黑臭水体曝气增氧生态修复系统技术方案

本发明专利技术提供一种黑臭水体曝气增氧生态修复系统，包括多个垂直交错布置的下凹式托盘和上凸式托盘，上凸式托盘的中间设有顶部通孔，在下凹式托盘和上凸式托盘上设有填料。所述的下凹式托盘和上凸式托盘位于曝气装置的上方。上凸式托盘的外径大于下凹式托盘的外径。通过垂直交错布置的下凹式托盘和上凸式托盘，延长了气泡流动路径，增大了气泡与水体的接触面积，有效的提高了曝气效率和溶解氧的扩散速率，通过折流曝气的扰动，加快了水体污染物到微生物表面的传质速率。由于不存在微孔的结构，随着微生物的生长和繁殖，也不会存在微孔堵塞的技术问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水环境生态修复领域，特别一种黑臭水体曝气增氧生态修复系统。
技术介绍
曝气增氧是消除黑臭水体、修复水生态环境的常用方法。一方面，水体中高溶解氧浓度有利于好氧微生物的生长繁殖，从而有效的降解水中的污染物质。另一方面，水体中的溶解氧可以氧化黑臭水体中的还原性物质如MnS、FeS等，且曝气可以去除H2S、NH3等挥发性气体，从而消除臭味。然而目前水体修复方法中，曝气增氧存在着效率低下的问题。传统的曝气方式中气水混合物是竖向流动的。当水温为25℃时，氧气在水中的饱和溶解度仅为8.2mg/L，气水混合物竖向向上流动，曝气中心的水体溶解氧达到饱和，而周边区域水体溶解氧含量较低，使传统曝气方式中溶解氧的扩散效率较低。传统的曝气方式耗能大、效率低，虽然间断曝气和微气泡曝气得到了广泛的研究，但其曝气效率还有待进一步提高。水环境生态修复中，微生物是水体污染物的主要分解者。目前水体修复中常用的微生物载体有生态浮岛、生物毯等。但这些设备放置于水环境中，由于水体流动性差，污染物到微生物表面的传质速度较慢，影响了水体中污染物降解效率，导致治理效果不理想。中国专利文献CN102948393A记载了一种保温大棚条件下的养殖池塘水循环处理系统及其构建方法。它包括漂浮在水面上的浮式生物过滤器，浮式生物过滤器包括竖直设于其中心的提水管，提水管穿过生物毡仓，生物毡仓下部周向设有溢水栅栏，生物毡仓外侧还设有生物滤料仓，生物滤料仓上部周向设有溢水栅栏，浮式生物过滤器横向固定，并能够随水位升降竖直移动；部分或全部出气终端与进气管的下端连接，进气管的上端与提水管连通，提水管内还设有曝气砂石；水流从提水管进入浮式生物过滤器，完成过滤后从生物滤料上部周向的溢水栅栏溢出，进入池塘。生物毡仓的设计在初期能够提高曝气效率，通过增加比表面积增大微生物的处理效率，也能够增加微生物表面的传质速度，但是在污染较为严重的黑臭水体，或者使用较长时间后，生物毡仓的内部孔隙堵塞，曝气效率、微生物处理效率和传质速度均大幅降低。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种黑臭水体曝气增氧生态修复系统，能够适用于污染较为严重的黑臭水体，提高曝气效率，并且能够在较长的持续时间内使用，而不会降低曝气效率、微生物处理效率和传质速度。在优选的方案中，还能够具有较好的景观效果，便于后期维护。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种黑臭水体曝气增氧生态修复系统，包括多个垂直交错布置的下凹式托盘和上凸式托盘，上凸式托盘的中间设有顶部通孔，在下凹式托盘和上凸式托盘上设有填料。优选的方案中，所述的下凹式托盘和上凸式托盘位于曝气装置的上方。优选的方案中，上凸式托盘的外径大于下凹式托盘的外径。优选的方案中，所述的下凹式托盘设有下凹的上表面，填料位于下凹式托盘上表面，下凹式托盘的底面中间较低、边缘较高。优选的方案中，所述的下凹式托盘的底面还设有用于分散气流的锥形底部。优选的方案中，所述的上凸式托盘的底面中间较高、边缘较低，顶部通孔位于底面中间的位置。优选的方案中，在上凸式托盘的边缘设有上翘边沿。优选的方案中，在下凹式托盘和上凸式托盘的上方设有植物托盘，植物托盘采用凹陷盘状结构、带有透水孔的凹陷盘状结构或者采用透水栅格结构。优选的方案中，还设有支架，支架上设有多层的层架，下凹式托盘、上凸式托盘和植物托盘放置在层架上。优选的方案中，所述的支架上设有浮筒，支架的底部设有用于固定曝气装置排气管的层架。本专利技术提供的一种黑臭水体曝气增氧生态修复系统，通过垂直交错布置的下凹式托盘和上凸式托盘，延长了气泡流动路径，增大了气泡与水体的接触面积，有效的提高了曝气效率和溶解氧的扩散速率，通过折流曝气的扰动，加快了水体污染物到微生物表面的传质速率。由于不存在微孔的结构，随着微生物的生长和繁殖，也不会存在微孔堵塞的技术问题。优选的方案中，曝气增氧为下凹式托盘和上凸式托盘上生长的好氧微生物生长繁殖提高了良好的好氧环境。顶层水生植物进行光合作用可提高水体溶解氧含量，其生长过程中也会吸收水体中氮、磷等营养物质，和藻类形成营养竞争关系；水生植物的根茎也是良好的微生物栖息场所；水生植物中的沉水植物分泌的化感物质可对藻类产生抑制作用，即沉水植物化通过向环境释放特定的次生物质从而对藻类产生生长发育产生的抑制的影响。位于顶层的水生植物也具有较好的景观效果。本专利技术的水生植物收割、微生物填料更换非常方便，将托盘从支架上取下即可。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明：图1为本专利技术的主视结构示意图。图2为本专利技术中下凹式托盘的主视结构示意图。图3为本专利技术中上凸式托盘的主视结构示意图。图4为本专利技术的整体主视结构示意图。图中：曝气装置1，曝气盘101，下凹式托盘2，第一下凹式托盘21，第二下凹式托盘22，第三下凹式托盘23，锥形底部201，上凸式托盘3，第一上凸式托盘31，第二上凸式托盘32，第三上凸式托盘33，顶部通孔301，上翘边沿302，填料4，水生植物5，气流方向6，植物托盘7，支架8，立柱81，层架82，浮筒83，吊耳84，锚85。具体实施方式实施例1：如图1~4中，一种黑臭水体曝气增氧生态修复系统，包括多个垂直交错布置的下凹式托盘2和上凸式托盘3，优选的方案中，所述的下凹式托盘2和上凸式托盘3位于曝气装置1的上方。上凸式托盘3的中间设有顶部通孔301，在下凹式托盘2和上凸式托盘3上设有填料4。填料选用陶粒、YDT弹性立体填料、聚氯乙烯塑料或聚丙烯塑料等皆可。曝气量大时水力作用较大，宜选择密度大的陶粒作为填料。选择密度较轻的YDT、聚氯乙烯塑料等填料时，应增高托盘侧面高度，例如设置更高的上翘边沿302。优选的方案如图1中，上凸式托盘3的外径大于下凹式托盘2的外径，各个上凸式托盘3与下凹式托盘2同心布置。由此结构，实现更好的气泡折流效果。气泡折流方式对水体扰动大，有利于溶解氧向该系统周边水体扩散。优选的，下凹式托盘2和上凸式托盘3的材质为陶瓷或不锈钢。优选的方案如图2中，所述的下凹式托盘2设有下凹的上表面，填料4位于下凹式托盘2上表面，下凹式托盘2的底面中间较低、边缘较高。优选的方案如图2中，所述的下凹式托盘2的底面还设有用于分散气流的锥形底部201。由此结构，便于气泡沿着下凹式托盘2的底面从中间向边缘爬升。优选的方案如图3中，所述的上凸式托盘3的底面中间较高、边缘较低，顶部通孔301位于底面中间的位置。由此结构，便于气泡沿着上凸式托盘3的底面从边缘向中间集中，并经过合并后穿过顶部通孔301。优选的方案如图3中，在上凸式托盘3的边缘设有上翘边沿302。由此结构便于在上凸式托盘3的顶部固定填料4。优选的方案如图1中，在下凹式托盘2和上凸式托盘3的上方设有植物托盘7，植物托盘7采用凹陷盘状结构、带有透水孔的凹陷盘状结构或者采用透水栅格结构。植物托盘7内种植水生植物，包括沉水植物和挺水植物。根据水体的状况进行选择。水生植物进行光合作用可提高水体溶解氧含量，其生长过程中会吸收水体氮、磷等营养物质，并具有更佳的景观效果。优选的方案如图4中，还设有支架8，支架8上设有多层的层架82，各层的层架82与立柱81固定连接，下凹式托盘2、上凸式托盘3和植物托盘7放置在层架82上。由此结构，便于维护，例如收割水生植物，更本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种黑臭水体曝气增氧生态修复系统，其特征是：包括多个垂直交错布置的下凹式托盘（2）和上凸式托盘（3），上凸式托盘（3）的中间设有顶部通孔（301），在下凹式托盘（2）和上凸式托盘（3）上设有填料（4）。

【技术特征摘要】
1.一种黑臭水体曝气增氧生态修复系统，其特征是：包括多个垂直交错布置的下凹式托盘（2）和上凸式托盘（3），上凸式托盘（3）的中间设有顶部通孔（301），在下凹式托盘（2）和上凸式托盘（3）上设有填料（4）。2.根据权利要求1所述的一种黑臭水体曝气增氧生态修复系统，其特征是：所述的下凹式托盘（2）和上凸式托盘（3）位于曝气装置（1）的上方。3.根据权利要求1所述的一种黑臭水体曝气增氧生态修复系统，其特征是：上凸式托盘（3）的外径大于下凹式托盘（2）的外径。4.根据权利要求1所述的一种黑臭水体曝气增氧生态修复系统，其特征是：所述的下凹式托盘（2）设有下凹的上表面，填料（4）位于下凹式托盘（2）上表面，下凹式托盘（2）的底面中间较低、边缘较高。5.根据权利要求4所述的一种黑臭水体曝气增氧生态修复系统，其特征是：所述的下凹式托盘（2）的底面还设有用于分散气流的锥形底部（201）。6.根据权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘世昌，徐忠，李棉巧，余祥忠，周彬，余国华，蒙颖，蔺春雷，胡方华，刘世艳，熊雪娥，
申请(专利权)人：中国葛洲坝集团第一工程有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42