一种复合光催化水体生态修复装置

1.本实用新型涉及一种复合光催化水体生态修复装置，属于环境工程技术领域。


背景技术：

2.景观水体是指天然形成或人工建造的、给人以美感的城市水体，如景观河道、公园湖泊等。多年来，大量生活污水、工业废水在未经处理的情况下随意排放到城市水体中，使得水体水质变差，污水中营养物质过剩，使水体呈现富营养化状态，功能丧失。
3.目前景观水体修复主要有、曝气复氧、水生生态系统构建、底泥清淤等方式。存在建设成本高，运行成本高的问题。
4.光催化作为一种清洁绿色的净化水体中污染物质的方式，将催化剂置于水体中后即可利用阳光分解水中有机物质和含氮物质。生物膜相比于传统的活性污泥法具有生物浓度高的优点，在同等池容条件下去除率高，且由于膜表面溶解氧梯度的原因，可以同时发生硝化与反硝化。能够对污水中的含氮污染物起到良好的去除效果。将光催化与生物膜组合，生物膜能够将大分子有机物分解为更易降解的物质能够提升光催化的处理效率。


技术实现要素：

5.本实用新型为解决传统富营养化水体净化技术基建困难及运维费用大的缺点而提供了一种复合光催化水体修复实验装置。
6.本发明采用以下方案实现：一种复合光催化水体生态修复装置，包括原水池、光催池、生物膜池、复合池，所述原水池、光催池、生物膜池、复合池具有相同的池体结构，所述池体结构包括池体框架，所述池体框架外侧四周上包覆有防水布；原水池、光催池、生物膜池、复合池独立存在。
7.进一步的，所述池体结构的一侧下部设置有进水孔，进水孔经管路与外部的进水源连接，池体结构的另一侧上设置有用于将水排出的水泵，水泵经管路连出。
8.进一步的，所述光催池与复合池内均还包括若干光催化膜，所述光催化膜间隔系挂于池体结构内，光催化膜可漂浮于池体结构内，光催化膜的顶端位于水平面下10mm处。
9.进一步的，所述生物膜池与复合池内还包括若干生物膜，所述生物膜池的池体结构内由上至下间隔设置有若干生物膜，所述生物膜包括若干生物膜填料链，生物膜填料链水平间隔排布于同一水平高度上，所述生物膜填料链包括链条，链条上间隔系挂有若干生物膜填料。
10.进一步的，所述生物膜池与复合池的池体结构内均设置有生物膜支撑架，所述生物膜支撑架包括位于四角的立柱，位于后侧的两个立柱之间与位于前侧的两个立柱之间由上至下间隔设置有若干横杆，生物膜由上至下间隔系挂在同一水平面上的前后两个横杆之间。
11.进一步的，所述进水孔据池体结构的底部高度为500-800mm以便于池体下部陷入底泥后仍可以与外界水环境进行交换。
12.进一步的，所述水泵布设于水面以下150-250mm。
13.进一步的，所述生物膜填料填充率为75%-85%。
14.进一步的，所述生物膜填料的主体为藻类。
15.与现有技术相比，本发明有以下有益效果：质地轻巧能适用不同地形的富营养化水体，且采用光催化膜与生物膜相结合利用天然能量即可对水中污染物进行降解，工艺简单、运行成本低、氮磷去除率高。
附图说明
16.图1为本实用新型实施例的结构示意图；
17.图2为图1中b-b剖视图；
18.图3为图1中a-a剖视图；
19.图4为光催膜布设示意图；
20.图5为生物膜绑扎正视图；
21.图6为生物膜绑扎钢管布设图；
22.图7为生物膜绑扎侧视图。
23.图中：1-池体结构；2-池体框架；3-防水布；4-支撑柱；5-连接杆；6-进水孔；7-光催化膜；8-生物膜；9-链条；10-生物膜填料；11-立柱；12-横杆。
具体实施方式
24.下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
25.应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
26.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
27.如图1-7所示，本实施例提供了一种复合光催化水体生态修复装置，包括原水池、光催池、生物膜池、复合池，所述原水池、光催池、生物膜池、复合池具有相同的池体结构1，所述池体结构包括池体框架2，所述池体框架外侧四周上包覆有防水布3；池体框架包括位于四角的支撑柱4，相邻的支撑柱的底部之间、顶部之间通过连接杆5螺纹连接，池体框架采用不锈钢材料，因考虑底泥营养物质溶出对反应器的影响池体底部不包覆防水布，所以池体框架是直接插入底泥内，底部通过底泥形成封闭的系统。
28.在本实施例中，所述池体结构的一侧下部设置有进水孔6，进水孔经管路与外部的进水源连接，池体结构的另一侧上设置有用于将水排出的水泵，水泵经管路连出。
29.在本实施例中，所述光催池与复合池内均还包括若干光催化膜7，所述光催化膜间隔系挂于池体结构内，光催化膜可漂浮于池体结构内，光催化膜的顶端位于水平面下10mm处。
30.在本实施例中，所述生物膜池与复合池内还包括若干生物膜，所述生物膜池的池
体结构内由上至下间隔设置若干生物膜8，所述生物膜包括若干生物膜填料链，生物膜填料链水平间隔排布于同一水平高度上，所述生物膜填料链包括链条9，链条上间隔系挂有若干生物膜填料10。
31.在本实施例中，所述生物膜池与复合池的池体结构内均设置有生物膜支撑架，所述生物膜支撑架包括位于四角的立柱11，位于后侧的两个立柱之间与位于前侧的两个立柱之间由上至下间隔设置有若干横杆12，生物膜由上至下间隔系挂在同一水平面上的前后两个横杆之间。
32.在本实施例中，所述进水孔据池体结构的底部高度为500-800mm以便于池体下部陷入底泥后仍可以与外界水环境进行交换。
33.在本实施例中，所述水泵布设于水面以下150-250mm。
34.在本实施例中，生物膜填料填充率为75%-85%，即所有生物膜填料体积/最外侧4根横杆与立柱所围成的长方体体积。
35.在本实施例中，生物膜填料的主体为藻类。
36.在本实施例中，原水池在主体结构的基础上并未添加任何处理工艺用于研究水体的自净能力。所述光催池在原水池的基础上再池体上部铺设光催化膜，利用太阳光进行光催化反应加速水中各种生化反应降低营养物质浓度。所述生物膜池利用生物填料为自然水体中的藻类提供了良好的生存环境利用藻类降解水中营养物质。所述复合池耦合了光催化与生物膜法，通过光催化增强藻类的生化反应能够提升营养物质去除效率。
37.在本实施例中，使用时，可采用以下操作参数运行：流量5m3/h、do 4mg/l、停留时间2d运行效果：tp平均进水浓度0.03mg/l、tn平均进水浓度1.5mg/l，原水池出水tp平均出水浓度0.025mg/l、tn平均出水浓度1.13mg/l，光催池出水tp平均出水浓度0.020mg/l、tn平均进水浓度0.93mg/l，生物膜池出水tp平均出水浓度0.016mg/l、tn平均出水浓度1.02mg/l，复合池出水tp平均出水浓度0.010mg/l、tn平均进水浓度0.42mg/l。
38.上述本实用新型所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本实用新型才公开部分数值以举例说明本实用新型的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本实用新型创造保护范围的限制。
39.如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述上对零部件进行区别如没有另行声明外，上述词语并没有特殊的含义。
40.本实用新型如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接( 例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构( 例如使用铸造工艺一体成形制造出来) 所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。
41.另外，上述本实用新型公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系例如“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因
此不能理解为对本专利的限制，且上述本实用新型公开的任一技术方案中所应用的用于表示形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的形状。
42.本实用新型提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。
43.最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。