[發(fā)明專利]富營養(yǎng)化河流水質(zhì)凈化方法及其凈化裝置

有效

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• 申請日: 2012-04-18
• 公開（公告）號: CN102633395A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張世文;趙玉琴;江中央
• 申請（專利權(quán)）人: 波鷹（廈門）科技有限公司
• 主分類號: C02F9/08
• 分類號: C02F9/08;C02F1/461;C02F7/00
• 代理公司: 泉州市博一專利事務(wù)所 35213
• 代理人: 方傳榜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種河流水的處理技術(shù)，特別是指一種能有效對富營養(yǎng)化河流進行處理的凈化凈化方法及其裝置，屬于環(huán)境保護領(lǐng)域。

背景技術(shù)

河流系統(tǒng)是自然界重要的生態(tài)系統(tǒng)之一，具有輸水、泄洪、景觀、航運和養(yǎng)殖等多種功能。隨著我國快速的工業(yè)化、城市化進程以及面源污染的加劇，河流污染已成為嚴(yán)重的環(huán)境問題。由于過量的耗氧有機物、氮、磷、有毒物質(zhì)等污染物進入河流水體，破壞了河流的功能和水生態(tài)平衡，加劇了水資源的短缺，水域附近的居民身體健康亦受威脅。依據(jù)最近發(fā)布的《2010中國環(huán)境狀況公報》，我國地表水污染嚴(yán)重。204條河流409個國控斷面中，Ⅰ至Ⅲ類、Ⅳ至Ⅴ類和劣Ⅴ類水質(zhì)的斷面比例分別為59.9%、23.7%和16.4%。長江、珠江總體水質(zhì)良好，松花江、淮河為輕度污染，黃河、遼河為中度污染，海河為重度污染。湖泊(水庫)富營養(yǎng)化問題依然突出，在監(jiān)測營養(yǎng)狀態(tài)的26個湖泊(水庫)中，富營養(yǎng)化狀態(tài)的占42.3%。

水體富營養(yǎng)化是指在人類活動的影響下，為生物所需的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)大量進入湖泊、水庫、河流和海灣等緩流水體，引起藻類及其他水生生物迅速繁殖，水體溶解氧下降，水質(zhì)惡臭，魚類及其他生物大量死亡的現(xiàn)象。

近年來，隨著人類對環(huán)境資源的開發(fā)利用活動日益加劇，特別是人類進入20世紀(jì)以來工業(yè)化帶來的“城市化”現(xiàn)象，集中在一些水源豐富的特定地區(qū)，大量含有氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)的工業(yè)廢水和生活污水排放到附近的湖泊、河流和水庫，增加了這些水體的營養(yǎng)物質(zhì)的負荷量。同時，由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提高農(nóng)作物產(chǎn)量的需要，化肥和農(nóng)藥用量的逐年增加，大量未被農(nóng)作物吸收的營養(yǎng)物質(zhì)經(jīng)過雨水沖刷和滲透，最終流失而被輸送到水體中。此外，畜牧業(yè)中的牲畜糞便以及水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中投放的餌料也成為水體接納氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)的主要渠道。所有這些人為因素的影響，使得水體由貧營養(yǎng)向富營養(yǎng)發(fā)展。

在富營養(yǎng)化水體中，生長著以藍藻、綠藻為優(yōu)勢種的大量藻類。這些水藻在水面上形成一層綠色浮渣，大大降低了河流的透明度，而河流的色度增加水質(zhì)也變得渾濁，從而使河流的感官性下降。同時，有部分藻類能夠散發(fā)腥味異臭直接影響了人們的日常生活，而且也使水味難聞，降低了水質(zhì)質(zhì)量。某些藻類還能分泌、釋放有毒性的物質(zhì)，這些物質(zhì)進入水體后，若被牲畜或者人飲入會引起消化道炎癥，有害人畜的健康。此外，富營養(yǎng)化河流受污染的表現(xiàn)特征為—黑臭，主要是人為排入的大量營養(yǎng)物質(zhì)在水體中富集造成的，大量的污染物沉積形成淤泥，水體中的污染物消耗了水體的溶解氧，大量好氧生物死亡，厭氧微生物種群則很活躍，最終使富營養(yǎng)化河流失去自凈能力。富營養(yǎng)化河流的影響因素眾多，治理難度較大，已成為影響生態(tài)環(huán)境的一大難題。

目前凈化富營養(yǎng)化河流水質(zhì)的方法受到流量、污染物、生物相、基底、環(huán)境條件等多因素的影響制約，且凈化工藝均有一定的適用范圍，因此在實際的工程中需統(tǒng)籌考慮、合理配置以提高整體的凈化效果，同發(fā)達國家相比，我國河流的凈化修復(fù)起步較晚，主要側(cè)重于水質(zhì)改善，在此背景下通過原位生物修復(fù)技術(shù)為主體，結(jié)合曝氣、岸邊帶修復(fù)、生物多樣性回復(fù)等關(guān)聯(lián)技術(shù)，但是上述方法的凈化周期長且效果欠佳。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種工藝成本低、對水質(zhì)的適應(yīng)性強、持續(xù)效果好的富營養(yǎng)化河流水質(zhì)的凈化方法及其凈化裝置，其目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的凈化周期長、效果欠佳的缺陷，使得深度富營養(yǎng)化河流水質(zhì)改善、水生態(tài)體系恢復(fù)，實現(xiàn)河流生態(tài)系統(tǒng)的健康可持續(xù)發(fā)展。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

富營養(yǎng)化河流水質(zhì)凈化方法，它包括以下步驟：

（1）先將富營養(yǎng)化河流攔截成上、中、下游部分；

（2）接著將上游部分的水送入電解機中電解；

（3）將電解后的水排入中游部分并在中游部分進行曝氣處理，最后使曝氣處理后的水流入下游部分。

作為本發(fā)明的改進，所述電解機為納米催化電解機，它的陽極采用表面覆蓋有晶粒為10-35nm的金屬氧化物涂層的鈦基板陽極；它的陰極為鈦陰極、鐵陰極、鋁陰極、不銹鋼陰極、鋅陰極、銅陰極、鎳陰極、鉛陰極或石墨陰極中的一種。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述陽極和陰極之間的工作電壓為2～8V,電流密度為10～320mA/cm²。

富營養(yǎng)化河流水質(zhì)凈化裝置，它包括將富營養(yǎng)化河流攔截成上、中、下游部分的兩個水壩，它還包括水泵、電解機、鼓風(fēng)機和曝氣管，所述水泵的一端連接于上游的水體部分，另一端連接于電解機，所述電解機中的水排入兩水壩之間的中游部分，所述鼓風(fēng)機與曝氣管連接，曝氣管埋設(shè)于中游部分的水中。