[发明专利]一种小流域水生态修复集成治理系统及方法

说明书

本发明公开了一种小流域水生态修复集成治理系统及方法，所述系统包括待治理流域中沿河道流向依次布设的清淤修复子系统、催化降解子系统和生态浮岛子系统；所述催化降解子系统设置于待治理河道的中心位置，用于对流域水体内的大分子有机物和非活波金属进行催化降解；所述清淤修复子系统设置于待治理流域的河道上游区域，用于对河道底部的河床淤泥进行分化沉降；所述生态浮岛子系统设置于待治理流域的河道下游区域，用于种植水生生物，以平衡和降低水体中的营养物质。本发明实现了河道清淤以及大分子有机物和非活波金属的催化降解，并对水体营养物质进行吸收，避免了水体富营养化带来的循环污染。

技术领域

本发明涉及环境工程领域，具体是涉及一种小流域水生态修复集成治理系统及方法。

背景技术

人类以及生命的起源、发展都离不开水的滋养和供给，有水才有生命，但当前水环境状况不容乐观，特别是河道、流域因流动性强、处理面积广、无法集中收集处理等特点，导致目前未能有经济、实惠、长期有效的办法恢复水系统的生态功能和调节功能，经济实惠、长期有效的水治理方案将是未来多年的长期课题。目前，催化分解技术是最热门的研究话题，如专利申请号201820965939.5的一种低功耗黑臭水体治理电催化装置、专利申请号201820965684.2的一种流域水体净化光催化装置、专利申请号201710814840.5的镍基石墨烯场效应水体矿化装置等。光、电催化材料在光能或电能作用下，将水体中的溶解氧和水转化为氧化性超强的羟基自由基、超氧氢离子、过氧化物、原子氧以及超强还原性的原子氢等。羟基自由基、超氧氢离子、过氧化物、原子氧可以氧化有机物，将大分子有机物分解为小分子，再进一步矿化为二氧化碳、水和高价态无机矿物等，原子氢将水体中的非活波金属还原为单质态金属。从催化反应的机理上我们可以看出，单纯的催化降解技术会消耗水体中的溶解氧，降低水体溶解氧，将有机态物质分解为无机态，除少部分深度矿化为CO2、H2O、N2、P等外，大部分有机物矿化后的N、P依然以无基态的形式存在于水体中，造成水体的富营养化，形成循环污染。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种小流域水生态修复集成治理系统及方法，实现了河道清淤以及大分子有机物和非活波金属的催化降解，并对水体营养物质进行吸收，避免了水体富营养化带来的循环污染。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种小流域水生态修复集成治理系统，包括待治理流域中沿河道流向依次布设的清淤修复子系统、催化降解子系统和生态浮岛子系统；所述催化降解子系统设置于待治理河道的中心位置，用于对流域水体内的大分子有机物和非活波金属进行催化降解；所述清淤修复子系统设置于待治理流域的河道上游区域，用于对河道底部的河床淤泥进行分化沉降；所述生态浮岛子系统设置于待治理流域的河道下游区域，用于种植水生生物，以平衡和降低水体中的营养物质。

进一步地，所述清淤修复子系统设置于距离催化降解子系统1km以内的河道上游区域，包括多个沿河道流向布设的清淤修复模块，各个清淤修复模块的间隔为30~100m；所述生态浮岛子系统设置于距离催化降解子系统2.5km以内的河道下游区域，包括多个沿河道流向依次布设的柔性生态浮岛装置，所述柔性生态浮岛装置的间隔为5~10m。。

优选地，所述催化降解子系统包括设置在治理流域河道水面上的浮台单元、设置于治理流域河岸上的伏安电化学测试仪、设置于河岸上的可调式脉冲变频电源，以及安装于所述浮台单元中的电催化装置和电位检查容器；

优选地，所述电催化装置，通过密封电源线连接河岸上的可调式脉冲变频电源，并在可调式脉冲变频电源的作用下，对治理流域水体的大分子有机物和非活波金属进行催化降解；所述电位检查容器，通过密封信号线与伏安电化学测试仪连接，配合伏安电化学测试仪完成水体的电位检测；

所述浮台单元由浮台外龙骨和浮台内龙骨焊接形成，所述浮台外龙骨和浮台内龙骨之间填充有泡沫浮筒，且浮台内龙骨底部设置有浮台连接卡扣；浮台内龙骨内设置有分隔框架，所述分隔框架将浮台内龙骨所围成的内部空间划分为若干个安装区域，所述电催化装置和电位检查容器设置于不同的安装区域内。