[发明专利]感潮河涌的水处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种污水处理领域，尤其是指一种感潮河涌的水处理装置。

背景技术

随着我国，特别是珠三角地区经济的快速发展，城市基础设施发展跟不上人口的增加，大量的生活污水未经处理直接排入附近水体。许多城镇河涌接纳了大量污水，远远超过其自净能力，有机污染导致水中溶解氧快速消耗，河水由于厌氧呈现黑臭状态，严重影响了城镇居民的生产生活和区域水环境质量，甚至阻碍城市的发展，迫切需要发展有效的治理技术控制污染，修复受破坏的河流生态系统。

目前已有的河流污染治理技术主要可分为三大类：物理技术、化学技术和生物生态技术。

物理技术包括：人工增氧、底泥疏浚和引水冲污等。人工增氧主要是对于有机污染严重，发生厌氧、缺氧的河流，通过固定式曝气、移动式曝气及水利工程增氧等，提高河水中溶解氧水平，初步缓解或消除厌氧导致的黑臭现象。底泥疏浚主要是利用机械疏浚清除受污染的底泥，但对于长期严重有机污染的河流，底泥呈半流质，其疏浚技术往往不同于传统的河流疏浚，要求较高，目前的疏浚技术还有限，不能完全现底泥的清除。引水冲污或换水稀释主要是针对污染严重且流动缓慢河流，实质是污染物的转移扩散，要求周围有较大环境容量的补给和受纳水体。

化学技术主要是指向河流投加化学物质转化或固定污染物，通常是针对重金属污染严重的河流，加入可与金属离子形成沉淀的物质，将其固定的底泥中，投加的物质包括：石灰、硅酸钙炉渣或钢渣等碱性物质。

生物生态技术主要是利用微生物及植物的作用，降解转化河流中污染物，包括微生物菌种投加技术、生物膜技术及植物浮床技术等。

利用微生物降解污染的一种方式是向河水中人为投加高效降解菌种，主要包括：硝化细菌、高效有机物降解菌和光合细菌，但高效微生物选育需要较长时间，而投加进去的菌种易流失，净化效果持续时间短。

利用微生物消除有机污染的另一种是生物膜技术，这种技术利用河流已有的微生物，通过提供强化生长代谢条件来促进其对污染物的降解，已有的净化河流的生物法有砾间接触氧化法、沟渠内接触氧化法、生物栅法等。

植物浮床技术是将植物种植到水体水面，床体可阻碍风浪，稳定水面促进沉降；植物能够吸收水中氮磷等污染物，同时可以遮挡受污染水面，改善景观。研究较多的植物为浮床水稻、美人蕉、香根草，处理效果与覆盖率越相关，覆盖率大于60%具有明显处理效果。这种方式目前存在较多的争议：（1）改变水体为陆地景观；（2）浮床植物收获投入较大，经济效益低，若不收获植物，植物则会腐烂导致水体二次污染。

尽管目前针对河流污染治理已发展出多种技术，但很多技术都是针对静止的水体。若河涌与动态水体相连，随着动态水体的涨落潮，河涌水也有明显的涨落期，涨潮时河水从上游流往下游，水位上升，落潮时河水从下游流往上游，水位下降，每天两次半日潮，河水呈双向流动。受潮汐作用的影响，感潮河道有其独特的水力特征：一是河水的流动性不利于微生物的生长，生长起来的活性微生物容易被水流带走，而大大减弱治理效果；二是涨落潮水流扰动会使表层底泥反复扬起悬浮；三是受污染河水在潮汐作用下在河道及下游区来回荡漾，使污染物不断积累。有研究表明，与静态释放相比，感潮作用加速了底泥污染物释放速率及释放量。其中，Cu、Zn、Pb、Cr、COD、NH₄⁺-N和TP的平均释放速率提高了1-4倍，释放量增加了0.3-1.8倍，底泥平均好氧速率提高了1.28倍，对浊度影响很大。因此，开发适应于感潮流态的治理技术十分必要。

另一方面，氧化沟以其显著的优势成为了中小城市污水厂的首选工艺。氧化沟流程简化，操控灵活，水力停留时间和污泥龄较长，有机物去除较为彻底，剩余污泥高度稳定，污泥一般不需厌氧消化。氧化沟具有推流特性，因此沿池长方向具有溶解氧梯度，分别形成好氧、缺氧和厌氧区。通过合理设计和控制可使N和P得到较好地去除。氧化沟在技术上具有净化程度高、耐冲击、运行稳定可靠、操作简单、运行管理方便、维修简单、投资少、能耗低等特点。

但同时氧化沟工艺也存在一些缺陷。在氧化沟工艺中水力停留时间较长，发生高度的硝化作用，在厌氧区中容易发生反硝化作用，产生污泥上浮。同时，氧化沟的负荷低、污泥龄长，使氧化沟内活性污泥微生物大多处于内源呼吸状态，污泥老化，老化的污泥絮体易被曝气打碎，从而形成飘泥。当废水中的碳水化合物较多，氮磷含量不平衡，pH值偏低，氧化沟中污泥负荷过高，溶解氧浓度不足，排泥不畅等易引起丝状菌性污泥膨胀。

发明内容