[发明专利]一种用于黑臭水体处理的人工水草系统

说明书

本发明公开了一种用于黑臭水体处理的人工水草系统，包括内设有电解槽的箱体、圆管和分散连接在圆管上段的若干人工叶片，人工叶片为多层结构：第一层太阳能板提供能源，第二层高吸水纤维织物，一端从黑臭水体中吸水并毛细输送至另一端，再经由折返段滴流，进入电解槽内电解并产生氯气和氢氧化钠；在滴流过程中第三层铁丝网和第四层铜网发生铁铜微电解，降解有机物的同时生成铁离子溶于水中。氯气进入黑臭水体中，对有机物进行深度氧化；铁离子在电解质碱性增强的情况下形成氢氧化铁絮体，对黑臭水体中残留的细颗粒物进行絮凝。本发明完全采用物化法处理黑臭水体，不依赖季节和植物生长状况来处理水质，系统可移动，能完成对整个水面的处理。

技术领域

本发明属于环境保护的水处理技术领域，尤其涉及黑臭河道水体治理系统。

背景技术

黑臭水体是指因过量纳污、超出了水体水环境容量和自净能力而导致水色变黑、变臭的水体。

城市黑臭水体是城市的顽疾。黑臭水体的形成因素众多，当水体被有机物严重污染时，有机物首先被好氧微生物分解，导致溶解氧被大量消耗，由于水体复氧速率慢于耗氧速率，导致水体中溶解氧接近于零。此时，有机物便在厌氧微生物为主导的厌氧发酵的条件下分解，其中的碳、氮、硫元素被释放，生成对应的产物为甲烷、氨气和硫化氢等臭味气体。有研究进一步指出，无论水体是否有溶解氧，只要温度合适，好氧放线菌和厌氧微生物均会对其中的氮磷有机污染物进行分解，从而产生各类发臭物质，引起水体不同程度的黑臭。有研究表明，水体中的腐殖质是致黑悬浮物质的重要组成部分，并且，腐殖质会大量消耗水中的溶解氧，使水体黑臭程度加剧。同时，水中的铁、锰等元素被还原，与水中硫离子的形成FeS、MnS等硫化物，使水体呈现黑色。

采用截污、清游或疏浚措施、以及调水措施等这些工程法处理黑臭水体，能迅速改善水体黑臭现象，但是都只能暂时缓解水体黑臭现象。若要从根本上解决水体黑臭的问题，必须从水体污染物的降解本质入手。因此，人们开始对生物生态法修复受污染水体进行大量研究。

黑臭水体的生物生态修复法主要包括植物净化与修复、微生物修复等方法，此类方法主要是利用生物的自然生长及代谢活动对水体中污染物质进行迁移和转化，从而达到降低水体污染物浓度，改善水体黑臭现象的目的。

但是，现有的生态修复法存在一些问题：通过种植水生植物对该黑臭河道水体中的氮磷进行吸收，该方法中草本植物进行光合作用产生的氧气经叶片释放至空气中，难以解决黑臭河道水体中溶氧量低的问题，生物生长缓慢，且受季节影响，因此，治理效果不明显，治理效率低下。而且，黑臭水体不经过清除污泥和水净化处理，就不适合种植水生植物，种植的植物会腐烂变质，反而增加水体有机质。并且，生态修复技术需要人工养护，美人蕉等植物在吸收河道中的养分后，在夏季生长，在秋季枯萎或死亡，在冬季则完全没有处理效果。而且，如果不对枯萎的植物进行打捞，则春天腐烂之后，一切回归到原来。全年四季实际能有效工作的只有两个季节，有半年是不能发挥效力的。

生态草技术是一种新兴的生物膜载体净化技术，是由生物膜技术发展而来，本质上是利用微生物的新陈代谢来分解污染物。生态草技术主要是将具有高耐性、好柔性、对环境无污染的材料模仿天然水体中的水草设计而成的仿生水草投放到受污染水体中，以人工投加菌群或土著菌群为种源，利用微生物在载体上的大量繁殖来降低水体有机污染物浓度，是一种基于污染物自然降解原理的生物强化修复技术，在一些发达国家如美国，日本均有工程应用且效果较好。但是，生态草本质上还是一种新型生物膜，具有生物处理的通病，比如生长缓慢、处理效率低、黑臭水体环境不适合微生物生长等问题。而且，目前效果较好的几种生态草材料均具有价格昂贵的缺点，如用于大面积的水体治理则成本太高了，很难得到推广。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于黑臭水体处理的人工水草系统，完全采用物化法处理黑臭水体，不依赖季节和植物生长状况来处理水质，对黑臭水体中的有机污染物进行深度氧化和多重降解处理，对黑臭水体中残留的细颗粒物进行絮凝并沉淀，使得水面变清。本发明系统可以在水面多处游动，对整个水面进行处理。运行时，无须人工控制，只需要定期补充食盐即可。