河道底泥修复系统的制作方法

本发明涉及生态修复技术领域，尤其涉及一种河道底泥修复系统。

背景技术：

城市河流由于长期的外源污染输入，尤其是合流制系统雨天溢流、分流制系统雨污混接以及降雨初期污染径流等重要的外源污染，底质生境恶化，生态系统退化，无法完成污染物的输出、转移和净化作用，导致污染物严重积累且恶性循环，水质恶化并产生黑臭现象。同时，城市河流由于长期的滞流，大量含有有机物、氮、磷、重金属等污染物质的底泥沉积也形成了内源污染。

根据河道治理特征，河道底泥的生物修复可以分为原位修复、异位修复和联合修复。

通常情况下，污染水体的内源性污染修复治理费用都比较高，因此在实际工程实施中，应根据具体情况采取不同的修复技术方法。彻底治理好污染水体的根本目标就要尽量恢复污染水体的生态系统，还原水体的自净能力。

但从实际情况来看，对污染较严重的河流湖泊的内源性污染治理工作主要采取了河底清淤、加强截污、疏浚、底泥覆盖等较单一的手段，这些单一手段对于底泥修复和恢复水质的自净能力有限。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，提供一种对底泥修复和恢复水质的自净能力效果更好的河道底泥修复系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种河道底泥修复系统，包括覆盖在底泥上的沸石层、设置在所述底泥上的微生物发生器以及微孔曝气单元；所述微生物发生器位于所述沸石层上和/或位于未被所述沸石层覆盖的底泥上；所述微孔曝气单元位于所述沸石层上方。

优选地，所述微生物发生器为厌氧氨氧化菌发生器。

优选地，所述微生物发生器通过支架固定在所述底泥上。

优选地，所述微孔曝气单元包括数根多孔管；数根所述多孔管平行排布、纵横交错和/或盘状布置。

优选地，所述多孔管上的微孔孔径为纳米级，平均孔径：φ0.03～φ0.06mm；

所述微孔的布置密度为700～1200个/米。

优选地，所述沸石层包括至少一个沸石袋；

所述沸石袋包括织网袋以及封装在所述织网袋内的沸石颗粒。

优选地，所述沸石层包括织物层以及粘固在所述织物层上的沸石颗粒。

优选地，所述微生物发生器包括微生物菌粒；所述沸石层包括沸石颗粒，所述微生物菌粒拌和在所述沸石颗粒中。

优选地，所述微生物菌粒包括厌氧氨氧化菌。

优选地，所述河道底泥修复系统中，根据所述微孔曝气单元的排列形成好氧生态区与厌氧生态区。

优选地，所述好氧生态区和厌氧生态区在河道中间隔500-1000立方米水体容积。

本发明的有益效果：以物理覆盖层结合微生物对河道底泥进行修复，较于现有技术的单一手段，对底泥修复和恢复水质的自净能力效果更好，特别适用于黑臭河道的治理。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明一实施例的河道底泥修复系统的剖面结构示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，本发明一实施例的河道底泥修复系统，包括覆盖在底泥1上的沸石层10、设置在底泥1上的微生物发生器20以及微孔曝气单元30。其中，微生物发生器20位于沸石层10上和/或位于未被沸石层10覆盖的底泥1上；微孔曝气单元30位于沸石层10上方。

沸石层10作为覆盖层，阻止底泥1与上覆水直接接触，防止污染底泥营养盐向上覆水扩散。沸石层10主要包括沸石，其是在分子水平上筛分物质的多孔材料，属于分子筛的一种。沸石优选采用天然沸石(铝硅酸钠)。

沸石具有吸附性、离子交换性、催化和耐酸耐热等性能，可作水质处理剂用于污染水处理。沸石由于内部有很多孔径、均匀的管状孔道和内表面积很大的孔穴，因而具有独特的吸附、筛分、交换阴阳离子以及催化性能。沸石能吸收水中氨态氮、有机物和重金属离子，能有效地降低池底硫化氢毒性，调节ph值，增加水中溶解氧，为浮游植物生长提供充足碳素，提高水体光合作用强度，同时也是一种良好的微量元素肥料。

沸石层10对底泥1进行了覆盖，有效的减少了底泥营养盐的释放，为好氧微生物的稳定和恢复生长提供条件，还可以减小水体生态修复的波动。

作为选择，沸石层10可包括至少一个沸石袋；由一个或多个沸石袋铺设在底泥1上形成。进一步地，沸石袋可包括织网袋以及封装在织网袋内的沸石颗粒。或者，沸石层10可包括织物层以及粘固在织物层上的沸石颗粒；沸石颗粒可通过喷粘方式固定在织物层上；粘有沸石颗粒的织物层铺装在河道的底泥1上。

在其他选择中，微生物发生器20可包括微生物菌粒；微生物菌粒优选包括厌氧氨氧化菌。沸石层10可包括沸石颗粒，微生物菌粒拌和在沸石颗粒中。沸石层10设置时，可将沸石颗粒和微生物菌粒拌和后一起抛撒到河道中，沉积在底泥1上。或者，也可将沸石颗粒和微生物菌粒单独抛撒到河道中，两者沉积在底泥1上形成沸石层10。

微生物发生器20的设置，以利用微生物对河道生态进行修复。微生物发生器20可包括多孔陶瓷管以及微生物填料，微生物填料灌装在多孔陶瓷管中，从而微生物可从孔中持续释放。本实施例中，微生物填料中的微生物为厌氧氨氧化菌，因此微生物发生器20优选为厌氧氨氧化菌发生器。其中，厌氧氨氧化菌即为红菌，微生物发生器20在河道中可长期释放红菌，在底泥1形成一个以兼氧菌为主的环境，可在好氧、厌氧环境下进行生物脱氮。

厌氧氨氧化菌能“吃”掉10倍于自己体重的氨氮污染物，而且几乎不产生污泥。与硝化作用相比，厌氧氨氧化以亚硝酸盐取代氧，改变了末端电子受体；与反硝化作用相比，以氨取代有机物，改变了电子供体，化学反应式：

nh4+no2^-→n2+2h2o

较之传统硝化反硝化反应较繁琐的电子传递过程,大大降低了能耗，是最经济的生物脱氮途径，脱氮成本仅为传统的十分之一，成为污水脱氮处理的一个极富吸引力的方向。

进一步地，微生物发生器20可通过支架21固定在底泥1上。支架21可采用不锈钢支架，耐用、不易腐蚀生锈。

本发明的河道底泥修复系统中，根据微孔曝气单元30的排列在底泥1上可形成好氧生态区和厌氧生态区，例如对于布置有微孔曝气单元30的区域为好氧生态区，位于未布置微孔曝气单元30的区域为厌氧生态区。好氧生态区和厌氧生态区可根据河道的水质、边界条件等情况合理分布，可组合成多种耗氧和厌氧作用区域。

好氧生态区和厌氧生态区优选间隔布置，在河道中间隔500-1000立方米水体容积。在好氧状态下，提高水体溶解氧、降低cod、nh3-n、提高河道水体透明度等；在厌氧状态下，去除tn(总氮)。

微孔曝气单元30主要用于为水体增氧，可结合好氧生态区，为好氧生态区供氧。

作为选择，微孔曝气单元30可包括数根多孔管31。数根多孔管31可选用平行排布、纵横交错以及盘状布置中的至少一种布置在河道水体中。

多孔管31上的微孔孔径为纳米级，微孔平均孔径：φ0.03～φ0.06mm。微孔的布置密度：700～1200个/米。

微孔曝气单元30的选型和充氧方式根据水体的需氧量确定，以达到较好的曝气效果。

本发明的河道底泥修复系统，施工简单，以物理覆盖层结合微生物对河道底泥进行修复，较于现有技术的单一手段，对底泥修复和恢复水质的自净能力效果更好，特别适用于黑臭河道的治理。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。