水体底泥修复系统的制作方法

本实用新型涉及一种水体底泥修复系统，尤其涉及一种水体底泥原位修复系统。

背景技术：

由于社会经济发展，大量未经有效处理的工业废水、生活污水排入河道、湖泊等，造成水环境污染，河道黑臭和河湖富营养化是我国城市水环境普遍现象。底泥作为水体系统的一部分，和水体不断进行着复杂的物质交换，以达到水体和底泥物质的动态平衡，水体污染的同时，也造成了底泥的严重污染。

底泥修复主要有原位处理和异位处理两种。异位处理对水体环境影响大、成本高、过程繁琐；原位处理经济方便、投资少、能耗低，不易产生二次污染，对周围环境干扰较小，有利于建立合理的水生生态系统循环，并且可以最大限度地去除污染物。目前，底泥原位生物修复技术在净化水体上的作用得到认可，但是市场上底泥原位生物修复装置并不常见。因此，开发一种底泥原位生物修复系统是十分必要的。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种水体底泥修复系统，其可以提高水体底泥修复效率、降低水体底泥修复的成本。

本实用新型采用如下技术方案实现上述目的。

本实用新型提供一种水体底泥修复系统，其包括多个菌床培养一体化装置、多根出水总管及多个水体区域；所述多个水体区域包括至少一个采集区，所述采集区具有泥水混合物；所述多个菌床培养一体化装置设置为将所述泥水混合物处理而形成净化液，然后通过多根出水总管将净化液分别排入多个水体区域。上述水体底泥修复系统可以提高水体底泥修复效率、降低水体底泥修复的成本。

本实用新型的菌床培养一体化装置利用酵素和/或微生物菌剂对底泥进行修复处理。作为水生生态系统中的分解者，微生物是水体和底泥污染物去除的主要力量。筛选有针对性的污染物的强势微生物，在生物酶及微量元素的刺激下，强势菌群可在较差的水环境中迅速增殖，并利用水体及底泥中的有机污染物等作为自身生长繁殖的营养物质，从而净化污水、分解淤泥、消除恶臭。微生物菌剂尤其是由多种微生物组成的复合微生物菌剂的研究和应用是近年来发展起来的应用微生物学的一个重要内容。将几种具有不同降解功能和具有互生或共生关系的微生物以适当的比例进行组合或混合培养所配制的复合微生物菌剂应用于种植、养殖、环保等方面，可以调节生态平衡，保护生态环境，目前已逐步应用于各种生态工程领域，并取得了良好的效果，特别是在污水、有机固废治理方面，已经占据显著优势，得到了广泛认可。此外，复合酵素和微生物菌剂组合技术通过触媒作用将复合微生物在湖区中进行复合发酵，激活污泥环境中的有益微生物，促进湖区内的物质循环作用，加强有机生物信息能源催化剂的自然净化作用。复合酵素和微生物菌剂通过发酵工艺将好氧及厌氧微生物混合培养，各微生物在其生长过程中产生有用物质及其分泌物，形成相互生长的基质和原料，通过相互共生增值关系形成一个结构稳定、能源广泛的具有多种多样微生物群落的生物菌群，协同发挥作用，实现共存、共生、共荣，净化湖区水体及底泥的作用。

本实用新型的水体底泥修复系统为一种产品，由多个设备或装置集合而成。采集区可以设置在一个水体区域，也可以设置在多个水体区域。此外，一个水体区域可以具有一个或多个采集区。采集区具有泥水混合物。可以通过搅拌或鼓气的方式将底泥与水体区域的水进行混合，从而形成泥水混合物。

根据实用新型的水体底泥修复系统，优选地，所述多个水体区域均设置为通过浮游植物、浮游动物、水生植物、底栖动物和/或鱼类对净化液进一步修复。根据本实用新型的一个实施方式，所述多个水体区域均设置为通过浮游植物、浮游动物、水生植物、底栖动物和或鱼类对净化液进一步修复。下面以底栖动物和鱼类进行说明。

底栖动物生活在水体底部，底栖动物分布广、种类多、食性杂，从水体中大量摄取营养物质。多数底栖动物具有较强的过滤能力、耐污能力、富集能力和分解能力，能有效吸收和转化重金属、氮磷及其它水体污染物。通过向水体中投加底栖动物如螺蛳、贝类等能通过食物链摄食藻类、沉水植物和有机碎屑等，从而间接地降低水体及底泥中的污染物含量。与其它多种净化措施加以组合，可以形成高效的复合净化系统，有效降低水体中有毒物质和营养元素的含量。

生物操纵理论中通过食物网作用(营养级联下行效应)来控制水生态系统中浮游植物群落结构，达到改善水质目的。鲢和鳙等鱼类因其滤食性特点被认为是潜在的控藻生物。通过投放凶猛鱼类及放养群落结构稳定的滤食性鱼类(鲢鱼、鳙鱼)，利用其特殊摄食特性、消化机制，摄食浮游藻类，可以直接控制富营养化水华的发生。

在本实用新型中，菌床培养一体化装置利用酵素和/或微生物菌剂对底泥进行修复处理，最终排出的净化液中仍含有酵素和/或微生物菌剂，在多个水体区域的水体中继续发生代谢反应，净化水体，利用水体和底泥之间的物质交换进一步净化底泥。同时，多个水体区域的水体通过浮游植物、浮游动物、水生植物、底栖动物或鱼类等对净化液进一步修复经过循环再次进入菌床培养一体化装置进行净化处理，提高了底泥的修复效率，降低了底泥的修复成本。本实用新型的酵素和微生物菌剂可以采用本领域已知的那些，这里不再赘述。

原位生物修复技术是利用生态系统食物链摄取原理，以及生物的相生相克的关系，通过改变水体的生物群落结构来改善水体水质，恢复水生态系统的生态平衡。原位生物修复技术是一种耗能少、纯天然的修复技术。微生物将大分子物质分解成小分子物质，并通过自身的生长繁殖吸收水体中的有机物，浮游动物及浮游植物摄取微生物作为食物，水生植物生长繁殖吸取水体中的有机物，底栖动物摄取水体中的浮游动植物及水生植物供自身生长繁殖，鱼类摄取水生植物、底栖动物、浮游动植物供自身生长，微生物还可分解水体中腐烂的生物及排泄物供自身生长等，因此，构建及完善微生物-浮游植物-浮游动物-水生植物-底栖动物-鱼类生态系统，是一种有效及可行的原位修复技术，通过向水体中投加微生物菌剂、底栖动物、鱼类，利用原有水生植物，搭建水生态修复系统，使遭到破坏的生态系统逐步恢复或使生态系统向良性循环方向发展，从而达到净化污染水体及底泥的效果。

原位生物修复技术在对水体底泥自然环境基本不做干扰的情况下，加入能够降解污染物的微生物，也可以采用栽种水生植物、投加底栖动物和鱼类等方式来促底泥污染物降解。与传统底泥处理处置方法不同，原位生物修复技术主要利用微生物、水生动植物等的生命代谢活动，吸收水体及底泥中的氮、磷及有机物，并通过改善水体理化环境促进有益微生物大量繁殖，加速底泥污染物的分解和释放，从而实现对水体中污染物的降解、吸附、转移等。

由于底泥原位生物修复技术为不需要对底泥进行疏浚而直接对底泥进行处理，既可节省大量的疏浚费用，又能减少疏浚带来的环境干扰，因而是理想的污染沉积物治理方法。

在本实用新型中，不使用化学药品、直接采酵素和/或微生物菌剂进行发酵处理，由于污泥中含量大量有益微生物，将污泥循环应用，可以节约酵素及微生物菌剂用量，从而降低运行成本。

根据实用新型的水体底泥修复系统，优选地，所述多个水体区域的数量为n个，n为大于等于2的自然数；第n个水体区设置为将修复后的净化液排入第n-1个水体区，以此类推；第一水体区设置为将修复后的净化液输送至多个菌床培养一体化装置中的至少一个。具体地，第n个水体区通过管线将修复后的净化液排入第n-1个水体区，以此类推；第一水体区通过管线将修复后的净化液输送至多个菌床培养一体化装置中的一个或者多个。

根据实用新型的水体底泥修复系统，优选地，所述多个水体区域包括第一水体区、第二水体区、第三水体区和第四水体区；第四水体区设置为将修复后的净化液排入第三水体区；第三水体区设置为将修复后的净化液排入第二水体区；第二水体区设置为将修复后的净化液排入第一水体区；第一水体区设置为将修复后的净化液排入多个菌床培养一体化装置。具体地，第四水体区通过管线将修复后的净化液排入第三水体区；第三水体区通过管线将修复后的净化液排入第二水体区；第二水体区通过管线将修复后的净化液排入第一水体区；第一水体区通过管线将修复后的净化液排入多个菌床培养一体化装置。

根据实用新型的一个实施方式，所述多个水体区域包括第一水体区、第二水体区、第三水体区、第四水体区和第五水体区；第五水体区设置为将修复后的净化液排入第四水体区；第四水体区设置为将修复后的净化液排入第三水体区；第三水体区设置为将修复后的净化液排入第二水体区；第二水体区设置为将修复后的净化液排入第一水体区；第一水体区设置为将修复后的净化液排入多个菌床培养一体化装置。

根据实用新型的另一个实施方式，所述多个水体区域包括第一水体区、第二水体区、第三水体区、第四水体区、第五水体区和第六水体区；第六水体区设置为将修复后的净化液排入第五水体区；第五水体区设置为将修复后的净化液排入第四水体区；第四水体区设置为将修复后的净化液排入第三水体区；第三水体区设置为将修复后的净化液排入第二水体区；第二水体区设置为将修复后的净化液排入第一水体区；第一水体区设置为将修复后的净化液排入多个菌床培养一体化装置。

根据实用新型的水体底泥修复系统，优选地，菌床培养一体化装置的数量为2～50个。优选地，菌床培养一体化装置的数量为10～30个。更优选地，菌床培养一体化装置的数量为20～30个。根据本实用新型的一个具体实施方式，菌床培养一体化装置的数量为20～22个。根据本实用新型的另一个具体实施方式，菌床培养一体化装置的数量为28～30个。

根据实用新型的水体底泥原位修复系统，优选地，水体区域的数量为2～20个，出水总管的数量为2～20根。优选地，水体区域的数量为2～8个，出水总管的数量为2～8根。根据本实用新型的一个具体实施方式，水体区域的数量为3～4个，出水总管的数量为4～5根。根据本实用新型的另一个具体实施方式，水体区域的数量为5～6个，出水总管的数量为6～7根。

根据实用新型的水体底泥修复系统，优选地，多个水体区域分别设置曝气设备。曝气设备通过增加水体区域水体内溶解氧的含量，为微生物的反应提供条件，提高了水体净化的效率。

根据实用新型的水体底泥修复系统，优选地，所述曝气设备选自表面曝气设备、鼓风曝气设备、水下曝气设备和纯氧曝气设备中的一种。所述曝气设备优选为表面曝气设备、鼓风曝气设备和水下曝气设备中的一种。所述曝气设备更优选为表面曝气设备和鼓风曝气设备中的一种。根据本实用新型的一个具体实施方式，所述曝气设备为表面曝气设备。根据本实用新型的另一个具体实施方式，所述曝气设备为鼓风曝气设备。

根据实用新型的水体底泥修复系统，优选地，所述菌床培养一体化装置包括预处理池、多级发酵池、沉淀池和清水池；预处理池设置为将泥水混合物进行预处理；多级发酵池设置为采用酵素和/或微生物菌剂对泥水混合物进行发酵处理，得到发酵液；沉淀池设置为将发酵液进行沉降分离，得到净化液和污泥，并将污泥回流至多级发酵池；清水池设置为能够收集所述净化液。预处理池可以添加酵素和/或微生物菌剂。

根据本实用新型的水体底泥修复系统，优选地，所述多级发酵池包括依次连接的第一发酵池、第二发酵池、第三发酵池、第四发酵池和第五发酵池；第一发酵池设置为添加酵素，第二发酵池、第三发酵池、第四发酵池和第五发酵池均设置为不添加酵素和/或微生物菌剂。这样可以降低酵素和/或微生物菌剂用量，从而降低底泥修复的成本。

本实用新型的水体底泥修复系统通过设置多个菌床培养一体化装置和多个水体区域，可以提高水体底泥修复效率、降低水体底泥修复的成本。根据本实用新型优选的技术方案，菌床培养一体化装置形成的净化液通过出水总管流至多个水体区域，实现了在大型水体中不同区域的同步净化，提高了水体净化和底泥修复的效率。

附图说明

图1为本实用新型的一种水体底泥修复系统的结构示意图。

图2为本实用新型的一种菌床培养一体化装置的结构示意图。

图3为为本实用新型的另一种水体底泥修复系统的结构示意图。

附图标记说明如下：

1-预处理池；2-第一发酵池；3-第二发酵池；4-第三发酵池；5-第四发酵池；6-第五发酵池；7-沉淀池；8-清水池；9-出水总管；10-菌床培养一体化装置；11-第一水体区；12-第二水体区；13-第三水体区；14-第四水体区；15-曝气设备；16-第五水体区；101-采集区；102-进水管；103-出水管。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步的说明，但本实用新型的保护范围并不限于此。

实施例1

图1为本实用新型的一种水体底泥修复系统的结构示意图。如图1所示，该水体底泥修复系统包括多个菌床培养一体化装置10、四根出水总管9及四个水体区域；四个水体区域分别为第一水体区11、第二水体区12、第三水体区13和第四水体区14。菌床培养一体化装置10的数量为30个。四个水体区域均通过浮游植物、浮游动物、水生植物、底栖动物和鱼类等对净化液进一步修复。第四水体区14通过管线将修复后的净化液排入第三水体区13；第三水体区13通过管线将修复后的净化液排入第二水体区12；第二水体区12通过管线将修复后的净化液排入第一水体区11；第一水体区11通过管线将修复后的净化液排入多个菌床培养一体化装置10。

图2为本实用新型的一种菌床培养一体化装置的结构示意图。如图2所示，菌床培养一体化装置10包括依次连接的预处理池1、第一发酵池2、第二发酵池3、第三发酵池4、第四发酵池5、第五发酵池6、沉淀池7和清水池8。菌床培养一体化装置10通过进水管102与采集区101相连通；采集区101设置在第一水体区11。菌床培养一体化装置10通过出水管103将净化液汇集到出水总管9。

第一发酵池2添加酵素。第一发酵池2、第二发酵池3、第三发酵池4、第四发酵池5和第五发酵池6之间通过管线连接。沉淀池7收集来自第五发酵池6的发酵培养液，沉降分离获得净化液和污泥。净化液流入清水池8后通过出水管103汇集到出水总管9。

四根出水总管对应四个水体区，将净化液分别排入第一水体区11、第二水体区12、第三水体区13和第四水体区14。第一水体区11、第二水体区12、第三水体区13和第四水体区14均包含有曝气设备15，曝气设备15为鼓风曝气设备。

实施例2

图1为本实用新型的一种水体底泥修复系统的结构示意图。如图1所示，该水体底泥修复系统包括多个菌床培养一体化装置10、四根出水总管9及四个水体区域；四个水体区域分别为第一水体区11、第二水体区12、第三水体区13和第四水体区14。菌床培养一体化装置10的数量为20个。四个水体区域均通过浮游植物、浮游动物、水生植物、底栖动物或鱼类等对净化液进一步修复。第四水体区14通过管线将修复后的净化液排入第三水体区13；第三水体区13通过管线将修复后的净化液排入第二水体区12；第二水体区12通过管线将修复后的净化液排入第一水体区11；第一水体区11通过管线将修复后的净化液排入多个菌床培养一体化装置10。

图2为本实用新型的一种菌床培养一体化装置的结构示意图。如

图2所示，菌床培养一体化装置10包括依次连接的预处理池1、第一发酵池2、第二发酵池3、第三发酵池4、第四发酵池5、第五发酵池6、沉淀池7和清水池8。菌床培养一体化装置10通过进水管102与采集区101相连通；菌床培养一体化装置10通过出水管103将净化液汇集到出水总管9。

预处理池1添加酵素。第一发酵池2、第二发酵池3、第三发酵池4、第四发酵池5和第五发酵池6之间通过管线连接。沉淀池7收集来自第五发酵池6的发酵培养液，沉降分离获得净化液和污泥。净化液流入清水池8后通过出水管103汇集到出水总管9。

四根出水总管对应四个水体区，将净化液分别排入第一水体区11、第二水体区12、第三水体区13和第四水体区14。第一水体区11、第二水体区12、第三水体区13和第四水体区14均包含有曝气设备15，曝气设备15为表面曝气设备。

实施例3

图3为本实用新型的一种水体底泥修复系统的结构示意图。如图3所示，该水体底泥修复系统包括多个菌床培养一体化装置10、六根出水总管9及五个水体区域；五个水体区域分别为第一水体区11、第二水体区12、第三水体区13、第四水体区14和第五水体区16。菌床培养一体化装置10的数量为20个。五个水体区域均通过浮游植物、浮游动物、水生植物、底栖动物和鱼类等对净化液进一步修复。第五水体区16通过管线将修复后的净化液排入第四水体区14；第四水体区14通过管线将修复后的净化液排入第三水体区13；第三水体区13通过管线将修复后的净化液排入第二水体区12；第二水体区12通过管线将修复后的净化液排入第一水体区11；第一水体区11通过管线将修复后的水排入多个菌床培养一体化装置10。

如图2所示，菌床培养一体化装置10包括依次连接的预处理池1、第一发酵池2、第二发酵池3、第三发酵池4、第四发酵池5、第五发酵池6、沉淀池7和清水池8。菌床培养一体化装置10通过进水管102与采集区101相连通；菌床培养一体化装置10通过出水管103将净化液汇集到出水总管9。

第一发酵池2添加酵素。第一发酵池2、第二发酵池3、第三发酵池4、第四发酵池5和第五发酵池6之间通过管线连接。沉淀池7收集来自第五发酵池6的发酵培养液，沉降分离获得净化液和污泥。净化液流入清水池8后通过出水管103汇集到出水总管9。

六根出水总管对应五个水体区，将净化液分别排入第一水体区11、第二水体区12、第三水体区13、第四水体区14和第五水体区16。其中有两根出水总管9放置在第五水体区16。第一水体区11、第二水体区12、第三水体区13、第四水体区14和第五水体区16均包含有曝气设备15，曝气设备15为表面曝气设备。

实施例4

图3为本实用新型的一种水体底泥修复系统的结构示意图。如图3所示，该水体底泥修复系统包括多个菌床培养一体化装置10、六根出水总管9及五个水体区域；五个水体区域分别为第一水体区11、第二水体区12、第三水体区13、第四水体区14和第五水体区16。菌床培养一体化装置10的数量为30个。五个水体区域均通过浮游植物、浮游动物、水生植物、底栖动物或鱼类等对净化液进一步修复。第五水体区16通过管线将修复后的净化液排入第四水体区14；第四水体区14通过管线将修复后的净化液排入第三水体区13；第三水体区13通过管线将修复后的净化液排入第二水体区12；第二水体区12通过管线将修复后的净化液排入第一水体区11；第一水体区11通过管线将修复后的水排入多个菌床培养一体化装置10。

如图2所示，菌床培养一体化装置10包括依次连接的预处理池1、第一发酵池2、第二发酵池3、第三发酵池4、第四发酵池5、第五发酵池6、沉淀池7和清水池8。菌床培养一体化装置10通过进水管102与采集区101相连通；菌床培养一体化装置10通过出水管103将净化液汇集到出水总管9。

预处理池1添加酵素。第一发酵池2、第二发酵池3、第三发酵池4、第四发酵池5和第五发酵池6之间通过管线连接。沉淀池7收集来自第五发酵池6的发酵培养液，沉降分离获得净化液和污泥。净化液流入清水池8后通过出水管103汇集到出水总管9。

六根出水总管对应五个水体区，将净化液分别排入第一水体区11、第二水体区12、第三水体区13、第四水体区14和第五水体区16。其中有两根出水总管9放置在第五水体区16。第一水体区11、第二水体区12、第三水体区13、第四水体区14和第五水体区16均包含有曝气设备15，曝气设备15为鼓风曝气设备。

本实用新型并不限于上述实施方式，在不背离本实用新型的实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本实用新型的范围。