污水处理技术工艺

主动式人工浮岛技术治理污染水体

1 人工浮岛概述

人工浮岛,又称人工浮床、生态浮床、生态浮岛,是漂浮在水面上,供植物、动物和微生物生长、栖息和繁殖的一种生物和生态设施[L]。通过植物根系的过滤、吸收和吸附以及根系生态系统物质转化,使水体中氮、磷、有机质等营养物质减少。营养物质以收获植物的形式从水体中去除,净化水质。同时,它为生物(鸟类和鱼类)创造了栖息地,从而增加了物种多样性,创造了水。景观。

人工浮岛是一种原位生态修复技术,具有净化污染、修复生境、恢复生态、改善景观等多种功能。具有施工简单、工期短、成本低、能耗低、操作管理方便等优点。在污水综合治理中,具有良好的推广应用前景。

2人工浮岛技术原理

人工浮岛水体生态恢复的原则如下:

(1)去除有机污染物。主要有三种方式:I。大的不溶性有机颗粒簇被植物根系捕获,被微生物部分降解; II。污水中的可溶性有机物可以通过植物根表面的生物膜吸附,吸收和代谢来降解; III。通过收获植物从水中去除新生物。系统中有机物的去除主要是微生物的好氧降解。浮岛系统的水生植物通过茎和根将氧输送到根区,使根区附近成为有氧环境,有利于水体中的生物。实现好氧分解以降低水的化学需氧量(COD)和生化需氧量(BOD)。

(2)脱氮除磷。脱氮主要是通过系统中微生物的硝化和反硝化作用,然后以气态化合物的形式进入大气;植物生长过程中不可缺少的一些无机氮被植物吸收,并同化为自身的结构成分(蛋白质和核酸等)。磷也是植物必需的营养素。除磷主要是由于植物吸收、微生物同化和聚磷菌对磷的过度吸收。

(三)清除重金属。植物生长不需要重金属和环境中的一些有机物。达到一定程度后,它们有毒性作用。对于这类化合物,一些植物也进化出特定的生理机制来解毒,可以吸收和丰富重金属。因此,它具有去除水体重金属污染的功能。这一机制通常是通过锣和分区[2]相结合的方式在富集环境中耐受和吸收重金属,在许多水生植物中也存在,使许多水生植物在水中富集重金属[3]和……

(4)抑制藻类生长。高等水生植物和藻类是营养物质和光能利用的竞争者。前者个体大,生命周期长,吸收和储存营养物质的能力强,在水体氮、磷的吸收上处于与藻类竞争的优势地位。结果,藻类因缺乏营养而死亡。一些植物通过根系向水中释放化感物质,通过化感作用或藻类效应抑制有害藻类的生长,从而净化水环境,从而有效地防止水华或赤潮的发生。

3主动人工浮岛技术

微生物对有机物的降解主要是好氧降解。可以看出,系统中的溶解氧含量与有机物的去除密切相关。此外,系统的氧含量也是影响氮和磷净化的关键因素。由于在系统中植物根部周围形成许多需氧,缺氧和厌氧群落,同时进行硝化和反硝化。硝化作用在好氧条件下进行,反硝化在厌氧条件下进行,硝化作用是反硝化的前提和基础。增加溶解氧有利于系统除去氮。增加植物根系附近培养基中的溶解氧能有效增强根系微生物的代谢,加强嗜磷菌的呼吸代谢,促进磷的降解和吸收。因此,增加系统中的溶解氧含量可以提高系统的净化效率。

虽然水生植物根系众多,但在修复深水水体方面还存在不足。水生植物根系只能到达浅水区,能较好地修复浅水区,但深水区污染物的净化效果较慢,在利用生态浮床修复深水区时,可能发生污染物的分区。采用水循环技术可以形成浅水体和深水体的循环,有利于提高水体深层污染物的净化效果。

为解决人工浮岛及以上问题,提出了一种有效的人工浮岛技术,将人工浮岛与水体氧合和水体回收技术相结合,为水生植物人为创造良好的生长环境,水生动物和微生物。大大提高了人工浮岛的水净化能力,并与水面人工浮岛有机结合。

3.1主动人工浮岛的技术特点

为了提高水体中溶解氧的含量,提高好氧微生物的活性,采用人工曝气的方法加快水体的复氧过程,通过提高水体中溶解氧的含量和提高好氧微生物的活性,使水体中的污染物得到净化,水质得到改善。另一方面,直接利用曝气进行循环流动,搅拌水流,加速水传质,提高水面更新率,提供曝气效率,从而改善微生物生长环境,实现高效的原位生物降解;曝气形成循环,有利于净化水体与被污染水体的交换,有利于浅层水体与深水水体的交换,有利于扩大系统的有效净化范围。

传统的机械曝气方法,如固定氧合站和水下曝气氧合器[4]可以有效地控制和延缓水体的富营养化。然而,曝气设备存在诸如高能耗,低氧化效率和高操作成本的问题。与此同时,近年来太阳能等绿色能源的应用迅速发展。大多数天然水体具有开阔水域和良好的日照条件,非常适合太阳能光伏发电的能源供应。太阳能发电系统由悬浮载体用于人工浮岛,太阳能直接转换为电能,为曝气系统供电,无需外部能量输入,无二次污染,节能降耗,和能源利用效率,而能源自给自足实现水体修复的目标。

3.2活性人工浮岛组成

活性浮岛由人工浮岛降解系统、曝气加氧循环系统和太阳能发电系统三部分组成。

3.2.1人工浮岛降解系统

人工浮岛降解系统由浮岛单元组成,浮岛单元内种植水生植物,浮岛单元的水下部分充满,整个体环绕曝气和曝气循环系统的外围。通过植物和微生物的联合作用,实现了水恢复的目的。

3.2.2曝气和氧合循环系统

曝气氧合循环系统由气泵、曝气盘和导流装置组成。浮岛系统为曝气和氧化循环系统提供浮力。空气泵的压缩空气通过风管进入曝气盘,然后以微小气泡的形式进入深水体,与之混合,增加水体中的溶解氧,混合后的液体由于密度降低而垂直上升到尾水管中的浅水体。同时,由于尾水管内的压力降低,深水体不断地被吸入尾水管,形成压力。循环流量小,功率低,提高了供氧效率和净水效果。

3.2.3太阳能发电系统

太阳能发电系统由太阳能电池板、控制器、电池、支架等部分组成,为曝气充氧循环系统提供动力支持。浮岛系统携带太阳能发电系统,面板安装在浮岛表面。在晴天,太阳能电池板向电池供电,驱动空气泵通过控制器,在夜间或雨天,电池放电驱动空气泵。此外,该时间控制器还可用于控制曝气充氧循环系统的运行状态。有效保持水体中溶解氧水平,促进微生物代谢,增强净水效果。

4 结语

在水体原位修复概念的基础上,主动人工浮岛通过密集组合构建了三维生物系统,在植物、动物和微生物的共同作用下,使被污染水体得以快速修复。利用太阳能强化曝气和水循环,大大提高了人工浮岛的水净化效率。该设备可直接安装在需要调整的水体上。它具有结构简单、安装简单、自动操作、低成本、无外部能源供应、运行成本低、无二次污染、与水体景观和谐共存、明显的技术经济优势等优点。

主动式人工浮岛技术治理污染水体

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