人工造流曝气碳素纤维生态草河道生态修复系统的制作方法

本发明涉及环境保护领域，尤其涉及人工造流曝气碳素纤维生态草河道生态修复系统。
背景技术：
：近年来，国家大力发展城市现代化建设，工业发展水平不断加快，造成了城市河道低溶解氧、低透明度、高氮磷污染的现状，导致水生植物无法生长、河道“荒漠化”的恶果。故以改善河道水环境质量、恢复水生态原状、提高水体自净能力为目的的河道生态系统修复技术越来越得到重视。目前常用的河道修复技术主要为疏浚、局部充氧、水生植物治理技术、生物接触氧化技术、生态草技术等。疏浚、局部充氧主要是通过打捞、清除底泥淤泥、曝气增氧等物理技术来清除水中的污染物，帮助河流生态系统恢复正常，具有技术含量低、成本低、见效快等优点。水生植物治理技术主要是在污染水体中种植适宜的水生植物，吸收、富集、转化水体中的污染物，建立完善的生物网，达到水生态恢复的目的。生物接触氧化技术是利用人工材料，为水生藻类、微生物提供良好的生长环境，进而形成菌胶团，吸附、吸收、分解污染水体中的富营养化物质，起到污水净化作用。生态草技术是一种新型人工合成接触材料接触氧化技术。利用耐污染、有一定弹性的人工材料，仿照水生植物设计成具有较大比表面积的新型仿生载体，通过微生物系统自身的演替，在载体表面形成从菌类、藻类到原生动物、后生动物的立体微生物生态系统，通过微生物的物种多样性，实现治理系统的高效性和稳定性。其独有的“藻菌共生”体和微A/O结构，使河道生态修复效果更为明显。碳素纤维生态草相比于普通生态草，具有更发达的表面微孔结构，具有更高的吸附量和吸附速率，极强的物理吸附能力和生物亲和性，发达的孔隙结构可以吸引鱼虾产卵，进而形成完整的生物网，彻底改善水体。碳素纤维生态草技术是一种良好的河道生态修复技术，但在河道治理修复过程中，河道的水位会随季节、上游排水水量等因素出现不同的变化，当河道水位出现周期性或非周期性的变化时，与河道治理相关设备装置容易被水流冲走，整个设备无法正常运行，对整个生态修复工程造成阻碍。技术实现要素：为了解决上述技术问题，本发明公开了一种人工造流曝气碳素纤维生态草河道生态修复系统。它具有水体净化效果好，能适应水位变化，做出自动调节，有效避免水流冲击对整个生态修复工程造成的冲击。本发明采用如下技术方案：一种人工造流曝气碳素纤维生态草河道生态修复系统。包括河道、碳素纤维生态草、人工造流曝气、在线监测装置、供气装置、电源装置。所述河道为下沉式，河道内有碳素纤维生态草，所述碳素纤维生态草包括固定支架及固定在支架上的若干束碳素纤维生态草。所述固定支架上固定有磁力装置及供气装置，磁力装置用以固定碳素纤维生态草，固定支架上方有供气装置。所述人工造流曝气是通过安装在碳素纤维生态草下方的若干个推流曝气机朝同一个方向开动形成循环流动水，并向水体供氧。所述在线监测装置包括在线流量计、在线水位监测仪、在线常规五参数、在线COD分析仪、在线氨氮分析仪。所述人工造流曝气装置及供气装置由电源装置供电，所述电源装置连接电控系统。作为优选，所述河道为下沉式，下沉式河道低于正常河道1m。作为优选，所述碳素纤维生态草由密度不同的多密度段组成，所述多密度段包括底部的底部高密度段、中部的低密度段、口部的口部高密度段。作为优选，所述碳素纤维生态草通过磁力作用固定在生态固定支架上。磁铁固定在河床底部，通过控制磁铁的重力作用及供气气量的大小，实现生态草支架的上浮和下沉。作为优选，所述生态草固定支架是可以上浮和下沉的，当在线流量计或在线水位计监测到的数据超过一定范围时，生态草固定支架下沉到河道底部，当水位、水量稳定后，生态固定支架上浮。作为优选，所述生态草固定架上方有供气装置，在正常水位时，对供气装置进行供气，碳素纤维生态草处于直立状态，当水位或流量异常时，对供气装置进行放气，碳素纤维生态草处于倒伏状态。作为优选，所述人工造流曝气装置具有同时曝气和推流功能。作为优选，所述电源装置包括光伏发电供电模块、风力发电供电模块以及低压配电供电模块。作为优选，所述光伏发电供电模块、风力发电供电模块连接蓄电池组，所述光伏发电供电模块、风力发电供电模块工作时对蓄电池组进行浮充。作为优选，所述河道内设置有在线流量计、在线水位监测仪、在线常规五参数、在线COD分析仪、在线氨氮分析仪。所述在线监测仪器通过互联网与远程监测终端连接，所述远程监测终端与电控系统通信连接。本发明采用的技术方案，通过在河道水体中预设碳素纤维生态草，辅助人工造流曝气设备，微生物附着于生态草表面生长代谢，通过微生物降解水体中有机污染物并形成局域性微循环生态环境，从而达到水体净化生态修复的作用。另外，在河道碳素纤维生态草整个装置中，碳素纤维生态草通过磁力与固定支架连接，固定支架上的供气装置，固定支架在水位、水量发生变化时可以上浮、下层，综合这几个因素，当河道水位随季节、上游排水水量等因素出现不同的变化时，整个装置可以有效应对这些变化，以防止这些变化对水生态修复体系造成破坏。附图说明图1为本发明所在河道的俯视示意图。图2为本发明所在河道的横断面示意图。图3为本发明的供风防护装置。具体实施方式如图所示，一种人工造流曝气碳素纤维生态草河道生态修复系统。包括河道2、碳素纤维生态草1、人工造流曝气3、在线监测装置6、供气装置4、电源装置5。所述河道为下沉式，河道内有碳素纤维生态草，所述碳素纤维生态草包括固定支架2.1及固定在支架上的若干束碳素纤维生态草。所述固定支架上固定有磁力装置及供气装置4，磁力装置用以固定碳素纤维生态草，固定支架上方有供气装置。所述人工造流曝气是通过安装在碳素纤维生态草下方的若干个推流曝气机3朝同一个方向开动形成循环流动水，并向水体供氧。所述在线监测装置6包括在线流量计、在线水位监测仪、在线常规五参数、在线COD分析仪、在线氨氮分析仪。所述人工造流曝气装置及供气装置由电源装置5供电，所述电源装置连接电控系统。通过在河道水体中预设碳素纤维生态草，辅助人工造流曝气设备，微生物附着于生态草表面生长代谢，通过微生物降解水体中有机污染物并形成局域性微循环生态环境，从而达到水体净化生态修复的作用。如图所示，设置若干钢管向水底延伸形成钢管框架2.1，钢管框架底部铺设有磁铁网格，控制钢管框架的重力作用及供气装置的气量，使碳素纤维生态草整个装置平衡、稳定地上浮于下沉式河道上方。碳素纤维生态草固定在支架底部，生态草上部连接供气装置，供气装置有多排软性PVC管4.2连接组成，在每排生态草顶部连接一根软性PVC管。如此构造可有效防止碳素纤维生态草相互缠绕，影响微生物的生长繁殖和污染物的处理效果。供气装置每一区段采用一台回转式风机进行空气供应，对应设置一根主风管4.1及由该主风管分散出去的若干个分支风管4.2。回转式风机以小风量、低风压为主，具有体积小、噪音低、电耗省、运行平稳等特点。在实际应用时，可采用小型防雨木屋作为风机房及电控间，除防雨、防潮、防盗功能外，造价成本低、外形美观，可与水乡环境有机结合。碳素纤维生态草固定支架1.1是可以上浮和下沉的，在河床底部下挖深度为1m的空地，可以容纳碳素纤维生态草固定支架。固定支架是活动的，当在线流量计或在线水位仪监测到的数据超过一定范围，在线监测仪器发出报警信息，通过逻辑编程，远程终端对生态草固定支架发出下沉命令，整个生态草固定支架下沉到河床下挖的底部。同时，远程终端向电控系统输出停机指令，电控系统控制电源装置断电停止电力输送，此时供气装置中无空气通过，在生态草支架的重力作用下，整个装置下沉。且碳素纤维生态草具有顶部密度高的特点，固定在供气装置上的碳素纤维生态草在短时间内随水流进行倒伏。至此，包括碳素纤维生态草的整个固定支架全部沉入到河床下挖底部。当水位、流量数据正常后后，远程终端对生态固定支架发出上浮命令。同时，远程终端向电控系统发出逻辑信号，电源装置恢复供电，对供气装置进行充气，生态草恢复浮力状态。包括碳素纤维生态草的整个固定支架恢复到工作状态。人工造流曝气装置3，选择集曝气与推流作用于一体的潜水式推流曝气机，功率2.2KW，能耗低，噪音小，也不会将底泥搅动。曝气供氧的同时，推动水流连续循环流动，使河水得到充足的氧气。该型号推流式曝气机的参数见表1。型号功率/KW马力/HP增氧能力/kgO2/h潜入深度/m循环通量/m3/hSCO2/TL222.233.1-3.61.5-5610在中央隔板的隔离下，河道被分割成氧化沟一样的形状，人工造流曝气机一边曝气一边使河水缓缓循环流动。由于河水得到充分流动搅拌，曝气机处的富氧水团被均匀分散到河道各处，使得整个河道中的污水都处于好氧状态，从而能从根本上杜绝臭气的发生。人工造流曝气装置在推动液流的同时，可为河道生态修复系统提供氧气，无需设置单独的曝气系统，更加节能。河道内设置有在线流量计、在线水位监测仪、在线常规五参数、在线COD分析仪、在线氨氮分析仪。在线监测设备通过互联网与远程监测终端连接，远程监测终端与电控系统通信连接。在线监测设备的数据可以通过互联网实时传输至远程监测终端，由远程监测终端进行监控。远程监测终端对信息处理，可以发出报警信息并实现远程控制，因此水质检测及事故报警可实现远程监测及传输功能，实现系统正常运行的可靠保证。电源装置包括光伏发电供电模块5.2、风力发电供电模块5.1以及低压配电供电模块，低压配电供电模块接入市电，光伏发电供电模块、风力发电供电模块连接蓄电池组，光伏发电供电模块、风力发电供电模块工作时对蓄电池组进行浮充，然后蓄电池组作为电源进行供电。其中，光伏发电供电模块、风力发电供电模块作为主电源装置，低压配电供电模块作为辅助电源装置，只有在光伏发电供电模块、风力发电供电模块的供电满足不了需求时，才使用低压配电供电模块供电。由于河网分布并非任意处均能方便提供电力，在用电设备供电系统，设计采用太阳能光伏、风能及市电的多供电方式进行供电，以保证生态修复系统在任何条件下均可正常使用，而且优选采用光伏发电供电模块、风力发电供电模块这些新能源进行供电，对环境保护更加有利。当前第1页1 2 3