[发明专利]一种黑臭水体的处理装置及其使用方法

说明书

技术领域

本发明属于环境工程的水污染治理领域，更为具体地说是一种黑臭水体的处理装置及其使用方法。

背景技术

黑臭水体是指因过量纳污、超出其水环境容量而导致变黑、发臭，通常低于地表水环境质量标准V类水质标准，溶解氧小于2.0mg/L。多位于人口密集、污染负荷强度大、基础设施不完善的区域，主要包括城市建成区、城乡结合部、县城及中心镇等区域内水体。黑臭水体成因：（1）外源有机物和氨氮消耗水中氧气：当溶解氧下降到一个过低水平时，大量有机物在厌氧菌的作用下进一步分解，产生硫化氢、胺、氨和其他带异味易挥发的小分子化合物，从而散发出臭味。同时，厌氧条件下，沉积物中产生的甲烷、氮气、硫化氢等难溶于水的气体，在上升过程中携带污泥进入水相，使水体发黑。（2）内源底泥中释放污染：当水体被污染后，部分污染物日积月累，通过沉降作用或随颗粒物吸附作用进入到水体底泥中。在酸性、还原条件下，污染物和氨氮从底泥中释放，厌氧发酵产生的甲烷及氮气导致底泥上浮。（3）不流动和水温升高的影响：丧失生态功能的水体，往往流动性降低或完全消失，直接导致水体复氧能力衰退，局部水域或水层亏氧问题严重，形成适宜蓝绿藻快速繁殖的水动力条件，增加水华暴发风险，引发水体水质恶化。此外，水温的升高将加快水体中的微生物和藻类残体分解有机物及氨氮速度，加速溶解氧消耗，加剧水体黑臭。

黑臭水体治理原则：水陆统筹，分类、分区、分期治理，治理与管理兼顾；以水环境容量为本，改善水力条件，截污优先，污染源治理和生态修复相结合。

黑臭水体治理的主要方法是：

1、污染源控制及治理：主要针对点源、面源及内源，鼓励采用适宜的技术削减目标污染物负荷，满足水体环境容量控制要求。

2、点源主要包括集中排放的城镇生活污水、工业及工业园区废水、规模化养殖废水以及分散排放的污水（宾馆、饭店等）。

3、面源主要包括城市面源、种植业面源及村落生活污水。

4、内源污染治理，包括污染底泥、生活垃圾和污水循环治理。

目前，内源污染的底泥以清淤为主；内源污染的污水循环治理有曝气、生物处理等。中国专利CN 102627377B公开了重度富营养河水的净化方法及其净化装置，他是先将河水堵截上、中、下部分；接着将上游部分的水送入纳米催化电解机电解，再将电解后的水送入中游部分曝气，再送入膜生物反应器（MBR）处理的方法；中国专利CN 102633395B公开了富营养化河流水质净化方法，它包括以下步骤：先将富营养化河流拦截成上、中、下部分，接接着将上游部分的水送入纳米催化电解机电解，再将电解后的水送入中游部分曝气。以上两种方法都不能有效降低水体中磷的含量。但是,水体富营养化除去COD、氨氮等指标外,磷和溶解氧是两个重要指标。因此，急需一种内源污染的污水循环治理能全面降低COD、BOD、总磷、氨氮、色度和臭味的黑臭水体治理方法和装置。

发明内容

发明提供了一种工艺流程短、运行成本低、对水质的适应性强、持续效果好的黑臭水体的净化装置及其方法，其目的在于克服现有技术存在的净化周期长、效果欠佳的缺陷，使得黑臭水体水质改善、水生态体系恢复，实现河流、湖泊生态系统的健康可持续发展。

本发明采用如下技术方案：

一种黑臭水体处理装置，包括混凝沉淀系统或气浮系统、电解系统和污泥处理三个系统，即包括如下系统：

（1）混凝沉淀或气浮系统：混凝沉淀或气浮系统包括混凝反应池、沉淀池或气浮机；黑臭水体经污水提升至混凝反应池，向混凝反应池按每立方米水加入3～80g的混凝剂和0.1～1g助凝剂进行混凝反应，生成磷酸盐沉淀除去水体的磷，并通过吸附作用除去不溶性有机物、石油类、动植物油有机物，进入沉淀池或气浮机进行固液分离，污泥浆进入污泥处理系统脱水成泥块，清液进入电解系统；

（2）电解系统：电解系统包括电解机、直流电源和自动控制系统三个单元；通过电解过程中阳极产生的Cl·、OH·和O·与水体中的有机物、氨氮反应，生成CO₂、H₂O、N₂和NO₃^﹣，除去水体中的有机物，降低COD、BOD以及氨氮；阴极产生的H·与NO₃^﹣、有机物及氨氮反应，生成CO₂、H₂O、N₂；电解产生的自由基氧化分解生物体,使其将DNA、RNA等生物体中的磷酸释放成无机磷酸根；电解产生的自由基氧化分解有机磷成为无机磷酸根；