一種浮動(dòng)式ehbr河湖水體凈化裝置系統(tǒng)與方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是一種浮動(dòng)式強(qiáng)化耦合生物膜反應(yīng)器(EHBR)河湖水體凈化裝置系統(tǒng)與方法，屬于生態(tài)與環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前用于河道治理的傳統(tǒng)技術(shù)主要有物理法、化學(xué)法和生物/生態(tài)法三大類。物理法主要是通過清淤換水、機(jī)械除藻、人工打撈等措施來清除河水中的污染物，成本費(fèi)用極高，水體維持時(shí)間很短，也不能從根本上解決河道水體污染問題?；瘜W(xué)法如混凝沉淀、加入化學(xué)藥劑殺藻、加入鐵鹽促進(jìn)磷的沉淀、加入石灰脫氮等方法，但該河道污水治理方法成本高且易造成二次污染。目前生物/生態(tài)法治理河道水，大多是水中種植水生植物，附加其他處理裝置，但由于多數(shù)處理裝置功能單一，使用效果普遍較差，且水生植物在換季時(shí)容易死亡腐爛，因此也無法實(shí)現(xiàn)水體系統(tǒng)性和持久性的凈化處理。
[0003]治理河湖水體污染的理想技術(shù)，總體要求應(yīng)該是標(biāo)本兼治、高效安全、低成本、可持續(xù)，能夠建立起河湖水體本身的除污自凈化能力，形成完善的水生態(tài)系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在提供一種處理效果好、運(yùn)行穩(wěn)定、成本低、操作簡單方便、可提升和持久保持河湖水體自凈化能力且易于實(shí)施的河湖水體凈化裝置系統(tǒng)與方法，適用于各種水質(zhì)受污染的河湖水體治理與修復(fù)。
[0005]本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:浮動(dòng)式EHBR河湖水體凈化裝置系統(tǒng)主要是由膜組件、膜組件架、浮體、動(dòng)力系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)、推進(jìn)設(shè)備、繩索和吊墜組成的。
[0006]本發(fā)明的膜組件是由具有優(yōu)異氧氣透過性能、良好穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度的中空纖維膜和其兩端分別含有進(jìn)氣和出氣口的封頭組成，中空纖維膜的外側(cè)表面具有良好的生物附著性，即良好的掛膜性能。
[0007]本發(fā)明的膜組件架是用于固定膜組件的，由若干支架組成；一個(gè)支架上固定一個(gè)或一個(gè)以上的膜組件。
[0008]本發(fā)明的浮體是指在水體中能夠產(chǎn)生較大浮力的裝置，例如:浮筒、浮箱、浮床、浮
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[0009]本發(fā)明的動(dòng)力系統(tǒng)是能夠?yàn)楸景l(fā)明裝置提供動(dòng)力的設(shè)備，例如:太陽能發(fā)電設(shè)備、風(fēng)力發(fā)電設(shè)備、燃料電池、蓄電池、小型發(fā)電設(shè)備、小型發(fā)動(dòng)機(jī)以及常規(guī)電源等供電設(shè)備。
[0010]本發(fā)明的供氣系統(tǒng)是可以為本發(fā)明的膜組件提供含氧氣體的氣源與設(shè)備，例如:氣體壓縮設(shè)備、制氧設(shè)備，以及含有壓縮空氣及氧氣的壓力罐體等供氣設(shè)備等。
[0011]本發(fā)明的推進(jìn)設(shè)備可以是任何形式的、能推動(dòng)本發(fā)明裝置在水中移動(dòng)的推進(jìn)裝置，例如:螺旋槳式推進(jìn)器、直流推進(jìn)器、噴水推進(jìn)器、渦輪推進(jìn)器、尾管推進(jìn)器、液壓推進(jìn)器、蝸輪推進(jìn)器、氣體推進(jìn)器等，以及電動(dòng)推進(jìn)器和風(fēng)力推進(jìn)設(shè)備等推進(jìn)設(shè)備。
[0012]在本發(fā)明中，膜組件固定于膜組件架上，整體膜組件架由內(nèi)到外呈輻射狀；浮體固定于膜組件架的上部；動(dòng)力系統(tǒng)與供氣設(shè)備可以置于浮體上，供氣設(shè)備與動(dòng)力系統(tǒng)相連接并通過氣體管路與膜組件的進(jìn)氣口相連接，推進(jìn)設(shè)備固定于膜組件架上并與供電設(shè)備相鏈接；岸基電源可通過水體或從水面上方引入與推進(jìn)設(shè)備及供氣設(shè)備相連接；岸基氣源可通過水體或從水面上方引入與膜組件相連接；吊墜沉于河道底部并通過繩索與膜組件架相連；由此組成一體化的浮動(dòng)式EHBR河湖水體凈化裝置系統(tǒng)。
[0013]本發(fā)明的浮動(dòng)式EHBR河湖水體凈化裝置系統(tǒng)浮動(dòng)于河湖面上，無需土建池體施工，無需河道清淤，可以根據(jù)水質(zhì)條件靈活調(diào)整。本發(fā)明的浮動(dòng)式EHBR河湖水體凈化裝置系統(tǒng)具有河湖水體凈化效果好、運(yùn)行穩(wěn)定、占地小、造價(jià)低、運(yùn)行費(fèi)用低、布置靈活、有助于河道水體生態(tài)修復(fù)能力的建立和完善的特點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0014]本發(fā)明的浮動(dòng)式EHBR河湖水體凈化裝置系統(tǒng)是由膜組件、膜組件架、浮體、動(dòng)力系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)、推進(jìn)設(shè)備、繩索和吊墜組成的一體化設(shè)備。通過動(dòng)力系統(tǒng)為供氣設(shè)備和推進(jìn)設(shè)備提供動(dòng)力，供氣系統(tǒng)通過氣體管路為膜組件內(nèi)的中空纖維膜提供含氧氣體，氧氣透過膜壁為附著生長在其外表面的微生物膜供氧；推進(jìn)設(shè)備在動(dòng)力驅(qū)動(dòng)下為一體化裝置系統(tǒng)在水體內(nèi)的移動(dòng)提供動(dòng)力。
[0015]浮體通過自身產(chǎn)生的浮力，實(shí)現(xiàn)膜組件浸沒于水面之下而又不觸及河底。
[0016]用于連接膜組件架和吊墜的繩索的長度可以調(diào)控整個(gè)裝置系統(tǒng)在固定的河道、湖泊范圍內(nèi)活動(dòng)；吊墜安裝在水體底部，用于固定裝置系統(tǒng)在河道、湖泊中的位置。
[0017]使用本發(fā)明的方法，包括:根據(jù)河湖水體的污染程度和水流量計(jì)算膜組件的數(shù)量和設(shè)計(jì)膜組件架；根據(jù)河湖的結(jié)構(gòu)和水文特點(diǎn)設(shè)計(jì)浮動(dòng)式EHBR河湖水體凈化裝置系統(tǒng)在河道內(nèi)的布放，以使水體凈化達(dá)到最佳效果；根據(jù)上述計(jì)算與設(shè)計(jì)將浮動(dòng)式EHBR河湖水體凈化裝置系統(tǒng)安裝于河道湖泊內(nèi)；開啟動(dòng)力系統(tǒng)和供氣系統(tǒng)，在設(shè)置的壓力下給中空纖維膜供氣，由于良好的透過性能使中空纖維膜外表面保持較高的氧濃度，水體中的微生物在中空纖維膜表面附著生長，繼而培育出完整的生物膜；中空纖維膜外側(cè)表面生物膜的掛膜過程也可通過外加菌種和營養(yǎng)成分而加速進(jìn)行；在EHBR河湖水體凈化過程中，河湖水體中的營養(yǎng)物質(zhì)被中空纖維膜外側(cè)表面的生物膜吸附和降解，以此達(dá)到凈化水體、保持水體清潔的目的。
[0018]浮動(dòng)式EHBR河湖水體凈化裝置在推進(jìn)設(shè)備的驅(qū)動(dòng)下在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)對較大范圍水體的凈化，提高了設(shè)備使用效率。
[0019]本發(fā)明的浮動(dòng)式EHBR河湖水體凈化裝置系統(tǒng)與方法適用于各種水質(zhì)受污染的河湖水體的凈化治理與生態(tài)修復(fù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種浮動(dòng)式強(qiáng)化耦合生物膜反應(yīng)器(EHBR)河湖水體凈化裝置系統(tǒng)，其特征在于:包括膜組件、膜組件架、浮體、供電系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)、推進(jìn)設(shè)備、繩索和吊墜。
2.一種使用權(quán)利要求1所述的浮動(dòng)式EHBR河湖水體凈化裝置系統(tǒng)，其特征在于:膜組件是由具有優(yōu)異氧氣性透過性能、良好穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度的中空纖維膜和其兩端分別含有進(jìn)氣和出氣口的封頭組成，中空纖維膜的外側(cè)表面具有良好的生物附著性，即良好的掛膜性能。
3.一種使用權(quán)利要求1所述的浮動(dòng)式EHBR河湖水體凈化裝置系統(tǒng)，其特征在于:膜組件架是用于固定膜組件的，由若干支架組成；一個(gè)支架上固定一個(gè)及一個(gè)以上的膜組件。
4.一種使用權(quán)利要求1所述的浮動(dòng)式EHBR河湖水體凈化裝置系統(tǒng)，其特征在于:浮體是指在水體中能夠產(chǎn)生較大浮力的裝置，其作用是保持膜組件浸沒于水面之下而又不觸及河底。
5.一種使用權(quán)利要求1所述的浮動(dòng)式EHBR河湖水體凈化裝置系統(tǒng)，其特征在于:動(dòng)力系統(tǒng)是能夠?yàn)楸景l(fā)明裝置提供動(dòng)力的設(shè)備，包括如太陽能發(fā)電設(shè)備、風(fēng)力發(fā)電設(shè)備、燃料電池、蓄電池、小型發(fā)電設(shè)備、小型發(fā)動(dòng)機(jī)的各種供電設(shè)備以及常規(guī)電源。
6.一種使用權(quán)利要求1所述的浮動(dòng)式EHBR河湖水體凈化裝置系統(tǒng)，其特征在于:供氣系統(tǒng)是可以為本發(fā)明的膜組件提供含氧氣體的氣源與供氣設(shè)備。
7.一種使用權(quán)利要求1所述的浮動(dòng)式EHBR河湖水體凈化裝置系統(tǒng)，其特征在于:推進(jìn)設(shè)備可以是任何形式的、能推動(dòng)本發(fā)明裝置在水中移動(dòng)的推進(jìn)裝置。
8.一種使用權(quán)利要求1所述的浮動(dòng)式EHBR河湖水體凈化裝置系統(tǒng)，其特征在于:膜組件固定于膜組件架上，整體膜組件架由內(nèi)到外呈輻射狀；浮體固定于膜組件架的上部；動(dòng)力系統(tǒng)與供氣設(shè)備可以置于浮體上，供氣設(shè)備與動(dòng)力系統(tǒng)相連接并通過氣體管路與膜組件的進(jìn)氣口相連接，推進(jìn)設(shè)備固定于膜組件架上并與供電設(shè)備相鏈接；岸基電源可通過水體或從水面上方引入與推進(jìn)設(shè)備及供氣設(shè)備相連接；岸基氣源可通過水體或從水面上方引入與膜組件相連接；吊墜沉于河道底部并通過繩索與膜組件架相連；由此組成一體化的浮動(dòng)式EHBR河湖水體凈化裝置系統(tǒng)。
9.一種利用如權(quán)利要求1所述浮動(dòng)式EHBR河湖水體凈化裝置系統(tǒng)的方法，其特征在于:本發(fā)明的浮動(dòng)式EHBR河湖水體凈化裝置系統(tǒng)是由膜組件、膜組件架、浮體、動(dòng)力系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)、推進(jìn)設(shè)備、繩索和吊墜組成的一體化設(shè)備；通過動(dòng)力系統(tǒng)為供氣設(shè)備和推進(jìn)設(shè)備提供動(dòng)力，供氣系統(tǒng)通過氣體管路為膜組件內(nèi)的中空纖維膜提供含氧氣體，氧氣透過膜壁為附著生長在其外表面的微生物膜供氧；推進(jìn)設(shè)備在動(dòng)力驅(qū)動(dòng)下為一體化裝置系統(tǒng)在水體內(nèi)的移動(dòng)提供動(dòng)力；浮體通過自身產(chǎn)生的浮力，實(shí)現(xiàn)膜組件浸沒于水面之下而又不觸及河底；用于連接膜組件架和吊墜的繩索的長度可以調(diào)控整個(gè)裝置系統(tǒng)在固定的河道、湖泊范圍內(nèi)活動(dòng)；吊墜安裝在水體底部，用于固定裝置系統(tǒng)在河道、湖泊中的位置；使用本發(fā)明的方法，包括:根據(jù)河湖水體的污染程度和水流量計(jì)算膜組件的數(shù)量和設(shè)計(jì)膜組件架；根據(jù)河湖的結(jié)構(gòu)和水文特點(diǎn)設(shè)計(jì)浮動(dòng)式EHBR河湖水體凈化裝置系統(tǒng)在河道內(nèi)的布放，以使水體凈化達(dá)到最佳效果；根據(jù)上述計(jì)算與設(shè)計(jì)將浮動(dòng)式EHBR河湖水體凈化裝置系統(tǒng)安裝于河道湖泊內(nèi)；開啟動(dòng)力系統(tǒng)和供氣系統(tǒng)，在設(shè)置的壓力下給中空纖維膜供氣，由于良好的透過性能使中空纖維膜外表面保持較高的氧濃度，水體中的微生物在中空纖維膜表面附著生長，繼而培育出完整的生物膜；中空纖維膜外側(cè)表面生物膜的掛膜過程也可通過外加菌種和營養(yǎng)成分而加速進(jìn)行；在EHBR河湖水體凈化過程中，河湖水體中的營養(yǎng)物質(zhì)被中空纖維膜外側(cè)表面的生物膜吸附和降解，以此達(dá)到凈化水體、保持水體清潔的目的；浮動(dòng)式EHBR河湖水體凈化裝置在推進(jìn)設(shè)備的驅(qū)動(dòng)下在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)對較大范圍水體的凈化，提高設(shè)備使用效率。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述浮動(dòng)式EHBR河湖水體凈化裝置系統(tǒng)和權(quán)利要求9所述利用浮動(dòng)式EHBR河湖水體凈化裝置系統(tǒng)的方法，其特征在于:該裝置系統(tǒng)和方法適用于各種水質(zhì)受污染的河湖水體的凈化治理與生態(tài)修復(fù)。
【專利摘要】本發(fā)明屬于生態(tài)與環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，涉及一種浮動(dòng)式強(qiáng)化耦合生物膜反應(yīng)器（EHBR）河湖水體凈化裝置系統(tǒng)與方法。根據(jù)河湖水體結(jié)構(gòu)特征、水流特征及水質(zhì)特征，在河湖水面上，按順序依次排列著一定數(shù)量的浮動(dòng)式EHBR河湖水體凈化裝置系統(tǒng)。微生物以浮動(dòng)式EHBR河湖水體凈化裝置系統(tǒng)的中空纖維膜為載體，同時(shí)借助于河湖水體中的有機(jī)懸浮物或可溶性營養(yǎng)物而大量繁殖，形成可以吸收分解污染物的生物膜，從而使河湖水體得到凈化。浮動(dòng)式EHBR河湖水體凈化裝置系統(tǒng)與方法具有處理效果好，運(yùn)行穩(wěn)定，占地小，造價(jià)低，運(yùn)行成本低，布置靈活的特點(diǎn)，有助于建立和完善河湖生態(tài)修復(fù)能力。
【IPC分類】C02F3-02, C02F3-34
【公開號】CN104761046
【申請?zhí)枴緾N201410004252
【發(fā)明人】史毅軍, 張敏利, 宋慶茂, 曹翠翠, 位紅永, 李海雷
【申請人】天津海之凰科技有限公司
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2014年1月6日