[发明专利]一种封闭水体的维护修复装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种结合生物、化学以及物理方法来修复富营养化的封闭水体或维护清洁的封闭水体的装置，尤其是一种无能耗的可维护自然美观的修复装置。

背景技术

随着生活水平的提高，人们对居住环境的要求也更加严格，但是许多湖泊、人造湖泊、小区景观等水体，均出现了不同程度的水体富营养化、黑臭等问题。一方面是由于人们使用大量的洗涤剂、清洁剂等，使得氮、磷等元素大量排放进入水体，另一方面，这些水体的流速较小，甚至处于静止状态，水体的自净能力很差，底层水质处于缺氧的状态，有机物在水底厌氧积累，更加重了富营养化的程度，严重影响着自然环境的美观和人们的居住环境。由于上述封闭水体分布广泛、水域面积大，水体附近无电力供应设施，又考虑到自然环境的和谐优美，无法采取传统的高成本水处理方法进行治理，这些水体的富营养化问题成了生态环境建设的重要难题。

现有的对这些封闭水体的处理方法主要生物技术、化学处理技术和生态技术。

生物法主要是活性污泥法，但传统好氧硝化所需的曝气对电能消耗比较大，直接应用不适合覆盖面积广泛且不具备便捷电力设施的封闭水体。

化学方法能收到立竿见影的效果，但是频繁地更换化学药剂不仅不能达到经济实用的要求，而且大量的化学药品投入封闭水体会造成水体的二次污染，不符合可持续的发展理念。电化学氢自养型反硝化工艺是近年来发展起来的一种新型水处理技术，其原理是将电化学法与生物膜法相结合，通过在电极上进行微生物挂膜，在直流通电产生的电场作用下，阴极表面产生H原子代替有机物成为电子供体，来实现氨氮的硝化反硝化。专利号为201010201140.7的发明专利公开了这样一种电化学生物联合脱氮反应器，脱氮效率较高，但是其不具备除磷效果，且日处理量较小，不适宜广泛应用在封闭水体中。

生态技术主要是利用植物、动物对污染物质的吸收，来进行脱氮除磷，最具典型性的生态技术就是人工浮床技术。专利公开号为CN1355144A的发明专利公开了一种利用风能和生物浮床式来治理污水的综合方法，它在浮床式单元体上设置生物滤材及除氮磷的两栖植物对氮磷进行吸收去除，也考虑到电力的问题，利用风能进行水体曝气及水底光照发电，但是植物对氮磷的吸收能力有限，资料显示，目前氮磷吸收能力最强，危害最重的水葫芦的含氮量也仅为湿重的0.24％，含磷量也仅为湿重的0.022％，同时，利用风能为电力来源也存在相当大的不稳定性，在气流相对稳定的地带，该发明的应用及其处理效果将受到很大的影响。

发明内容

本发明针对上述技术中的不足之处，提出了一种结合生物、化学以及物理方法来修复富营养化的封闭水体或维护清洁的封闭水体的维护修复装置。本发明具有结构简单，无能耗，脱氮除磷效果好的优点，此外，本发明装置与自然景观融为一体，既可解决水体富营养化的问题，又可美化自然环境，符合和谐的可持续发展理念。

一种封闭水体的维护修复装置，包括硝化反应区，微电场处理区及生物除磷区。

所述的硝化反应区，在其坡面沿岸设置流水渠，并与溢流堰连接。其作用是使流水渠中的水在坡面上缓慢均匀流淌，与大气充分接触，提高水中的溶解氧含量，这就节约了好氧硝化所需的曝气系统，减少前期的建设投资。

在硝化反应区的坡面上布置椭圆的鹅卵石，所述的鹅卵石每一块大小接近，长径为30～50mm，短径为20～35mm，以长径与水平面垂直的方式镶嵌在坡面上，以沿岸方向为行，排列成一行行，并呈整齐的错开排列，即每块鹅卵石都在上一行与之相邻的两块鹅卵石的中心线上。相邻行的鹅卵石间距为90～110mm，相邻列的鹅卵石间距为50～70mm。在鹅卵石与坡面所形成的夹角中各放置一行聚烯烃类和聚酰胺的组合材料固定硝化细菌。这样，污水在从坡面流下的过程中，与软性材料接触，污水中的氨氮在硝化细菌的作用下，转化成硝酸盐，鹅卵石错开排列的目的是延长水流在坡面上的停留时间，增加污水与硝化细菌的反应时间，提高脱氮的效率。控制相邻行和相邻列的鹅卵石的间距，是为了提高鹅卵石的分布密度，帮助软性材料抵抗水流的冲击力。