一种河道底泥污染原位深度处理装置及其使用方法与流程

1.本发明涉及河道底泥原位处理技术领域，具体为一种河道底泥污染原位深度处理装置及其使用方法。


背景技术：

2.随着经济和社会的快速发展，人民生活水平日益提高的同时，污染物量不断增加，在未进行截污纳管之前，大多数污染物汇聚至河道，导致水体污染。在外源污染物得到有效控制后，底泥内源污染成为水体污染的重要来源。如在部分湖底泥中蓄积着湖体约90％以上的污染物。杨盼等研究巢湖南淝河河口底泥污染特征发现，大部分河流入湖河口汇流湾区底泥总氮(tn)、总磷(tp)、有机质(om)及重金属存在不同程度污染，且主要集中在0～30cm的底泥中，随着底泥深度增加有逐渐降低的趋势。所以对于浅层底泥污染物的去除是治理河道内源污染的重难点。
3.曝气是河道水污染治理的常用技术，但现有专利如说明书附图5所示大多是在水体曝气或直接在底泥中曝气，在水体曝气对于底泥内源污染治理修复效果较小，直接在底泥中曝气容易扰动底泥，将底泥中污染物释放到水体中，引起水质短时间的污染加剧，悬浮颗粒物上浮增加水体浊度，不利于监测断面考核，向水体中直接添加微生物菌剂，费用高，且由于水体流速，微生物菌剂容易随水流流失，微生物降解污染物时间较慢，需要进行短暂停留。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种河道底泥污染原位深度处理装置及其使用方法，解决了在水体曝气对于底泥内源污染治理修复效果较小，直接在底泥中曝气容易扰动底泥，将底泥中污染物释放到水体中，引起水质短时间的污染加剧，悬浮颗粒物上浮增加水体浊度，不利于监测断面考核，向水体中直接添加微生物菌剂，费用高，且由于水体流速，微生物菌剂容易随水流流失，微生物降解污染物时间较慢，需要进行短暂停留的问题。
5.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种河道底泥污染原位深度处理装置，包括船体以及用于对污泥进行处理的箱体，船体的表面通过机械抓臂与箱体的顶部连接，所述箱体包括通过中间阻隔层隔断的顶部循环降解回流层和曝气加药层；
6.曝气加药层包括设置在箱体内腔的第一曝气管和第二曝气管，所述第二曝气管设置于第一曝气管的上方，所述第一曝气管的表面开设有曝气孔，所述第二曝气管的表面开设有菌液出口，所述箱体的底部为敞开状态与污泥接触；
7.顶部循环降解回流层包括设置在箱体内腔的s型通道和固定在箱体内腔的第二水泵，所述s型通道的内腔填充有悬浮填料，且其尾端开设有两个连接口，一个所述连接口通过管道与第二水泵的抽水口连通，所述第二水泵的出水口通过回流管道与中间阻隔层连通。
8.作为本发明进一步的方案：中间阻隔层包括固定在箱体内腔的挡板，所述挡板的
表面开设有卡槽，且卡槽的内腔卡接有拦截格网，所述挡板的表面开设有与回流管道的一端连通的回流口，所述回流口朝向s型通道的下方。
9.作为本发明进一步的方案：所述拦截格网的顶部与s型通道的底部连通，底部与曝气加药层的顶部连通。
10.作为本发明进一步的方案：所述船体的顶部分别固定连接有第一水泵、气泵和降解菌液罐，所述第一水泵的抽水口通过抽液管道与降解菌液罐的内腔连通，所述第一水泵的出水口连通有输液管，所述输液管的一端贯穿并延伸至箱体的内腔，所述输液管的一端与第二曝气管连通。
11.作为本发明进一步的方案：所述气泵的出气口连通有与输液管平行设置的输气管，所述输气管的一端与第一曝气管连通，所述输气管和输液管均固定在挡板的底部。
12.作为本发明进一步的方案：所述箱体的顶部和四壁均为密封设置。
13.作为本发明进一步的方案：所述第一曝气管设置与箱体的下方。
14.本发明还公开了一种河道底泥污染原位深度处理装置的使用方法，包括以下步骤：
15.步骤一、使用机械抓臂将箱体扣在河床上，此时第一曝气管进入污泥内，在降解菌液罐中进行降解菌液的配置，打开第一水泵及气泵，气体通过第一曝气管在底泥下方5-10cm进行曝气，菌液通过降解菌液罐经第二水泵、第二曝气管在菌液出口排出进入箱体内封闭水体内，进行水体及底泥中污染物的降解；
16.步骤二、底泥曝气会使得泥沙与悬浮颗粒分散在曝气加药层，大的粒径物质如砂砾经过拦截格网阻拦，沉到河床表面，小粒径的悬浮颗粒经过拦截格网进入顶部循环降解回流层中的s型通道，s型通道内布设有悬浮填料，可以吸附悬浮颗粒并为微生物提供附着场所，促进微生物数量和多样性的增加；
17.步骤三、由于s型通道本身的高差以及弯道带来的阻力，箱体内水体无法靠曝气流速流入s型通道尾部，打开第二水泵，曝气区的水体及污染物可以通过第二水泵的吸力，由s型通道底部上升至s型通道尾部，再通过第二水泵及回流管道，流回到曝气加药层，延长菌液降解时间，增强微生物降解作用，保证底泥处理后的水体水质得到提升，当处理完一片污染底泥，通过船体和机械抓臂带动箱体移动，进行其他区域污染底泥处理。
18.本发明与现有技术相比具备以下有益效果：
19.1、采用曝气加微生物降解即物理加生物的深度处理方法，可以快速降解河道底泥污染，不影响水体水质，同时为水体提供一定的溶解氧，促进微生物数量和多样性的增加，不产生二次污染，且装置可随时移动，进行底泥污染治理，不扰动周围底泥，减少对水质干扰，尤其适用于含监测断面河道底泥修复。
20.2、在底泥下方5-10cm进行曝气，相对于直接在水体中曝气，底泥曝气能更好地去除底泥中污染物，修复效果更好，并且底泥曝气后污染物经处理后进入河道，不会引起水质短期污染；
21.3、通过s型通道及回流管设置延长菌液降解时间，且由于半封闭设置，菌液不会由于水体流速而快速流失，增强菌液降解效率，操作简单，环保节能。
附图说明
22.图1为本发明的外部结构示意图；
23.图2为本发明箱体的结构剖视图；
24.图3为本发明挡板的结构连接俯视图；
25.图4为本发明箱体的结构示意图；
26.图5为现有技术的结构示意图。
27.图中：1、船体；2、箱体；3、机械抓臂；4、第一曝气管；5、第二曝气管；6、曝气孔；7、菌液出口；8、s型通道；9、第二水泵；10、悬浮填料；11、连接口；12、回流管道；13、挡板；14、卡槽；15、拦截格网；16、回流口；17、第一水泵；18、气泵；19、降解菌液罐；20、抽液管道；21、输液管；22、输气管。
具体实施方式
28.为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
29.请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种河道底泥污染原位深度处理装置，包括船体1以及用于对污泥进行处理的箱体2，船体1的表面通过机械抓臂3与箱体2的顶部连接，箱体2包括通过中间阻隔层隔断的顶部循环降解回流层和曝气加药层，采用曝气加微生物降解即物理加生物的深度处理方法，可以快速降解河道底泥污染，不影响水体水质，同时为水体提供一定的溶解氧，促进微生物数量和多样性的增加，不产生二次污染，且装置可随时移动，进行底泥污染治理，不扰动周围底泥，减少对水质干扰，尤其适用于含监测断面河道底泥修复，在底泥下方5-10cm进行曝气，相对于直接在水体中曝气，底泥曝气能更好地去除底泥中污染物，修复效果更好，并且底泥曝气后污染物经处理后进入河道，不会引起水质短期污染，通过s型通道8及回流管道12设置延长菌液降解时间，且由于半封闭设置，菌液不会由于水体流速而快速流失，增强菌液降解效率，操作简单，环保节能；
30.曝气加药层包括设置在箱体2内腔的第一曝气管4和第二曝气管5，第二曝气管5设置于第一曝气管4的上方，第一曝气管4的表面开设有曝气孔6，第二曝气管5的表面开设有菌液出口7，箱体2的底部为敞开状态与污泥接触；
31.顶部循环降解回流层包括设置在箱体2内腔的s型通道8和固定在箱体2内腔的第二水泵9，s型通道8的内腔填充有悬浮填料10，且其尾端开设有两个连接口11，一个连接口11通过管道与第二水泵9的抽水口连通，第二水泵9的出水口通过回流管道12与中间阻隔层连通，由于s型通道8本身的高差以及弯道带来的阻力，箱体2内水体无法靠曝气流速流入s型通道8尾部，打开第二水泵9，曝气区的水体及污染物可以通过第二水泵9的吸力，由s型通道8底部上升至s型通道8尾部，再通过第二水泵9及回流管道12，流回到曝气加药层，延长菌液降解时间，增强微生物降解作用，保证底泥处理后的水体水质得到提升，当处理完一片污染底泥，通过船体1和机械抓臂3带动箱体2移动，进行其他区域污染底泥处理。
32.中间阻隔层包括固定在箱体2内腔的挡板13，挡板13的表面开设有卡槽14，且卡槽14的内腔卡接有拦截格网15，挡板13的表面开设有与回流管道12的一端连通的回流口16，回流口16朝向s型通道8的下方，使用机械抓臂3将箱体2扣在河床上，此时第一曝气管4进入污泥内，在降解菌液罐19中进行降解菌液的配置，打开第一水泵17及气泵18，气体通过第一
曝气管4在底泥下方5-10cm进行曝气，菌液通过降解菌液罐19经第二水泵9、第二曝气管5在菌液出口7排出进入箱体2内封闭水体内，进行水体及底泥中污染物的降解，底泥曝气会使得泥沙与悬浮颗粒分散在曝气加药层，大的粒径物质如砂砾经过拦截格网15阻拦，沉到河床表面，小粒径的悬浮颗粒经过拦截格网15进入顶部循环降解回流层中的s型通道8，s型通道8内布设有悬浮填料10，可以吸附悬浮颗粒并为微生物提供附着场所，促进微生物数量和多样性的增加。
33.拦截格网15的顶部与s型通道8的底部连通，底部与曝气加药层的顶部连通。
34.船体1的顶部分别固定连接有第一水泵17、气泵18和降解菌液罐19，第一水泵17的抽水口通过抽液管道20与降解菌液罐19的内腔连通，第一水泵17的出水口连通有输液管21，输液管21的一端贯穿并延伸至箱体2的内腔，输液管21的一端与第二曝气管5连通，气泵18的出气口连通有与输液管21平行设置的输气管22，输气管22的一端与第一曝气管4连通，输气管22和输液管21均固定在挡板13的底部，第一曝气管4进入污泥内，在降解菌液罐19中进行降解菌液的配置，打开第一水泵17及气泵18，气体通过第一曝气管4在底泥下方5-10cm进行曝气，菌液通过降解菌液罐19经第二水泵9、第二曝气管5在菌液出口7排出进入箱体2内封闭水体内。
35.箱体2的顶部和四壁均为密封设置。
36.第一曝气管4设置与箱体2的下方。
37.本发明还公开了一种河道底泥污染原位深度处理装置的使用方法，包括以下步骤：
38.步骤一、使用机械抓臂3将箱体2扣在河床上，此时第一曝气管4进入污泥内，在降解菌液罐19中进行降解菌液的配置，打开第一水泵17及气泵18，气体通过第一曝气管4在底泥下方5-10cm进行曝气，菌液通过降解菌液罐19经第二水泵9、第二曝气管5在菌液出口7排出进入箱体2内封闭水体内，进行水体及底泥中污染物的降解；
39.步骤二、底泥曝气会使得泥沙与悬浮颗粒分散在曝气加药层，大的粒径物质如砂砾经过拦截格网15阻拦，沉到河床表面，小粒径的悬浮颗粒经过拦截格网15进入顶部循环降解回流层中的s型通道8，s型通道8内布设有悬浮填料10，可以吸附悬浮颗粒并为微生物提供附着场所，促进微生物数量和多样性的增加；
40.步骤三、由于s型通道8本身的高差以及弯道带来的阻力，箱体2内水体无法靠曝气流速流入s型通道8尾部，打开第二水泵9，曝气区的水体及污染物可以通过第二水泵9的吸力，由s型通道8底部上升至s型通道8尾部，再通过第二水泵9及回流管道12，流回到曝气加药层，延长菌液降解时间，增强微生物降解作用，保证底泥处理后的水体水质得到提升，当处理完一片污染底泥，通过船体1和机械抓臂3带动箱体2移动，进行其他区域污染底泥处理。
41.举例，箱体2高度可为2m，长宽各1m，曝气加药区高度30-50cm，曝气孔6孔径0.1-5cm，曝气量5-20l/min，具体参数可根据现场河道情况进行调整。
42.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施
例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。