一种治理黑臭水体的系统技术方案

本发明专利技术公开了一种治理黑臭水体的系统，包括来水方向生物炭滤池、水底基质及水生植物，所述来水方向生物炭滤池设置在系统来水方向，内部填充活化生物炭，所述水底基质由水体底泥和活化生物炭组成，所述水生植物种植在水底基质上；所述活化生物炭的制备过程为：将成熟的所述水生植物收割，然后依次进行干燥和粉碎；将清淤后的所述水体底泥依次进行干燥和粉碎；将粉碎后的水生植物和水体底泥按质量比3～5:1的比例充分混合，得到混合物；将所述混合物在缺氧条件下高温热解得到生物炭，然后经过酸活化得到活化生物炭。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种污水处理系统，特别是涉及一种治理黑臭水体的系统。
技术介绍
随着社会及工业的发展，生活污水及工业废水的大量排放使得江河湖海等水体遭受到污染，成为富营养化水体。大量有机污染物、氨氮等在水体底泥中大量累积，厌氧反应产生恶臭。目前我国存在大量的黑臭水体，迫切需要治理。对于黑臭水体的治理，目前主要是截污、清淤、投加微生物制剂、换水、种植水生植物等方法。这些方法虽然能在一定程度上治理黑臭水体，但存在着诸如治理效果不理想、成本过高、产生二次污染、治理效果难以保证长期性等缺点或不足。另外，黑臭水体的底泥含有大量的污染物，是黑臭水体的内源污染，若要治理黑臭水体，其底泥必须也要清淤治理，但清淤产生的大量底泥如果处置不当，将会对生态环境产生巨大的破坏。清淤后的水体底泥通常作为固体废物堆放在贮泥场，这样，不仅占用大量场地，而且易产生二次环境污染。同时，黑臭水体的水生植物成熟后，如果不处理，也会变成水体的内源污染。随着科技的发展，科研人员成功地利用生物质材料缺氧热解制备了具有高效吸附效率的廉价的生物炭，其吸附能力是活性炭的2～3倍。应用于污染水体的修复既解决了水体污染问题，又实现了生物质的资源化利用，这为上述黑臭水体治理问题提供了解决的可能。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服上述
技术介绍
的不足，提供一种治理黑臭水体的系统。为了实现以上目的，本专利技术提供的一种治理黑臭水体的系统，包括来水方向生物炭滤池、水底基质及水生植物，所述来水方向生物炭滤池设置在所述系统来水方向，内部填充活化生物炭，所述水底基质由水体底泥和活化生物炭组成，所述水生植物种植在所述水底基质上；其中，所述活化生物炭的制备过程为：1)将成熟的所述水生植物收割，然后依次进行干燥和粉碎；2)将清淤后的所述水体底泥依次进行干燥和粉碎；3)将粉碎后的水生植物和水体底泥按质量比3～5:1的比例充分混合，得到混合物；4)将所述混合物在缺氧条件下高温热解得到生物炭；5)将所述生物炭经过酸活化得到所述活化生物炭。在上述方案中，粉碎后的水生植物和水体底泥的粒径均小于1mm。在上述方案中，所述高温热解的温度为400～600℃，时间为1～2h。在上述方案中，将所述生物炭经过酸活化得到所述活化生物炭的具体步骤为：将所述生物炭依次用浓度为0.5mol/L盐酸溶液及水洗涤得到所述活化生物炭。在上述方案中，所述来水方向生物炭滤池的上部设有用于抗高负荷冲击的溢水口。在上述方案中，所述来水方向生物炭滤池内的所述活化生物炭的更换周期为半年。被替换的活化生物炭可以作为原料重新制备新的活化生物炭。在上述方案中，向所述水体底泥中抛洒所述活化生物炭即得所述水底基质，其中，0～30cm深处的所述水底基质中的所述活化生物炭与所述水体底泥的干重比为1:5～20。30cm深处以下的所述水底基质不含所述活化生物炭。在上述方案中，所述水生植物为耐污性强的净水植物，其收割周期为一年。所述水生植物具体可为芦苇、美人蕉等。在上述方案中，如果原料中的水生植物数量不够时，可以用农业秸秆、畜禽粪便等有机废物代替。本专利技术提供的技术方案带来的有益效果是：1、将水体底泥和水生植物混合后制成活化生物炭，将水底基质中的污染物固化或转化成非污染物，避免了水底基质和水生植物成为水体的内源污染；2、生物炭作为高性能吸附材料在经过酸洗和水洗活化后，其吸附性能进一步增强，而且本身附着的可溶性污染物得以去除；3、活化生物炭投加到来水方向生物炭滤池可以较好的过滤、吸附、固定污染物；4、活化生物炭投加到水底基质中可以吸附、固定污染物；5、本系统实现了水体底泥及水生植物的资源化及循环利用，同时还保证了黑臭水体治理效果的长期性。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。图中，来水方向生物炭滤池1，水底基质2，水生植物3，活化生物炭4，溢水口5。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步的详细描述，但该实施例不应理解为对本专利技术的限制。实施例：参见图1，本实施例提供了一种治理黑臭水体的系统，首先，选择某汇集生活污水及养殖废水的具有黑臭水体(总氮：142mg/L，总磷：22mg/L，CODCr：560mg/L)的池塘，在来水方向设置来水方向生物炭滤池1，在成熟期收割水生植物3，然后与水体底泥分别烘干、粉碎后按质量比4:1的比例混合，在缺氧条件下高温热解得到生物炭，再将生物炭活化得到活化生物炭4；所得活化生物炭4一部分用于填充来水方向生物炭滤池1，一部分抛洒到水体沉淀到水体底泥中形成水底基质2。其中活化生物炭4的制备过程为：(1)将收割后的水生植物3和清淤后的水体底泥分别烘干，然后分别粉碎(粒径小于0.5cm)；(2)将干燥粉碎后的水生植物3和水体底泥按照质量(干重)比1:4的比例混合，水生植物3数量不够时，用农业秸秆代替；(3)将第(2)步得到的混合物在缺氧条件下高温热解制备生物炭，其中热解温度为400℃，热解时间为1h；(4)将第(3)步得到的生物炭依次用0.5mol/L的盐酸溶液及清水洗涤，得到活化生物炭4。来水方向生物炭滤池1的厚度为0.5m，其上方设置有溢水口5，来水方向生物炭滤池1内的活化生物炭4每半年左右更换一次，被替换的活化生物炭4可添加到生物炭原料中重新制备新的生物炭。水底基质2为普通水体底泥中抛洒一定量的活化生物炭4，并且0～30cm深处的水底基质2中活化生物炭4的含量为水体底泥干重的8％。水生植物3为芦苇，收割周期约为一年。在上述措施实施后的第1周、第6、12及24个月分别测定池塘内的水体水质，结果表明其水质完全达到地表水质量标准的Ⅲ类水标准。通过上述实施例对比可以发现，本专利技术能够有效治理黑臭水体，同时实现了水底基质2及水生植物3的资源化及循环利用，还保证了黑臭水体治理效果的长期性。虽然本专利技术已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本专利技术。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本专利技术技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的
技术实现思路
对本专利技术技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本专利技术技术方案的内容，依据本专利技术技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本专利技术技术方案保护的范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种治理黑臭水体的系统，其特征在于，包括来水方向生物炭滤池(1)、水底基质(2)及水生植物(3)，所述来水方向生物炭滤池(1)设置在系统来水方向，内部填充活化生物炭(4)，所述水生植物(3)种植在所述水底基质(2)上，所述水底基质(2)由水体底泥和活化生物炭(4)组成；其中，所述活化生物炭(4)的制备过程为：1)将成熟的所述水生植物(3)收割，然后依次进行干燥和粉碎；2)将清淤后的所述水体底泥依次进行干燥和粉碎；3)将粉碎后的所述水生植物和所述水体底泥按质量比3～5:1的比例充分混合，得到混合物；4)将所述混合物在缺氧条件下高温热解得到生物炭；5)将所述生物炭经过酸活化得到所述活化生物炭(4)。

【技术特征摘要】
1.一种治理黑臭水体的系统，其特征在于，包括来水方向生物炭滤池(1)、水底基质(2)及水生植物(3)，所述来水方向生物炭滤池(1)设置在系统来水方向，内部填充活化生物炭(4)，所述水生植物(3)种植在所述水底基质(2)上，所述水底基质(2)由水体底泥和活化生物炭(4)组成；其中，所述活化生物炭(4)的制备过程为：1)将成熟的所述水生植物(3)收割，然后依次进行干燥和粉碎；2)将清淤后的所述水体底泥依次进行干燥和粉碎；3)将粉碎后的所述水生植物和所述水体底泥按质量比3～5:1的比例充分混合，得到混合物；4)将所述混合物在缺氧条件下高温热解得到生物炭；5)将所述生物炭经过酸活化得到所述活化生物炭(4)。2.如权利要求1所述的一种治理黑臭水体的系统，其特征在于，粉碎后的水生植物和水体底泥的粒径均小于1mm。3.如权利要求1所述的一种治理黑臭水体的系统，其特征在于，所述高温热解的温度为400～600℃，时间...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈进，武海鹏，许继军，桑连海，代娟，刘强，尹正杰，殷大聪，叶玉适，
申请(专利权)人：长江水利委员会长江科学院，
类型：发明
国别省市：湖北;42