一种黑臭水体底泥的原位处理装置的制作方法

本实用新型属于水体修复技术领域，具体涉及一种黑臭水体底泥的原位处理装置。

背景技术：

随着我国城市建设的高速发展以及人口的持续增长，工业废水以及生活污水的排放量正在不断提高。在我国很多城市，黑臭水体问题已成为不可忽视的严峻问题。

黑臭水体的成因，是由于水中有机污染物含量过高，在好氧微生物的分解下，大量消耗水体中的氧气，使水体处于缺氧或厌氧状态。在此条件下，有机物腐败分解，产生氨、硫化氢、硫醇、硫醚、有机胺和有机酸等恶臭物质，致使水体变臭。有机物污染是直接原因，恶臭化合物是水溶性的小分子物质，一旦生成就难以去除。

在黑臭水体中，大量有机物以及重金属离子在沉淀过程的作用下，逐渐沉积在水体的底泥内。同时，随着水流的扰动作用，沉积的有机物以及重金属离子又重新的散发在水体中。因此，黑臭水体治理的根本，在于对黑臭水体内底泥的治理。目前对于黑臭河道内底泥的处理，主流的方法有以下几种：1、底泥疏浚技术：对受污染的河道清淤疏浚，将底泥从河道内挖出，转移至陆地后进行无害化处理。2、原位覆盖技术：在污染底泥表面铺放一层或多层清洁的覆盖物，使污染底泥与上层水体隔离，从而阻止底泥中污染物向水体的迁移。这两种方法共同的优点是见效快，但同时面临着成本高破坏水体中原有的生态系统易造成二次污染等问题。目前，底泥的微生物降解技术受到了越来越多的关注。但在传统的微生物处理过程中，面临着以下问题：1、底泥中含有大量厌氧物质，同时缺乏氧气。好氧微生物难以生存，而厌氧微生物的分解效率过低。2、微生物需要在液相环境中才能对污染物进行高效分解，底泥中固相的含量较高，微生物难以启效。3、直接对底泥曝气，会使大量有机物以及重金属离子在短时间内释放到水体中，造成生态灾难。目前技术的思路大多在于向底泥内注射增氧剂等化学药剂，改变污泥的性状，从而使污泥的环境适应微生物的生存。但此类方法适用范围受到很大限制，同时成本过高。因此，有必要研发一种处理装置，来提高底泥中的含氧量，改变底泥的形态，同时防止底泥在扰动作用下污染水体，从而更高效的治理黑臭水体。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提供一种黑臭水体底泥的原位处理装置，目的是有效治理黑臭水体及底泥中的污染物，且能去除导出空气中的臭味。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种黑臭水体底泥的原位处理装置，包括密封罩和用于对密封罩内底泥进行曝气扰动的曝气装置，所述原位处理装置还包括活性炭罐、设于密封罩内将密封罩分隔为第一罩体与第二罩体的隔离网和设于第一罩体内的悬浮生物填料，所述第一罩体的顶端设有导气管，所述活性炭罐通过导气管与第一罩体连通，且活性炭罐与导气管可拆卸连接。

所述活性炭罐为圆柱形，高度为10-20cm，活性炭罐的直径大于导气管的直径。

所述曝气装置包括风机、曝气管和设于第二罩体内开口端的曝气头，所述风机通过曝气管依次穿过第一罩体、隔离网与曝气头连接。

所述第一罩体为软性密封罩，所述原位处理装置还包括与软性密封罩的顶端连接的浮板，所述风机和活性碳罐均设于浮板的上方，所述风机通过曝气管依次穿过浮板、软性密封罩、隔离网与曝气头连接，所述活性炭罐通过导气管穿过浮板与软性密封罩连通。

所述风机与浮板之间的距离为20-30cm，曝气管一端与曝气头连接，另一端依次穿过浮板的中心孔与风机连接。

所述曝气头为锥形结构，锥形结构的尖端朝向第二罩体开口方向。

所述曝气头的外表面设有挡泥网。

所述第二罩体为硬质密封罩，硬质密封罩的外壁设有固定环。

所述第二罩体内壁设有重金属吸附材料层。

所述导气管与活性炭罐连接的一端设有过滤网。

本实用新型的有益效果：本发明曝气装置在曝气时增大了黑臭水体内的氧气，为好氧微生物提供适宜的生存环境；同时，扰动黑臭水体的底泥，使其与密封罩内的河水混合，使密封罩内呈泥水混合状态。通过导气管投加驯化后的土著微生物干粉，微生物遇水解除休眠，在悬浮球填料上吸附并快速繁殖，代谢黑臭水及底泥中的有机物。导气管排出空气，使得整个装置内的气压平衡。活性碳罐的设置便于去除导出空气中的臭味。曝气装置的曝气头设置成锥形结构，在曝气头插入底泥中时，一方面降低了河道内碎砖石和其他障碍物对插入的阻碍，另一方面，由于插入过程中的搅动作用，曝气头上方的底泥相对周围更疏松，打开曝气装置，使底泥顺利被扰动。挡泥网的设置能够避免泥块堵塞曝气孔。

附图说明

本说明书包括以下附图，所示内容分别是：

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型工作状态安装结构示意图。

图中标记为：

1、风机，2、活性碳罐，3、导气管，4、曝气管，5、浮板，6、软性密封罩，7、悬浮球填料，8、隔离网，9、硬质密封罩，10、固定环，11、曝气头。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本实用新型的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。

如图1至图2所示，一种黑臭水体底泥的原位处理装置，包括密封罩和用于对密封罩内底泥进行曝气扰动的曝气装置，该原位处理装置还包括活性炭罐2、设于密封罩内将密封罩分隔为第一罩体与第二罩体的隔离网8和设于第一罩体内的悬浮生物填料7，第一罩体的顶端设有导气管3，活性炭罐2通过导气管3与第一罩体连通，且活性炭罐2与导气管3可拆卸连接。该密封罩的材质可以为钢材、硬质塑料等。将密封罩的开口端，也即是上述第二罩体开口端固定入底泥中，通过曝气装置的曝气扰动，使底泥与密封罩内的水体混合呈泥水混合状态，取下活性炭罐，通过导气管投加驯化后的土著微生物干粉，微生物遇水解除休眠，在悬浮球填料上吸附并快速繁殖，代谢底泥中的有机物。隔离网的设置，避免悬浮球生物填料掉到底泥里，同时可以将底泥中较大的沙石隔离掉。活性碳罐的设置便于去除导出空气中的臭味。反应后，静置一段时间，底泥便会重新沉淀。不会破坏河道中原有的生态平衡。

活性炭罐2为圆柱形，高度为10-20cm，位于水面的上方，活性炭罐2的直径大于导气管3的直径，有利于处理密封罩内产生的臭味。悬浮球生物填料直径可以为150mm，土著微生物投加之后会附着在球内的填料中繁殖。隔离网材质为聚氯乙烯、尼龙等。导气管的材质为PVC或其他硬质塑料。

曝气装置包括风机1、曝气管4和设于第二罩体内开口端的曝气头11，风机1通过曝气管4依次穿过第一罩体、隔离网8与曝气头11连接。风机位于密封罩的上方，高于水面20cm以上，避免接触水体。

为了避免本实用新型的原位处理装置整体过重，运输及安装造成的不便，第一罩体优选为软性密封罩6，该原位处理装置还包括与软性密封罩6的顶端连接的浮板5，风机1和活性碳罐2均设于浮板5的上方，风机1通过曝气管4依次穿过浮板5、软性密封罩6、隔离网8与曝气头11连接，活性炭罐2通过导气管3穿过浮板5与软性密封罩连通。软性密封罩可以采用聚氯乙烯等软性塑料制作。浮板可以为圆形，材质为PVC材料或发泡塑料。风机1与浮板5之间的距离为20-30cm，曝气管4一端与曝气头11连接，另一端依次穿过浮板5的中心孔与风机1连接，增加结构的稳定性。曝气管的长度可以根据实际的需要进行设置，比如可以为500-800mm。由于软性密封罩易形变，通过在软性密封罩顶部设置浮板，由于浮板的作用，给软性密封罩向上的拉力作为支撑，使其在水体中处于较好的展开状态。在该原位处理装置运输不用时，软性密封罩处于不展开状态，减小装置的整体占用空间。第二罩体为硬质密封罩9，硬质密封罩9的外壁设有固定环10。硬质密封罩9的材质可以为钢材、生铁或者硬质塑料等，将其固定入底泥中，结构稳定性强。固定环10的设置，便于通过配合固定杆穿过固定环使硬质密封罩与底泥固定，增加密封罩固定的稳定性。硬质密封罩的开口端可以为锯齿形结构，增加硬质密封罩开口端固定入底泥的稳定性。硬质密封罩内可以设置化学传感器检测装置，在浮板上方设置与风机连接的控制器，控制器外表面做防水处理，比如外套防水膜，化学传感器检测装置通过信号线连接控制器。化学传感器检测装置包括温度传感器、电导传感器和流速传感器，通过控制器对温度传感器、电导传感器等检测曝气传质的具体参数的分析，进而调整风机的功率，以最低能耗取得最佳的曝气效果。控制器的控制程序及固定参数的设定可以根据不同水质有所变动，具体设置方式可以根据本领域公知常识决定。

曝气头11为锥形结构，锥形结构的尖端朝向硬质密封罩9开口方向。具体可将曝气头内外圈均设计为锥形结构，此设计一方面降低了河道内碎砖石和其他障碍物对插入的阻碍，另一方面，由于插入过程中的搅动作用，曝气头上方的底泥相对周围更疏松，使得后续过程中的底泥扰动更顺利。曝气头11的外表面最好设有挡泥网，够避免泥块堵塞曝气孔。

硬质密封罩9内壁设有重金属吸附材料层。重金属吸附层由纳米多孔陶瓷符合材料MA01、MF01和MP01中的至少一种构成。使用时，可以在导气管进口投入重金属活化剂，重金属活化剂为pH在2.5-3.5范围内的柠檬酸溶液，通过曝气头的曝气扰动，底泥中的重金属与重金属活化剂充分接触，促进底泥中重金属的溶出，并被硬质密封罩内壁的重金属吸附材料层吸附，待底泥中重金属与有机物共同处理一端时间后，取出密封罩，进行之后的处理。

此外，导气管3与活性炭罐2连接的一端设有过滤网。过滤网与导气管为可拆卸连接，比如在导气管设置卡槽，过滤网的边侧设置与卡槽配合的卡钩，通过可拆卸连接设置，便于取下过滤网进行添加土著微生物干粉和重金属活化剂。过滤网的设置便于进一步对进出导气管的空气进行过滤，比如采用PM2.5过滤网、活性炭纤维网状结构的过滤网等。

以上结合附图对本实用新型进行了示例性描述。显然，本实用新型具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本实用新型的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。