公布日：2022.04.22
申请日：2022.01.25
分类号：C02F9/14(2006.01)I
摘要
本发明公开了一种河道底泥污染原位深度处理装置及其使用方法，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，本发明涉及河道底泥原位处理技术领域。该河道底泥污染原位深度处理装置及其使用方法，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，尤其适用于含监测断面河道底泥修复，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。
权利要求书
1.一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，其特征在于：所述箱体（2）包括通过中间层隔断的顶部循环降解回流层和曝气加药层；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），所述第二曝气管（5）设置于第一曝气管（4）的上方，所述第一曝气管（4）的表面开设有曝气孔（6），所述第二曝气管（5）的表面开设有菌液出口（7），所述箱体（2）的底部为敞开状态与污泥接触；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），所述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），一个所述连接口（11）通过管道与第二水泵（9）的抽水口连通，所述第二水泵（9）的出水口通过回流管道（12）与中间层连通，中间层包括固定在箱体（2）内腔的挡板（13），所述挡板（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），所述挡板（13）的表面开设有与回流管道（12）的一端连通的回流口（16），所述回流口（16）朝向S型通道（8）的下方，所述船体（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），所述第一水泵（17）的抽水口通过抽液管道（20）与降解菌液罐（19）的内腔连通，所述第一水泵（17）的出水口连通有输液管（21），所述输液管（21）的一端贯穿并延伸至箱体（2）的内腔，所述输液管（21）的一端与第二曝气管（5）连通，所述第一曝气管（4）设置于箱体（2）的下方，第一曝气管（4）在底泥下方5-10cm进行曝气，半封闭设置，菌液不会由于水体流速而快速流失。
2.根据权利要求1所述的一种河道底泥污染原位深度处理装置，其特征在于：所述拦截格网（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。
3.根据权利要求1所述的一种河道底泥污染原位深度处理装置，其特征在于：所述气泵（18）的出气口连通有与输液管（21）平行设置的输气管（22），所述输气管（22）的一端与第一曝气管（4）连通，所述输气管（22）和输液管（21）均固定在挡板（13）的底部。
4.根据权利要求1所述的一种河道底泥污染原位深度处理装置，其特征在于：所述箱体（2）的顶部和四壁均为密封设置。
5.如权利要求1-4中任意一项所述的一种河道底泥污染原位深度处理装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：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）在底泥下方进行曝气，菌液通过降解菌液罐（19）经第一水泵（17）、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；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），吸附悬浮颗粒并为微生物提供附着场所；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，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。
发明内容
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，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。
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层分开的顶部循环降解回流层和曝气加药层；
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；
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层连通。
作为本发明进一步的方案：中间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。
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。
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。
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。
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。
作为本发明进一步的方案：所述第一曝气管设置于箱体的下方。
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：
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一水泵、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；
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；
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。
本发明与现有技术相比具备以下有益效果：
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。
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；
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。
（发明人：张友德;戴曹培;田文凤;何建军;钱益武）
