河道在线柔性可控立体组合式生态净化技术,供应,水专项,海河流域,海河干流水环境质量改善关键技术
技术简介/摘要
在线柔性可控立体组合式生态净化集成技术,包括曝气复氧和生物(生物膜和植物)净化。曝气复氧技术采用中空纤维膜曝气复氧;生物净化采用新型立体柔性生物填料,大大增加了生物膜挂膜量,提高了处理效率;生物组合床(沉床-浮床空间组合净化装置)充分利用了水体的垂向空间,增大了生物量。
二、工艺流程
1、净化系统由耦合膜微曝气单元、强化立体生物床、可控组合植物床三部分组成。
2、运用中空纤维膜曝气复氧,从净化系统的进水端开始布设膜曝气装置,沿水流方向每隔15~20 m设置一排微曝气装置,曝气时间会根据水质情况做间歇调整。
3、为了固定强化立体生物床的填料,要在河道内打固定木桩;沿水流方向每隔15 m取一个断面有两个固定桩。
4、强化立体生物床包括三种填料:生物绳PP+K-45)布设在50~65 m河段;立体弹性填料+维纶丝布设在65~80 m河段;立体生物空间填料(直径为800 mm的含纤维丝的中空)布设在80~550 m河段。前两种绳体沿河道水流方向纵向排列且沿流动方向向上倾斜,其中心线与水流水平流向倾角在5~25°之间。
5、可控组合植物床是将沉床和浮床组装在一起为一组(包括2个浮床和4个沉床),每隔20 m布设一组。
6、浮床用钢丝绳固定在两侧岸边,上部种植挺水植物,下部悬挂人工水草。河道两侧有斜坡时,人工水草长度依水深的增加而增加。沉床位于浮床之间,边框的四个角用绳索固定在浮床上。沉床上种植沉水植物,同时按1×1 m的间距在床体上固定人工水草。当沉床为正常生长水位时,浮床起到浮力系统的作用,与此同时沉床整体位于水面下(大于0.5 m),不会影响中小型船只在河道中行驶。
三、技术创新点及主要技术经济指标
1、技术创新点:
(1)河道在线柔性可控立体组合式生态净化技术,将间歇膜曝气单元-强化立体生物床-可控组合植物床等手段有机结合起来,协同、稳定、高效净化水质;
(2)强化立体生物床包括三种新型立体柔性生物填料,大大增加了生物膜挂膜量,提高了处理效率;其中的立体生物空间填料为独创性的担体生物填料,每个填料独立成型,易于施工,其挂膜量高达4.10 g/g纤维;
(3)强化立体生物床消除了人工填充载体对河流泄洪排水及航运产生的影响,解决了当前国外较常见的砾间接触氧化法、生物活性炭填充柱净化法影响河道航运泄洪能力的问题;
(4)可控组合植物床将浮床与沉床相结合,充分利用了水体的垂向空间,增大了生物量;沉床和浮床在垂向无重叠,浮床不会遮光,可保证沉床中沉水植物对光的需求,并且不会影响河道航运和泄洪;
(5)浮床下部垂直悬挂的人工水草对内部的沉床起到过滤水质,提高水透明度的作用,有利于沉水植物的生长;同时,人工水草可为微生物的附着和生长提供载体,有利于生物膜形成。
2、主要技术指标:
在线柔性可控立体组合式生态净化设备稳定运行期间,河道的CODCr平均去除率24.2%,NH3
-N平均去除率50.6%。
3、技术经济指标:
将“河道在线柔性可控立体组合式生态净化集成技术”应用于纪庄子河道示范工程。示范河道长2.023 km,工程投资1828.8万元,年处理量2442万m3,单位工程投资为187.22元/(m3.d),运行费用0.06元/ m3。工程已经稳定运行超过6个月,出水CODCr、NH3-N和DO水质指标达到IV类标准,达标率85.7%以上。
四、技术来源及知识产权概况
该技术获得专利授权4项
(1)水中控制对象的移动控制方法,专利号:2015100079728,该专利已授权,授权公告号:CN104591414B,公开号:CN104591414A
(2)一种河流湖泊水体的原位生物强化净化方法,专利号:2015101298690该专利已授权,授权公告号:CN104773813B,公开号:CN104773813A
(3)一种升降式双定位模块化沉水植物水质净化装置,专利号:201420662632X。该专利已授权实用新型,授权公告号:CN204198495U
(4)一种沉床-浮床耦合水质净化装置,专利号:201520147954.5。该专利已授权实用新型,授权公告号:CN204508933U
推广应用案例
应用单位:天津市第5排水管理所
应用情况:示范工程选取东起纪庄子河-紫金山路交口,西至李七庄火车站。示范工程建设包括河道清淤、在线柔性生物填料、生态浮床和沉床及曝气系统,从紫金山路纪庄子河闸进水,先经过附着生物膜法进行净化处理,然后通过生态浮床和沉床技术进行长效保持。
应用效果:曝气系统贯穿整个示范河段,为植物和微生物净化提供溶解氧,并抑制河底沉积物的污染源释放。该示范河道长2.023 km,工程投资1828.8万元,年处理量2442万m3,单位工程投资为187.22元/(m3·d),运行费用0.06元/ m3。工程已经稳定运行超过6个月,出水主要水质指标(COD Cr,氨氮,DO)达IV类水体标准,达标率85.7%以上。
工艺流程图: