一种适于感潮内河水系排污口污水的原位生态修复装置和系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及污染水体治理及生态环境修复技术领域，更具体地，涉及一种适于感潮内河和河涌及湖塘排污口的原位生态修复装置和系统。
【背景技术】
[0002]珠三角地区城镇化发展迅速，但与之配套的污水管网设施尚未健全，尤其是老城区和城乡结合部，截污不彻底、污水未经处理就近排入河涌、湖塘的现象依然普遍；珠三角感潮河网区水体交换不畅，而过高的有机负荷远远超过了水体自净的能力，造成水体中的溶解氧不足或耗尽，厌氧分解生成大量厌氧产物导致整个水体黑臭难闻。排污口来源多、成分杂、水质水量不稳定，加之土地资源紧张，存在收集难、处理率低、潜在危害大等一系列问题。此外，河道整治过程中的“直线化”和“三面光”处理，破坏河道原有生态环境系统，降低了河道水体自净能力。有必要在河道截污整治工程的同时，实施河道生态系统建设，提高河道水体自净能力，进一步控制水体污染物总量。
[0003]目前，公知的河道内水体污染直接净化或就地处理技术有:①在河道内或河道的傍侧建立的类似于污水处理厂的工程技术；②通过生态措施增加河道的接触氧化面积，从而提高河道的自然净化能力普通的生物浮岛技术(仅适用于缓流水体)；④直接向河道内抛洒高效微生物，从而提高河道净化能力的技术；⑤直接在河道内加装曝气设施的技术等。这些技术都不同程度的存在着某种不足或缺陷，如:对污染物的去除效率低、投资大、运行成本高和维修管理不便与不能持续等，以及影响河道的防洪排涝等基本功能。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型要解决的技术问题是针对现有河道内水体污染治理技术的不足，提供一种适于感潮内河和河涌及湖塘排污口的原位生态修复装置，基于本装置，可以科学实现生物接触氧化技术、高效生物载体技术、高效微生物技术、微曝气技术、生物操纵技术的有机结合，实现了在不影响河道防洪排涝功能的前提下，通过物理沉淀、载体吸附、微生物降解、水生植物吸收与转移作用以及水生动物消化与分解的共同作用净化水体。
[0005]本实用新型的目的通过以下技术方案予以实现:
[0006]提供一种适于感潮内河和河涌及湖塘排污口的原位生态修复装置，由三层净化区域和连接结构组成:上部水生植物吸收区、中部高效微生物膜好氧反应区和底部兼性厌氧反应区；所述连接结构的上端连接水生植物吸收区，下端连接高效微生物膜好氧反应区，所述底部兼性厌氧反应区悬挂于高效微生物膜好氧反应区下端；所述水生植物吸收区由浮力框架、浮床以及水生植物组成，所述浮力框架构成密闭回路；浮床固定于浮力框架上，用于种植水生植物；所述高效微生物膜好氧反应区由若干个载体箱框架、高效载体以及微曝气系统组成；向好氧反应区和兼性厌氧反应区投加复合微生物菌群；整个处理装置通过浮力框架的浮托作用，漂浮在水面。
[0007]优选地，SI步骤所述水生植物为根系发达、光合效率和根系泌氧能力强的植物。可以采用单种植物也可以采用混合种植形式。
[0008]进一步优选地，本实用新型采用混合种植形式，采用三种或四种植物由里向外辐射布置种植。其中，优选美人蕉、旱伞草、鸢尾和/或菖蒲等。美人蕉、旱伞草以9?10株/m2的密度种植，鸢尾和/或菖蒲以12?16株/m2的密度种植。
[0009]更加优选地，按照美人蕉40 %、旱伞草40 %、鸢尾和/或菖蒲20 %的配比，采用三种或四种植物由里向外辐射布置混合种植。
[0010]水生植物区吸收区与中部微生物膜好氧反应区形成良好的传质、传热过程，缩短了营养盐分解耗时，有效提高水生植物对营养盐的吸收效率和改善水面景观效果。
[0011 ] 优选地，所述微生物菌群为硝化细菌、反硝化细菌、光合细菌、聚磷菌菌种以及酶的集合体。所述酶为脂肪酶、蛋白酶、纤维素酶等生物酶的一种或几种。每一种有效菌或酶的数量不得少于0.01亿/g (mL)。进一步地，根据水质污染情况，参照I?1.5kg/m3载体的标准投加微生物，但不少于Ikg微生物，抑或根据污染水体实质情况，可通过驯化本地土著微生物实现。
[0012]优选地，所述浮力框架平面大小为L(长)XB(宽)，浮力框架采用Φ75?IlOmm的PVC给水管，密闭回路链接，确保该项技术所需要的刚度与浮力。
[0013]优选地，所述浮床采用单层或双层土工网或者钩网形式，土工网或者钩网绷紧、固定在浮力框架的PVC管上。
[0014]优选地，所述载体箱框架由角钢和钢筋焊制而成，进一步优选单个体积大小为(1/6?1/5) L(长)XB (宽)X (1/4?1/2)H(水深)，分4个均匀、对称分布在所述浮力框架下面，载体箱框架的框内填充高效载体。
[0015]优选地，所述高效载体选用大孔、网状或块型聚氨酯载体，进一步优选单块载体大小为2cmX2cmX2cm?4cmX 4cmX 4cm，透水率达到90%以上，用弹性不绣钢丝串成“梅花形”，采用均匀布设的形式，进一步优选地，单位体积载体填充率为30%?50%，载体之间留足一定的空间，方便鱼、螺、虾等水生动物觅食、休憩与繁殖。优选地，S5也可以是进行人工投放鱼、螺、虾等水生动物，其中投放标准为0.5?1.5kg/m3水体。
[0016]优选地，所述兼性厌氧反应区采用一种刚柔适度的碳纤维材料排列而成，优选单条碳纤维长度与载体箱(1/4?1/2)H(水深)高度一致、直径10?20cm为宜，相邻、并排、垂直悬挂于曝气支管底部，但不会埋入底泥。
[0017]所述微曝气系统采用回路曝气的方式，由曝气机、曝气干管、曝气支管以及曝气盘组成，布设在载体底部，能有效供给微生物菌群的生长。其中，曝气机选用鼓风式曝气机，曝气干管采用Φ50?75mm的PVC给水管，均安放在浮力框架上；曝气支管采用Φ25?50mm的PVC给水管，通过连接杆与载体箱框架链接；曝气盘采用膜片式曝气盘或者曝气头，均匀分布在微生物载体箱框架下面，参照4?6个/m2载体箱框架底面积设定曝气盘或者曝气头数量。
[0018]优选地，所述连接结构为连接杆，采用一种Φ75?IlOmm的不锈钢管卡，亦可自制，上端箍紧浮力框架，下端与载体箱框架搭口焊接。
[0019]进一步地，本实用新型提供一种生态修复的系统，包括N套上述生态修复装置，各套装置之间间距1.0?1.5m，呈横、纵向排列；N套装置分成N/4组，每组共享一套鼓风式曝气机，优选的组合方式获得更佳的水体净化效果。
[0020]本实用新型所述系统的各结构元件组合在一起，为鱼、螺、虾等水生动物及浮游生物提供了觅食和生栖空间，提供了良好微生态环境，恢复了良好的食物链结构，形成一套健康的水生态系统。
[0021]本实用新型可以很好地应用于解决感潮内河和河涌及湖塘排污口的水污染问题，实现直接净化或就地生物处理水体污染问题，也适合于分散型农村污水的收集处理。
[0022]本实用新型具有以下有益效果:
[0023]本实用新型提供了一种新的修复装置，通过自水体水面从上之下设置水生植物吸收区、带有微曝气系统的高效微生物膜好氧反应区和兼性厌氧反应区，有效发挥生物接触氧化技术、高效生物载体技术、高效微生物技术、微曝气技术以及生物操纵技术的综合效能，进行有机的复合、集成和优化，在不影响河道防洪排涝功能的前提下，通过物理沉淀、载体吸附、微生物降解、水生植物吸收与转移作用以及水生动物消化与分解作用净化水体。基于所述装置，本实用新型提供一种高效的修复系统，包括N套所述生态修复装置，获得更佳的水体净化效果。
[0024]本实用新型系统投资省、占地少(或基本不占地)、不影响水面景观、污染物去除效率高，同时不影响河道的原有防洪排涝功能等。
【附图说明】
[0025]图1为本实用新型系统的A-A剖面图。
[0026]图2为本实用新型系统的B-B剖面图。
[0027]其中:1 一水生植物吸收区，2 —中部高效微生物膜好氧反应区，3 —底部兼性厌氧反应区，4 一连接结构，5 —曝气系统，6 —水生植物，7 —水生动物，8 —固定杆，9 一水面，10 一堤岸。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步说明。
[0029]实施例1
[0030]提供一种适于感潮内河和河涌及湖塘排污口的原位生态系统，如附图1至附图2所示，所述系统由三层净化区域和连接结构组成:上部水生植物吸收区1、中部高效微生物膜好氧反应区2、底部兼性厌氧反应区3 ;所述连接结构的上端连接水生植物吸收区，下端连接高效微生物膜好氧反应区，所述底部兼性厌氧反应区悬挂于高效微生物膜好氧反应区下端；所述水生植物吸收区由浮力框架、浮床以及水生植物6组成；所述浮力框架构成密闭回路；浮床固定于浮力框架上，用于种植水生植物；所述高效微生物膜