一種城市湖庫水環境汙染修複方法
2023-05-06 10:13:26 2
專利名稱：一種城市湖庫水環境汙染修複方法
技術領域：
本發明涉及一種水處理技術，尤其是一種城市湖庫水環境汙染修複方法。
技術背景
城市湖庫是指位於城市內的各種水湖、水庫、水域。隨著城市市民對親水性生活環境需求加大，城市除天然湖庫外，人工湖、景觀湖泊等城市湖庫的數量也在不斷增加，但由於城市現代化進程的加快，透水性地面逐漸減少，汙染也逐漸加劇。城市湖泊常常缺乏足夠的自然補水，水質惡化問題也引起廣泛關注。特別對無固定補給水源的城市湖庫水體由於缺乏流動性，造成底層水體溶解氧不足，極大抑制好氧微生物的活性，在缺氧狀態下厭氧微生物大量繁殖，對有機物進行厭氧分解，產生硫化氫、甲烷、氨等有害氣體，危害魚類生長； 硫化氫又與水中的鐵反應，生成硫化鐵使水體發黑；未及時分解的有機物沉積在水底，形成黑色淤泥。湖體水質空間分布相差很大，近岸處及湖體死水區(湖灣、湖岔等)，藻類大量生長。水質惡化現象嚴重。
我國現有技術中，也存在不少針對湖庫水質惡化進行處理的技術，比如我國專利申請號200610130096. 9所公布的一種人工湖水處理技術及成套裝置，其採用專用設備將湖水進行過濾、殺菌和殺藻處理；但處理效率過低，只適用於較少水量的處理且成本過高。 另外，我國專利申請號201110032358. 9曾公布了一種富營養化水域水質處理懸浮床及其水處理方法，其採用水生植物種植吸收的方式處理水中的富營養化物質；但同樣具備管理不便，控制較難，成本較高等缺陷。同時，上述現有的城市湖庫水處理技術，均是靠採取人工措施有針對性地將水中有害物質吸收消除的方式，沒有充分發揮湖庫自身淨華功能，屬於治標不治本的方式；故容易復發，治理效果有限
發明內容
針對上述現有技術不足，本發明要解決的技術問題是怎樣提供一種城市湖庫水環境惡化修複方法，該方法能夠從根源上提升湖庫自身水淨化能力，水處理效果好。
為了解決上述技術問題，本發明中採用了如下的技術方案一種城市湖庫水環境汙染修複方法，其特點在於，在湖庫中遠離進水口的一側設置循環水泵，循環水泵位於水下循環泵間內，循環水泵採用輸送管道連接到位於湖中各處的若干出水機構，每出水機構包括一個與輸送管道相連接的分水管道，分水管道內設置有出水流量電磁控制閥，分水管道遠離輸送管道的一端並列地分出至少三條支路管道，每條支路管道至少設置有三個出水口，每個出水機構中的出水口水平並列設置為一排；所述出水機構包括造浪式出水機構、平推式出水機構和下衝式出水機構；採用上述循環水泵從湖庫中遠離進水口的一側抽水並經過輸送管道輸送到各出水機構的出水口噴出，使湖庫內水體形成水循環，促進局部水體橫向或縱向流動從而帶動整個湖庫水體的流動，達到活化水體、改3善水質的效果。
其中，所述造浪式出水機構是指出水口斜向上指向湖內設置並使得出水能夠形成 10-20cm高度的波浪的出水機構，造浪式出水機構位於靠近湖邊的水深小於2米的淺水區域內的水體下部，該區域內水質指標為溶解氧小於1.0mg/L、總磷大於0. lmg/L，總氮大於 1. 5mg/L。這樣可以增加氣水交換程度，在復氧的同時推動水流前進，實現水體的循環，同時可以避免將湖底汙泥攪動。
所述平推式出水機構是指出水口水平指向湖內設置的出水機構，平推式出水機構位於流速低於0. lm/s，溶解氧在;3mg/L以下，水深在2_細的湖灣、湖岔處的水體中部。這樣，能夠使儘量多的水量參與水體循環，實現水體流動。
所述下衝式出水機構是指出水口斜向下指向湖內設置的出水機構，下衝式出水機構設置於湖邊深度細以上的位置的水體上部。下衝式出水機構的出水流速以不攪動底泥為限。其能夠使得新鮮來水與該區域的分層水體得到充分混合但以不攪動底泥為限，造成水體的紊動，促進水體交換上下層之間的交換。
本技術方案中，當出水部位同時包括以上情況時，可選擇兩個或三個出水方式組合，從多方面同時改善水質，上述三種出水機構，其出水方位，設置位置條件的選擇均是根據水體活化原理分析以及實際驗證得到，能夠有效地帶動湖水循環，活化水體，改善水質， 同時達到造景美觀效果。
本發明中，循環水泵是全系統中唯一動能，放置於水下循環泵間內，循環泵間設有格柵，格柵可以防止魚類等較大物體進入水下循環泵間堵塞水泵；水泵開啟後系統獲得能量，液壓抽吸水體至輸送管道，控制出水流量電磁控制閥開啟後，進入出水機構，通過出水機構的分水管道與輸送管道之間設置的角度不同，實現造浪、平推流及下衝混合的出水模式。各種出水模式都是多根管道布水，形成一個面上的動力，解決單點出水作用區域較小的問題。造浪式出水機構適用處於缺氧條件下水質惡化的湖灣及淺水區域，通過水力計算確定對稱管道出口與水面的高差從而確定旋轉角度(朝上)及整個出水頭部的安裝位置，使得出水能夠形成一定高度的波浪，在復氧的同時推動水流前進，實現水體的循環，同時可以避免將湖底汙泥攪動。平推式出水機構適用於水質相對較好，水深適中的湖灣、湖岔處，主要使儘量多的水量參與水體循環，實現水體流動，對稱管道出口與水面相平。下衝式出水機構適用於湖邊水體較深處同時底層淤泥處於缺氧狀態，通過水力計算確定對稱管道出口與湖底的高差從而確定旋轉角度(朝下)及整個出水頭部的安裝位置，使得新鮮來水與該區域的分層水體得到充分混合但以不攪動底泥為限。
實施時可以根據實際情況由湖庫換水周期確定循環水量、循環能量及循環周期， 併合理布置循環路線。一般地，輸送管道沿湖庫單側或雙側布置，通過循環水泵吸水，在湖灣、湖岔等處設置出水機構。所需出水機構個數根據實際湖庫情況確定，可適當協調出水頭部同時工作個數。
本方法的特點①水力自動化全系統只有一個動能來源，水泵開啟系統獲得能量；②靈活性高通過出水流量電磁控制閥可實現不同組合出水機構的運行和對應出水頭部的不同出水方式；③自動控制控制部分能夠由控制櫃自動控制出水流量電磁控制閥的啟閉狀態；④水質改善與造景相結合實現湖庫水環境修復的同時，創造景觀效果。
本發明包括以下有益效果。
1、水質改善方面湖岸水體特別是死水區水體水質明顯改善。循環水修復法著重治理湖庫死水區水質較差的問題，推動底部水體流動，使水體充氧鮮化，解決因出水造成局部擾動過大，底泥汙染物上翻，影響水質的問題，實現局部水體的均質平衡，激發水體深層微生物的活性，提高底層淤泥中微生物的代謝和繁殖，加強好氧微生物活性，改善死水區水質減少底泥內源汙染，有機汙染物指標濃度下降，惡臭現象消失；通過對湖尾水體抽吸，促使上遊水體加速流動，形成水層對流交換條件，破壞「水華」爆發所需的水力環境，提高水體自淨能力。
2、水體造景方面湖灣、湖岔、水生植物密集區等處，通過對出水管道的角度控制調整出水模式，造浪式出水可形成一定高度的波浪。視覺上，形成一定寬度和一定高度的立體視覺空間。
3、節能降耗方面本工藝將水體循環與人工造浪、水流平推、水層擾動功效結合為一體。實現了一處動力、一條管道、多處出水、多重功效。減少設備投入，系統簡單可靠，效果顯著。
4、操作運行方面在一定的循環周期內，根據不同區域的水質與水深等情況，確定出水頭部同時運行數目及補水管與幹管的旋轉角度，使之以獨立的造浪式、平推式、紊流式或相互組合形式出水。通過控制櫃中控制系統操作實施控制閥門啟閉，管理簡便。
綜上所述，本發明以促進湖庫自身水體流動循環的方式，通過分布與湖中特定位置的各種出水機構出水帶動湖水形成各種流動，進而提高水體活性，提高水中各種水處理微生物活性並使其公布均衡和合理，從而從根源上迅速提高湖庫自身水處理能力。分解有機物，減少水中汙染物。故本方法具備處理效果好，適用性強，且成本低廉，便於實施等優點ο
圖1是本發明實施時採用的系統的結構示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明的結構作進一步的詳細說明。
圖1是本發明實施時採用的系統的結構示意圖。如其所示，本發明的城市湖庫水環境汙染修複方法，實施時，在湖庫中遠離進水口的一側設置循環水泵2，循環水泵2位於水下循環泵間1內，循環水泵2採用輸送管道3連接到位於湖中各處的各組出水機構(如圖所示的A到N組)，每出水機構包括一個與輸送管道相連接的分水管道，分水管道內設置有出水流量電磁控制閥(如圖所示的，分別在A到N組出水機構中設置的a到η個)，分水管道遠離輸送管道的一端並列地分出至少三條支路管道(如圖所示的標號4、5、6的三條支路管道)，每條支路管道至少設置有三個出水口(如圖中標號7、8、9所示，標號7表示支路管道4中的三個出水口，標號8表示支路管道5中的三個出水口，標號9表示支路管道6中的三個出水口)，每個出水機構中的出水口水平並列設置為一排；所述出水機構包括造浪式出水機構、平推式出水機構和下衝式出水機構；採用上述循環水泵從湖庫中遠離進水口的一側抽水並經過輸送管道輸送到各出水機構的出水口噴出，使湖庫內水體形成水循環，促進局部水體橫向或縱向流動從而帶動整個湖庫水體的流動，達到活化水體、改善水質的效果。具體實施時，所述造浪式出水機構是指出水口斜向上指向湖內設置並使得出水能夠形成10-20cm高度的波浪的出水機構，造浪式出水機構位於靠近湖邊的水深小於2米的淺水區域內的水體下部，該區域內水質指標為溶解氧小於1.0mg/L、總磷大於0. lmg/L，總氮大於1.5mg/L。所述平推式出水機構是指出水口水平指向湖內設置的出水機構，平推式出水機構位於流速低於0. lm/s，溶解氧在;3mg/L以下，水深在2_細的湖灣、湖岔處的水體中部。 所述下衝式出水機構是指出水口斜向下指向湖內設置的出水機構，下衝式出水機構設置於湖邊深度細以上的位置的水體上部。
本發明由循環水泵將電能轉換為循環水體的流動動能，水體流動後，加快水體置換周期，破壞「水華」爆發的水力條件。通過造浪布水方式可使水體加強復氧，提高好氧微生物的活性，分解有機物，減少水中汙染物，達到同時推動水體流動和產生景觀效果的目的。
權利要求
1.一種城市湖庫水環境汙染修複方法，其特徵在於，在湖庫中遠離進水口的一側設置循環水泵，循環水泵位於水下循環泵間內，循環水泵採用輸送管道連接到位於湖中各處的若干出水機構，每出水機構包括一個與輸送管道相連接的分水管道，分水管道內設置有出水流量電磁控制閥，分水管道遠離輸送管道的一端並列地分出至少三條支路管道，每條支路管道至少設置有三個出水口，每個出水機構中的出水口水平並列設置為一排；所述出水機構包括造浪式出水機構、平推式出水機構和下衝式出水機構；採用上述循環水泵從湖庫中遠離進水口的一側抽水並經過輸送管道輸送到各出水機構的出水口噴出，使湖庫內水體形成水循環，促進局部水體橫向或縱向流動從而帶動整個湖庫水體的流動，達到活化水體、 改善水質的效果。
2.如權利要求1所述的城市湖庫水環境汙染修複方法，其特徵在於，所述造浪式出水機構是指出水口斜向上指向湖內設置並使得出水能夠形成10-20cm高度的波浪的出水機構，造浪式出水機構位於靠近湖邊的水深小於2米的淺水區域內的水體下部，該區域內水質指標為溶解氧小於1. Omg/L、總磷大於0. lmg/L，總氮大於1. 5mg/L。
3.如權利要求1所述的城市湖庫水環境汙染修複方法，其特徵在於，所述平推式出水機構是指出水口水平指向湖內設置的出水機構，平推式出水機構位於流速低於0. lm/s，溶解氧在3mg/L以下，水深在2- !的湖灣、湖岔處的水體中部。
4.如權利要求1所述的城市湖庫水環境汙染修複方法，其特徵在於，所述下衝式出水機構是指出水口斜向下指向湖內設置的出水機構，下衝式出水機構設置於湖邊深度細以上的位置的水體上部。
全文摘要
本發明公開了一種城市湖庫水環境汙染修複方法，在湖庫中遠離進水口的一側設置循環水泵，採用輸送管道連接到位於湖中各處的若干出水機構；所述出水機構包括造浪式出水機構、平推式出水機構和下衝式出水機構；採用上述循環水泵從湖庫中遠離進水口的一側抽水並經過輸送管道輸送到各出水機構的出水口噴出，使湖庫內水體形成水循環，促進局部水體橫向或縱向流動從而帶動整個湖庫水體的流動，達到活化水體、改善水質的效果。本發明以促進湖庫自身水體流動循環的方式，進而提高水體活性，從而從根源上迅速提高湖庫自淨能力。分解有機物，減少水中汙染物。故本方法具備處理效果好，適用性強，且成本低廉，便於實施等優點。
文檔編號C02F3/34GK102502981SQ201110365529
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月17日 優先權日2011年11月17日
發明者姚娟娟, 張勤, 張智, 張夢然, 張蒙, 趙青, 陳杰雲 申請人:重慶大學