一种河流水质净化的方法与装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种利用在河道中布设的淹没式多层载体对河流水质进行净化的方法与装置，属于水污染生态修复领域。特别是涉及一种河流水质净化的方法与装置。
【背景技术】
[0002]河流污染影响人类生活和生产，目前以生物接触氧化为主的河流原位生物净化技术有:砾石接触氧化技术、生物飘带或填料接触氧化技术、投放特定高效微生物菌种技术等。砾石接触氧化工艺由于填料砾石的低效，工艺容积负荷偏低，导致占地面积大，初期建设成本高，同时对氮、磷的去除能力比较低。菌种投放技术由于河水的流动性及投放不连续性等特点，以及与河水水体中原有微生物的竞争、拮抗作用，使得投菌工艺难以在较长时间保持净化效果。根据生物接触氧化的原理，利用在河道中布设可供生物附着的载体填料，强化河流自净能力，不需要改变河道及加筑反应区，其具有投资成本低、处理效率高、适应能力强、管理方便等优点。但是，在河流中加入生物固定化填料，还必须考虑填料不能破坏河流生态系统及其布设密度、布设位置、布设形式均不能影响河道正常使用功能，如泄洪、航运、景观功能等。因此，要在不影响河流流态及其使用功能的前提下，尽量优化填料的布设形式、密度及位置，增加生物膜与河水的接触面积，增大单位体积净化装置的处理能力。
[0003]目前常应用的生物飘带及填料接触氧化技术，多采用垂直悬吊于上部种植了植物的浮体或浮岛上，此种方式带来的问题有:占据河道面积，影响河道航运、泄洪等使用功能，考虑到景观要求，不能在一条河道中大量设置，造成局部填料量很大，填料布置密度虽大但与河水的有效接触面积小，造成资源的浪费；浮体减少了水面光合富氧面积，并且浮体下部填料上的生物膜需氧量大，所以该技术造成河水局部需氧量大；浮体和浮岛上种植的植物，由于生长在水面上，需定期维护管理，增加了管理的难度和工作量；填料悬吊于浮体上，填料与填料之间没有支撑结构，导致水流急时填料易缠结，影响运行效果。因此，开发出对河流影响小且具有更好地增加生物膜与水流接触面积的河流水质净化方法与装置，具有重要的实际意义。
【发明内容】
[0004]本发明涉及一种河流水质净化的方法与装置，该方法以直接在河道水体中设置淹没式的多层的可供生物附着的载体，载体沿水流方向并倾斜于水流流动方向向上布置，在载体下端设置供氧机构，河流水体在接触到载体时，附着于载体上的生物膜吸附分解水中污染物，净化水质；该装置依据河道水文数据，设置在不影响河道航运及景观情况的水位线以下，依据水质情况及处理目标，选择布置密度及形式，并可针对河流不同时期的水质、水量特征，调节倾斜角度、载体间距，可以保证较稳定的净化水质效果。
[0005]本发明是采用如下技术方案实现的:
[0006]一种河流水质的净化装置，在河道水体中设置可供生物附着的载体，载体沿河水水流流动方向并倾斜于流动方向向上设置，中心线与水流水平流向倾角在5-25° ;载体下端设置供氧机构，载体上附着生物膜；载体在垂直方向上多层设置。
[0007]垂直方向上两相邻载体的上下表面之间的铅垂距离在200-500mm之间。
[0008]载体材料为挂膜的载体填料。
[0009]本发明的一种河流水质的净化方法，向附着生物膜的载体中供给氧气，通过总通气管分向各支管对各载体进行供氧；供给氧气的量控制在使载体中的生物膜氧化还原电位在-1OOmV 至 +10mV 之间。
[0010]具体说明如下:
[0011]一种河流水质的净化方法，其特征在于在河道水体中设置可供生物附着的载体，载体沿河水水流流动方向并倾斜于流动方向向上布置，载体下端设置供氧机构，如说明书附图1所示。河水在未经过附着生物的载体时水平自然流动，在遇到载体后，由于阻力作用，一部分水流沿载体向上流动，与载体上表面的生物膜接触，另一部分由于向前的推动力作用，穿入其中，与载体中的生物接触，河水中的部分污染物被生物膜吸附、降解，达到净化水质的效果。
[0012]载体沿河水水流流动方向并倾斜于流动方向向上，其中心线与水流水平流向倾角在5-25°之间，如图1中Θ所示，且在垂直方向上多层设置，每一层之间保持一定距离。距离表现为两相邻载体的上下表面之间的铅垂距离，在200-500mm之间，如图1中d所示。载体与水平面的夹角可根据实际水质水量情况调节:水质较恶劣，可选择较大倾角，增大单位时间单位水量的接触面积；水质较好，可选择较小倾角，可以在满足所需接触面积前提下减少载体对水流阻力。两相邻载体的间距及布置数量也可根据实际水质水量情况调节:河流水量较大时，可选择较大间距；河流水质较差时，可选择较小间距及布设多层载体。
[0013]载体之间间隔布置可降低对河流流态的影响，不影响河道的泄洪功能。且载体布置在河道中满足不影响河道航运功能及景观功能的水位线以下。载体材料有多种选择，可以选用水处理中生物膜法常用的挂膜效果好的载体填料，例如:悬挂式填料，包括:软性填料、立体弹性填料、半软性填料、组合填料等；悬浮填料、以及一些挂膜效果好的新型填料。
[0014]所述河流水质的净化方法，其特征在于向所述附着生物膜的载体中供给氧气，其供气方式为连续、或间歇、或连续和间歇的组合。对于供给氧气的目的及供气量，至少需满足以下两点:保证维持生物膜生长和降解污染物所需的足够的溶解氧以及可定期将老化的生物膜冲刷更新所需的溶解氧。供给氧气的量还需控制在使载体中的生物膜氧化还原电位在-1OOmV至+10mV范围内。氧化还原电位影响生物膜的活性，为生物膜提供适宜的氧气，使载体中氧化还原电位在最适宜的范围内，即生物膜生理活性可在最优范围内。
[0015]在图1中供气方式未显示，实际运行中需要综合考虑地理位置、河道情况、水质水量情况、运行效果并结合运行成本预算进行供气方式及供气量的选择。当水质较差时，载体上生物膜对氧气的需求量大，当间歇曝气不能满足生物膜降解河水中污染物及自身生长，需要采用连续供气的方式。当成本限制连续供气时，可根据实际情况选择间歇供气，或间歇和连续供气。
[0016]实现所述河流水质净化方法的装置，供氧机构装配在每层载体的底部或中部。如图1所示，将供氧机构装配在载体底部，通过总通气管分向各支管对各载体进行供氧，供氧机构有多种选择，可以选用中空纤维曝气管以及其他的曝气组件。实际运行中需要综合考虑地理位置、河道情况、水质水量情况、运行效果并结合运行成本预算进行供气机构的选择。
[0017]本发明的有益效果是，利用直接浸没在水中的倾斜式的多层载体，在不影响水流流动形态及其使用功能的前提下，增加载体上的生物膜与河水的接触面积，在河水接触载体的过程中，使得污染物能够充分的去除。载体上的生物膜不仅能够降解河水中有机污染物，而且载体上形成了生物膜的好氧与厌氧层，可以有效的对河水