一種河湖汙染水體原位修復系統的製作方法
2023-09-14 23:30:25
本發明涉及水體處理技術領域，具體是一種河湖汙染水體原位修復系統。
背景技術：
水體汙染是指一定量的汙水、廢水、各種廢棄物等汙染物質進入水域，超出了水體的自淨和納汙能力，從而導致水體及其底泥的物理、化學性質和生物群落組成發生不良變化，破壞了水中固有的生態系統和水體的功能，從而降低水體使用價值的現象。
由於轄區內河湖水體長期的外源汙染輸入，使這些水體理化環境表現為強還原性質，有機無機汙染極其嚴重，水體有異味，已經不適合水生生物生存，水生植被退化甚至滅絕，浮遊植物、浮遊動物、底棲動物只有少量耐汙種類存在。食物鏈斷裂，食物網支離破碎，生態系統結構嚴重失衡，功能嚴重退化甚至喪失。
城市河流出現黑臭，已成為我國城鄉共同存在的汙染問題，消除水體黑臭已成為我國目前城鄉河道汙染問題中函待解決的水環境問題。引起河流水「黑臭」現象的原因主要有以下幾個方面：
（1)「臭」：形成的原因主要是水體流動過慢或者不流動，造成水中溶解氧不足，好氧細菌無法生存，加上生活汙水的排入，COD（化厭學需氧量)也就是有機物的不斷升高，使得大量的厭氧細菌滋生，氧菌的新陳代謝就會產生大量的沼氣，這是黑臭形成的主要原因(微生物分解過程中耗氧大於復氧，造成水體缺氧，厭氧微生物分解有機物過程中產生的如胺類、硫化氫、氨等使水體發臭)。
（2)「黑」：因為缺氧導致河水中的鐵、錳等重金屬還原，與水中的硫離子形成硫化亞鐵等使水體呈現黑色。
自然界的河流湖泊本身具有一定的自淨能力，能自我淨化水質保持水質潔淨。但當人類的汙染物超標排放時，往往會大大超過水體自身的淨化能力。使水體特別是底層水體嚴重缺氧，極大地抑制了好氧微生物(硝化細菌)的活性。在缺氧狀態下厭氧微生物大量繁殖，對落入水底的有機物進行厭氧分解，產生硫化氫、甲烷、氨等有害氣體，釋放臭氣並造成魚蝦大量死亡甚至絕跡。硫化氫又與水中的鐵反應，生成硫化鐵使水體發黑。得不到及時分解的有機物沉積在水底，形成黑色淤泥，並發出惡臭。
隨著城鎮化進程日益加快和人民生活水平的提高，這些河湖周邊地區產生的垃圾和生活汙水的排放量也隨之驟增。這些垃圾的隨意散布和生活汙水由於總氮、氨氮、總磷等各項水質指標濃度均很高，直接排放後，勢必導致河湖水體富營養化。
目前較為常用的河湖水體處理技術有物理工藝、化學工藝和生物工藝，但是這幾種處理技術都有不同的優缺點。
物理工藝主要是引水稀釋、底泥疏浚。引水稀釋就是通過工程調水對汙染水體進行稀釋。使水體在短時間內達到相應的水質標準。該方法能激活水流，增加流速，使水體中水生微生物、植物的數量和種類也相應增加，從而達到淨化水質的目的。底泥疏浚指對整條或局部沉積嚴重的河段、湖泊進行疏浚、清淤，恢復河流和湖泊的正常功能，但由於物理修復技術存在暫時性、不穩定性以及治標不治本等缺點，在河道水體修復工藝中較少使用。
化學工藝通過化學手段處理被汙染水體達到去除水體中汙染物的一種方法。如治理湖泊酸化可投加生石灰，抑制藻類大量繁殖可投加殺藻劑。目前該方法主要用於酸化湖泊的治理。化學修復技術具有費用高、易造成二次汙染等缺點。
生物工藝，國內外已開發出多種有關汙染水體生物修復的技術，從生物的選擇和培養應用上來分主要包括直接投加微生物技術、培養微生物技術和高等生物修復技術等；按其工程實施的方式來分主要有原位修復技術、異位修復技術和原位異位聯合修復技術。
與傳統的化學、物理處理方法相比，生物修復技術有以下優點：汙染物在原地被降解、修復時間短、就地處理操作簡單，具有對周圍環境的千擾少、修復資金較少，一般只為傳統工藝的投資額的50-70%、不產生二次汙染，遺留問題少的特點。生物修復技術是未來水體修復的重點發展趨勢。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種河湖汙染水體原位修復系統，以解決上述背景技術中提出的問題。
為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：
一種河湖汙染水體原位修復系統，包括供電系統和、溶氧曝氣系統、微生物培養系統和生物種養系統，
所述供電系統為溶氧曝氣進行供電，溶氧曝氣系統為微生物培養系統、生物種養系統提供氧氣；
所述溶氧曝氣系統包括曝氣增氧裝置、氣體淨化器和控制器，所述曝氣增氧裝置包括風機、管道、微納米微孔曝氣管和導流板，所述風機與微納米微孔曝氣管之間通過管道連接，微納米微孔曝氣管設置在河道底部，導流板設置在微納米微孔曝氣管下方；所述氣體淨化器和控制器均安裝在管道上，氣體淨化器設置在控制器和風機之間，且控制器設置在水中；
所述微生物培養系統採用活性複合微生物功能菌劑；所述生物種養系統包括水生動物放養和水生植物種植。
作為本發明進一步的方案：所述供電系統採用水利發電或太陽能發電。
作為本發明進一步的方案：所述風機替換為空氣壓縮機。
作為本發明再進一步的方案：所述控制器為時間控制器或溶氧控制器。
與現有技術相比，本發明的有益效果是：
本發明系統在不換水，也不清淤的前提下，即可快速治理好受汙染水體，水底的淤泥中的有機物也可在治理過程中逐步得到消解，保持足夠的原生態。該系統對於景觀水水質改善，具有運行維護成本低、效果好、完全生態、長效保證的突出優勢。本發明利用太陽能發電提供電能，只需在溶氧曝氣系統和生物菌種培養系統上做好安全防護即可，施工操作簡單，維護便捷。
附圖說明
圖1為河湖汙染水體原位修復系統中溶氧曝氣系統的示意圖。
圖中：1-河道；2-風機；3-氣體淨化器；4-管道；5-控制器；6-微納米微孔曝氣管；7-導流板。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
請參閱圖1，本發明實施例中，一種河湖汙染水體原位修復系統，包括供電系統和、溶氧曝氣系統、微生物培養系統和生物種養系統。
供電系統為溶氧曝氣進行供電，供電系統採用水利發電或太陽能發電，溶氧曝氣系統為微生物培養系統、生物種養系統提供氧氣。
溶氧曝氣系統包括曝氣增氧裝置、氣體淨化器和控制器。控制器為時間控制器或溶氧控制器，再配套電源線和信號線；時間控制器可以設置多段停開機時間，實現自動控制；溶氧控制器可以自動檢測水中溶氧濃度，濃度不足預設濃度底線時自動啟動充氣設備，濃度超過預設濃度高限時自動停止設備。
曝氣增氧裝置包括風機、管道、微納米微孔曝氣管和導流板，風機與微納米微孔曝氣管之間通過管道連接，微納米微孔曝氣管設置在河道底部，導流板設置在微納米微孔曝氣管下方；氣體淨化器和控制器均安裝在管道上，氣體淨化器設置在控制器和風機之間，且控制器設置在水中。
曝氣增氧裝置設置在水底，這樣可以使得水底溶氧含量達到足夠的濃度，並且通過導流板的作用讓水層產生上下對流，使得溶氧上下均衡。
微納米微孔曝氣管是用PE高分子材料製成的微納米級底部增氧曝氣產品，管壁上存在大量微孔並且開孔率高，增氧效率高，使用範圍廣泛。
通過風機鼓風，可讓大量微細氣泡從管壁冒出，因開孔率高，大量氣泡的上升將帶動水體翻滾流動，大大增加氣液接觸面積從而不斷溶氧，並且水體上下對流又不斷把溶解氧帶到水體下層；另外未並泡的微小氣泡在水中處於煙霧飄散狀態，上升速度慢，溶氧效果顯著，從而大幅度提高水中的含氧量。
風機也可以替換為空氣壓縮機；在把空氣送入曝氣增氧裝置之前，氣體淨化器將空氣中存在的油汙、粉塵、水汽等雜質進行過濾，以避免曝氣部件在短時間內就被堵塞。
微生物培養系統採用活性複合微生物功能菌劑，是一類好氧性的有益微生物，能快速分解池中及池底的有害有機物；可分解外來汙染源以及水中魚、蝦的糞便、殘餌、屍體等，使水體保持良好的生態平衡，抑制有害生物的繁殖，凝絮力強，在水溫比較高的季節能快速使水體清澈。因為是好氧性微生物，因此需要保證水體中的溶氧量，如果水中缺氧，則無法達到效果，與微納米曝氣增氧裝置搭配使用，效果最好。
該複合微生物功能菌劑，屬天然、無毒、無殘留汙染，不產生抗性，能有效改善水生態環境，淨化水質，提高水生動物免疫能力，減少疾病，促進健康生長，維持水體生態平衡。
生物種養系統包括水生動物放養和水生植物種植，水生動物一方面是景觀作用，另一方面是配合淨化水質。植物除了景觀作用外還有兩個作用，一個是淨化水質，另一個就是植物根系(尤其是漂浮於水面的植物的根系)會成為微生物的附著空間，形成強大的生物膜，這將是在增氧配合下，最重要的淨化水質生力軍。
然本發明不限於上述示範性實施例的細節，而且在不背離本發明的精神或基本特徵的情況下，能夠以其他的具體形式實現本發明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示範性的，而且是非限制性的，本發明的範圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和範圍內的所有變化囊括在本發明內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。