本发明涉及一种河道快速净化生态循环工艺。
背景技术：
农村河道通常因排污管网难以涵盖，导致生活污水和生产污水直接进入水系，导致严重的水系源头污染。
在申请公布号CN 102001783A，名称为“复合式农村污水处理工艺及系统”的中国发明专利申请中，公开了一种复合式农村污水处理工艺，其处理工艺步骤如下：1)废水经高效厌氧反应处理：废水由格栅井经沉砂池预处理后，在高效厌氧池中高效厌氧反应处理，即在高效厌氧反应器中经水解酸化菌的分解、水解和酸化作用，逐步分解成有机酸、醇小分子有机物，然后由产甲烷菌进一步转化为甲烷和二氧化碳；2)多填料生物过滤处理：高效厌氧反应处理后的废水，在泵的提升作用下，由喷淋系统进入多填料生物滴滤池进行处理，池中多生物填料起到降解有机污染物和脱氧除磷的作用；3)人工湿地净化处理：多填料生物过滤处理后的废水进入二沉池去除悬浮物、脱落的生物膜以及菌胶团物质使出水得到澄清，然后进入人工湿地进一步净化处理。
在申请公布号CN 105461165A，名称为“一种农村生活污水组合式生态处理系统及处理方法与应用”的中国发明专利申请中，公开了一种农村生活污水组合式生态处理系统，包括依次连接的污水收集管网、调节池、高级生物接触氧化池、高效生物滤池和人工湿地；其中，所述的高级生物接触氧化池包括第一反应区和第二反应区，第一反应区和第二反应区采用跌水形式连接；第一反应区和污水收集管网连接；第二反应区和高效生物滤池连接。
目前主要是大量使用小型污水处理站、湿地等方法处理，这些方法技 术上是可行的，但经济与管理上可行性很小，据调查主要存在问题如下：
1.污水处理量一般在500吨/天一下，药剂费用一般在0.5元/吨，电费在0.2元/吨，即物料消耗约350元/天，与相应的一班2人人工费用比较下，达不到规模效益，设备维护难，导致污水站难以长期运行。
2.湿地不需要较高的人工费用，但由于农村地区垃圾和地表径流携带物较多，淤塞严重且清理时需要高技术和机械辅助，普遍存在湿地2-3年后失修废弃问题，尤其以潜流湿地类型最为严重。
3.污水处理站造价一般在1吨2千元，湿地1吨500元但占地大，土地渗滤系统廉价但占地巨大。
也就是说：农村污水处理现有方法存在管理、资金和人力短板。与此同时，农村土地生态保护问题严重：土地污染较为严重，生态农作物获得难度大；水土流失较为严重，边坡、山地等的生态护坡缺乏，比较集中的焦点在美丽乡村构建中。美丽乡村通常以生态化景观与生态化农牧产出为经济支撑，但目前技术上普遍难以保障青山绿水，往往只通过大量投资与削减人口密度来保障，难以长期支撑。
在现有河道治理中，常有直接投放絮凝剂的办法，如G20时期河道应急处理。但这种方法絮凝剂沉底、冲散等问题严重，污染物并未有效脱离水体，加大了底泥的负荷，理论上并不适用。
鉴于此，本发明人对上述问题进行深入的研究，遂有本案产生。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种成本低、便于管理维护、能够实现资源循环利的河道快速净化生态循环工艺。
为了达到上述目的，本发明采用这样的技术方案：
一种河道快速净化生态循环工艺,在河道中释放絮凝剂，利用安装在河道两岸的可移动微湍流捕捉设备对含有污染物和矿物的絮凝物进行收集，收集后的絮凝物进行干燥，将干燥后的絮凝物用于生态绿化或者作物种植。 本发明的方案的突出变动是形成了小型河道净化——捕捉沉积物用于种植业资源化的水——土耦合生态工程循环工艺，利用絮凝体捕捉零件在水体中捕捉有机污染物和矿物，可转移上岸进行微生物好氧发酵及作为植物种植基质，必要时在消耗掉被捕捉物质后，仍可回用水体，从而实现了水治理——污泥资源化的循环。与传统的清淤污泥资源化的突出变动是微湍流捕捉设备不捕捉石块、大型垃圾，且絮凝物内微生物基本处于好氧与兼氧状态很难腐败发臭，这保证了絮凝体可以上岸干燥——种植基的可靠性。本发明的方案固定投资相当廉价，不需要专门管理，且利用污泥用于生态绿化和作物种植，在非工业城市、农村等工业污染少的地方相当实用。
作为本发明的一种优选方式，可移动微湍流捕捉设备为宾格笼，宾格笼内装有网兜，网兜中装有用以捕捉絮凝体的捕捉材料，捕捉材料的堆积密度在0.01-0.5吨/立方米。使用时，以疏松填充纤维材料的网兜为作为水体絮凝物捕捉零件，以装载上述网兜的宾格笼作为捕捉设备，构筑潜坝、丁坝、顺坝、岛礁、河床垫层等传统水利部件；或者简易地直接通过串联方法固定在河流的两岸。纤维材料主要选择植物性纤维、秸秆、细枝叶等及其改性材料，也可使用如玻璃纤维、玄武岩纤维、岩棉纤维等与之混合，以便形成局部微湍流，以粘附絮凝体与成长菌膜。需要控制的参数是：堆积密度通常要求在0.01-0.5吨/立方米，以便较低阻力透水，且保障一定密度以便取出零件后可以好氧发酵及植物根系在内部成长。捕捉零件满足微湍流形成要求，同时满足污泥好氧发酵与植物体支撑要求。
优选地，在兼氧或好氧气氛下对絮凝物进行收集，以避免絮凝物发酵漂失或者上岸后发臭烧根，兼氧或好氧气氛的营造可利用物理肺系列(例如采用陈楷翰等的发明专利，如授权公告号CN 102249429B中的专利)来创造，通过对坝体截留空气来调整坝体兼氧及好氧生态系统。必要时可使用贝壳、多孔粗糙轻质材料如煤渣等替代纤维材料，同样满足循环工艺要求但重量较大，为次一等的原料替代技术或较长时间方置换填料的技术。
作为本发明的一种优选方式，所述絮凝剂为有机絮凝剂、无机絮凝剂以及生物絮凝剂中的一种或者多种，絮凝剂投入水体中，使得絮凝剂中的聚丙烯酰胺用量达到水体浓度1-20ppm，兼备聚丙烯酰胺交联用的铝离子或锆离子、钛离子要求用量达到水体浓度0.5-50ppm，使得絮凝体转化为低降解速度且具有保水性能的多价金属离子交联聚丙烯酰胺絮凝体，形成多元金属离子——聚丙烯酰胺高吸水性树脂可满足絮凝体强度、保水性、植物幼苗期必须的3-6个月的稳定性。不满足交联条件虽可使用，但絮凝体容易在几天内分解导致絮凝体捕捉效率明显下降，已挂的絮凝体难以一定时间内保存在捕捉材料上，需要极频繁更换捕捉元件，从而失去实用价值；随后的捕捉零件在土地利用时也难以满足保水性能，不利于植物生长，这是与絮凝剂使用现有公共知识不同的地方。上述药剂可选择直接在水体释放，或预浸于适当技术处理过的疏松填充纤维材料的网兜。当水流速度较慢时，可辅助以推流设备使水流动。
当絮凝体捕捉较多后，随时可取出，适当放置数天干燥后，用于花卉蔬菜种植、边坡绿化，此时利用絮凝体中丰富的磷氮有机物、微生物、各种藻类、多价金属离子交联聚丙烯酰胺高吸水性树脂，额外补充部分矿物元素后供给植物使用；利用纤维较高的弹性和透气性来满足零件耐受水流冲刷、搬运、上岸后机械和风力破坏的要求。当然也可冲洗掉絮凝物另行收集。
必要时，可将已经消耗掉营养物质的絮凝体捕捉零件重新放入河道中重新使用。
具体实施方式
为了进一步解释本发明的技术方案，下面结合实施例进行详细阐述。
实施案例一：
泉州永春某美丽山村河道浑浊发黑，已知平时为生活污水和鸡鸭养殖废水，汛期流量变化较大，已知直接使用聚合氯化铝和阳离子聚丙烯酰胺释 放入水效果甚微。
使用当地废弃物茶叶梗、竹叶等装入疏松网兜，装填密度约0.05公斤/立方分米。安放在已预先安装好宾格笼(一种铁丝笼，铁丝有涂塑)的河道中形成水下坝。按照流体计算结果构建水下坝三个。
在河道上方使用聚合氯化铁在使用前掺杂少量硫酸铝作为絮凝剂，通过软管加入河道，就近使用上述疏松网兜零散挂在河道中扰流促其与水混合均匀。此时水体黑色消失，产生大量棕黄色小絮凝体随水流动。絮凝剂用量按照常规污水处理用量(含质量浓度0.03％的聚合氯化铁+质量浓度0.01％的硫酸铝)，铝离子的水体浓度为0.5-50ppm，聚丙烯酰胺必须与铝铁絮凝剂分开加，加药含量达到水体浓度1-20ppm，设置在从加铝铁絮凝剂处到第一个水坝大约3-5分钟。
加药后大量絮凝体被截留在第一第二两个疏松水下坝上，第三坝很少截留，水体清澈，连续3天挂药发现絮凝体并未分解消失并大量积蓄。更换网兜，将富集的絮凝体刷下，掺少许土放在河滨自行露天发酵20天后种植速生花卉和蔬菜，2个月观察发现效果明显优于一般土地；直接把网兜带絮凝体和纤维放在河滨自行露天发酵20天后直接种植速生花卉和蔬菜，2个月发现藤蔓类和先锋植物类如狗牙根、牛筋草、太阳花、云竹、辣椒等可行，但需要大量肥沃土质的品种如小白菜长势不好，高大植物如苋菜等易倒伏，但该类培养基保水性均明显优于周边土壤。充分种植6个月后网兜上絮凝体基本消耗干净，抖去杂质后可回用到宾格笼中重新构建透水水下坝。考虑到绿化通常使用抗逆性良好的植物，可认为适合于绿化使用的培养基，但对作为蔬菜类培养基有一定限制。
雨天可抽走网兜，因为观察到该透水水下坝的存在对泄洪有一定影响，但明显低于传统实心水下坝，抽走网兜后宾格笼对泄洪无阻碍，还可截留捕捉住大型漂浮物。
对该透水水下坝定时曝气形成物理肺后发现，如未及时去除网兜，则有 大量微生物和小鱼在透水水下坝周围生存，下游水质略有好转，其功能类似海洋中珊瑚礁区的特点，具备极好的生态保护功能。实验同时表明仅一名学生业余即可兼顾一条小型河道的治理，对景观无明显破坏。
该案例为长期应用案例。
实施案例二：
泉州近郊一绿藻爆发近似静止河道。使用棕榈纤维、稻草秸秆等浸渍高浓度阳离子聚丙烯酰胺溶液后放在网兜中，加重后串联，横过河流两岸固定在水中，两个横串作为一组。
距离网兜一定距离使用推流器推动河道水的运动，同时在推流器前方投放硫酸镁、聚合氯化铝混合物溶液、石灰水等，要求铝离子量达到水体浓度1-20ppm，硫酸镁用量大约是河水的0.05％，石灰用量要求满足水体PH在9左右。此时水体形成大量暗绿色絮凝体，里边含有大量绿藻和被推流器冲刷上来的河底浮泥，绝大部分被水流推到横串河道的网兜上，并被捕捉粘附在网兜的纤维上，很少数下沉河底。
该方法可用于河道绿藻或底泥应急修复，效果颇优，在捕捉绿藻与浮泥时，由于弱碱性水体与钙离子的存在，水体磷同时被大量钝化，下沉少许絮凝体因含有大量矿物质，对残余底泥同时进行钝化。治理后绿藻未明显复发，效果明显优于现有直接使用推流器和聚合氯化铝应急治理蓝藻绿藻爆发河道案例。
取出网兜后，直接和土壤混合后放置半个月后，作为周边绿化土使用，有明显增肥和保水功能，与对照组相比，绿化效果明显提高。
本发明的产品形式并非限于本实施例，任何人对其进行类似思路的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。