一种利用人工水草式膜丝的河道治理修复系统的制作方法

本实用新型属于水体净化技术领域，具体涉及一种利用人工水草式膜丝的河道治理修复系统。

背景技术：

目前，我国江河、湖泊和水库普遍受到污染，并仍在迅速发展。城市的景观河道水体污染主要是污染源的侵入，如天然降雨、大气中的扬尘、生活垃圾的侵入，长期积累的河底淤泥及淤泥释放的有害物质。加上水体缺少必要的循环，溶解氧过低，缺少水生动、植物生存的环境，使水体逐渐失去自净能力，加上河道底泥长期未清，使底泥不断释放分解为N、P等营养盐，导致水体富营养化，水体逐渐变绿，藻类疯长，最终导致“水华”现象，产生异味，容易发黑发臭。水污染加剧了水资源短缺，直接威胁着饮用水的安全和人民的健康，影响到工农业生产和农作物安全。开展河道综合整治是恢复提高河道基本功能的根本措施，是提高水资源承载能力，改善生态环境的有效途径，是打造绿色生态河道的客观需要。

就河道水水质本身而言，传统的污水处理技术可以对其进行有效处理。但至今河道治理只能清淤换水的原因，在于传统技术在面对河道这一特殊的污水载体时有工程实施上难以突破的瓶颈，不可能在每条河道边都建污水处理厂。在河道里种植水草的治污技术，只能适应部分河底为土质的河道，且难以保证效果；而大部分城市景观河道都是人工建筑的河底，难以生长水草。在河道里投放处理药剂等方法，见效快，但可持续性差，特别是对于流动的河水。需要定期投放药剂，费用过高，不具备经济适用性。

技术实现要素：

针对上述现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种可避免出现上述技术缺陷的利用人工水草式膜丝的河道治理修复系统。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供的技术方案如下：

一种利用人工水草式膜丝的河道治理修复系统，包括过滤系统、鼓风曝气系统、光伏发电系统和膜丝系统，膜丝系统包括依次连接的多个膜丝组件，膜丝系统与过滤系统相连接，鼓风曝气系统的曝气鼓风机与光伏发电系统相连接，膜丝组件包括膜丝固定支架和固定在其上的人工水草式膜丝，膜丝固定支架与鼓风曝气系统的供气管路相连接。

进一步地，过滤系统中包括过滤栅网。

进一步地，人工水草式膜丝为高分子中空纤维膜。

进一步地，人工水草式膜丝的结构由外向内依次为生物膜1、膜壁2、膜内腔3。

进一步地，膜丝固定支架采用聚氯乙烯材质制成。

进一步地，光伏发电系统包括太阳能电池组件、控制器、蓄电池和交流逆变器。

本实用新型提供的利用人工水草式膜丝的河道治理修复系统，构造简单、施工方便，无需土建施工，而且污泥产量少，可以不排泥，综合工程投资较少、便于维护管理，几乎不用维护，运行成本较低，可以很好地满足实际应用的需要。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图；

图2为人工水草式膜丝的剖视结构示意图；

图3为图2中的A部分的局部放大图；

图4为附着于人工水草膜丝的微生物菌群的分层结构示意图；

图中，1-生物膜，2-膜壁，3-膜内腔，4-好氧硝化层，5-过渡层，6-反氧硝化层。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，一种利用人工水草式膜丝的河道治理修复系统，包括过滤系统、鼓风曝气系统、光伏发电系统和膜丝系统，膜丝系统包括依次连接的多个膜丝组件，膜丝系统与过滤系统相连接，鼓风曝气系统的曝气鼓风机与光伏发电系统相连接，膜丝组件包括膜丝固定支架和固定在其上的人工水草式膜丝，膜丝固定支架与鼓风曝气系统的供气管路相连接。过滤系统中包括过滤栅网。

膜丝固定支架采用聚氯乙烯材质制成。

光伏发电系统包括太阳能电池组件、控制器、蓄电池和交流逆变器。

在安装时，过滤栅网根据河流截面积大小订做，横置固定于河床；膜丝固定支架固定于金属结构框架上安置于河底，牢靠坚固，能抵御洪水冲击；人工水草式膜丝固定在膜丝固定支架上、漂浮于水中，在河道中横向成列摆放，并按照设计在河道内依次排布，重污染区域可适当增加膜丝组件的密度；供气管路置于人工水草式膜丝下方的河底位置，沿河岸引至曝气鼓风机；曝气鼓风机设有遮雨装置；可在合适的位置设置房间，光伏发电系统的太阳能电池组件可设在房间顶部或两侧，其它装置和曝气鼓风机一起安装在房间内。

人工水草式膜丝为高分子中空纤维膜。如图2和图3所示，人工水草式膜丝的结构由外向内依次为生物膜1、膜壁2、膜内腔3。人工水草式膜丝的比表面积大，可高达4000m²/m³，以膜为载体可以在较小的空间内为微生物的生长提供充足的附着面积，大大提高了单位空间内的微生物浓度，提高单位体积处理能力，增强耐冲击负荷能力。向膜内腔3中曝气，氧气和污染物分别在生物膜1的两侧向生物膜1内传递并消耗，使人工水草式膜丝上附着的生物膜1具有特殊的分层结构。

如图4所示为附着于人工水草膜丝的微生物菌群的分层结构示意图。微生物菌群附着生长，在生物膜1上形成好氧硝化层4、过渡层5和反氧硝化层6，水力停留时间和生物停留时间可实现独立控制，生物膜1上的微生物不会随水流流失，污泥停留时间(SRT)理论上可被认为无限长，这为生长世代时间较长、增殖速度较慢的微生物，如硝化菌、反硝化菌、聚磷菌以及厌氧氨氧化菌等提供了生长和富集的可能。同时，生物膜1的分层结构能够创造好氧过程和厌氧过程的同时出现，为同时硝化反硝化和生物强化除磷过程提供了可能。

本实用新型的处理效果如下：

对于流速较慢(处于0-0.2m/s之间)的水体，水体在修复系统中的停留时间较长，处理速度较稳定，膜丝组件可以分散布放，以一定间隔成列排放在水体中；

对于流速较快(处于0.2-0.5m/s之间)的水体，可在前端密集排放敞开式膜丝组件；后续采用人工水草式膜丝在河道中横向成列摆放，少量穿插加入敞开式膜丝组件，以增加膜面积。其中设计前端敞开式膜丝组件的目的是增强初段的处理效果，并拦截进入处理段的杂质以保持水面的清洁，同时提升在水体水量大幅增加或出现突然水体污染事件时系统的抗冲击能力。

本实用新型是一个长期的水生态修复系统，其中微生物膜为降解水体中污染物的功能层。微生物挂膜是利用膜丝本身的透氧+附着特性，使其在河道中自然挂膜；挂膜时间根据水质、流速、水温的具体情况从半个月到3个月不等，挂膜成功后会很快趋于稳定运行，逐渐达到Ⅴ类或Ⅳ类水要求，并能够持续高效稳定地维持河道水体处理效果。

本实用新型提供的利用人工水草式膜丝的河道治理修复系统，构造简单、施工方便，无需土建施工，而且污泥产量少，可以不排泥，综合工程投资较少、便于维护管理，几乎不用维护，运行成本较低，可以很好地满足实际应用的需要。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。