一种地表水体的异位处理方法及其处理系统与流程

本发明属于生态工程技术领域，尤其是涉及一种地表水体的异位处理方法及其处理系统。

背景技术：

随着我国国民经济持续快速的发展，环保要求也日益严格，人民对构建良好生态社会的需求也日益迫切。而目前我国水污染情况不容乐观，尤其是地表水污染较重。2019年，在1940个国家地表水考核断面中，劣五类断面比例为3.4％，主要污染指标为化学需氧量、总磷和高锰酸盐指数。

通过水环境治理措施，可改善地表水生态。主要技术有污染水原位修复技术与污染水异位修复技术。原位修复技术包含人工浮床、人工曝气增氧等技术，但原位修复技术实施周期长，近期效果不明显。异位修复技术通过反应器进行水处理，可对水体中污染物进行快速降解，尤其对黑臭河道治理效果明显。但异位修复技术往往针对水体悬浮颗粒物指标，通过悬浮颗粒物浓度(ss)控制降低污染水体中cod、氨氮、总氮与总磷等指标。但随着ss浓度的下降，对cod、氨氮、总氮与总磷等指标的影响也逐渐减小。进一步降低cod、氨氮、总氮与总磷从而达标地表四类水甚至三类水成为地表水治理的瓶颈。

基于上述技术问题，亟需提供一种适用于河湖坑塘等地表水体的异位处理方法，以降低地表水污染指标，提升水质，达到地表三类水标准，应对我国日益严峻的河、湖、坑塘等地表水污染问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种操作简单、净化效果好、日处理量大的地表水体的异位处理方法。

本发明的另一个目的是提供一种利用地表水体的异位处理方法的处理系统。

本发明的技术方案如下：

一种地表水体的异位处理方法及其处理系统，包括以下步骤：

(1)在目标地表水体的一侧设置泵坑，在泵坑内沉设潜水泵，检测目标地表水体内污水的氨氮浓度，并在目标地表水体的一侧设置生态塘和台田，当污水的氨氮浓度≥1mg/l时，则通过潜水泵将污水泵入至生物处理设备中，则执行步骤(2)，当污水的氨氮浓度＜1mg/l时，则通过潜水泵将污水泵入至磁混凝-磁分离处理设备中，则执行步骤(3)；

(2)污水通过管路输送至生物处理设备中，依次经过生物处理设备中的絮凝沉淀装置、生物降解装置和物理吸附装置，去除污水中的悬浮颗粒物、微生物和残余药剂，经生物处理后的污水通过管路输送至生态塘或台田，通过生态塘或台田的自净降解水中的污染物，待达标排放要求后排放至受纳水体；

(3)污水通过管路输送至磁混凝-磁分离处理设备中，通过磁混凝-磁分离设备中投加磁种、pac和pam与污水反应生成磁性絮团，再通过磁分离去除水中的悬浮物、总磷、cod和重金属，检测磁混凝-磁分离处理设备出水的cod值，当出水的cod＜30mg/l时，则通过管路输送至台田或生态塘，通过台田或生态塘的自净降解水中的污染物，待达标排放要求后排放至受纳水体，当出水的cod≥30mg/l时，则执行步骤(4)；

(4)所述步骤(3)的出水通过管路输送至生物处理设备中，进一步去除水中的有机污染物、固体悬浮物、藻类、微生物、氨氮和总磷，所述生物处理设备的出水通过管路输送至生态塘和台田，通过生态塘或台田的自净降解水中的污染物，待达标排放要求后排放至受纳水体。

在上述技术方案中，所述达标排放要求为cod≤20mg/l，tp≤0.05mg/l，nh3-n≤1mg/l。

在上述技术方案中，在所述步骤(3)中，所述污水从流入磁混凝-磁分离处理设备至流出磁混凝-磁分离处理设备的停留时间为3-5min。

在上述技术方案中，所述污水从流入生物处理设备至就出生物处理设备的停留时间为2-2.5h。

在上述技术方案中，所述目标地表水体包括河、湖、坑塘的地表水体。

本发明的另一个目的是提供一种利用地表水体的异位处理方法的处理系统，包括通过管路连通的生物处理设备、磁混凝-磁分离处理设备、生态塘和台田；

所述生物处理设备，用于对污水进行生化反应，去除污水中的有机污染物、固体悬浮物、氨氮和总磷；

所述磁混凝-磁分离处理设备，用于通过磁分离技术去除污水中的悬浮物、总磷、非可溶性cod和重金属等污染物；

所述生态塘，设置在目标地表水体的一侧，用于接收所述生物处理设备的出水，并降解水中的有机污染物、固体悬浮物、藻类、微生物、氨氮和总磷；

所述台田，设置在目标地表水体的一侧，用于接收所述生物处理设备或磁混凝-磁分离处理设备的出水，并降解出水中的有机污染物、固体悬浮物、藻类、微生物、氨氮和总磷。

在上述技术方案中，所述生物处理设备包括依次通过管路连通的絮凝沉淀装置、生物降解装置和物理吸附装置，目标地表水体与所述絮凝沉淀装置的进水口连通，所述絮凝沉淀装置的出水口与生物降解装置的进水口连通，所述生物降解装置的出水口与物理吸附装置的进水口连通，所述物理吸附装置的出水口通过管路与生态塘或台田连通。

在上述技术方案中，所述絮凝沉淀装置包括通过管路连通的三个沉淀罐和三个沉淀罐对应设置的三个加药罐，每个沉淀罐的一侧底部开设有用于与加药罐连通的加药口，所述加药罐与加药输送泵组连通，所述加药输送泵组通过加药管路与加药口连通，以用于通过加药罐向每个所述沉淀罐内加药，在每个所述沉淀罐的顶部安装有搅拌装置，且该搅拌装置的搅拌杆伸入至沉淀罐的底部，位于最末端的沉淀罐的出水口通过管路与生物降解装置连接。

在上述技术方案中，在三个加药罐内分别对应加入三种不同的药剂。

在上述技术方案中，所述生物降解装置包括两个生物处理罐，两个所述生物处理罐的外侧设有曝气装置，所述曝气装置的曝气管设置在每个生物处理罐的底部以用于从生物处理罐的底部向上对水体进行充氧曝气，每个所述生物处理罐内填充有悬浮填料。

在上述技术方案中，所述物理吸附装置内填充有多孔吸附填料，用于吸附水中的杂质。

在上述技术方案中，所述磁混凝-磁分离处理设备包括磁混凝装置、磁分离装置和污泥浓缩装置，目标地表水体与所述磁混凝装置的进水口连通，所述磁混凝装置的出水口与磁分离装置的进水口连通，所述磁分离装置的出泥口与污泥浓缩装置的进口连接，所述磁分离装置的出水口与台田或所述生物处理设备连通，所述污泥浓缩装置的出口与外部的污泥处理系统连接；所述磁混凝装置用于通过磁种、pac和pam与污水反应形成磁性絮团、非磁性絮团和初次净化的污水，所述磁分离装置用于将磁性絮团、非磁性絮团分离，所述污泥浓缩装置用于接收所述磁分离装置分离出的非磁性絮团，并通过污泥浓缩装置与外部的污泥处理系统连接。

本发明具有的优点和积极效果是：

1.根据目标地表水体的水质不同而设定不同的处理方案，其处理方法的适用性强；

2.磁混凝-磁分离处理设备与生物处理设备相互配合净化污水，与传统的方式相比，提高了净化污水的承载力，并配合生态塘或台田的净化功能，再次净化水中的杂质，使其快速达到净化污水的作用，出水可达标地表水环境质量标准三类水标准。

3.生物处理设备对于地表水体(河、湖、坑塘等水体)的日处理量大、净化处理效率高。

附图说明

图1是本发明的异位处理方法的流程图；

图2是本发明的处理系统的结构示意图。

图中：

1、目标地表水体2、生态塘3、台田

4、生物处理设备5、磁混凝-磁分离处理设备

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明，决不限制本发明的保护范围。

实施例1

如图1所示，目标地表水体(待处理的河湖坑塘水体)位于大树刘村及新口子村，隶属于雄县七间房乡，鱼塘面积约22000m²，总水量约63000m³，该鱼塘水体为地表水环境质量标准劣ⅴ。以其白洋淀鱼塘为治理目标，白洋淀鱼塘附近还具有台田3(芦苇台田)，并在白洋淀鱼塘附近的一侧设有生态塘2。

本发明的地表水体的异位处理方法，包括以下步骤：

(1)在目标坑塘的一侧设置泵坑，在泵坑内沉设潜水泵，检测目标坑塘的污水水质(其中，水质指标为cod＞60mg/l、tp＞1mg/l、0.5mg/l＜nh3-n＜1mg/l)，通过潜水泵将目标坑塘的污水泵入至磁混凝-磁分离处理设备5中(投加磁种、pac和pam)，去除污水中的悬浮物、总磷、非可溶性cod和重金属，生成磁性絮团与初次净化的污水；

(2)回收所述步骤(1)中的磁性絮团，将所述初次净化的污水进行检测，当cod＜30mg/l，则通过管路输送至目标坑塘一侧的台田3或生态塘2中，通过台田3或生态塘2的自净降解水中杂质，待达标排放要求后(地表水环境质量标准ⅲ类水要求，cod≤20mg/l，tp≤0.05mg/l，nh3-n≤1mg/l)，排放至受纳水体，当cod≥30mg/l时，则执行步骤(3)；

(3)所述步骤(2)的初次净化的污水通过管路输送至生物处理设备4中，进一步去除污水中的有机污染物、固体悬浮物、藻类、微生物、氨氮和总磷，生物处理设备的出水排放至生态塘或台田中；

(4)所述步骤(3)的出水在生态塘或台田内通过自净来降解水中杂质，待达标排放要求后，排放至受纳水体；

进一步地说，在所述步骤(1)中，所述污水从流入磁混凝-磁分离处理设备5至流出磁混凝-磁分离处理设备5的停留时间为3-5min。

进一步地说，所述污水从流入生物处理设备4至流出生物处理设备4的停留时间为2-2.5h。

实施例2

本发明的地表水体的异位处理方法，包括以下步骤：

(1)在目标坑塘的一侧设置泵坑，在泵坑内沉设潜水泵，检测污水的水质(其中，水质指标为cod＞40mg/l、tp＞1mg/l、nh3-n＞1mg/l)，通过潜水泵将目标坑塘的污水泵入至生物处理设备4中；

(2)通过生物处理设备去除污水中悬浮颗粒物，通过微生物降解有机污染物、氨氮、总氮和总磷，经生物处理设备处理后的污水通过管路输送至生态塘或台田；

(3)污水通过生态塘或台田的自净，进一步沉降降解，并检测水质指标，当污水达标地表ⅲ类水要求(地表水环境质量标准gb3838-2002，cod≤20mg/l，tp≤0.2mg/l(湖、库≤0.05mg/l)，nh3-n≤1mg/l)后，对净化后的污水排放至受纳水体中。

在所述步骤(3)中，所述污水从流入生物处理设备4至流出生物处理设备4的停留时间为2-2.5h。

实施例3

如图2所示，本发明的一种利用地表水体的异位处理方法的处理系统，包括通过管路连通的磁混凝-磁分离处理设备、生物处理设备、生态塘和台田；

所述生物处理设备，用于对污水进行生化反应，去除污水中的有机污染物、固体悬浮物、氨氮和总磷；

所述磁混凝-磁分离处理设备，用于通过磁分离技术去除污水中的悬浮物、总磷、非可溶性cod和重金属等污染物；

所述生态塘，设置在目标地表水体的一侧，用于接收所述生物处理设备的出水，并降解水中的有机污染物、固体悬浮物、藻类、微生物、氨氮和总磷；

所述台田，设置在目标地表水体的一侧，用于接收所述生物处理设备或磁混凝-磁分离处理设备的出水，并降解出水中的有机污染物、固体悬浮物、藻类、微生物、氨氮和总磷。

进一步地说，所述生物处理设备包括依次通过管路连通的絮凝沉淀装置、生物降解装置和物理吸附装置，目标地表水体与所述絮凝沉淀装置的进水口连通，所述絮凝沉淀装置的出水口与生物降解装置的进水口连通，所述生物降解装置的出水口与物理吸附装置的进水口连通，所述物理吸附装置的出水口通过管路与生态塘或台田连通。

进一步地说，所述絮凝沉淀装置包括通过管路连通的三个沉淀罐和三个沉淀罐对应设置的三个加药罐，每个沉淀罐的一侧底部开设有用于与加药罐连通的加药口，所述加药罐与加药输送泵组连通，所述加药输送泵组通过加药管路与加药口连通，以用于通过加药罐向每个所述沉淀罐内加药，在每个所述沉淀罐的顶部安装有搅拌装置，且该搅拌装置的搅拌杆伸入至沉淀罐的底部，位于最末端的沉淀罐的出水口通过管路与生物降解装置连接。

进一步地说，在三个加药罐内分别对应加入三种不同的药剂。

进一步地说，所述生物降解装置包括两个生物处理罐，两个所述生物处理罐的外侧设有曝气装置，所述曝气装置的曝气管设置在每个生物处理罐的底部以用于从生物处理罐的底部向上对水体进行充氧曝气，每个所述生物处理罐内填充有悬浮填料。

进一步地说，所述物理吸附装置内填充有多孔吸附填料，用于吸附水中的杂质。

进一步地说，所述磁混凝-磁分离处理设备包括磁混凝装置、磁分离装置和污泥浓缩装置，目标地表水体与所述磁混凝装置的进水口连通，所述磁混凝装置的出水口与磁分离装置的进水口连通，所述磁分离装置的出泥口与污泥浓缩装置的进口连接，所述磁分离装置的出水口与台田或所述生物处理设备连通，所述污泥浓缩装置的出口与外部的污泥处理系统连接；所述磁混凝装置用于通过磁种、pac和pam与污水反应形成磁性絮团、非磁性絮团和初次净化的污水，所述磁分离装置用于将磁性絮团、非磁性絮团分离，所述污泥浓缩装置用于接收所述磁分离装置分离出的非磁性絮团，并通过污泥浓缩装置与外部的污泥处理系统连接。

以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。