专利名称：一种用于污染河流水质净化的傍河联合塘工艺和系统的制作方法
技术领域：
本发明属于受污染水体处理和水环境修复技术领域，具体为一种用于污染河流水 质净化的傍河联合塘工艺和系统，主要用于污染河流的水质净化。
背景技术：
目前对河流的处理系统中，常用的污水处理方法有活性污泥法、稳定塘、生物膜 法等。这些传统的污水处理方法技术成熟，出水稳定，对有机物、悬浮固体的去除率都很 高，对细菌、病毒等的去除效果也较好，但对污水中存在的氮、磷等营养物质，只能同时去除 20% 40%，出水的总氮和总磷含量仍然偏高，会引起水体富营养化。藻类塘工艺是最近几十年发展起来的一种稳定塘的改进工艺，它既有传统稳定塘 工艺投资少、运行费用低、易管理、操作简便、有独特的藻菌共生体系、对有机物、悬浮固体 去除率高和出水稳定的特点，同时又克服了传统稳定塘停留时间过长、占地面积大等缺点。 利用藻类塘中的藻类净化污水既可以廉价、高效地取出污水中的氮、磷等污染物质，又可以 产生大量的藻类，这些生物量可以作为饲料、肥料和燃料等加以利用，具有一定的经济价 值。藻类塘是一种基建费用和运行费用比较低，操作维护简便，对有机物、氮磷和病原 菌都有较好处理效果的技术，但是由于高效藻类塘中藻类的大量繁殖，如果不加以去除而 直接排入受纳水体，会引起受纳水体中藻类的过度生长，污染受纳水体，因此必须对高效藻 类塘的出水进行藻类阻截和分离。目前藻类的分离方法包括自然沉淀、絮凝、气浮、离心、过滤和生物收集等。利用水 生植物塘除藻是一种既经济又高效的方法。水生植物中的芦苇和浮萍都具有较好的克藻效 应，它们不仅具有较高的生长率，能够快速吸收和分解水中氮、磷等营养物质，而且容易移 出水体，既可作为营养饲料，又可怄制绿肥，能带来可观的经济效益。水生植物塘对高效藻 类塘出水中的藻类有较高的去除率，同时对COD、氨氮和TP也有较好的去除效果。本发明将两级高效藻类塘与水生植物塘相结合，河水在两级高效藻类塘内通过潜 流推进器进行循环流动，通过两级高效藻类塘中藻类和细菌的共同作用对河水进行净化。 藻类塘的出水进入植有芦苇和浮萍的水生植物塘，通过水生植物塘进行除藻和对水质的进 一步净化。将这种联合塘工艺用于低污染城市河流的治理，可以实现废水中COD、氨氮和TP 的高效去除。
发明内容
本发明的目的是提供一种投资少、易管理、运行成本低和操作运行简便，在污染河 流治理中经济适用，可实现污染物高效去除的一种联合塘工艺。本发明的目的通过以下技术措施实现本发明是一种用于污染河流水质净化的傍河联合塘工艺和系统，将两级高效藻类 塘与水生植物塘相结合，系统包括水力发电装置、水力提升装置、调节池、藻类塘和水生植物塘五个部分，河水通过水力提升进入调节池，再进入高效藻类塘，通过两级高效藻类塘中 藻类和细菌的共同作用对河水进行净化。藻类塘内停留一定时间的出水进入水生植物塘， 通过水生植物塘进行除藻和对水质进一步净化，最后流回河里。上述的一种用于污染河流水质净化的傍河联合塘工艺和系统，其特征在于系统 为傍河式两级高效藻类塘与水生植物塘联合净化系统，利用河流水能发电将河水提升进入 调节池，再进入高效藻类塘，系统运行实现了能源自给。上述的一种用于污染河流水质净化的傍河联合塘工艺和系统，其特征在于系统 的适宜运行温度为15 35°C，高效藻类塘中的水深为50cm，水力停留时间为4d，用潜流推 进器保持塘内的水处于流动状态，水流的速度为0. 3 0. 5m/s，可以增加藻类和细菌等微 生物对水中氮磷等物质的吸收，有利于提高污染物的去除效果。上述的一种用于污染河流水质净化的傍河联合塘工艺和系统，其特征在于两级 高效藻类塘中的藻类均为自然生长，无需接种和专业人员进行培养，优势藻类为水花微囊 藻、勃来蓝纤维藻、多形丝藻、湖沼色球藻、矩形角丝鼓藻、针状蓝纤维藻、依伦蓝纤维藻和 托马织线藻等。上述的一种用于污染河流水质净化的傍河联合塘工艺和系统，其特征在于藻类 塘中的藻类通过光合作用为细菌提供氧气，细菌通过呼吸作用为藻类提供二氧化碳，两者 形成一个共生体系，通过互利共生关系对河水进行净化。上述的一种用于污染河流水质净化的傍河联合塘工艺和系统，其特征在于水生 植物塘底部填充厚度为30cm的基质，包括砾石、火山岩和陶粒等，可以作为生物膜和植物 生长的基质，还可以对藻类塘出水起到过滤的作用。上述的一种用于污染河流水质净化的傍河联合塘工艺和系统，其特征在于水生 植物塘中种植浮萍、水花生、水葫芦、美人蕉、、睡莲、茭白和芦苇等水生植物，通过水生植物 和微生物的共同作用，对藻类塘出水中的藻类进行有效拦截，并对水体进行进一步净化。上述的一种用于污染河流水质净化的傍河联合塘工艺和系统，其特征在于藻类 塘中的藻类和水生植物塘中的水生植物可以作为饲料、肥料和燃料等加以回收利用。
附图是本发明的一种用于污染河流水质净化的傍河联合塘工艺和系统的结构示 意图附图中的标号说明如下1-河流，2-水力发电装置，3-电线，4-水力提升装置，5-水管，6_调节池，7_调节 池水口，8-连通管，9-高效藻类塘，10-潜流推进器，11-水生植物塘，12-基质，13-水生植 物，14-水生植物塘排空阀，15-高效藻类塘排空阀，16-水生植物塘出水口。
具体实施例方式为了详尽描述具体实施方式
，结合附图进行说明，置于河流1里的水力发电装置2 与水力提升装置4由电线3连接。河水通过水力提升装置4由水管5进入调节池6中，河 水在调节池6中经过一定的水力停留时间后由出水口 7经过连通管8流入藻类塘9中，在潜 流推进器10的作用下使流入藻类塘9中的河水进行循环流动，水流的速度为0. 3 0. 5m/s，流动过程中通过藻类和细菌的同化吸收和沉淀作用去除水中的COD、氮和磷。河水在藻类 塘9中经过一定的停留时间后进入水生植物塘11，水生植物塘11中填充厚度为30cm基质 12，水生植物塘11中种植水生植物13，得到充分净化后的河水由水生植物塘出水口 16流回 河流1中。实施例1 利用上述实施方式净化模拟河水。系统尺寸为(1)藻类塘长X宽X 高=IOOcmX IOOcmX 60cm,有效容积500L ； (2)水生植物塘长X宽X高= IOOcmX30cmX60cm，有效容积150L。水生植物塘中砾石的填充厚度为30cm，种植浮萍和芦 苇等水生植物。在进水COD浓度为100 200mg/L，NH4+_N浓度为10 25mg/L，PO广-P浓度为 2. 3 4. 6mg/L，温度为27°C，藻类塘中水深为50cm，水流速度为0. 35m/s，水力停留时间为 4d的条件下，联合塘系统对COD、NH4+-N、Ρ0/—-Ρ、TP和TN的平均去除率分别为79. 82%, 98. 25 %、46. 08 %、51. 89 %和52. 11 % ；水生植物塘对藻类塘出水Chl_a的去除率为 95. 23%。实施例2 利用上述实施方式净化河水。系统尺寸为(1)调节池长X宽X高= 3mX ImX lm,有效容积3m3 ； (2)藻类塘长X宽X高=35mX llmXO. 7m,有效容积 192. 5m3 ； (3)水生植物塘长X宽X高=22. 24mX9mX0. 7m，有效容积100. 08m3。水生植 物塘中砾石的填充厚度为30cm，种植浮萍、水葫芦、水花生、美人蕉和芦苇等不同种类的水 生植物。在进水COD 浓度为 72. 32 98. 34mg/L, NH4+_N 浓度为 1. 57 2. 94mg/L, PO广-P 浓度为0. 68 1. 17mg/L，温度为20°C，藻类塘中水深为50cm，水流速度为0. 5m/s，水力停 留时间为4d的条件下，联合塘系统对COD、NH4+-N、P043_-P、TP和TN的平均去除率分别为 58. 75%,66. 67%,42. 37%,48. 69%和51. 09% ；水生植物塘对藻类塘出水Chl-a的去除率 为 89. 68%。
权利要求
1.一种用于污染河流水质净化的傍河联合塘工艺和系统，将两级高效藻类塘与水生植 物塘相结合，系统包括水力发电装置、水力提升装置、调节池、藻类塘和水生植物塘五个部 分，河水通过水力提升进入调节池，再进入高效藻类塘，通过两级高效藻类塘中藻类和细菌 的共同作用对河水进行净化。藻类塘内停留一定时间的出水进入水生植物塘，通过水生植 物塘进行除藻和对水质进一步净化，最后流回河里。
2.根据权利要求1所述的一种用于污染河流水质净化的傍河联合塘工艺和系统，其特 征在于系统为傍河式两级高效藻类塘与水生植物塘联合净化系统，利用河流水能发电将 河水提升进入调节池，再进入高效藻类塘，系统运行实现了能源自给。
3.根据权利要求1、2所述的一种用于污染河流水质净化的傍河联合塘工艺和系统，其 特征在于系统的适宜运行温度为15 35°C，高效藻类塘中的水深为50cm，水力停留时间 为4d，用潜流推进器保持塘内的水处于流动状态，水流的速度为0. 3 0. 5m/s，可以增加藻 类和细菌等微生物对水中氮磷等物质的吸收，有利于提高污染物的去除效果。
4.根据权利要求1、2、3所述的一种用于污染河流水质净化的傍河联合塘工艺和系统， 其特征在于两级高效藻类塘中的藻类均为自然生长，无需接种和专业人员进行培养，优势 藻类为水花微囊藻、勃来蓝纤维藻、多形丝藻、湖沼色球藻、矩形角丝鼓藻、针状蓝纤维藻、 依伦蓝纤维藻和托马织线藻等。
5.根据权利要求1、2、3、4所述的一种用于污染河流水质净化的傍河联合塘工艺和系 统，其特征在于藻类塘中的藻类通过光合作用为细菌提供氧气，细菌通过呼吸作用为藻类 提供二氧化碳，两者形成一个共生体系，通过互利共生关系对河水进行净化。
6.根据权利要求1所述的一种用于污染河流水质净化的傍河联合塘工艺和系统，其特 征在于水生植物塘底部填充厚度为30cm的基质，包括砾石、火山岩和陶粒等，可以作为生 物膜和植物生长的基质，还可以对藻类塘出水起到过滤的作用。
7.根据权利要求1、6所述的一种用于污染河流水质净化的傍河联合塘工艺和系统， 其特征在于水生植物塘中种植浮萍、水花生、水葫芦、美人蕉、、睡莲、茭白和芦苇等水生植 物，通过水生植物和微生物的共同作用，对藻类塘出水中的藻类进行有效拦截，并对水体进 行进一步净化。
8.根据权利要求1、4、6、7所述的一种用于污染河流水质净化的傍河联合塘工艺和系 统，其特征在于藻类塘中的藻类和水生植物塘中的水生植物可以作为饲料、肥料和燃料等 加以回收利用。
全文摘要
本发明涉及一种用于污染河流水质净化的傍河联合塘工艺和系统。将两级高效藻类塘与水生植物塘相结合，系统包括水力发电装置、水力提升装置、调节池、藻类塘和水生植物塘五个部分。利用河流水能发电将河水提升进入调节池，再进入高效藻类塘，通过两级高效藻类塘中藻类和细菌的共同作用对河水进行净化，藻类塘内停留一定时间的出水进入水生植物塘，通过水生植物塘进行除藻和对水质进一步净化，最后流回河里。应用本发明工艺系统对低污染城市河流进行净化，COD、NH4+-N、PO43--P、TP和TN的平均去除率分别为58.75％、66.67％、42.37％、48.69％和51.09％；水生植物塘对藻类塘出水Chl-a的去除率为89.68％。
文档编号C02F9/14GK102092891SQ201010565640
公开日2011年6月15日 申请日期2010年11月30日 优先权日2010年11月30日
发明者刘文杰, 叶捷, 姜超, 宋永会, 彭剑峰, 王鲁萍, 高红杰 申请人:中国环境科学研究院