[发明专利]一种流域水生态原位清淤修复系统和方法

说明书

本发明公开了一种流域水生态原位清淤修复系统和方法，包括：位于治理区域河道水面上的清淤船体（12）、设置于所述清淤船体（12）中的空压机（10）、位于河床淤泥（1）内的清淤喷头（4）、连通所述空压机（10）和清淤喷头（4）的高压气管（7）、布设于河水（2）底部的多个纳米曝气装置（3），以及向所述纳米曝气装置（3）提供压缩空气的空气压缩装置。本发明利用清淤喷头将河道淤泥从河床底部推入水中，再通过纳米曝气装置搅拌淤泥，同时增加水体溶解氧含量，加速耗氧反应进程，达到在不截流、不纳管的情况下实现水体的原位修复，完善水生态系统，恢复河道的生态功能和调节功能，降低了河道的处理成本。

技术领域

本发明涉及环境工程领域，特别是涉及一种流域水生态原位清淤修复系统和方法。

背景技术

现在水系统流域的生态功能和调节功能随着工业发展、人类活动、水资源短缺、水污染遭到严重破坏，形成污染水体，甚至形成黑臭水体。水体黑臭主要是水体缺氧造成的，同时也与水体富营养化和底泥沉积有关。国家重大水专项相关研究结果表明，当溶解氧低到2.0mg/L时，水体将处于缺氧状态。当溶解氧为3mg/L～5mg/L时，水体中有机物和氨氮含量一般也会超过地表V类标准，呈现有色有味状态，但有水生生物存在；当溶解氧大于6 mg/L时，水体处于有氧状态，有机物降解和氨氮氧化速率显著增加，水体开始具有自净能力。当水体被污染后，部分污染物日积月累，通过沉降作用或随着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也是水体黑臭的重要原因之一。有研究指出，在一些污染水体中，底泥中污染物的释放量与外援污染总量相当。此外城市河道中有大量营养物质，导致河道中藻类过度繁殖。这些藻类在生长初期为水体补充氧气，在死亡后分解矿物形成耗氧有机物和氨氮，导致季节性黑臭现象和产生极其强烈的腥臭味道。同时，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，局部水域或水亏氧问题严重，形成事宜藻类快速繁殖的水动力条件，增加水华爆发风险，引发水体水质恶化。

综上所述，预防水体黑臭的方法主要是增加水体的溶解氧含量，然而长期被污染的水体自净能力低、甚至已经完全丧失自净能力形成黑臭水体的水体在增氧条件下将无法达到治理黑臭的目的，目前针对这类已经污染的黑臭水体一般采截污纳管、截流清淤、原位清淤等进行清理底泥，重建生态系统方式进行处理。不管是截流清淤，还是原位清淤方式清理底泥，其经济投入量大、底泥只能进行转移、生态系统重建难度大时间长，并且淤泥产生二次污染，需要进一步处理。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种流域水生态原位清淤修复系统和方法，利用清淤喷头将河道淤泥从河床底部推入水中，再通过纳米曝气装置搅拌淤泥，同时增加水体溶解氧含量，加速耗氧反应进程，达到在不截流、不纳管的情况下实现水体的原位修复，完善水生态系统，恢复河道的生态功能和调节功能，降低了河道的处理成本。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种流域水生态原位清淤修复系统，包括：位于治理区域河道水面上的清淤船体、设置于所述清淤船体中的空压机、位于河床淤泥内的清淤喷头、连通所述空压机和清淤喷头的高压气管、布设于河水底部的多个纳米曝气装置，以及向所述纳米曝气装置提供压缩空气的空气压缩装置；所述清淤喷头在空压机提供的压缩空气作用下，将淤泥从河床推入河水底部，使淤泥在纳米曝气装置的搅拌作用进行分化沉降。

优选地，所述纳米曝气装置间隔布设于河水底部，并与河床淤泥接触。所述纳米曝气装置之间的距离为3~10m。

优选地，所述空气压缩装置为罗茨风机，所述罗茨风机设置于治理区域的河岸上，并通过空气管道分别与每一个纳米曝气装置连通。

优选地，所述清淤船体上还设置有固定支架，所述固定支架上安装有连杆，所述连杆上设置多个气管下放结构，所述多个气管下放结构沿连杆方向等间距设置；所述高压气管穿过其中一个气管下放结构与所述清淤喷头连接；所述气管下放结构为设置于连杆上的多个金属环；优选地，所述连杆可以采用收缩连杆。