[发明专利]一种不影响河涌水流特性的原位生物强化处理装置和系统及工法

说明书

本发明公开了一种不影响河涌水流特性的原位生物强化处理装置和系统及工法，本发明装置包括倾斜态网格结构和漂浮结构，所述倾斜态网格结构的上端悬于水面，下端固定于河涌或水塘的河床表面，使倾斜态网格结构与水流方向呈35°～60°的角度；所述倾斜态网格结构的上部悬挂碳素纤维，下部固定有无纺布，所述无纺布上缘设置有曝气结构。本发明可拦截下层水体中底泥悬浮物并加速其沉淀的同时生成自生动态膜，结合合理的曝气结构驯化河道微生物群落，并利用碳素纤维表面固定微生物对表层水体进行净化，工艺过程易于管理和控制，投资少、运行费用低，且工法在保证水质效果的同时不影响河涌水流特性，可广泛应用于具有一定流速的城镇黑臭河涌原位治理。

技术领域

本发明涉及生态工程水处理技术领域，更具体地，涉及一种用于城镇河涌的不影响水流特性的原位生物强化处理装置和系统及工法。

背景技术

填料作为生物膜工艺核心，能增加微生物附着量，从而提高污染物去除率。不同材料和结构的填料其挂膜能力不同，处理效果相异。固定式生物填料主要有蜂窝状生物填料和波纹板状生物填料，这些填料在使用中常会遇到堵塞、结团、布气布水不均匀、充氧性能差等问题。分散式填料包括堆积式、悬浮式填料，其中，陶粒、聚氨酯等多孔载体的应用较为广泛。固定式载体在工程中存在安装难度；人工水草等在水流发生变化时易缠绕和倒伏，表面积减少，不能长期使用；对于分散式填料直接在河道中的原位生态修复技术，会对河道水流特性造成影响。

动态膜生物反应器(Dynamic Membrane Bioreactor，DMBR)是以廉价微网材料为膜基材，通过预涂剂(材料表面涂抹活性炭、水合氧化铁胶体等)或微生物及其代谢产物在膜材料表面自动形成动态膜起到截留作用的一种污水处理工艺。一般认为动态膜由凝胶层和滤饼层组成，首先在膜基材表面形成亲水性的凝胶层，然后微生物、SS在凝胶层上堵塞形成滤饼层，滤饼层膜的脱落与新膜的形成达到稳态平衡。作为DMB的膜基材主要有孔径为μm～mm的织物纤维、筛绢、陶瓷膜、滤布无纺布等材料。大孔径材料制作的膜组件，通量大、污染控制容易和清洗简易，研究大孔径材料在有机质含量高的水体中的挂膜性能和污染物去除效率，可作为微孔生物载体易堵塞、柔性填料易缠绕等问题的解决方案之一。

活性炭纤维(ACF)具有比表面积大、孔径小、分布均匀、杂质少等优点；与粉末活性炭(PAC)和颗粒活性炭(GAC)相比较，ACF具有结构简单、吸附效率高、吸附速度快，吸附量大，容易再生等特点。公开号为CN 202220105的中国专利申请公开了一种碳素纤维材质填料与生态浮岛联用的水处理装置，以其为代表的现有水处理系统虽然利用了碳素纤维填料，但是水流不经过系统主体的内部，水流方向与处理系统呈垂直方向布置，处理效果比较局限；更重要的是现有水处理系统均没有针对水体提供科学合理的分层处理技术方案，水体综合处理的效果受到较大的影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有水处理系统中固定式生物填料易堵塞、充氧性能差、分散式填料堆积对河道水流特性造成影响、悬浮式填料在水流发生变化时易缠绕和倒伏等技术问题，以及抑制沉积物再悬浮和内源污染物释放等技术难题，提供一种用于城镇河涌(或水塘)的不影响水流特性的原位生物强化处理装置。

本发明的另一要解决的技术问题是提供一种用于城镇河涌(或水塘)的不影响水流特性的原位生物强化处理系统。

本发明的还一要解决的技术问题是提供实现所述用于城镇河涌(或水塘)的不影响水流特性的原位生物强化处理工法。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

本发明提供一种用于城镇河涌(或水塘)的不影响水流特性的原位生物强化处理装置，包括倾斜态网格结构和漂浮结构，所述倾斜态网格结构包括上端和下端，所述上端悬于水面，所述下端固定于河涌或水塘的河床表面，使倾斜态网格结构与水流方向呈35°～60°的角度；所述倾斜态网格结构的上部悬挂碳素纤维，下部固定有无纺布，所述无纺布上设置有曝气结构。