自流型嵌入式模块化河道水体净化的生物滤床及净化方法

技术领域

本发明涉及河道水体治理领域，具体是自流型嵌入式模块化河道水体净化的生物滤床及净化方法。

背景技术

城市黑臭水体治理和断面达标是当前环保工作者的重大科研难题，如何高效解决河道污染，还居民一条水清鱼畅的休闲场所也是城市决策者的一项重大政治任务，当前河道治理普遍采取截污控源(点源污染、面源污染)、清淤、曝气及生态治理(如湿地、浮床等)相结合的手段，但由于截污控源很难做到100％控制，而河道生态措施往往净化效率较低，很难达到并维持河道水质目标。

生态基或浸没式生物载体等均是固定化微生物技术的一种载体，固定化微生物技术即是将微生物固定在载体上使其高度密集并保持其生物活性功能的生物技术，其原理是生物膜法的主要工艺形式之一，为在载体上聚集并繁殖出一定生物量的微生物群落，通过微生物的代谢作用去除污水中的污染物，同时对污染物起到一定的拦截作用，该法对水体中的有机物、氨氮、悬浮颗粒等物质均有较好的去除效果，该方法投入少、能耗及运行成本低、操作简单、维护简便，但存在净化效率低的问题，采用旁路措施，在河岸边地上或地下建立污水处理设施，将河道水体净化处理后回流河道，又存在工程造价高，用地空间及土地利用性质限制等影响。因此，本领域技术人员提供了自流型嵌入式模块化河道水体净化的生物滤床及净化方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供自流型嵌入式模块化河道水体净化的生物滤床及净化方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

自流型嵌入式模块化河道水体净化的生物滤床，包括河床，所述河床内腔底部的两侧均设置有碎石垫层，所述碎石垫层的顶部设置有生物滤床处理模块，两个所述生物滤床处理模块之间设置有曝气机，所述曝气机的底部与河床内腔的底部固定连接；

所述生物滤床处理模块包括微生物固化填料、箱体框架、箱体框架网板、箱体框架盖板和金属吊耳，所述微生物固化填料的表面与箱体框架的内壁活动连接，所述箱体框架网板的表面分别与箱体框架和箱体框架盖板固定连接，所述箱体框架的顶部通过销轴与箱体框架盖板活动连接，所述金属吊耳的数量为四个，所述金属吊耳与箱体框架的表面固定连接。

作为本发明进一步的方案：所述微生物固化填料装填比例占箱体框架体积的60％-80％。

作为本发明再进一步的方案：所述箱体框架为矩形，且箱体框架的尺寸为：长4-5m、宽2-3.5m、高2-3.5m，所述箱体框架采用不锈钢、槽钢制成。

作为本发明再进一步的方案：所述箱体框架网板为多孔平网，网孔的直径为10-15cm，且箱体框架网板的材质为钢丝网或玻璃钢网。

作为本发明再进一步的方案：所述箱体框架的顶部设置有人孔。

作为本发明再进一步的方案：所述曝气机与生物滤床处理模块的间距为5-50m。

作为本发明再进一步的方案：所述碎石垫层的厚度为20-30cm。

自流型嵌入式模块化河道水体净化的生物滤床的净化方法，包括以下步骤：

S1：对河床进行断面规整，尽量规整为矩形断面，并清除河床底部的淤泥，然后投加20-30cm厚的碎石垫层，将生物滤床处理模块吊装至碎石垫层上，保持生物滤床处理模块刚刚被水位浸没，且与河床断面同宽；

S2：在沿河床水流方向前端，安装曝气机，为后端生物滤床处理模块污染物净化提供氧气，曝气机的数量及功率根据污染削减负荷计算确定，确保维持曝气区域水体溶解氧≥3.0mg/L，当河床来水DO＞3.0mg/L时，停止曝气机；

S3：在有行洪功能的河床布设后，根据洪水大小，有需要时，在洪水来临前，可将生物滤床处理模块吊装至岸边，等洪水消退后，吊装回原位置即可，方便安装及拆卸，不影响河床行洪；

S4：上游来水在重力流作用下，自流经曝气机充氧后，来水和溶解氧一同进入生物滤床处理模块，在生物滤床处理模块内微生物固化填料的作用下，进行好氧分解，高效降解污染物，溶解氧耗尽后水体又重新进行厌氧分解，如此形成厌氧-好氧-厌氧的高效处理工艺。

作为本发明再进一步的方案：所述曝气机和生物滤床处理模块均可根据水质净化需要沿河床多组设置。

作为本发明再进一步的方案：所述生物滤床处理模块可根据河床的宽度、污水去除负荷进行自由组合。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明采用高效的曝气生物滤床技术应用于河流水质净化，对河流来水起到物理过滤和生物净化双重作用，净化效率高、出水效果好。

2、本发明采用标准化模块设计，可根据需要多模块灵活组合使用，便于安装及拆卸，不影响河道行洪安全。

3、本发明处理装置布设在河道内，不存在征地及用地指标问题。

4、本发明采用河道原位强化净化工艺，进出水均不用提升，大大提高了净化效率的同时，降低了运行费用。

5、本发明无需大规模土建施工，只需要简单的预制模块组装，施工简单方便，建设成本低廉。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明结构生物滤床处理模块示意图。

图中：1、河床；2、碎石垫层；3、生物滤床处理模块；31、微生物固化填料；32、箱体框架；33、箱体框架网板；34、箱体框架盖板；35、金属吊耳；4、曝气机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

请参阅图1～2，本发明实施例中，自流型嵌入式模块化河道水体净化的生物滤床，包括河床1，河床1内腔底部的两侧均设置有碎石垫层2，碎石垫层2的厚度为20-30cm，碎石垫层2的厚度为20-30cm，碎石垫层2的顶部设置有生物滤床处理模块3，两个生物滤床处理模块3之间设置有曝气机4，曝气机4与生物滤床处理模块3的间距为5-50m，曝气机4的底部与河床1内腔的底部固定连接；

生物滤床处理模块3包括微生物固化填料31、箱体框架32、箱体框架网板33、箱体框架盖板34和金属吊耳35，微生物固化填料31装填比例占箱体框架32体积的60％-80％，箱体框架32的顶部设置有人孔，箱体框架网板33为多孔平网，网孔的直径为10-15cm，且箱体框架网板33的材质为钢丝网或玻璃钢网，箱体框架32为矩形，且箱体框架32的尺寸为：长4-5m、宽2-3.5m、高2-3.5m，箱体框架32采用不锈钢、槽钢制成，微生物固化填料31的表面与箱体框架32的内壁活动连接，箱体框架网板33的表面分别与箱体框架32和箱体框架盖板34固定连接，箱体框架32的顶部通过销轴与箱体框架盖板34活动连接，金属吊耳35的数量为四个，金属吊耳35与箱体框架32的表面固定连接。

自流型嵌入式模块化河道水体净化的生物滤床的净化方法，包括以下步骤：S1：对河床1进行断面规整，尽量规整为矩形断面，并清除河床1底部的淤泥，然后投加20-30cm厚的碎石垫层2，将生物滤床处理模块3吊装至碎石垫层2上，保持生物滤床处理模块3刚刚被水位浸没，且与河床1断面同宽；生物滤床处理模块3可根据河床1的宽度、污水去除负荷进行自由组合；

S2：在沿河床1水流方向前端，安装曝气机4，为后端生物滤床处理模块3污染物净化提供氧气，曝气机4的数量及功率根据污染削减负荷计算确定，确保维持曝气区域水体溶解氧≥3.0mg/L，当河床1来水DO＞3.0mg/L时，停止曝气机4；曝气机4和生物滤床处理模块3均可根据水质净化需要沿河床1多组设置；S3：在有行洪功能的河床1布设后，根据洪水大小，有需要时，洪水来临前，可将生物滤床处理模块3吊装至岸边，等洪水消退后，吊装回原位置即可，方便安装及拆卸，不影响河床1行洪；S4：上游来水在重力流作用下，自流经曝气机4充氧后，来水和溶解氧一同进入生物滤床处理模块3，在生物滤床处理模块3内微生物固化填料31的作用下，进行好氧分解，高效降解污染物，溶解氧耗尽后水体又重新进行厌氧分解，如此形成厌氧-好氧-厌氧的高效处理工艺，采用高效的曝气生物滤床技术应用于河流水质净化，对河流来水起到物理过滤和生物净化双重作用，净化效率高、出水效果好，采用标准化模块设计，可根据需要多模块灵活组合使用，便于安装及拆卸，不影响河道行洪安全，处理装置布设在河道内，不存在征地及用地指标问题，采用河道原位强化净化工艺，进出水均不用提升，大大提高了净化效率的同时，降低了运行费用，无需大规模土建施工，只需要简单的预制模块组装，施工简单方便，建设成本低廉。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。