[发明专利]一种用于景观水体原位修复的泥-水界面物化调控系统

说明书

技术领域

本发明涉及景观水体净化领域，具体地说是一种适用于城市景观水体原位修复的泥-水界面物化调控系统。

背景技术

近年来，随着城市化步伐的加快和人民生活水平的提高，城市景观水体包括城市内河、湖泊等地表水体受到严重污染。城市景观水体与人居环境联系非常紧密，具有重要的美学价值、生态功能和经济意义。因此，加强城市景观水体的污染治理已成为近年来研究的热点之一，尤其是对主要诱导因子氮、磷的控制研究。

对于底泥中内源性氮、磷的控制，近年来国内外出现了大量的研究报道，其中原位控制技术广泛运用于国内外各污染水体的修复，而曝气复氧是目前国内外比较常用的修复受污染水体的一种原位修复方法。

曝气复氧技术是根据水体受到污染后缺氧的特点，人工向水体中充入空气或氧气，加速水体复氧过程，以提高水体的溶解氧水平，恢复和增强水体中好氧微生物的活力，使水体中的污染物得以净化，从而改善受污染水体的水质，进而恢复水体的生态系统。近年来的研究结果表明，曝气能够提高底泥-水界面的溶解氧水平和氧化还原电位，可以有效地抑制底泥中氮、磷的释放，同时曝气充氧也有利于氨氮、有机质等物质发生降解，因而能起到改善水质的目的。但是底泥曝气充氧量与底泥污染物释放率有一个平衡点，存在着定量关系，如果不清楚这一定量关系，不掌握这个平衡点，则底泥曝气量就无法得到有效的控制，势必会造成不必要的能源浪费。

目前，对于曝气充氧量与底泥中营养物质的释放规律还不清楚，相关的实验模拟系统或装置还未见有报道。因此，开发相应的实验模拟系统，为加强曝气充氧量与底泥污染物释放的动力学研究，建立和掌握曝气充氧量与底泥污染物释放率之间的定量关系，找出一条最经济、最节能的通过底泥曝气充氧抑制底泥污染物释放量的方法具有重要意义，从而为我国城市景观水体的原位修复提供技术支撑。

发明内容

本发明的目的是针对城市景观水体原位修复技术——人工复氧技术使用过程中，由于对泥-水界面曝气量与底泥中氮、磷等营养物质释放规律不清楚而造成不必要的资源浪费问题，开发一种具有科学性、简便性和实用性的用于景观水体原位修复的泥-水界面物化调控系统，从而为建立和掌握曝气充氧量与底泥污染物释放规律及后续的城市景观水体原位修复的实际工程应用提供必要的技术支撑。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种用于景观水体原位修复的泥-水界面物化调控系统，包括景观水体模拟系统(1)、电控系统(2)和计算机控制系统(3)，所述景观水体模拟系统(1)通过数据采集线(4)与电控系统(2)相连，所述电控系统(2)通过数据控制线(5)与计算机控制系统(3)相连；所述景观水体模拟系统(1)包括箱体(6)、泥位计(7)、ORP电极(8)、高度调节器(9)、纳米微孔曝气器(10)和变频风机(11)，所述泥位计(7)、ORP电极(8)、高度调节器(9)和变频风机(11)分别通过数据采集线(4)与电控系统(2)相连，纳米微孔曝气器(10)通过输气管(13)与变频风机(11)相连。

本发明所述的一种用于景观水体原位修复的泥-水界面物化调控系统，所述高度调节器(9)包括电机(18)、高度调节器支架(19)、高度调节器支架限位线槽(14)和不锈钢丝杆(12)，高度调节器支架限位线槽(14)设置于箱体(6)的一个对角，高度调节器(9)通过不锈钢丝杆(12)与纳米微孔曝气器(10)相连。

本发明所述的一种用于景观水体原位修复的泥-水界面物化调控系统，所述纳米微孔曝气器(10)由纳米微孔曝气器支架(20)和纳米微孔曝气管(21)构成，纳米微孔曝气管(21)以绑带固定。

本发明所述的一种用于景观水体原位修复的泥-水界面物化调控系统，所述纳米微孔曝气器(10)位于泥-水界面以上10～15cm位置。

本发明所述的一种用于景观水体原位修复的泥-水界面物化调控系统，箱体(6)四周中下部均设置有上下两个水样采集口，分别为上覆水取样口(15)和间隙水取样口(16)，其中上覆水取样口(15)位于泥-水界面的上部，而间隙水取样口(16)位于泥-水界面的下部；此外，箱体（6）底端还设置有放空管(17)。

本发明所述的一种用于景观水体原位修复的泥-水界面物化调控系统，所述箱体(6)的尺寸为L×B×H(mm)=1000×1000×1200，材质为亚克力有机玻璃，厚度12～15mm。

本发明所述的一种用于景观水体原位修复的泥-水界面物化调控系统，所述泥位计(7)采用安布雷拉超声波泥位计。