一种新型高效水生态处理系统及其处理工艺和应用技术方案

本发明专利技术涉及城市河道污水治理领域，提供一种新型高效水生态处理系统及其在由于管网破损造成堤岸缝隙渗漏的城市河道污染治理方面的应用，解决了现有技术中由于管网破损造成堤岸缝隙渗漏的城市河道污染治理成本高、难度大、治理效果不佳，污水处理用填料性能不佳缺陷。其采用ZL2019202809663非标波裂解机对天然矿石进行深加工制得的波裂解纳米介孔材料作为填料进行纯生态处理工艺，水土共治，遵循自然法则，对修复由于管网破损造成的堤岸缝隙渗水的城市河道原始生态退化有着明显促进作用，材料的纳米级晶状孔道结构稳定、持久，可长时间发挥作用，且沉入水底，不会造成对航道有不利影响，精准、科学、长效治理，不消耗电能，安全可靠，运维简单，处理成本低。处理成本低。处理成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种新型高效水生态处理系统及其处理工艺和应用


[0001]本专利技术涉及水处理
，具体涉及一种新型高效水生态处理系统及其处理工艺和应用。

技术介绍

[0002]城市排水系统是城市基础建设的重要组成部分，不但承担着城市防洪、排涝以及生活与工业生产污水的的排放任务，而且还关系到城市环境与城市水安全，城市排水系统主要包括管道、泵站、闸门与污水厂等设施，通过将城市中的生活污水、工业污水与雨水进行收集，通过管道进行运输，泵站将低处的水泵至高处，并将污水传输至污水处理厂进行处理。
[0003]随着城市的建设，排水管网络逐渐复杂化，排水管的使用时间有限，在长时间使用之后，排水管也会出现老化破损，并且破损位置无法有效确定而无法进行修复，排水管内污水通过河道堤岸缝隙渗漏入河道内部，影响城市河道水质。
[0004]现有技术中对城市河道的明显排污处采用截污纳管进行拦截处理，使用时，将其就近接入敷设在城镇道路下的污水管道系统中，并转输至城镇污水处理厂进行集中处理。
[0005]如专利号为201611128331.9的申请文件，其公开了一种治理城市黑臭水体的串联截污纳管方法，包括如下步骤：1)在河道驳岸上对应各个合流干管的位置设置承托机构或者在河道内对应各个合流干管的位置进行打桩，使用所述承托机构或桩体对各个合流干管进行支撑架空；2)将每一个合流干管的出水口与一个截流支管相连通，在每一个截流支管的出水口处设置截流井，采用管路将各个截流井相连通以形成截流干管；3)将截流干管的出水口与所述市政污水管网相连通，以使各个截流井截流的污水和雨水经所述截流干管输送至市政污水管网；4)所述市政污水管网的污水连通污水处理厂的进水口，污水处理厂对接收的污水进行处理，将处理后的出水排入河道。上述截污纳管处理方法，其工程量大、难度大、治理成本高，处理技术科技含量低，能效尤显不足。

技术实现思路

[0006]因此，针对上述的问题，本专利技术提供一种新型高效水生态处理系统及其处理工艺和应用，解决现有技术中由于管网破损造成堤岸缝隙渗漏的城市河道污染治理成本高、难度大、治理效果不佳，处理用填料性能不佳的缺陷。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]本专利技术的第一方面，提供一种新型高效水生态处理系统，包括底泥处理单元、河床处理单元和堤岸处理单元；各处理单元均采用波裂解纳米介孔材料作为填料，所述波裂解纳米介孔材料为多孔的含水架状铝硅酸盐矿物,所述多孔的含水架状铝硅酸盐矿物由Si、Al和O组成硅氧四面体和铝氧四面体,所述硅氧四面体和铝氧四面体构成三维空间架状构造。
[0009]上述多孔的含水架状铝硅酸盐矿物是由中国专利号ZL2019202809663的一种用于
麻纤维或天然矿石的非标波裂解机加工而得的高科技污水处理新材料，其原理：利用波能转化成机械能，产生冲击波，由此而产生的机械效应、空化效应和自由基效应，对天然矿石进行深加工，疏通其2～50NM天然晶体状孔道，增加其比表面积，恢复其“微型反应器”功能，利用量子小尺寸效应、表面界面效应、宏观量子隧道效应等纳米级材料基本特性，增强其选择性吸附能力和催化作用，再通过去阴离子和高温烘干一系列工艺制备而成的硅系介孔材料。
[0010]该材料具有诸多优异性能，可以双向调节PH值，同时去除COD、BOD、NH4
‑
N、TN、TP，可以去除铅、镉、铬、铜、镍、锌、锑、汞、砷等重金属，还可以去除苯酚有机挥发物，降解抗生素、苯醚甲环唑、丙环唑等农药成分，对修复原始生态也有很好自然均衡作用，在水土共治、提升处理能效上具有很好的作用。
[0011]具体地，所述底泥处理单元为在河床内均匀撒入波裂解纳米介孔材料。
[0012]按照待处理处水量测算波裂解纳米介孔材料的加料量，将其均匀撒入河床内，利用波裂解纳米介孔材料的弛豫效应，阻隔底泥与上覆水之间氮磷释放，改善底泥底质，同时去除底泥里部分有机质、氮磷和重金属，改善底泥生态。
[0013]具体地，所述河床处理单元包括木质托盘和袋装波裂解纳米介孔材料，将所述袋装波裂解纳米介孔材料绑扎固定在木质托盘上，再将其投放于河床，并配合沉水植物群，修复河道生态植物群落。
[0014]具体地，投放至河床处的木质托盘之间的间隔为2～4米。
[0015]根据待处理处水量测算投料量，波裂解纳米介孔材料为袋装形式，每袋12.5公斤，5袋为一组，用扎带绑在木质托盘上，间隔为2～4米沿两岸以插花式交叉投放于河床处，配合种植的沉水植物群，修复河道生态植物群落。
[0016]沉水植物群可选用如四季苦草、金鱼藻、车轮藻、狸藻和眼子菜等。
[0017]具体地，所述堤岸处理单元包括格栅围栏和袋装波裂解纳米介孔材料，每袋12.5公斤，沿堤岸构建格栅围栏，围住堤岸缝隙渗漏较为严重河段，在格栅围栏上叠加垒放袋装波裂解纳米介孔材料以抬高地基，垒放高度视河道深度而定，由于波裂解纳米介孔材料主要依托纳米级孔道吸附和生化反应来去除污染物，故需要配合沉水植物群或挺水植物群，促进生化，因此，会配合水生植物群一起构建相对完整的纳米生物反应场。
[0018]具体地，所述格栅围栏为松木材质，其成本较低，在水中又不易腐烂，更适合微生物挂膜，经水浸泡后膨胀强度更大的特点，所以格栅围栏的使用寿命持久，不易坍塌。
[0019]所述水生植物群分别植入装有河床底泥的陶瓷花盆中，并放置于作为地基的袋装波裂解纳米介孔材料中间，以波裂解纳米介孔材料作为营养基质。
[0020]具体地，所述水生植物为沉水植物或挺水植物，选用沉水植物时，如可选择四季苦草、金鱼藻、车轮藻、狸藻和眼子菜等，作为地基的袋装波裂解纳米介孔材料距离水面深度为70～80cm，满足光照条件，以确保沉水植物能照射到充足阳光；选用挺水植物时，如可选择美人蕉、再力花、梭鱼草等，作为地基的袋装波裂解纳米介孔材料距离水面深度为15～20cm，挺水植物的用量为沉水植物的用量的3～4倍，成本会高出很多，但景观效果明显。
[0021]用波裂解纳米介孔材料与水生植物一起构建相对完整的纳米生物反应场，水土同治，为自然界的土著微生物创造更为适宜的生存条件，加速生化过程，拦截缝隙渗水中的污染物，同时兼顾美化环境。
[0022]具体地，格栅围栏与堤岸之间种植有浮叶水生植物。
[0023]根据河道内污染情况，可在格栅围栏与堤岸之间移载一定量的浮叶水生植物(铜钱草、狐尾藻、睡莲等)，拦截过滤渗漏污水，确保污水进入主体河道前水质得到集中有效拦截。
[0024]本专利技术的第二方面，提供一种新型高效水生态处理工艺，其采用上述新型高效水生态处理系统，包括如下处理步骤：
[0025]S1、按照待处理处污染情况测算波裂解纳米介孔材料的加料量，将其均匀撒入河床内，利用波裂解纳米介孔材料的弛豫效应，阻隔底泥与上覆水之间氮磷释放，改善底泥底质，去除底泥里部分有机质、氮磷和重金属，改善底泥生态；
[0026]S2、根据待处理处水量测算投料量，波裂解纳米介孔本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型高效水生态处理系统，其特征在于，包括底泥处理单元、河床处理单元和堤岸处理单元；各处理单元均采用波裂解纳米介孔材料作为填料，所述波裂解纳米介孔材料为多孔的含水架状铝硅酸盐矿物,所述多孔的含水架状铝硅酸盐矿物由Si、Al和O组成硅氧四面体和铝氧四面体,所述硅氧四面体和铝氧四面体构成三维空间架状构造。2.根据权利要求1所述的新型高效水生态处理系统，其特征在于，所述底泥处理单元为在河床均匀撒入波裂解纳米介孔材料。3.根据权利要求1所述的新型高效水生态处理系统，其特征在于，所述河床处理单元包括木质托盘和袋装波裂解纳米介孔材料，将所述袋装波裂解纳米介孔材料绑扎固定在木质托盘上，再将其投放于河床，并配合沉水植物群，构建纳米生物反应场，修复河道生态系统。4.根据权利要求3所述的新型高效水生态处理系统，其特征在于，投放至河床处的木质托盘之间的间隔为2～4米。5.根据权利要求1所述的新型高效水生态处理系统，其特征在于，所述堤岸处理单元包括松木格栅围栏和袋装波裂解纳米介孔材料，沿堤岸构建格栅围栏，围住堤岸缝隙渗漏较为严重河段，在格栅围栏上叠加垒放袋装波裂解纳米介孔材料以抬高地基，并配合水生植物群一起构建相对完整的纳米生物反应场，拦截并净化渗入的污水。6.根据权利要求5所述的新型高效水生态处理系统，其特征在于，所述格栅围栏为松木材质，所述水生植物群分别植入装有底泥的陶瓷花盆中，并放置于作为地基的袋装波裂解纳米介孔材料中间，以波裂解纳米介孔材料作为营养基质。7.根据权利要求5或6所述的新型高效水生态处理系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘凝晖，潘君安，
申请(专利权)人：上海神石环境工程有限公司，
类型：发明
国别省市：