[发明专利]一种河道沟渠水质生物强化装置及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物强化装置，更具体的说是一种河道沟渠水质生物强化装置及其应用。

背景技术

河流生态系统是一个复合系统，由河岸生态系统、水生态系统、湿地及沼泽生态系统等子系统组成。向河道内排放污废水、过量用水、挤占河滩地、砍伐森林、引入外来物种以及大规模筑坝、修建水库、渠道化等水利工程措施，都会破坏河流生态系统健康。过量用水和排污造成水量严重不足或水质恶化使大部分水生生物难以生存，将导致河流生态系统崩溃各种水利工程改变河流天然的地貌特征以及水文、水力条件，从而减弱河流的自我恢复能力。

现有的河道修复技术主要有：(一)物理修复技术主要包括河道补水技术、生态防渗技术、底泥疏浚与物理覆盖技术和人工增氧技术等。以上技术有工程量大，费用高，为避免对底质生态系统系统的破坏，要求疏浚的精度高等问题。

(二)化学修复技术主要针对水体污染物的特征投加化学药剂以强制去除或固定污染物，改善水质以恢复河流生态的方法，如投加絮凝剂促进污染物沉淀、加石灰脱氮、投加化学药剂除藻、调节pH值对重金属进行化学固定等。化学修复技术操作比较简单，短期效果好，但容易造成二次污染。

(三)生物-生态修复技术生物-生态修复技术主要通过培育水生动植物、投放微生物、修复受损生态系统的结构以及恢复河道天然形态实现河流的生态修复。具体而言包括微生物修复技术、水生动植物修复技术、人工湿地技术以及多自然型河流构建技术等。存在实施难度大、投放微生物易扩散流失等问题。

受污染河道水体中，污染物之所以难以降解的主要原因是环境体系中不存在或存在少量可降解污染物的微生物，即使存在少量可降解污染物的微生物，也会由于竞争和捕食作用等微生物的生态关系使其很难大量繁殖并发挥降解污染物的能力。水体的温度、pH、盐度、溶解氧及营养等外部环境条件不适的情况下也不利于微生物降解能力的发挥。

移动床生物膜反应器(moving-bed-biofilm-reactor，简称MBBR)在80年代末就有所介绍并很快在欧洲得到应用，它吸取了传统的活性污泥法和生物接触氧化法两者的优点而成为一种新型、高效的复合工艺处理反应器。

其核心部分就是以比重接近水的悬浮填料直接投加到曝气池中作为微生物的活性载体，依靠曝气池内的曝气和水流的提升作用而处于流化状态，当微生物附着在载体上，漂浮的载体在反应器内随着混合液的回旋翻转作用而自由移动，从而达到污水处理的目的。

作为悬浮生长的活性污泥法和附着生长的生物膜法相结合的一种工艺，MBBR法兼具两者的优点：占地少——在相同的负荷条件下它只需要普通氧化池20％的容积；微生物附着在载体上随水流流动，所以不需活性污泥回流或循环反冲洗；载体生物不断脱落，避免堵塞；有机负荷高、耐冲击负荷能力强，所以出水水质稳定；水头损失小、动力消耗低，运行简单，操作管理容易；同时适用于改造工程等。但现有的移动床生物膜反应器由于其结构的特点不能很好的应用于河道净化中，尤其是针对低温条件下河道沟渠污染水体的治理。

发明内容

为了解决现有河道沟渠水体净化设备的不足，本发明的目的是提供一种河道沟渠水质生物强化装置及其应用，利用水流作为驱动力，它能对河道沟渠污染物及生活污水进行有效强化处理，减少能量消耗，增加传质速率，提高氧利用率，并能保证在低温条件下持续稳定运行。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种河道沟渠水质生物强化装置，包括其中心的中转轴和围绕中转轴的填料区，以中转轴为中心，上固定板与下固定板与中转轴为一体，叶轮固定在下固定板上，以格栅状筛网将填料区分成四个区间，区间内装有生物填料。

上述的中转轴、叶轮和固定板呈一体化。填料区中的四个区间中以相对二区间固定生物填料于固定板之间，另二区间装有悬浮生物填料。二区间固定生物填料优选生物绳填料。

通过水流驱动叶轮转动，同时带动生物绳和悬浮填料转动进行旋转挂膜，达到吸附、去除污染物的效果。为满足河道中部水流速度快，停留时间相对较短的现状，固定板与填料区构成圆柱状，在有利于装置正常转动的同时，实现对污染物更大效率的去除。选择生物绳填料并对其进行固定，避免了填料流失的问题，以悬浮填料进行挂膜，可以实现污水的同步脱氮，二者配合使用增大了微生物同污染物的接触面积，挂膜后的填料上微生物密度较高，对污染物质有更高的吸附去除率。