[發明專利]一種間歇曝氣PRB河道修復系統

無效

• 申請號: 201210491422.4
• 申請日: 2012-11-28
• 公開（公告）號: CN103043850A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 匡穎;韓偉欣
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（北京）
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種將間歇曝氣方式和生物滲透反應墻相結合的新型河道修復技術，屬于水污染控制技術領域中的地表水修復技術，適用于微污染中小型河流的修復。

背景技術

隨著人口的增長，工業化、城市化以及農業灌溉的發展，對水的需求量目益增加。由于我國水資源分布不均，且近年來水污染、水生態系統失衡等問題凸顯，加劇了當前水資源供需矛盾，使我國面臨著嚴重的水資源危機。大量污水未經處理直接排入水體，即使經處理后排放，由于污水排放標準與地表水環境質量標準間存在差異，其水質也難以達到地表水水質要求，致使許多水域受到污染，特別是飲用水源的安全受到威脅。氮、磷和有機物含量超標以及由此造成的水體富營養化是目前我國水污染的主要問題，而傳統的給水處理工藝已不適應當前微污染水體處理的要求。因此，研發能夠改善水體環境質量、修復水生生態系統的技術已成為當前水環境保護的迫切需求。

河道水質凈化是一項復雜的工程，目前水體治理的主要方法有引水沖淤、人工曝氣增氧、栽種水生植物、混凝沉淀等，但這些方法和措施，有些耗水、耗電量大，見效慢。生物膜技術是模擬土壤自凈過程發展而來的一種人工生物處理方法，具有處理效果好、造價低、耗能低、運行成本低等優點，已被廣泛應用于污水處理和水廠原水預處理中。近年來，生物膜技術用于修復污染河道成為研究熱點，在我國城市重污染河道修復方面已有相關研究和應用。

可滲透反應墻(Permeable?Reactive?Barrier，PRB)作為生物膜法中的新型工藝，是目前歐美發達國家普遍研究并已開始商業化應用的一項污染修復技術。我國對PRB技術的研究起步較晚，目前還處于早期研究階段。該技術最初主要用于地下水污染的防治，但隨著研究和應用的不斷深入，國外已開始將這一技術應用于地表污染水體的修復。

研究表明間歇曝氣方式可改善生物膜中微生物硝化、反硝化、生物吸收等作用，有效提高NH₄-N、TN和TP的去除性能。在低碳氮比的微污染地表水的生物修復過程中，采用缺氧生物修復技術可同時發生硝化、反硝化和厭氧氨氧化作用。將間歇曝氣方式和生物滲透反應墻工藝相結合，應用于微污染地表水的修復，目前尚未見相關報道。

發明內容

針對地表水體普遍受到氮磷污染的情況，為保護飲用水源的安全，本發明提出了微污染地表水的修復技術，一種間歇曝氣PRB河道修復系統。

所述系統包括閘門、引水區、沉淀區、好氧／厭氧區、過濾區、二級過濾區、出水區、排水區等部分。引水區根據河流水位進行適當調節；沉淀區內主要去除大的顆粒物，濁度較高時可適當加藥。水處理單元包括好氧／厭氧區、過濾區與二級過濾區。好氧／厭氧區內間歇曝氣，可控制區域內好氧／缺氧與厭氧的環境，使得系統內碳化、硝化與反硝化作用可同步發生，系統的脫氮作用得以增強。填料層由火山巖填料組成，介質粒徑均勻，為10-15mm。過濾區填充6-8mm沸石填料與鐵屑，通過化學輔助法強化除磷效果。二級過濾區內填料為粒徑3-5mm的河砂或沸石。凈化后的河水經出水區穩定后，由泵從排水區排入河道中。

上述間歇曝氣河道修復技術，引水區與沉淀區間用穿孔板分開；反應區內布設導流阪設施。好氧／厭氧區底部設有微孔曝氣裝置。

上述間歇曝氣河道修復技術，系統通過建立好氧／厭氧環境，強化微生物的硝化-反硝化作用得以脫氮。對磷的去除主要是化學吸附及微生物的作用。鐵屑與磷酸根反應后生成沉淀，從而達到強化除磷的目的。

上述間歇曝氣河道修復技術，系統二級過濾區內可根據水質情況添加河砂或沸石，進一步澄清水質或除磷。

本發明有益效果：

(1)本系統結合間歇曝氣方式和滲透反應墻技術修復微污染河水，可有效去除河水中的氮磷污染，經系統處理后河水水質可明顯提高，可由原來的劣V類提高至Ⅳ類。

(2)本發明介于原位與異位修復之間，不影響河道正常功能。因地制宜，引流節省了投資和運行費用，動力消耗較低。

(3)本發明采用天然礦物填料火山巖、沸石和河砂，環境親和性好，且價廉易得，成本較低。

(4)反應區填料粒徑前大后小，好氧／厭氧區填料的粒徑大于過濾區與二級過濾區填料粒徑，不易堵塞。

附圖說明

圖1河水引流示意圖

圖中標號說明：1．取水口2．閘門3．引水區4．沉淀區5．水處理單元6．出水區7．排水區

圖2系統工藝流程示意圖

圖3河道水處理單元示意圖