[发明专利]人工造流曝气耦合生物膜浮床净化富营养化水体的系统

说明书

技术领域

本发明属于环境保护领域，具体涉及一种人工造流曝气耦合生物膜浮床净化富营养化水体的系统。

背景技术

随着近年来我国经济社会的高速发展，环境问题日趋严重，尤其是水环境污染十分突出，严重制约着水体周边社会经济和环境的可持续发展。许多湖泊（水库）是当地居民的重要水源地、风景区，但由于沿湖地区工农业生产的不断发展和人口的增长，水产养殖规模的不断扩大，污染物入湖量不断增多，且相对河流而言，湖泊的水体流动性较差，从而使得湖泊水质日趋恶化，不少湖泊富营养化形势严峻。

富营养化是指在人类活动影响下，水体接纳了过量的氮、磷等营养物质，使得藻类和其它浮游动物迅速繁殖，水体变色、变臭、变浊，造成水质不断恶化，从而使水体生态系统和水功能受到阻碍和破坏的现象。富营养化严重到一定程度时，水体会爆发“水华”，水体中藻类大量繁殖，溶解氧急剧降低，导致鱼类等水生生物大量死亡。且暴发的藻类中，微囊藻以及其它产毒的淡水藻会产生藻毒素，直接威胁到水生动物甚至人类的健康。同时由于富营养化，水体的生态系统平衡被打破，导致水体生物多样性减少。

人工浮床的主要功能可以归纳为四个方面：水质净化；创造生物(鸟类、鱼类)的生息空间；改善景观；消波效果对岸边的保护作用。人工浮床的净化机理主要表现在两大方面：首先，发达的植物根系在水中形成浓密的网，表面积很大，可吸附大量悬浮物，并逐渐在植物根系表面形成一种生物膜，而生物膜中的微生物大量繁殖，降解水中污染物使其变为简单的营养物质提供给水生植物，水生植物又通过光合作用转化成植物细胞促进其生长，人们通过收割浮床上的植物，可减少水中营养盐，达到净化水质的效果；其次，人工浮床通过遮挡阳光抑制藻类进行光合作用，减少浮游植物的生长量，通过接触沉淀作用促使浮游植物沉降，可提高水体透明度，有效防止“水华”发生。在浮床净化过程中，藻类的附着、沉降以及浮床的遮光作用有时比植物本身的吸附净化作用更为显著。

生物挂膜技术实质上是微生物固定化技术，是上世纪九十年代迅猛发展起来的一种新型水处理工艺。挂膜是生物膜处理系统中膜状微生物的培养和驯化过程，使具有除污能力且有生物活性的微生物污泥在填料上固着生长，微生物与载体不产生任何化学反应。生物膜由高度密集的好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类等组成。生物挂膜技术的原理是，膜上微生物首先吸附附着水层有机物，由好氧层的好氧菌将其分解，再进入厌氧层进行厌氧分解，流动水层则将老化的生物膜冲掉以生长新的生物膜，如此往复以达到净化污水的目的。

普通浮床或生物挂膜处理系统的主要作用区域是固定的，在水体流动性较差的环境下，该系统主要处理相应区域内的污染物，对于其它无浮床漂浮水域的处理效果较差，容易形成“死区”，对整个污染水域的污染物的降解效果有限。

发明内容

本发明目的在于提供一种在富营养化较严重，水体流动性较差的湖塘、水库等水体中就地处理污染物和直接净化水质的系统，在充分利用生态浮床及生物膜净化富营养化水体的基础上，将人工造流曝气与生物膜浮床相耦合，强化了生物膜浮床的处理效果，同时可在不同季节调控推流曝气机的运行模式，以适应水温、水质的动态变化，使系统的运行更加稳定、高效、节能，具有较高的环境效益、经济效益和社会效益。

为达到上述目的，采用的技术方案如下：

一种富营养化水体的净化系统，包括生物挂膜、浮床和人工造流曝气；

所述生物挂膜采用软性纤维填料为载体，并与浮床组合成生物膜浮床单元；

所述系统采用若干个生物膜浮床单元由固定桩固定、连接杆连接呈椭圆形分布排列，中间设置有导流墙，浮床下方设有推流曝气机；

所述的人工造流曝气是安装在生物膜浮床单元下方的若干个推流曝气机朝同一方向开动形成循环流动水，并向水体供氧。

按上述方案，所述生物膜浮床单元包括浮岛载体、水生植物和软性纤维填料，水生植物生长在浮岛载体上；

垂直于浮岛载体周边设置若干钢管向水底延伸形成钢管框架，钢管框架底部铺设有塑料网格；

软性纤维填料竖向排列在钢管框架内，两端分别固定在浮岛载体底部和塑料网格上。

按上述方案，所述的浮岛载体由发泡聚苯乙烯材料制作，四周由PVC框架包围。

按上述方案，所述的生物挂膜选用的微生物菌种为用于修复水体的复合微生物菌剂。