，能夠提供更加充足的氧氣，在好氧微生物豐富的條件，有機污染指標COD和BOD明顯下降，黑臭現象消失。水體底部的有機物降解所產生的甲烷、硫化氫等有毒和有害氣體被去除;

　　(2)減少水體營養鹽含量：由于微納米氣泡具有很強的氣浮性、滯留性和擴散性，其氣泡上升作用弱，水體重氧后，可有效抑制湖底厭氧菌的有機質分解過程，減少水底氮、磷營養鹽的釋放量;

　　(3)消除藻類水華：微納米曝氣具有較強的復氧功能，可提高水生動物的生存環境，從而抑制藻類的生長;

　　(4)改善水色和透明度：污染水體中的多種無機和有機懸浮物、活的浮游植物及死亡的殘骸、大型水生植物碎屑、分解的有機體碎屑等，是影響水體顏色和透明度的主要物質。微納米曝氣能夠更加有效地促進水生生物的生長，從而減少水中有機質，使水體透明度明顯提高，改善水色;

　　(5)減少底泥內源污染：微納米曝氣增氧后，河湖底質表層含氧量增加，好氧微生物活動趨強，基于微生物的代謝過程促進底泥有機污染物的降解，逐步形成無機化底質覆蓋層，阻斷內源污染。

　　在對支流入口進行強化處理時，可以在河底設置生態基，即一種用于生態性水處理的高科技材料，從美國梅瑞地安水生科技公司采購。每平方米生態基可以為水中微生物的生長、繁殖比較高能提供約250平方米的生物附著表面積，為繁殖數量巨大的微生物群落(生物膜)提供了基礎條件。

　　

 

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