一种浮动式净水场修复河湖水体的系统与方法技术方案

本发明专利技术涉及水环境治理领域，具体公开了一种浮动式净水场修复河湖水体的系统与方法。所述方法包括：(1)在水泵的作用下，使河湖水体通过格栅进行过滤；(2)利用水泵，将过滤后的水体经进水管抽提至ss沉淀池；利用设置在进水管中的预磁化装置，使水体在进水管中完成预磁化；(3)经预磁化处理后的水体进入ss沉淀池去除水体中的颗粒物；(4)经ss沉淀池后的水体，进入磁化器中进行磁化处理，磁场强度为50mT～2000mT；(5)将磁化处理后的水体分布于浮动式净化场的上部。本发明专利技术针对河湖水体，根据水生植物不同的生长时期，调节磁化器对水体进行磁化处理的磁场强度，诱导植物和有益土著微生物菌群的生长，强化生态浮床技术的净化能力和可靠性。

A system and method of repairing River and lake water body with floating water purification field

【技术实现步骤摘要】
一种浮动式净水场修复河湖水体的系统与方法
本专利技术涉及水环境治理领域，具体地说，涉及一种浮动式净水场修复河湖水体的系统与方法。
技术介绍
传统的河湖浮动式净化场主要是利用高分子材料为载体进行种植水生植物的修复技术，以高分子材料为载体和基质，通过植物根系吸收、吸附、截留水体中的氮磷等营养物质，并以收获植物体的形式将污染物质搬离水体，从而达到净化水质的目的。生态浮床的植物不但能直接利用根部吸收水体中的营养物质，而且可输送氧气至根部，为根部的微生物的生长、繁殖和污染物的降解创造有利条件，从而强化根区的微生物作用。水中的污染物在流经植物根区时，在微生物同化、吸附、氧化分解等作用下被去除，因此根区微生物是生态浮床的重要功能区之一，影响着生态浮床的净化效果。传统生态浮床利用自身的代谢将污染物转化为植物本体和二氧化碳等代谢物，可有效去除水体污染物，且具有投资小、易管理、无环境风险等优点。然而，植物生长易受到温度、光照等外界环境因素的影响，因而造成植物的存活率、生根率、附着的微生物作用等较低，严重影响生态浮床的处理效率。生态浮床的净化原理是通过植物和微生物的联合作用从而去除水中污染物，然而在受污染的河湖水体中土著微生物的群落结构单一，功能性较低，造成微生物的作用较弱。公开号为CN102329002A的中国专利申请公开了一种植物生态浮床在修复富营养化水体中的应用，所述生态浮床采用的植物是植株数量比在1～10：1的滴水观音和马蹄莲组合植株，进水速率为0.8～2.0L/h；富营养水体在处理前加入氯化铁。该文献公开的技术方案旨在解决温度导致生态浮床技术治理的可靠性差和净化能力低的问题，然而，在实际运行过程中还存在植物生长受到抑制等问题，由其试验发现高富集系数的植物对于污染负荷较高的水体耐受性较低，导致其生长受到抑制，从而影响净化效果。生态浮床的净化作用并不只有植物的吸收、吸附等作用，位于植物根系的微生物净化作用也是重要贡献者。但该方案并未考虑其微生物作用，在实际应用过程中易造成生态浮床的治理效率较低。因此，构建高效的功能性根系微生物菌群对于提高生态浮床的净化效率尤为重要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种浮动式净水场修复河湖水体的系统与方法，以解决现有技术中存在的至少一个技术问题。为了实现本专利技术目的，本专利技术的技术方案如下：第一方面，本专利技术提供一种浮动式净水场修复河湖水体的系统，所述系统至少包括：格栅、水泵、预磁化装置、ss沉淀池、磁化器和浮动式净化场；其中：所述格栅用于过滤河湖水体中的大颗粒垃圾、植物残体、大型浮游植物；所述水泵用于使水体通过格栅，并将通过格栅的水体抽提至ss沉淀池；所述预磁化装置设置于ss沉淀池的进水管中，用于对进入ss沉淀池的水体进行预磁化；所述ss沉淀池用于快速沉降水体中的颗粒物；所述磁化器用于对经ss沉淀池后的水体进行磁化处理；所述浮动式净化场利用经磁化器磁化处理后的水体，并结合其上的植物对自然水体进行净化或修复。进一步地，所述预磁化装置为多级永磁式磁化装置。第二方面，本专利技术提供了利用前述系统修复河湖水体的方法，所述方法包括如下步骤：(1)在水泵的作用下，使河湖水体通过格栅进行过滤；(2)利用水泵，将过滤后的水体经进水管抽提至ss沉淀池；利用设置在进水管中的预磁化装置，使水体在进水管中完成预磁化；(3)经预磁化处理后的水体进入ss沉淀池去除水体中的颗粒物；(4)经ss沉淀池后的水体，进入磁化器中进行磁化处理，磁场强度为50mT～2000mT；(5)将磁化处理后的水体分布于浮动式净化场的上部；其中，所述浮动式净化场中种植有水生植物。进一步地，步骤(1)中所使用的格栅可根据现场情况具体调节，耙齿栅隙为5mm～50mm规格，安装角度为60°～70°，最大过水流量≥160m3/h，最大液体流速≥0.3m/s。所使用的水泵为潜水泵，可根据现场水体处理流量设置，为满足异位处理方式，所用潜水泵扬程应≥10m，最大流量应大于等于160m3/h。进一步地，步骤(2)中的预磁化装置为永磁式磁化装置(稀土磁化装置)，用于对水体进行预磁化。一方面通过预磁化，改变水体物化性质，提升水体的溶解度，从而降低后续絮凝剂和杀藻剂的用量；另一方面，用于强化水体的磁化效应，增加水体的磁化时间，从而延长水体的磁化滞留时间，强化磁化效果。进一步地，步骤(3)中的ss沉降池是一种简单的调节池，通过增加河水的停留时间，一方面利用重力沉降快速去除水体中的悬浮颗粒物，且有利于后续水体的磁化；另一方面使水体水质更加均匀化。更进一步地，步骤(3)中，可根据水体水质及叶绿素a含量，投加化学药剂如络合硫酸铜等除藻剂和聚合氯化铝等絮凝剂。当水体中的ss含量≥150mg/m3时，或依据治理需要，可投加PAC和/或PAM等絮凝剂进行絮凝沉淀，强化ss、BOD、COD等污染物的去除效果。当水体中的叶绿素a含量≥10mg/m3时，可通过投加化学除藻剂去除水体中的浮游植物，所述化学除藻剂包括二氧化氯、络合硫酸铜、戊二醛、新洁尔灭等，具有杀菌效果好、副作用较小、杀藻迅速等特点。进一步地，步骤(4)中的磁化处理条件为：磁化时间1min～30min、磁化强度50mT～2000mT。步骤(4)中所述的磁化原理为当水体经水泵提升进入磁化器中，水流在磁场中做切割磁感线运动，从而产生电荷和使电荷运动的电动势，从而使水体产生了电流、电位差等物理变化。水中产生电流后改变了水以及水中其它物质的状态和性质。水经磁化后，原有结构被破坏，大分子的缔合水分子集团断裂成小分子甚至单个水分子，并使水中的氢键平衡向右移动；且水是极性分子，在磁场中做切割磁场的运动后产生的洛伦兹力会使水分子定向排列，原子间的磁距、氢键角度等发生改变，从而产生一系列的物化性质的改变。需要说明的是，由于不同的水体由于存在着不同组分，包括盐、碱、酸、悬浮物、金属元素、非金属元素等成分，将造成磁效应差别，因此需根据现场水质和处理目标，在本专利技术所限定的磁场强度范围内根据实际情况进行适当调节。作为优选，步骤(4)中所述的磁化反应器中的磁场强度设置按植物生长期分为三个磁场强度：1、种子萌发期，磁场强度为低磁场即50mT～100mT，通过磁场一方面将大分子的缔合水分子集团变成小分子水分子集团，提升生物膜的通透性，使更多的营养物质和水分进入种子；另一方面活化了细胞分裂素(CK)、赤霉素(GA)、脱落酸(ABA)和生长素(IAA)的生成，这些内源激素在种子萌发期，快速解除种子休眠的作用，促进细胞分裂、组织分化，并诱导有机物向籽粒的运输和积累，可诱导种子的萌发，避免种子的坏死；2、植物生长期，磁场强度为中磁场即100mT～1000mT，一方面可促进植物光合作用时的电子传递和参与N代谢的酶包括谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合成酶(GOGAT)、硝酸还原酶(NR)的生成，强化水生植物的光合作用以及营养物质的吸收；另一方面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种浮动式净水场修复河湖水体的系统，其特征在于，所述系统包括：格栅、水泵、预磁化装置、ss沉淀池、磁化器和浮动式净化场；/n所述格栅用于过滤河湖水体中的大颗粒垃圾、植物残体、大型浮游植物；/n所述水泵用于使水体通过格栅，并将通过格栅的水体抽提至ss沉淀池；/n所述预磁化装置设置于ss沉淀池的进水管中，用于对进入ss沉淀池的水体进行预磁化；/n所述ss沉淀池用于快速沉降水体中的颗粒物；/n所述磁化器用于对经ss沉淀池后的水体进行磁化处理；/n所述浮动式净化场利用经磁化器磁化处理后的水体，对自然水体进行净化或修复。/n

【技术特征摘要】
1.一种浮动式净水场修复河湖水体的系统，其特征在于，所述系统包括：格栅、水泵、预磁化装置、ss沉淀池、磁化器和浮动式净化场；
所述格栅用于过滤河湖水体中的大颗粒垃圾、植物残体、大型浮游植物；
所述水泵用于使水体通过格栅，并将通过格栅的水体抽提至ss沉淀池；
所述预磁化装置设置于ss沉淀池的进水管中，用于对进入ss沉淀池的水体进行预磁化；
所述ss沉淀池用于快速沉降水体中的颗粒物；
所述磁化器用于对经ss沉淀池后的水体进行磁化处理；
所述浮动式净化场利用经磁化器磁化处理后的水体，对自然水体进行净化或修复。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述预磁化装置为多级永磁式磁化装置。


3.利用权利要求1或2所述的系统修复河湖水体的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)在水泵的作用下，使河湖水体通过格栅进行过滤；
(2)利用水泵，将过滤后的水体经进水管抽提至ss沉淀池；利用设置在进水管中的预磁化装置，使水体在进水管中完成预磁化；
(3)经预磁化处理后的水体进入ss沉淀池去除水体中的颗粒物；
(4)经ss沉淀池后的水体，进入磁化器中进行磁化处理，磁场强度为50mT～2000mT；
(5)将磁化处理后的水体分布于浮动式净化场的上部；
其中，所述浮动式净化场中种植有水生植物。
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【专利技术属性】
技术研发人员：张列宇，祝秋恒，李国文，李晓光，李曹乐，李伟，黎佳茜，车璐璐，赵琛，
申请(专利权)人：中国环境科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11