[發明專利]一種用于黑臭水體處理的人工水草系統

在審

• 申請號: 202210381664.1
• 申請日: 2022-04-12
• 公開（公告）號: CN114684893A
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 余毅;蔡魯祥
• 申請（專利權）人: 寧波財經學院
• 主分類號: C02F1/461
• 分類號: C02F1/461;C02F1/463;C02F1/467;C02F101/30
• 代理公司: 杭州星河慧專利代理事務所(普通合伙) 33410
• 代理人: 周麗娟

本發明公開了一種用于黑臭水體處理的人工水草系統，包括內設有電解槽的箱體、圓管和分散連接在圓管上段的若干人工葉片，人工葉片為多層結構：第一層太陽能板提供能源，第二層高吸水纖維織物，一端從黑臭水體中吸水并毛細輸送至另一端，再經由折返段滴流，進入電解槽內電解并產生氯氣和氫氧化鈉；在滴流過程中第三層鐵絲網和第四層銅網發生鐵銅微電解，降解有機物的同時生成鐵離子溶于水中。氯氣進入黑臭水體中，對有機物進行深度氧化；鐵離子在電解質堿性增強的情況下形成氫氧化鐵絮體，對黑臭水體中殘留的細顆粒物進行絮凝。本發明完全采用物化法處理黑臭水體，不依賴季節和植物生長狀況來處理水質，系統可移動，能完成對整個水面的處理。

技術領域

本發明屬于環境保護的水處理技術領域，尤其涉及黑臭河道水體治理系統。

背景技術

黑臭水體是指因過量納污、超出了水體水環境容量和自凈能力而導致水色變黑、變臭的水體。

城市黑臭水體是城市的頑疾。黑臭水體的形成因素眾多，當水體被有機物嚴重污染時，有機物首先被好氧微生物分解，導致溶解氧被大量消耗，由于水體復氧速率慢于耗氧速率，導致水體中溶解氧接近于零。此時，有機物便在厭氧微生物為主導的厭氧發酵的條件下分解，其中的碳、氮、硫元素被釋放，生成對應的產物為甲烷、氨氣和硫化氫等臭味氣體。有研究進一步指出，無論水體是否有溶解氧，只要溫度合適，好氧放線菌和厭氧微生物均會對其中的氮磷有機污染物進行分解，從而產生各類發臭物質，引起水體不同程度的黑臭。有研究表明，水體中的腐殖質是致黑懸浮物質的重要組成部分，并且，腐殖質會大量消耗水中的溶解氧，使水體黑臭程度加劇。同時，水中的鐵、錳等元素被還原，與水中硫離子的形成FeS、MnS等硫化物，使水體呈現黑色。

采用截污、清游或疏浚措施、以及調水措施等這些工程法處理黑臭水體，能迅速改善水體黑臭現象，但是都只能暫時緩解水體黑臭現象。若要從根本上解決水體黑臭的問題，必須從水體污染物的降解本質入手。因此，人們開始對生物生態法修復受污染水體進行大量研究。

黑臭水體的生物生態修復法主要包括植物凈化與修復、微生物修復等方法，此類方法主要是利用生物的自然生長及代謝活動對水體中污染物質進行遷移和轉化，從而達到降低水體污染物濃度，改善水體黑臭現象的目的。

但是，現有的生態修復法存在一些問題：通過種植水生植物對該黑臭河道水體中的氮磷進行吸收，該方法中草本植物進行光合作用產生的氧氣經葉片釋放至空氣中，難以解決黑臭河道水體中溶氧量低的問題，生物生長緩慢，且受季節影響，因此，治理效果不明顯，治理效率低下。而且，黑臭水體不經過清除污泥和水凈化處理，就不適合種植水生植物，種植的植物會腐爛變質，反而增加水體有機質。并且，生態修復技術需要人工養護，美人蕉等植物在吸收河道中的養分后，在夏季生長，在秋季枯萎或死亡，在冬季則完全沒有處理效果。而且，如果不對枯萎的植物進行打撈，則春天腐爛之后，一切回歸到原來。全年四季實際能有效工作的只有兩個季節，有半年是不能發揮效力的。

生態草技術是一種新興的生物膜載體凈化技術，是由生物膜技術發展而來，本質上是利用微生物的新陳代謝來分解污染物。生態草技術主要是將具有高耐性、好柔性、對環境無污染的材料模仿天然水體中的水草設計而成的仿生水草投放到受污染水體中，以人工投加菌群或土著菌群為種源，利用微生物在載體上的大量繁殖來降低水體有機污染物濃度，是一種基于污染物自然降解原理的生物強化修復技術，在一些發達國家如美國，日本均有工程應用且效果較好。但是，生態草本質上還是一種新型生物膜，具有生物處理的通病，比如生長緩慢、處理效率低、黑臭水體環境不適合微生物生長等問題。而且，目前效果較好的幾種生態草材料均具有價格昂貴的缺點，如用于大面積的水體治理則成本太高了，很難得到推廣。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種用于黑臭水體處理的人工水草系統，完全采用物化法處理黑臭水體，不依賴季節和植物生長狀況來處理水質，對黑臭水體中的有機污染物進行深度氧化和多重降解處理，對黑臭水體中殘留的細顆粒物進行絮凝并沉淀，使得水面變清。本發明系統可以在水面多處游動，對整個水面進行處理。運行時，無須人工控制，只需要定期補充食鹽即可。