一种污染河水治理的模拟装置的制作方法

本实用新型属于河水治理技术领域，具体涉及一种生物治理污染河水的河道反应装置。

背景技术：

由于城市的快速发展和城市基础设施建设的相对滞后，污水直接排入河道的状况依然存在，这严重破坏了河道自身的生态系统。

缺氧是污染水体较普遍的特征，恢复水体耗氧/复氧平衡、提高水体溶解氧含量是水环境治理与水生态恢复的重要目标。微孔曝气装置能够为水体提供充足的氧气，使水体处于良性的好氧环境。

生物飘带技术是基于生物膜法采用新型填料进行生物处理的一项原位水体修复技术。由于生物飘带具有高比表面积和强吸附性，可在其表面附着微生物膜及某些原生动物、后生动物。尤其可附着生长世代时间较长的硝化菌，具有较强的脱氮能力。且生物飘带技术具有运行成本低、维护简易、污泥产量小等优点。

可见，微孔曝气装置与生物飘带结合能够有效治理污染河水，但是具体的治理效果是未知，且对于不同的污染河水而言生物飘带上搭载何种微生物才能够起到最佳效果也是未知的。因此，在真实河道中布置微孔曝气装置及生物飘带之前需要进行污水治理效果的模拟。而现有的河水治理模拟装置大多采用鱼缸、池塘、水桶等静态的容器作为模拟容器，无法模拟出真实河道的动态环境。因此，设计一种能够模拟动态河流真实情况的河水治理模拟装置十分重要。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种能够模拟动态河流真实情况的河水治理模拟装置。

本实用新型包括模拟河道、布水板、微孔曝气管、主风管和生物飘带。所述的模拟河道内设置有依次排列的进水区、出水区和河道反应区。所述的河道反应区与进水区、河道反应区与出水区分别通过布水板隔开。所述模拟河道的两端分别设置有进水口和出水口。所述的进水口与进水区连通。所述的出水口与出水区连通。

所述河道反应区的底部平行设置有依次排列的n根微孔曝气管，n≥1。n根微孔曝气管的进气口与主风管的n个出气口分别连通。n根微孔曝气管上均固定有生物飘带。

进一步地，本实用新型还包括气泵，气泵的出气口与主风管的入气口连通。

进一步地，所述模拟河道的底部铺设1～3cm厚的河道底泥。

进一步地，所述模拟河道的河道横断面为一个倒置的等腰梯形。所述等腰梯形的上底宽为45～50cm，下底宽为24～28cm，高为45～50cm，侧边与上底边的夹角为72～75°。所述模拟河道的河道坡降为0.4～0.6％。

进一步地，所述进水区的长度为3～6cm。所述河道反应区的长度为98～110cm。所述出水区的长度为3～6cm。

进一步地，相邻的两根微孔曝气管间距为a，12cm≤a≤14cm。

进一步地，所述布水板的上边沿比模拟河道的上边沿低5～6cm。进水流经布水板后可均匀进入河道反应区。

进一步地，所述微孔曝气管的进气口位于微孔曝气管的正中位置。

进一步地，所述的生物飘带悬浮在模拟河道内的水流中。生物飘带上附着有用于分解河道污染的微生物。

本实用新型具有的有益效果是：

1、本实用新型能够模拟动态河流的真实情况，使得污水处理模拟的结果更加真实可靠。

2、本实用新型中的生物飘带为水体有益微生物生长提供附着载体，提高了生物量，使其不易在水中流失，保持其世代连续性。生物飘带表面形成的生物膜，以污染水体中的有机物为食料加以吸收、同化，因此对水体中污染物具有较强的净化作用。其材料具有高比表面积、水草型设计、表面附着性强和耐磨损等特点。

3、本实用新型中的微孔曝气管产生的气泡粒径较小，单位体积溶液中气泡的数量和比表面积大，从而大大提高了气体的传质效率。具有增氧面积均匀、增氧层次均衡、机械耗能较少的特点。

4、本实用新型中生物飘带位于微孔曝气管的正上方。因此从微孔曝气管中喷出的氧气将直接作用于生物飘带上的微生物，使得生物飘带上微生物的氧气环境更加适宜。适宜的氧气环境增强了生物飘带对水体的净化效果。同时，微孔曝气管还能为水体提供充足氧气，使水体处于良性的好氧环境。两者以此种方式结合可有效降低受污染河水中的有机物、氨氮和总磷等指标，能够提高水体的透明度，有助于保持河水自身的生态平衡。此外，该模拟装置可按此排布方式等比例放大应用到真实河道中。

5、本实用新型在河道反应区与进水区之间、河道反应区与出水区之间均设置了布水板，使得进入河道反应区的水流更加均匀，更加符合真实河道的水流情况。

附图说明

图1为本实用新型的横断面示意图；

图2为本实用新型的俯视示意图；

图3为本实用新型中微孔曝气管与生物飘带的连接示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步说明。

一种污染河水治理的模拟装置，包括模拟河道、气泵、布水板5、微孔曝气管6、主风管8、河道底泥9、生物飘带10和固定环11。模拟河道的底部铺设1～3cm厚的河道底泥9。模拟河道的河道横断面为一个倒置的等腰梯形。等腰梯形的上底宽为45～50cm，下底宽为24～28cm，高为45～50cm，侧边与上底边的夹角为72～75°。模拟河道的河道坡降为0.4～0.6％。模拟河道内设置有沿水流方向依次排列的进水区2、出水区4和河道反应区3。河道反应区3与进水区2、河道反应区3与出水区4分别通过布水板5隔开。布水板5的上边沿比模拟河道的上边沿低5～6cm。布水板顶端呈锯齿状，进水流经布水板后可均匀进入河道反应区。进水区2沿水流方向的长度为3～6cm，河道反应区3沿水流方向的长度为98～110cm，出水区4沿水流方向的长度为3～6cm。模拟河道的两端分别设置有进水口1和出水口7。进水口1与进水区2连通。出水口7与出水区4连通。

河道反应区3的底部平行设置有依次排列的七根微孔曝气管6。相邻的两根微孔曝气管6间距为a，12cm≤a≤14cm。七根微孔曝气管6的进气口与主风管8的七个出气口分别连通。主风管8的入气口与气泵的出气口连通。微孔曝气管6的进气口位于微孔曝气管6的正中位置。七根微孔曝气管6上均通过固定环11固定有生物飘带10。生物飘带10悬浮在模拟河道内的水流中。生物飘带10上附着有用于分解河道污染的微生物。由于生物飘带10位于微孔曝气管6的正上方。故从微孔曝气管6中喷出的氧气将直接作用于生物飘带10上的微生物，使得生物飘带10上微生物的氧气环境更加适宜。而适宜的氧气环境增强生物飘带10对水体的净化效果。同时，微孔曝气管6还能为水体提供充足氧气，使水体处于良性的好氧环境。

本实用新型的工作过程如下：

将待治理真实河道的污染河水采集一定量，然后经多组不同设置条件(例如生物飘带10上的微生物的不同种类、密集度选择)的本实用新型装置进行污水处理，然后进行比较处理后污水的处理效果。

污染河水从进水口1注入进水区2，在进水区2混合后经布水板5均匀进入河道反应区3。在河道反应区3内，主风管8喷气，使得微孔曝气管6开始工作，为生物飘带10上的微生物及污染河水提供充足氧气。同时，生物飘带10上的微生物分解污染河水中的污染物质，进而实现污染河水的净化。河道反应区3内的污染河水经净化完成后通过布水板5进入出水区4，并从出水口排出。