[发明专利]小河流水质净化装置

说明书

技术领域

本发明涉及小河流水质净化装置，特别涉及在流道上处理都市小河流的水质的装置。

背景技术

由于人口集中与城市化进程，城市河流因污染的加重，不但无法作为饮用水水源发挥作用，连服务于其他用途也不可能，而沦为城市的污染排出口。下水通过下水管道的配备而分流向截水管，与河流水分开地被转移到下水终端处理厂，在经过处理后放出。因而虽然看上去河流水不会暴露于另一种大规模污染源，但由于下水管道的错误连接而导致的下水的流入、生活下水的流入和被污染的地表水的流入，污染物的肆意抛弃以及由地表面的混凝土化造成的雨水集中排水所导致的河流的干涸等，城市河流会引发水质变差从而丧失其自净化功能。引发城市河流的水质恶化，是因为流量的减少、河流维护导致的岸边地带减少、流道减少和污染的加重，而超过了自净化作用的极限。由于城市河流作为数万或者数十万人口所接触的环境，因而为了满足市民对于舒适环境的需求、有效地利用水资源，要继续努力将水质改善为较高的水平。

河流的水质还能够以DO(Dissolved Oxygen：溶解氧)、BOD(Biochemical Oxygen Demand：生化需氧量)、COD(Chemical OxygenDemand：化学需氧量)等生物化学方法为基准进行判定，也可以通过栖息的生物(指标生物)来判定水质等级。河流水中BOD和COD越增加，耗氧量越急剧增加，因而溶解氧(DO)的量急剧减少，从而使河流丧失了自净化能力。丧失了自净化能力的河流不仅会弥漫臭味，还会限制生物的栖息。城市河流丧失了自净化能力，不仅变成4、5等级以上，而且有时还达到等级制之外的BOD、COD为几十ppm。如果这种河流不在防止污染源流入的同时进行特别的处理，其水质就不会恢复。

对于河流、特别是城市河流的水质改善，具有如下几个必须考虑的要点。

第一，必须是能够通过水质改善的目的来兼顾生物生态环境的方法。如果妨碍了栖息于河流中的生物、例如鱼类的栖息、逆流而上和顺流而下这样的栖息条件，则会导致目的与手段颠倒的结果，因而不可取。

第二，基于通过使设施密集来有效利用空间的目的，城市河流通过河岸修筑等河流修缮而极度限制了能够设置水质净化设备的闲置空间。

第三，必须是具有这样的耐久形的结构：即使在降雨导致水量激增进而出现洪水等状况下，也能保全设备，能够容易地进行修复。

第四，由于河流的水质改善可以直接计算出的经济效果少，因而如果设置费用和维护费用耗费较多则难以为之。

第五，必须是最小限度地改变河流的流道，设备不会较大程度地破坏自然河流的外观，而且同时要有效果。

现有的河流水质改善方法中，挑选现有的污水处理方式来进行应用的方法成为主流。在日本专利公开第7000983A2号中公开了这样的方法：通过河流的水处理方法排列各种容器，以与一般的污水处理工序相同的方法处理被污染了的河流水。这种处理方法需要建造独立的大规模水处理厂，设施费用和运转费用昂贵，且直接存在大规模处理厂所具有的问题点。在日本专利公开第61230787A2号中公开了这样的方法：形成改变河流的水流的结构物，通过封闭在结构物中的陶瓷微粒来处理河流水。并且在日本专利公开第7016586A2号中公开了通过多孔性微粒性物质来净化河流水等的方法。根据这种技术，当水量急剧增加时，装置和装备等流失的可能性极大，并没有针对于此的根本性对策。作为使用最广泛的方法具有这样的技术：使用曝气或者非曝气方式的固定床接触介质的例如沙砾接触氧化法。但这种方法的流道阻力较大，为了获得充分的接触，必须设置挡板或者使设置槽很长。在暴雨时，由于沙土会堵塞沙砾间的孔隙，并且曝气也由于介质的阻力而并不顺畅。关于包含使用其他接触介质的方法在内的污水处理引用方式不过是在实验室内尝试应用于河流水试样，而在此基础上没有可实质应用的手段。不仅如此，鱼类无法通过包含这种固定床接触介质的处理设施。究其原因，这是接触氧化方式是以处理水与接触介质之间的不存在间隙的接触为必要条件所致。