河道污水处理工艺

　　随着技术的进步，河道污水处理工艺也越来越多样化，下面介绍一下河道污水处理工艺。

　　采用了生物‑生态河道水质集成净化的方式，并结合截污预处理、人工水体增氧技术与有益菌种微生物、水生沉水植物修复技术方式，构建河道水体的水生态系统，不仅能够促进河道中的整个水体的新陈代谢，提升自净能力，并将污染物转化为无害物，还无需改变河道的外部构造，同时施工成本低、周期短，适于推广。

　　1.一种河道污水处理工艺，具体步骤如下，

　　一、修复前期：河道底部进行清淤，并对河道两岸的排污口进行管道输送纳管;

　　二、源头强化：在排污口附近，设置生物滤料围堰，在围堰内安装电污水处理设备，再在排污口四周铺设生物净化物质，在河道的支流入口处的河底设置生物填料以及微生物，同时设置微纳米曝气机;

　　三、曝气复氧：先用曝气系统向水体充氧，然后投加益菌群;

　　四、水下森林系统建设，在河底投放挺水植物、浮水植物和沉水植物。

　　2.根据权利要求1所述的河道污水处理工艺，其特征是：在修复前期的步骤中，还往河道中投入大型蚤，然后在水下森林系统建设过程中，待沉水植物覆盖率达到40%-50%时，大型蚤退出污水处理工作。

　　3.根据权利要求1所述的河道污水处理工艺，其特征是：所述生物净化物质为纤维生态草。

　　4.根据权利要求1所述的河道污水处理工艺，其特征是：所述益菌群至少包括硝化细菌、反硝化菌、光合细菌、硫化细菌其中的一种或或至少两种的组合。

　　5.根据权利要求1所述的河道污水处理工艺，其特征是：所述沉水植物为轮叶黑藻、金鱼藻、红线草、苦草、狐尾藻、马来眼子菜、菹草、伊乐藻、睡莲的其中一种或至少两种的组合。

　　6.根据权利要求1所述的河道污水处理工艺，其特征是：挺水植物为西伯利亚鸢尾、美人蕉、梭鱼草的其中一种或至少两种的组合。

　　7.根据权利要求1所述的河道污水处理工艺，其特征是：浮水植物为睡莲或/和荇菜。

　　河道污水处理工艺

　　技术领域

　　本发明涉及污水处理工艺，更具体地说，涉及一种河道污水处理工艺。

　　背景技术

　　河道，尤其是城中区的河道，通常河域面积小，河体自净能力差，大量居民生活污水和沿岸餐饮废水直接排入，特点是氮磷含量高、以有机污染物为主，污染物中其他重金属污染物、有毒制剂等含量较少。在温度较高时，内源性污染物释放大量的氮和磷，造成水体富营养化。底泥中的大量有机物好氧微生物分解时，以较快的速度将水中的溶解氧消耗殆尽，水中的厌氧和兼性微生物分解有机物产生大量的硫化氢和氨，使水体产生臭味。由于水中溶解氧含量低，水生植物、后生动物、鱼虾类及两栖动物较少，无良性的食物链，水体生态环境破坏，水体自净能力较小，河面景观较差。

　　目前，常用的河道污水处理方法，有以下几种方式：

　　1.引流冲污和综合调水，引流冲污实质上是对水体污染物和浮游藻类的稀释扩散，就局部而言常被视为解决水体富营养化相对简单、易行和代价较低的办法，实为污染转移，特别是枯水期，山间溪水流量少，引水冲污不明显;综合调水不同于引流冲污，主要解决水资源的再分配，利用一定的水利设施合理调活河网水系，达到“以动制静、以清稀污、以丰补枯、改善水质”的目的，尤其对提高水体的自净能力能发挥较好的作用;

　　2.曝气复氧，其原理是进入水体的溶解氧与黑臭物质(H2S，FeS等还原物质)之间发生了氧化还原反应，对于长期处于缺氧状态的黑臭河流，要使水生态系统恢复到正常状态一般需要一个长期的过程，水体曝气复氧有助于加快这一过程;

　　3.底泥疏浚，底泥为水体污染的主要来源，疏浚技术通常是决定疏浚效果好坏的关键，从比较早的人工挖泥到现在的精确水下吸泥，疏浚过程对环境的影响正在变得越来越小，疏浚作为水利工程和航道工程措施有重要效用，但作为水质治理目前还存在一些难于克服的问题，如一定程度上引起上覆水污染物浓度增加，疏浚后淤泥以其量大、污染物成分复杂、含水量高而难以处理等等。

　　这些处理废水的方法在实际应用过程中都是单一的，优缺点都非常明显。

　　此外，公开号为CN103882828A的中国发明专利公开了一种城市河道的生态修复方法，其特征是结合物理、生物及生态技术构建和恢复完整的河道水体生态系统，提高水体生态系统自我净化及抗外界干扰的能力，且能够可持续运行与自我调节，其主要内容如下：(1)截断流域内污染源，提高植被覆盖率;(2)河岸改造：修建集雨排水渠、较少或改良固化堤岸，进行生态护坡建设、亲水性设施构建;(3)河底改造：疏浚、河道微环境复杂化构造、生石灰消毒预处理污染底泥;(4)河道改造：修建溢流坝，条件合适区域将笔直河道改成曲折河道，增加河道生境多样性;(5)安放曝气装置，改善河道水体条件;(6)沉水植物、挺水植物种植;(7)鱼类、底栖动物及浮游动物投放。

　　上述技术方案，步就是截断流域污染源，但城中河道的污染源基本是来自居民生活污水和沿岸餐饮废水，想要截断流域污染源明显比较难以实施;而在此之后还需要修建集雨排水渠、较少或改良固化堤岸，进行生态护坡建设、亲水性设施构建，整个工作量过大，工程时间较长，投入成本太大;还需要将笔直河道改成曲折河道，改变河道景观，工程浩荡，且在施工过程中难以获得政府和附近居民的同意。总之，该方案过于理想化，难以投入实际施工。

　　本发明的目的在于提供一种河道污水处理工艺，不仅能够促进河道中的整个水体的新陈代谢，提升自净能力，并将污染物转化为无害物，还无需改变河道的外部构造，同时施工成本低、周期短，适于推广。

　　本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

　　一种河道污水处理工艺，具体步骤如下：

　　一、修复前期，河道底部进行清淤，并对河道两岸的排污口进行管道输送纳管;

　　二、源头强化，在排污口附近，设置生物滤料围堰，在围堰内安装电污水处理设备，再在排污口四周铺设生物净化物质，在河道的支流入口处的河底设置生物填料以及微生物，同时设置微纳米曝气机;

　　三、曝气复氧，先用曝气系统向水体充氧，然后投加益菌群;

　　四、水下森林系统建设，在河底投放挺水植物、浮水植物和沉水植物。

　　通过采用上述技术方案，采用了生物-生态河道水质集成净化的方式，并结合截污预处理、人工水体增氧技术与有益菌种微生物、水生沉水植物修复技术方式，构建河道水体的水生态系统，不仅能够促进河道中的整个水体的新陈代谢，提升自净能力，并将污染物转化为无害物，还无需改变河道的外部构造，同时施工成本低、周期短，适于推广。

　　优选的，在修复前期的步骤中，还往河道中投入大型蚤，然后在水下森林系统建设过程中，待沉水植物覆盖率达到50%时，大型蚤退出污水处理工作。

　　通过采用上述技术方案，单细胞藻类实际上包括蓝藻、绿藻、硅藻、黄藻、隐藻、甲藻等几大门类。其中蓝藻(特别是铜绿微囊藻)具有特殊的蓝藻胶和多糖类物质，一般难以被鱼类所消化、吸收、利用。滤食性鱼类的摄食行为是被动性的，随水体所有藻类吃进，首先消化掉绿藻、硅藻、黄藻、隐藻、甲藻;对于蓝藻，滤食性鱼类只能消化部分单细胞状态的铜绿微囊藻，留下消化不掉的团块状蓝藻排出，蓝藻经过鱼肠可能还会出现休眠性再暴长;而且经过鱼类肠道的选择，蓝藻更容易在重污染水体成为优势种。

　　大型蚤是一种低等咸淡水甲壳浮游动物，生存周期为45天，经驯化后，这种大型蚤不仅喜欢吃蓝藻，而且还能转化蓝藻毒素，产生抑藻生态因子控制蓝藻的再生长，利用放养这种生物可以很好的预防藻类爆发，并引导沉水植物生长，促进良好的生态环境的形成。

　　优选的，所述生物净化物质为纤维生态草。

　　通过采用上述技术方案，附着在生态草上的生物膜一般呈蓬松的絮状结构，微孔较多，表面积很大，能吸收、吸附、截留水中溶解态和悬浮套污染物，为各类微生物、藻类和微生动的生长、繁殖提供良好的着生、附着或穴居条件，当生物膜增厚到一定程度时，由于受到水力冲刷而发生剥落，适当的剥落可使生物膜得到更新。

　　优选的，所述益菌群至少包括硝化细菌、反硝化菌、光合细菌、硫化细菌其中的一种或至少两种的组合。

　　通过采用上述技术方案，这些菌种均来源于自然界，具有较强的降解能力，作用机理是以光合菌群和酵母菌群为主导，协同其它有益微生物共同作用，产生抗氧化物质，通过氧化还原发酵等途径，分解氧化有机物，把有害有毒转化为无害无毒，变有害为有用，同时光合菌可利用太阳光和热能进行光合作用产生氧气，供其他生物利用，利用CO2和氮等物质合成糖类、氨基酸、维生素和生物活性物质等，促进其他生物的生长繁殖。菌群在一定条件下快速繁殖、扩大，菌群形成团，大量吞食水中的污染物，使C源转化为CO2、N源转化为N2，水体变清。利用此类菌，在生态填料上形成一定的生物膜，水流通过由生态草形成的生物膜时，经过生物膜上特效菌的层层处理，使水质达到预期的目标。

　　优选的，所述沉水植物为轮叶黑藻、金鱼藻、红线草、苦草、狐尾藻、马来眼子菜、菹草、伊乐藻、睡莲的其中一种或至少两种的组合。

　　通过采用上述技术方案，这些沉水植物可以从根系和浮叶背面吸收水体和淤泥中营养物质，碳源也主要来自空气，产生具备净化力的氧气通过浮叶背部分进入水体;是水域生态恢复自净能力的比较优物种。

　　优选的，挺水植物为西伯利亚鸢尾、美人蕉、梭鱼草的其中一种或至少两种的组合。

　　通过采用上述技术方案，挺水植物的根、根茎生长在水的底泥之中，茎、叶挺出水面;其常分布于0-1.5米的浅水处，其中有的种类生长于潮湿的岸边，这类植物在空气中的部分，具有陆生植物的特征;生长在水中的部分(根或地下茎)，具有水生植物的特征，在净化水底的同时，还能够有茎、叶挺出水面，一定程度上可以使得城市居民不会随意排放生活污水，有意识地对河道进行保护。

　　优选的，浮水植物为睡莲或/和荇菜。

　　通过采用上述技术方案，浮叶植物根一般因为缺乏氧气，所以由于无氧呼吸可以产生醇类物质;此外，通过叶柄也能由叶供给氧气，不会消耗水中的氧气，提升自净能力。

　　综上所述，本发明具有以下有益效果：

　　1.本发明结合截污预处理、人工水体增氧技术与有益菌种微生物、水生沉水植物修复技术方式，构建河道水体的水生态系统，不仅能够促进河道中的整个水体的新陈代谢，提升自净能力，并将污染物转化为无害物，整个施工过程无需改变河道的外部构造，同时施工成本低、周期短，适于推广;

　　2.在施工过程中，辅助以微生物、大型蚤、沉水植物、浮水植物、挺水植物来净化河道环境，完全采用自然界的生物，不会产生任何副作用;先是对河底污泥进行清除，然后河中藻类由大型蚤控制藻类生长，并引导沉水植物生长，否则藻类滋长过剩，则会导致沉水植物难以生长;接着由浮水植物、挺水植物来美化环境，不单单简单地净化河水，而是形成一个了一个可提升后续自我净化能力的河道生态环境。

　　具体实施方式

　　一种河道污水处理工艺，包括如下步骤：

　　修复前期：河道底部进行清淤，并对河道两岸的排污口进行管道输送纳管，然后往河道中投入大型蚤;

　　源头强化：在排污口附近，设置生物滤料围堰，在围堰内安装电污水处理设备，污染物经电絮集、气浮、生物滤料截留、吸附等作用，浓度大大降低，然后再排入河道，从而减少排污口对河道的影响;再在排污口四周铺设纤维生态草，在河道的支流入口处的河底设置生物填料以及微生物，同时设置固定式微纳米曝气机;

　　曝气复氧：先用曝气系统向水体充氧，然后投加益菌群，所述益菌群至少包括硝化细菌、反硝化菌、光合细菌、硫化细菌其中的一种或至少两种的组合，有益生物菌在消减表层的浮泥后，还能持续消解底泥层中的有机质，使底泥层中的有机质逐步减少，底泥由黑变黄褐色，河底淤泥的厚度明显降低。

　　水下森林系统建设：在河底投放挺水植物、浮水植物和沉水植物，挺水植物为西伯利亚鸢尾、美人蕉、梭鱼草的其中一种或至少两种的组合;沉水植物为轮叶黑藻、金鱼藻、红线草、苦草、狐尾藻、马来眼子菜、菹草、伊乐藻、睡莲的其中一种或至少两种的组合;浮水植物为睡莲或/和荇菜。待沉水植物覆盖率达到40%-50%时，大型蚤退出污水处理工作(优选沉水植物覆盖率达到50%，型蚤退出污水处理工作，因为此时，沉水植物覆盖率到达了足够大的时候，水中的污染物及藻类植物难以破坏沉水植物的生长，反而沉水植物一定程度上还能够抑制水体内的藻类过渡生长，如果沉水植物覆盖率只有40%，大型蚤就退出，有可能导致后期藻类重新大量繁殖)。

　　具有以下特点优势：

　　(1)电离现象：气体在水中的溶解度受气压影响较大，但电解质的离子化水，让溶入的微纳米气泡表面形成双层电离子，并随着表面积的不断减少而急剧收缩，让气泡内的气体散逸得以控制，从而大大提高了溶解度;

　　(2)超声波性：微纳米气泡由于高能破裂而产生超声波，这种超声波具有较强的杀菌作用。

　　(3)带电性：微纳米气泡表面带有负电荷，所以气泡间很难合为一体，在水体中能产生非常浓密而细腻的气泡，不会像常规气泡一样融合增大而破裂。通常纳米微纳米表面气泡的表面电位为-30～50mv，可以吸附水体中带正电的物质。利用表面电荷对水体微粒的吸附性，可以把水体中的有机悬浮固体和分离，因此，该技术在提高溶解氧的同时，也具有一定的水质净化效果。

　　(4)滞留性：微纳米气泡在水体中上升速度非常缓慢，似细雾在水中弥漫，如10μm的气泡，以100μm/S的速度上升，在水体中上升1m，需要3h，所以微纳米气泡会长时间的逗留在水中，该特性也是具有高度溶解效率的核心所在。

　　微纳米气泡对水质改善的作用：

　　(1)消除有机物污染和黑臭：由于微纳米气泡具有很强的滞留性，能够提供更加充足的氧气，在好氧微生物丰富的条件，有机污染指标COD和BOD明显下降，黑臭现象消失。水体底部的有机物降解所产生的甲烷、硫化氢等有毒和有害气体被去除;

　　(2)减少水体营养盐含量：由于微纳米气泡具有很强的气浮性、滞留性和扩散性，其气泡上升作用弱，水体重氧后，可有效抑制湖底厌氧菌的有机质分解过程，减少水底氮、磷营养盐的释放量;

　　(3)消除藻类水华：微纳米曝气具有较强的复氧功能，可提高水生动物的生存环境，从而抑制藻类的生长;

　　(4)改善水色和透明度：污染水体中的多种无机和有机悬浮物、活的浮游植物及死亡的残骸、大型水生植物碎屑、分解的有机体碎屑等，是影响水体颜色和透明度的主要物质。微纳米曝气能够更加有效地促进水生生物的生长，从而减少水中有机质，使水体透明度明显提高，改善水色;

　　(5)减少底泥内源污染：微纳米曝气增氧后，河湖底质表层含氧量增加，好氧微生物活动趋强，基于微生物的代谢过程促进底泥有机污染物的降解，逐步形成无机化底质覆盖层，阻断内源污染。

　　在对支流入口进行强化处理时，可以在河底设置生态基，即一种用于生态性水处理的高科技材料，从美国梅瑞地安水生科技公司采购。每平方米生态基可以为水中微生物的生长、繁殖比较高能提供约250平方米的生物附着表面积，为繁殖数量巨大的微生物群落(生物膜)提供了基础条件。

　　

 

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