申请日2012.02.27
公开(公告)日2012.07.18
IPC分类号C02F3/30
摘要
本发明公开了一种感潮河涌的水处理装置，包括有：氧化沟，所述氧化沟依河涌两岸建设，并在河涌的横向上形成S状沟体，其两端与河涌相通，分别为进水口、出水口;至少两个曝气装置，其分别设于所述进水口处及所述出水口处;及生物膜处理装置，其设于所述氧化沟内。本发明将氧化沟技术应用于狭长的河道环境，又将氧化沟技术和生物膜技术相结合，同时兼具氧化沟技术和生物膜技术的优点。氧化沟为微生物提供了一个相对稳定的生长环境，使微生物在内富集，保持较高的污泥浓度，对污染物进行降解;另一方面，生物膜技术易于管理，可以消除氧化沟污泥上浮和膨胀等弊端。
权利要求书
1.一种感潮河涌的水处理装置，其特征在于，其包括有：
氧化沟，所述氧化沟依河涌两岸建设，并在河涌的横向上形成S状沟体，所述S形沟体的两端与河涌相通，其两端分别为进水口、出水口;
至少两个曝气装置，其分别设于所述进水口处及所述出水口处;
及生物膜处理装置，其设于所述氧化沟内。
2.根据权利要求1所述的感潮河涌的水处理装置，其特征在于，所述氧化沟包括有第一沟体及第二沟体，所述第一沟体及所述第二沟体的形状为U型，且所述第一沟体和所述第二沟体相对设置并部分嵌套形成S状沟体。
3.根据权利要求1所述的感潮河涌的水处理装置，其特征在于，所述生物膜处理装置包括有：悬浮架及漂浮结构，所述悬浮架上悬挂有组合填料，所述漂浮结构固定于所述悬浮架上。
4.根据权利要求3所述的感潮河涌的水处理装置，其特征在于，所述悬浮架为竹竿搭建形成，其具有多个节点，所述组合填料悬挂于所述节点上。
5.根据权利要求3所述的感潮河涌的水处理装置，所述漂浮结构为化工桶或泡沫板。
6.根据权利要求2所述的感潮河涌的水处理装置，其特征在于，所述第一沟体及所述第二沟体采用多块三合板分隔形成。
7.根据权利要求6所述的感潮河涌的水处理装置，其特征在于，相邻两个所述三合板交叠设置并粘贴固定。
8.根据权利要求7所述的感潮河涌的水处理装置，其特征在于，其还包括有多个加固桩，多个所述加固桩两两为对分别位于所述三合板的两侧，固定件将所述加固桩及所述三合板固定。
9.根据权利要求1所述的感潮河涌的处理装置，其特征在于，所述曝气装置为射流曝气机。
10.根据权利要求1所述的感潮河涌的水处理装置，其特征在于，所述氧化沟的高度高出河涌涨潮时的最高水位。
说明书
感潮河涌的水处理装置
技术领域
本发明涉及一种污水处理领域，尤其是指一种感潮河涌的水处理装置。
背景技术
随着我国，特别是珠三角地区经济的快速发展，城市基础设施发展跟不上人口的增加，大量的生活污水未经处理直接排入附近水体。许多城镇河涌接纳了大量污水，远远超过其自净能力，有机污染导致水中溶解氧快速消耗，河水由于厌氧呈现黑臭状态，严重影响了城镇居民的生产生活和区域水环境质量，甚至阻碍城市的发展，迫切需要发展有效的治理技术控制污染，修复受破坏的河流生态系统。
目前已有的河流污染治理技术主要可分为三大类：物理技术、化学技术和生物生态技术。
物理技术包括：人工增氧、底泥疏浚和引水冲污等。人工增氧主要是对于有机污染严重，发生厌氧、缺氧的河流，通过固定式曝气、移动式曝气及水利工程增氧等，提高河水中溶解氧水平，初步缓解或消除厌氧导致的黑臭现象。底泥疏浚主要是利用机械疏浚清除受污染的底泥，但对于长期严重有机污染的河流，底泥呈半流质，其疏浚技术往往不同于传统的河流疏浚，要求较高，目前的疏浚技术还有限，不能完全现底泥的清除。引水冲污或换水稀释主要是针对污染严重且流动缓慢河流，实质是污染物的转移扩散，要求周围有较大环境容量的补给和受纳水体。
化学技术主要是指向河流投加化学物质转化或固定污染物，通常是针对重金属污染严重的河流，加入可与金属离子形成沉淀的物质，将其固定的底泥中，投加的物质包括：石灰、硅酸钙炉渣或钢渣等碱性物质。
生物生态技术主要是利用微生物及植物的作用，降解转化河流中污染物，包括微生物菌种投加技术、生物膜技术及植物浮床技术等。
利用微生物降解污染的一种方式是向河水中人为投加高效降解菌种，主要包括：硝化细菌、高效有机物降解菌和光合细菌，但高效微生物选育需要较长时间，而投加进去的菌种易流失，净化效果持续时间短。
利用微生物消除有机污染的另一种是生物膜技术，这种技术利用河流已有的微生物，通过提供强化生长代谢条件来促进其对污染物的降解，已有的净化河流的生物法有砾间接触氧化法、沟渠内接触氧化法、生物栅法等。
植物浮床技术是将植物种植到水体水面，床体可阻碍风浪，稳定水面促进沉降;植物能够吸收水中氮磷等污染物，同时可以遮挡受污染水面，改善景观。研究较多的植物为浮床水稻、美人蕉、香根草，处理效果与覆盖率越相关，覆盖率大于60%具有明显处理效果。这种方式目前存在较多的争议：(1)改变水体为陆地景观;(2)浮床植物收获投入较大，经济效益低，若不收获植物，植物则会腐烂导致水体二次污染。
尽管目前针对河流污染治理已发展出多种技术，但很多技术都是针对静止的水体。若河涌与动态水体相连，随着动态水体的涨落潮，河涌水也有明显的涨落期，涨潮时河水从上游流往下游，水位上升，落潮时河水从下游流往上游，水位下降，每天两次半日潮，河水呈双向流动。受潮汐作用的影响，感潮河道有其独特的水力特征：一是河水的流动性不利于微生物的生长，生长起来的活性微生物容易被水流带走，而大大减弱治理效果;二是涨落潮水流扰动会使表层底泥反复扬起悬浮;三是受污染河水在潮汐作用下在河道及下游区来回荡漾，使污染物不断积累。有研究表明，与静态释放相比，感潮作用加速了底泥污染物释放速率及释放量。其中，Cu、Zn、Pb、Cr、COD、NH4+-N和TP的平均释放速率提高了1-4倍，释放量增加了0.3-1.8倍，底泥平均好氧速率提高了1.28倍，对浊度影响很大。因此，开发适应于感潮流态的治理技术十分必要。
另一方面，氧化沟以其显著的优势成为了中小城市污水厂的首选工艺。氧化沟流程简化，操控灵活，水力停留时间和污泥龄较长，有机物去除较为彻底，剩余污泥高度稳定，污泥一般不需厌氧消化。氧化沟具有推流特性，因此沿池长方向具有溶解氧梯度，分别形成好氧、缺氧和厌氧区。通过合理设计和控制可使N和P得到较好地去除。氧化沟在技术上具有净化程度高、耐冲击、运行稳定可靠、操作简单、运行管理方便、维修简单、投资少、能耗低等特点。
但同时氧化沟工艺也存在一些缺陷。在氧化沟工艺中水力停留时间较长，发生高度的硝化作用，在厌氧区中容易发生反硝化作用，产生污泥上浮。同时，氧化沟的负荷低、污泥龄长，使氧化沟内活性污泥微生物大多处于内源呼吸状态，污泥老化，老化的污泥絮体易被曝气打碎，从而形成飘泥。当废水中的碳水化合物较多，氮磷含量不平衡，pH值偏低，氧化沟中污泥负荷过高，溶解氧浓度不足，排泥不畅等易引起丝状菌性污泥膨胀。
发明内容
本发明的目的是提供一种感潮河涌的水处理装置，其能够克服现有技术的不足，有效改善感潮河涌的水质。
本发明是这样实现的：
一种感潮河涌的水处理装置，其包括有：
氧化沟，所述氧化沟依河涌两岸建设，并在河涌的横向上形成S状沟体，所述S形沟体的两端与河涌相通，其两端分别为进水口、出水口;
至少两个曝气装置，其分别设于所述进水口处及所述出水口处;
及生物膜处理装置，其设于所述氧化沟内。
在河涌涨潮时，河水从上游流到下游，开启上游(此时上游的开口为进水口)的曝气装置，河水流入氧化沟先进行曝气，在好氧区进行有机物的降解、聚磷菌吸磷、硝化反应，随着河水的流动，氧气逐渐消耗，河水进入缺氧区，在缺氧区进行反硝化反应;而在落潮时，河水会从下游流到上游，开启下游(此时下游的开口为进水口)的曝气装置，处理流程遇上相同。这样，在涨潮时上游是进水口，属于好氧区，下游是出水口，属于厌氧区，而在落潮时，进水口、出水口的位置恰好相反，这种好氧环境和厌氧环境的交替更有利于污染物的去处。
将氧化沟技术与生物膜技术相结合，两种水技术优劣势相互互补，使氧化沟装置容易管理，能够很好的解决氧化沟污泥上浮和膨胀等技术问题;同时，又兼具生物膜技术的优点，微生物活性高，泥龄短，产生的剩余污泥自行脱落到氧化沟中，防止滞留而使水质恶化。
在优选的实施例中，所述氧化沟包括有第一沟体及第二沟体，所述第一沟体及所述第二沟体的形状为U型，且所述第一沟体和所述第二沟体相对设置并部分嵌套形成S状沟体。
在优选的实施例中，所述生物膜处理装置包括有：悬浮架及漂浮结构，所述悬浮架上悬挂有组合填料，所述漂浮结构固定于所述悬浮架上。所述漂浮结构能够确保所述悬浮架能够浮于水面上，随着水位的升降而升降，使所述组合填料能够始终浸泡在河水里。
在本优选实施例中，所述悬浮架为竹竿搭建形成，其具有多个节点，所述组合填料悬挂于所述节点上。
在本优选实施例中，所述漂浮结构为化工桶或泡沫板。
在本优选实施例中，所述第一沟体及所述第二沟体采用多块三合板分隔形成。
在本优选实施例中，相邻两个所述三合板交叠设置并粘贴固定，防止河水从两个所述三合板的连接处流走，而造成短流，影响水处理的效果。
在本优选实施例中，其还包括有多个加固桩，多个所述加固桩两两为对分别位于所述三合板的两侧，固定件将所述加固桩及所述三合板固定，避免所述三合板因流水的冲击而移位或被流水冲走。
在本优选实施例中，所述曝气装置为射流曝气机。这种曝气方式，冲击力大，对水体和底泥同时形成冲击，具有很好的充氧效果，将底泥中的硫化物氧化成硫酸根离子;同时，射流曝气机的作用使得河水流剧烈混合、剪切，活性污泥形成细密的絮凝体，丝状菌很难繁殖，不易产生污泥膨胀;另一方面，还可以改变河道的DO条件，创造出一个适合微生物生长的环境。
在本优选实施例中，所述氧化沟的高度高出河涌涨潮时的最高水位。
本发明感潮河涌的水处理装置与现有技术相比，具有如下有益效果：
本发明将氧化沟技术应用于狭长的河道环境，同时，又将氧化沟技术和生物膜技术相结合，同时兼具氧化沟技术和生物膜技术的优点。氧化沟的沟体为微生物提供了一个相对稳定的生长环境，使微生物在内富集，保持较高的污泥浓度，对污染物进行降解;另一方面，增强了氧化沟的易管理性，可以很好地消除氧化沟污泥上浮和膨胀等弊端，又兼具膜法的优点，生物活性高，泥龄短，产生的剩余污泥自行脱落到氧化沟中，防止滞留而使水质恶化。