一种轻中度富营养化人工景观湖水体治理设备及方法

技术领域

本发明涉及一种轻中度富营养化人工景观湖水体治理设备及方法，属于生态治理领域。

背景技术

一汪清澈的湖水在城市中不仅是一道亮丽的风景，同时也为市民和小动物提供了游玩和栖息的场所，起到改善周边环境小气候的作用。近年来，随着社会经济的发展以及人们生活水平的提高，人工湖泊以其独特的生态及景观功能，已越来越多地走入居民生活之中。

人工景观湖相对自然湖泊水体而言，具有水域面积较小、水深较浅、储水量相对较小、易污染和水体自净能力低等特点。湖底底泥及沉积物中含有大量的营养物质，水下生态以藻类及小型水生动植物为主，大型水生植物较少，耐污染负荷能力低下。然而，在运营过程中，随着人口增长、工业化和城市化进程的不断发展，人工湖水体受到人类活动强烈干扰，工业废水、生活污水以及其他有害物质通过地面径流排放到人工湖中。目前，在国家大力推动生态环境保护的政策下，城市人工湖外源性污染已基本阻断，但对于内源性污染仍难于治理。湖泊内源污染主要指进入湖泊中的营养物质通过各种物理、化学和生物作用,逐渐沉降至湖泊底质表层。积累在底泥表层的氮、磷营养物质，一方面可被微生物直接摄入，进入食物链，参与水生生态系统的循环；另一方面，可在一定的物理化学及环境条件下，从底泥中释放出来而重新进入水中，从而形成湖内污染负荷。经调查发现，全国大部分的人工景观湖水体仍存在不同程度的污染，水体发生恶化并出现富营养化的现象。

水体富营养化不仅能够降低水体的感官度，而且处于发生富营养化状态的水体会出现藻类和其他浮游生物的过度繁殖，导致水体溶解氧下降、氮磷升高、水质恶化、水体色度增加、透明度降低、鱼类及其它生物大量死亡，人工湖的正常生态平衡遭到破坏，景观价值大幅下降。

目前常用的人工景观湖富营养化治理措施有人工曝气、种植大型水生植物及采用人工浮岛等。人工曝气可以恢复和增强水体中好氧微生物的活力，使体中的污染物质得以净化，抑制底泥磷释放，对于黑臭河道治理效果较好，但对于水域面积相对较大、富营养化程度相对较轻的人工湖而言能耗较高且治理效果不甚理想。种植大型水生植物及人工浮岛存在见效周期长、维护困难、易滋生蚊虫等缺点。

因此，本发明提出一种针对中轻度富营养化景观湖水体，有效提升水质及观感的治理方法。

发明内容

本发明的目的是为解决现有技术的不足，提供了一种轻中度富营养化人工景观湖水体治理设备,所述设备由缺氧池、好氧池、预沉池、混凝池、沉淀池、紫外线消毒装置等组成；

所述缺氧池用于将轻中度富营养化人工景观湖水引入缺氧池内并进行厌氧反应，反应后得到的污水；

所述好氧池用于将污水进行有氧反应，有氧反应后得到泥水；

所述预沉池用于对泥水进行预沉，预沉得到清液和泥水混合物；所述预沉池底部设置回流泵，将泥水混合物泵入缺氧池；

所述混凝池用于对清液进行混凝，形成泥水混合液；

所述沉淀池用于对泥水混合液进行沉淀，得到污泥和清水，所述污泥沉淀在沉淀池底部并进行定期清理；

所述紫外线消毒装置用于对清水进行消毒，经过消毒后的清水排入湖水中。

所述缺氧池内设置缺氧池搅拌机、MBBR悬浮载体，所述缺氧池搅拌机用于充分混合缺氧池内的污水，所述缺氧池和好氧池之间设置穿孔板，所述缺氧池内反应后的污水经过穿孔板进入好氧池。

所述好氧池内设置穿孔曝气管、好氧池鼓风机、MBBR悬浮载体，所述好氧池鼓风机通过好氧池池底的穿孔曝气管向好氧池内供氧，所述好氧池与预沉池之间设置穿孔管，所述好氧池反应后的泥水经过穿孔管进入预沉池。

所述预沉池内设置导流筒和回流泵，所述预沉池通过导流筒配水后利用自重进行泥水初分离,上部清液通过池壁开孔自流入混凝池，回流泵将泥水混合物泵入缺氧池。

所述混凝池分为两格，两格分别设置混凝搅拌机、絮凝混凝搅拌机，所述混凝池外设铝盐加药桶，所述盐加药桶加药后通过混凝搅拌机搅拌并去除水中的磷，所述盐加药桶设置铝盐搅拌器和铝盐投加计量泵；

所述混凝池外设絮凝剂加药桶，所述絮凝剂加药桶加药后通过絮凝混凝搅拌机搅拌并进行絮凝，述絮凝剂加药桶设置絮凝剂搅拌机和絮凝剂投加计量泵；

混凝池絮凝后形成大颗粒污染物，进入沉淀池。

所述沉淀池设置沉淀池出水堰、沉淀池斜管、沉淀池泥斗，通过设置在沉淀池中部的沉淀池斜管分离大颗粒污染物，分离后的污泥沿着沉淀池斜管下沉，清水排出沉淀池，沉淀池底部设置沉淀池泥斗，污泥降落后沉积在沉淀池泥斗中。

一种轻中度富营养化人工景观湖水体治理方法,所述方法包括以下步骤；

将轻中度富营养化人工景观湖水引入缺氧池反应后，得到的污水流入好氧池；

将好氧池内反应后的泥水自流到预沉池进行沉淀；

将预沉池上部清液通过池壁开孔自流入混凝池；

将预沉池底部的泥水混合物泵入缺氧池；

经预沉的上部清液流入混凝池进行混凝反应，形成泥水混合液；

将泥水混合液流入沉淀池后，将污泥和清水分离；

分离后的清水经过紫外线消毒装置消毒后再次排入湖水中。

所述缺氧池内有发酵菌、反硝化微生物和悬浮载体，混合搅拌器，所述悬浮载体，比重为0.94-0.98，空隙率>90％，所述好氧池内有可去除有机物和氨氮的活性污泥和附着生物膜的悬浮载体，所述悬浮载体，比重为0.94-0.98，空隙率>90％。

所述混凝池分为两格，两格内均设置搅拌机，混凝池外置加药装置，通过计量泵和管道投加铝盐和絮凝剂，铝盐投加在第一格，絮凝剂投加在第二格。

所述沉淀池采用斜管沉淀池，斜管角度60°～70°，斜管长度800～1000mm。

分离后的污水经消毒后达到GB3838-2002《地表水环境质量标准》中V类水，适用于农业用水区及一般景观要求水域的水质标准，处理后的清水重新回到原水体。

本发明的有益效果如下：

1.本发明采用MBBR缺氧/好氧联合工艺，采用MBBR填料为载体，结合生物膜法和活性污泥法，从而提高反应器中的生物量及生物种类，进而提高反应器的处理效率。每个载体内外均具有不同的生物种类，内部生长一些厌氧菌或兼氧菌，外部为好养菌，这样每个载体都为一个微型反应器，使硝化反应和反硝化反应同时存在，也提高了处理效果。

2.本发明抗冲击性能和恢复能力强，对低温微污染水体有很好的适应性和去除效果。

3.本发明选用的工艺负荷高，占地小。污染物的去除负荷是传统生物膜法和活性污泥法和2～3倍。对于中轻度富营养化水质可提高处理流量，以提升效能。

4.本发明能耗低，环保节能，受污染的水经治理后回到原水体，达到绿色经济，可持续发展的目的。

5.本发明采用工艺系统可集成，可采用一体化箱式集成，便于安装，可定制成与景观相融的外观，兼具实用性及美观性。在现有技术下，可实现高度自动化，减轻人工及后续管理维护要求。

参考以下详细说明更易于理解本申请的上述以及其他特征、方面和优点。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明工艺装置的示意图。

附图标记：

T1-缺氧池、T2-好氧池、T3-预沉池、T4-混凝池、T5-沉淀池、T6-铝盐加药桶、T7-絮凝剂加药桶；

M1-进水泵、M2-缺氧池搅拌机、M3-好氧池鼓风机、M4-回流泵、M5-沉淀池混凝搅拌机、M6-絮凝混凝搅拌机、M7-紫外线消毒杀菌装置、M8-铝盐搅拌器、M9-铝盐投加计量泵、M10-絮凝剂搅拌机、M11-絮凝剂投加计量泵；

Z1-穿孔板、Z2-穿孔曝气管、Z3-穿孔管、Z4-导流筒、Z5-沉淀池出水堰、Z6-沉淀池斜管、Z7-沉淀池泥斗、Z8-MBBR悬浮载体。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。

如图1，一种轻中度富营养化人工景观湖水体治理设备,设备由缺氧池、好氧池、预沉池、混凝池、沉淀池、紫外线消毒装置组成；

缺氧池用于将轻中度富营养化人工景观湖水引入缺氧池内并进行厌氧反应，反应后得到的污水；

好氧池用于将污水进行有氧反应，有氧反应后得到泥水；

预沉池用于对泥水进行预沉，预沉得到清液和泥水混合物；预沉池底部设置回流泵，将泥水混合物泵入缺氧池；

混凝池用于对清液进行混凝，形成泥水混合液；

沉淀池用于对泥水混合液进行沉淀，得到污泥和清水，污泥沉淀在沉淀池底部并进行定期清理；

紫外线消毒装置用于对清水进行消毒，经过消毒后的清水排入湖水中。

缺氧池内设置缺氧池搅拌机、MBBR悬浮载体，缺氧池搅拌机用于充分混合缺氧池内的污水，缺氧池和好氧池之间设置穿孔板，缺氧池内反应后的污水经过穿孔板进入好氧池。

好氧池内设置穿孔曝气管、好氧池鼓风机、MBBR悬浮载体，好氧池鼓风机通过好氧池池底的穿孔曝气管向好氧池内供氧，好氧池与预沉池之间设置穿孔管，好氧池反应后的泥水经过穿孔管进入预沉池。

预沉池内设置导流筒和回流泵，预沉池通过导流筒配水后利用自重进行泥水初分离,上部清液通过池壁开孔自流入混凝池，回流泵将泥水混合物泵入缺氧池。

混凝池分为两格，两格分别设置混凝搅拌机、絮凝混凝搅拌机，混凝池外设铝盐加药桶，盐加药桶加药后通过混凝搅拌机搅拌并去除水中的磷，盐加药桶设置铝盐搅拌器和铝盐投加计量泵；

混凝池外设絮凝剂加药桶，絮凝剂加药桶加药后通过絮凝混凝搅拌机搅拌并进行絮凝，述絮凝剂加药桶设置絮凝剂搅拌机和絮凝剂投加计量泵；

混凝池絮凝后形成大颗粒污染物，进入沉淀池。

沉淀池设置沉淀池出水堰、沉淀池斜管、沉淀池泥斗，通过设置在沉淀池中部的沉淀池斜管分离大颗粒污染物，分离后的污泥沿着沉淀池斜管下沉，清水排出沉淀池，沉淀池底部设置沉淀池泥斗，污泥降落后沉积在沉淀池泥斗中。

一种轻中度富营养化人工景观湖水体治理方法,方法包括以下步骤；

将轻中度富营养化人工景观湖水引入缺氧池反应后，得到的污水流入好氧池；

将好氧池内反应后的泥水自流到预沉池进行沉淀；

将预沉池上部清液通过池壁开孔自流入混凝池；

将预沉池底部的泥水混合物泵入缺氧池；

经预沉的上部清液流入混凝池进行混凝反应，形成泥水混合液；

将泥水混合液流入沉淀池后，将污泥和清水分离；

分离后的清水经过紫外线消毒装置消毒后再次排入湖水中。

缺氧池内有发酵菌、反硝化微生物和悬浮载体，混合搅拌器，所述悬浮载体，比重为0.94-0.98，空隙率>90％，所述好氧池内有可去除有机物和氨氮的活性污泥和附着生物膜的悬浮载体，所述悬浮载体，比重为0.94-0.98，空隙率>90％。

所述混凝池分为两格，两格内均设置搅拌机，混凝池外置加药装置，通过计量泵和管道投加铝盐和絮凝剂，铝盐投加在第一格，絮凝剂投加在第二格。

所述沉淀池采用斜管沉淀池，斜管角度60°～70°，斜管长度800～1000mm。

本发明的原理如下：

1.通过泵将人工湖水体抽入MBBR缺氧池，由于湖水中有较多的藻类和水生植物，因此在泵前设置隔网，避免藻类和水生植物进入。缺氧池内设置悬浮载体增加污泥浓度，在搅拌器的作用下，将湖水与预沉池内回流过来的泥水混合液相混合，利用池内悬浮载体上和污泥内的反硝化菌将回流混合液中带入的硝态氮经反硝化去除。

2.缺氧反应后的污水通过底部穿孔挡板流入MBBR好氧池，池内的高效悬浮载体上生物膜和悬浮活性污泥将进水中有机物去除，同时将氨氮硝化成硝态氮。配套风机，通过好氧池池底的穿孔曝气管向好氧池内供氧。

3.MBBR好氧池反应后的泥水通过MBBR好氧池出水边的穿孔管自流到预沉池，通过中心导流筒配水后利用自重进行泥水初分离,上部清液通过池壁开孔自流入混凝池。预沉池底部设置回流泵，将泥水混合液泵入缺氧池。

4.经预沉的污水流入混凝池进行混凝反应，通过在混凝池内添加铝盐与水中的磷产生化学反应：Al

5.沉淀池采用斜管分离池形式，可大大增加沉淀效率，缩短沉淀时间。通过设置在沉淀池中部的斜管分离泥水混合液，污泥沿着斜管下沉，清水流入顶部溢流槽内排走。斜管分离池底部设置泥斗，污泥降落后沉积在泥斗中，定期排泥。

6.沉淀后水中泥水分离，分离后的清水经过紫外线消毒后达到GB3838-2002《地表水环境质量标准》中V类水-适用于农业用水区及一般景观要求水域的水质标准，处理后的污水重新回到水体。

7.所述缺氧池内有发酵菌、反硝化微生物和悬浮载体，混合搅拌器，所述悬浮载体，比重为0.94-0.98，空隙率>90％。

8.所述好氧池内有可去除有机物和氨氮的活性污泥和附着生物膜的悬浮载体，所述悬浮载体，比重为0.94-0.98，空隙率>90％。

9.所述预沉池内通过泵与管道与缺氧池连接，将部分泥水混合液回流至缺氧池。

10.所述混凝池分为两格，内设置搅拌机，采用机械混凝，混凝效率高。外置加药装置，通过计量泵和管道投加铝盐和絮凝剂，铝盐投加在第一格，絮凝剂投加在第二格。

11.所述沉淀池采用斜管沉淀池，斜管角度60°～70°，斜管长度800～1000mm。

12.消毒采用紫外线消毒法，利用紫外线消毒装置对出水进行消毒。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这中叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。