[实用新型]中空纤维组合式人工水草河道修复系统

说明书

本实用新型提供了一种中空纤维组合式人工水草河道修复系统，包括依次连接的进气管路、供气管路以及多个人工水草单元，在中空纤维膜丝束上设置微生物填料，两者结合形成多个人工水草单元，或由中空纤维人工水草单元和人工水草单元组合构成，既利用了中空纤维膜丝束的特性，又通过微生物填料增加了人工水草的比表面积，再通过供气管路为附着的微生物供氧，提高了微生物的吸附性能，缩短了河道生态修复工程中微生物修复的挂膜周期；微生物填料与中空纤维膜丝束的组合搭配可以更好地在河道生态修复工程中构建好氧兼氧的交替环境，实现同步硝化反硝化。

技术领域

本实用新型涉及人工水草生态修复技术领域，具体地说，涉及一种采用中空纤维作为载体附着微生物形成人工水草单元，再由多个人工水草单元和供氧系统组成，用于人工河道以及湖泊生态修复或重建的中空纤维组合式人工水草河道修复系统。

背景技术

工业发展在推动城市发展的同时，也带来了一些不可避免的工业污染。例如，人为排放的含有大量营养物质的工业废水和生活污水流入河道和湖泊中，致使河道和湖泊水体中的N、P等营养盐含量过多，也即水体富营养化，而这导致了水生态系统物种分布失衡，其中一个现象就是加速了水体中的藻类及其他浮游生物迅速繁殖，破坏了系统的物质与能量流动，造成了水质的污染。在水资源匮乏的现今社会，这一问题显得尤为严重。

针对上述问题在早先的技术中采用物理法、化学法或生物法进行河道治理，但在实际过程中，这些方法都存在各自的技术问题：

1)物理法：通常是以人工方式进行清淤换水，以及打捞过剩繁殖的水草，再辅以机械除藻，但物理法这种人工治理方式，成本较高，且人工打捞的速率远不及藻类繁殖的速度，致使该种方式治理效率较低；

2)化学法：通常采用化学絮凝或重金属化学固定的方法，化学絮凝即利用物质的胶体化学性质使水华生物发生凝聚并沉淀到水体底部，再加以回收，但由于河道和湖泊属于开放式水体，水量难以精确估计，混凝的搅拌强度也难以控制，而重金属化学固定是因河流底泥中的重金属会以离子态或者某种结合态进入水体，所以采用化学固定的方法将重金属与底泥结合，抑制其释放以降低重金属对河流、湖泊的生态系统的影响，但是不论是化学絮凝还是重金属化学固定的方法都存在成本过高的同时，还容易对水质造成二次污染的问题。

基于物理和化学方法治理存在的问题，现有技术中提出了生态修复法，分为原位生物修复和异位生物修复，其中，原位生物修复主要是利用培育的植物或培养、接种的微生物的生命活动，对水中污染物进行转移、转化及降解，使水体得到净化。具体地说，利用培育的植物的新陈代谢作用吸收水体中的N、P等营养物质的部分重金属来控制水体富营养化，同时，微生物的同化和异化作用去除水中的有机污染物。但由于水生植物对原有水质、底泥情况要求较高，依赖性强，且易受冲击负荷、季节温度等条件影响，因此无法保证自然状态下河道治理的修复效果。所以现有技术中提出了具有更大的比表面积、更利于微生物附着的人工水草，微生物在人工水草上附着生长挂膜，形成生物膜。现有技术中，有一种以中空纤维膜为载体的人工水草，其具有能够为附着在其上的微生物供氧的特性，但它的缺点是：一方面人工水草采用中空纤维膜丝作为材质，而微生物在中空纤维膜丝上的附着率并非最佳，所以在实际过程中，需要在挂膜初期就向水体中投入大量外源微生物菌剂，以缩短挂膜的周期；另一方面，现有工艺中微生物填料还需要额外加设曝气充氧设施。

如上所述，现有技术中的这种利用中空纤维膜丝作为材质的人工水草，存在载体形式单一，对微生物的适应性不佳，挂膜周期长，且运营初期需要额外大量投放微生物菌剂等技术问题，修复成本较高。

实用新型内容

本实用新型是为了解决上述技术问题而做出的，其目的是提供一种通过增加微生物填料提高中空纤维膜丝作为微生物载体的附着率，更利于微生物的固定化，同时提高了对多种微生物的适应性，并且减少了现有技术中使用中空纤维膜丝作为人工水草的工艺需要在初期投放微生物菌剂的用量，解决了现有技术中存在的成本高，挂膜周期长的问题。