專利名稱：一種城市湖庫水環(huán)境污染修復(fù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水處理技術(shù)，尤其是一種城市湖庫水環(huán)境污染修復(fù)方法。
技術(shù)背景
城市湖庫是指位于城市內(nèi)的各種水湖、水庫、水域。隨著城市市民對(duì)親水性生活環(huán)境需求加大，城市除天然湖庫外，人工湖、景觀湖泊等城市湖庫的數(shù)量也在不斷增加，但由于城市現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，透水性地面逐漸減少，污染也逐漸加劇。城市湖泊常常缺乏足夠的自然補(bǔ)水，水質(zhì)惡化問題也引起廣泛關(guān)注。特別對(duì)無固定補(bǔ)給水源的城市湖庫水體由于缺乏流動(dòng)性，造成底層水體溶解氧不足，極大抑制好氧微生物的活性，在缺氧狀態(tài)下厭氧微生物大量繁殖，對(duì)有機(jī)物進(jìn)行厭氧分解，產(chǎn)生硫化氫、甲烷、氨等有害氣體，危害魚類生長； 硫化氫又與水中的鐵反應(yīng)，生成硫化鐵使水體發(fā)黑；未及時(shí)分解的有機(jī)物沉積在水底，形成黑色淤泥。湖體水質(zhì)空間分布相差很大，近岸處及湖體死水區(qū)(湖灣、湖岔等)，藻類大量生長。水質(zhì)惡化現(xiàn)象嚴(yán)重。
我國現(xiàn)有技術(shù)中，也存在不少針對(duì)湖庫水質(zhì)惡化進(jìn)行處理的技術(shù)，比如我國專利申請(qǐng)?zhí)?00610130096. 9所公布的一種人工湖水處理技術(shù)及成套裝置，其采用專用設(shè)備將湖水進(jìn)行過濾、殺菌和殺藻處理；但處理效率過低，只適用于較少水量的處理且成本過高。 另外，我國專利申請(qǐng)?zhí)?01110032358. 9曾公布了一種富營養(yǎng)化水域水質(zhì)處理懸浮床及其水處理方法，其采用水生植物種植吸收的方式處理水中的富營養(yǎng)化物質(zhì)；但同樣具備管理不便，控制較難，成本較高等缺陷。同時(shí)，上述現(xiàn)有的城市湖庫水處理技術(shù)，均是靠采取人工措施有針對(duì)性地將水中有害物質(zhì)吸收消除的方式，沒有充分發(fā)揮湖庫自身凈華功能，屬于治標(biāo)不治本的方式；故容易復(fù)發(fā)，治理效果有限
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是怎樣提供一種城市湖庫水環(huán)境惡化修復(fù)方法，該方法能夠從根源上提升湖庫自身水凈化能力，水處理效果好。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明中采用了如下的技術(shù)方案一種城市湖庫水環(huán)境污染修復(fù)方法，其特點(diǎn)在于，在湖庫中遠(yuǎn)離進(jìn)水口的一側(cè)設(shè)置循環(huán)水泵，循環(huán)水泵位于水下循環(huán)泵間內(nèi)，循環(huán)水泵采用輸送管道連接到位于湖中各處的若干出水機(jī)構(gòu)，每出水機(jī)構(gòu)包括一個(gè)與輸送管道相連接的分水管道，分水管道內(nèi)設(shè)置有出水流量電磁控制閥，分水管道遠(yuǎn)離輸送管道的一端并列地分出至少三條支路管道，每條支路管道至少設(shè)置有三個(gè)出水口，每個(gè)出水機(jī)構(gòu)中的出水口水平并列設(shè)置為一排；所述出水機(jī)構(gòu)包括造浪式出水機(jī)構(gòu)、平推式出水機(jī)構(gòu)和下沖式出水機(jī)構(gòu)；采用上述循環(huán)水泵從湖庫中遠(yuǎn)離進(jìn)水口的一側(cè)抽水并經(jīng)過輸送管道輸送到各出水機(jī)構(gòu)的出水口噴出，使湖庫內(nèi)水體形成水循環(huán)，促進(jìn)局部水體橫向或縱向流動(dòng)從而帶動(dòng)整個(gè)湖庫水體的流動(dòng)，達(dá)到活化水體、改3善水質(zhì)的效果。
其中，所述造浪式出水機(jī)構(gòu)是指出水口斜向上指向湖內(nèi)設(shè)置并使得出水能夠形成 10-20cm高度的波浪的出水機(jī)構(gòu)，造浪式出水機(jī)構(gòu)位于靠近湖邊的水深小于2米的淺水區(qū)域內(nèi)的水體下部，該區(qū)域內(nèi)水質(zhì)指標(biāo)為溶解氧小于1.0mg/L、總磷大于0. lmg/L，總氮大于 1. 5mg/L。這樣可以增加氣水交換程度，在復(fù)氧的同時(shí)推動(dòng)水流前進(jìn)，實(shí)現(xiàn)水體的循環(huán)，同時(shí)可以避免將湖底污泥攪動(dòng)。
所述平推式出水機(jī)構(gòu)是指出水口水平指向湖內(nèi)設(shè)置的出水機(jī)構(gòu)，平推式出水機(jī)構(gòu)位于流速低于0. lm/s，溶解氧在;3mg/L以下，水深在2_細(xì)的湖灣、湖岔處的水體中部。這樣，能夠使盡量多的水量參與水體循環(huán)，實(shí)現(xiàn)水體流動(dòng)。
所述下沖式出水機(jī)構(gòu)是指出水口斜向下指向湖內(nèi)設(shè)置的出水機(jī)構(gòu)，下沖式出水機(jī)構(gòu)設(shè)置于湖邊深度細(xì)以上的位置的水體上部。下沖式出水機(jī)構(gòu)的出水流速以不攪動(dòng)底泥為限。其能夠使得新鮮來水與該區(qū)域的分層水體得到充分混合但以不攪動(dòng)底泥為限，造成水體的紊動(dòng)，促進(jìn)水體交換上下層之間的交換。
本技術(shù)方案中，當(dāng)出水部位同時(shí)包括以上情況時(shí)，可選擇兩個(gè)或三個(gè)出水方式組合，從多方面同時(shí)改善水質(zhì)，上述三種出水機(jī)構(gòu)，其出水方位，設(shè)置位置條件的選擇均是根據(jù)水體活化原理分析以及實(shí)際驗(yàn)證得到，能夠有效地帶動(dòng)湖水循環(huán)，活化水體，改善水質(zhì)， 同時(shí)達(dá)到造景美觀效果。
本發(fā)明中，循環(huán)水泵是全系統(tǒng)中唯一動(dòng)能，放置于水下循環(huán)泵間內(nèi)，循環(huán)泵間設(shè)有格柵，格柵可以防止魚類等較大物體進(jìn)入水下循環(huán)泵間堵塞水泵；水泵開啟后系統(tǒng)獲得能量，液壓抽吸水體至輸送管道，控制出水流量電磁控制閥開啟后，進(jìn)入出水機(jī)構(gòu)，通過出水機(jī)構(gòu)的分水管道與輸送管道之間設(shè)置的角度不同，實(shí)現(xiàn)造浪、平推流及下沖混合的出水模式。各種出水模式都是多根管道布水，形成一個(gè)面上的動(dòng)力，解決單點(diǎn)出水作用區(qū)域較小的問題。造浪式出水機(jī)構(gòu)適用處于缺氧條件下水質(zhì)惡化的湖灣及淺水區(qū)域，通過水力計(jì)算確定對(duì)稱管道出口與水面的高差從而確定旋轉(zhuǎn)角度(朝上)及整個(gè)出水頭部的安裝位置，使得出水能夠形成一定高度的波浪，在復(fù)氧的同時(shí)推動(dòng)水流前進(jìn)，實(shí)現(xiàn)水體的循環(huán)，同時(shí)可以避免將湖底污泥攪動(dòng)。平推式出水機(jī)構(gòu)適用于水質(zhì)相對(duì)較好，水深適中的湖灣、湖岔處，主要使盡量多的水量參與水體循環(huán)，實(shí)現(xiàn)水體流動(dòng)，對(duì)稱管道出口與水面相平。下沖式出水機(jī)構(gòu)適用于湖邊水體較深處同時(shí)底層淤泥處于缺氧狀態(tài)，通過水力計(jì)算確定對(duì)稱管道出口與湖底的高差從而確定旋轉(zhuǎn)角度(朝下)及整個(gè)出水頭部的安裝位置，使得新鮮來水與該區(qū)域的分層水體得到充分混合但以不攪動(dòng)底泥為限。
實(shí)施時(shí)可以根據(jù)實(shí)際情況由湖庫換水周期確定循環(huán)水量、循環(huán)能量及循環(huán)周期， 并合理布置循環(huán)路線。一般地，輸送管道沿湖庫單側(cè)或雙側(cè)布置，通過循環(huán)水泵吸水，在湖灣、湖岔等處設(shè)置出水機(jī)構(gòu)。所需出水機(jī)構(gòu)個(gè)數(shù)根據(jù)實(shí)際湖庫情況確定，可適當(dāng)協(xié)調(diào)出水頭部同時(shí)工作個(gè)數(shù)。
本方法的特點(diǎn)①水力自動(dòng)化全系統(tǒng)只有一個(gè)動(dòng)能來源，水泵開啟系統(tǒng)獲得能量；②靈活性高通過出水流量電磁控制閥可實(shí)現(xiàn)不同組合出水機(jī)構(gòu)的運(yùn)行和對(duì)應(yīng)出水頭部的不同出水方式；③自動(dòng)控制控制部分能夠由控制柜自動(dòng)控制出水流量電磁控制閥的啟閉狀態(tài)；④水質(zhì)改善與造景相結(jié)合實(shí)現(xiàn)湖庫水環(huán)境修復(fù)的同時(shí)，創(chuàng)造景觀效果。
本發(fā)明包括以下有益效果。
1、水質(zhì)改善方面湖岸水體特別是死水區(qū)水體水質(zhì)明顯改善。循環(huán)水修復(fù)法著重治理湖庫死水區(qū)水質(zhì)較差的問題，推動(dòng)底部水體流動(dòng)，使水體充氧鮮化，解決因出水造成局部擾動(dòng)過大，底泥污染物上翻，影響水質(zhì)的問題，實(shí)現(xiàn)局部水體的均質(zhì)平衡，激發(fā)水體深層微生物的活性，提高底層淤泥中微生物的代謝和繁殖，加強(qiáng)好氧微生物活性，改善死水區(qū)水質(zhì)減少底泥內(nèi)源污染，有機(jī)污染物指標(biāo)濃度下降，惡臭現(xiàn)象消失；通過對(duì)湖尾水體抽吸，促使上游水體加速流動(dòng)，形成水層對(duì)流交換條件，破壞“水華”爆發(fā)所需的水力環(huán)境，提高水體自凈能力。
2、水體造景方面湖灣、湖岔、水生植物密集區(qū)等處，通過對(duì)出水管道的角度控制調(diào)整出水模式，造浪式出水可形成一定高度的波浪。視覺上，形成一定寬度和一定高度的立體視覺空間。
3、節(jié)能降耗方面本工藝將水體循環(huán)與人工造浪、水流平推、水層擾動(dòng)功效結(jié)合為一體。實(shí)現(xiàn)了一處動(dòng)力、一條管道、多處出水、多重功效。減少設(shè)備投入，系統(tǒng)簡單可靠，效果顯著。
4、操作運(yùn)行方面在一定的循環(huán)周期內(nèi)，根據(jù)不同區(qū)域的水質(zhì)與水深等情況，確定出水頭部同時(shí)運(yùn)行數(shù)目及補(bǔ)水管與干管的旋轉(zhuǎn)角度，使之以獨(dú)立的造浪式、平推式、紊流式或相互組合形式出水。通過控制柜中控制系統(tǒng)操作實(shí)施控制閥門啟閉，管理簡便。
綜上所述，本發(fā)明以促進(jìn)湖庫自身水體流動(dòng)循環(huán)的方式，通過分布與湖中特定位置的各種出水機(jī)構(gòu)出水帶動(dòng)湖水形成各種流動(dòng)，進(jìn)而提高水體活性，提高水中各種水處理微生物活性并使其公布均衡和合理，從而從根源上迅速提高湖庫自身水處理能力。分解有機(jī)物，減少水中污染物。故本方法具備處理效果好，適用性強(qiáng)，且成本低廉，便于實(shí)施等優(yōu)點(diǎn)ο


圖1是本發(fā)明實(shí)施時(shí)采用的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
圖1是本發(fā)明實(shí)施時(shí)采用的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如其所示，本發(fā)明的城市湖庫水環(huán)境污染修復(fù)方法，實(shí)施時(shí)，在湖庫中遠(yuǎn)離進(jìn)水口的一側(cè)設(shè)置循環(huán)水泵2，循環(huán)水泵2位于水下循環(huán)泵間1內(nèi)，循環(huán)水泵2采用輸送管道3連接到位于湖中各處的各組出水機(jī)構(gòu)(如圖所示的A到N組)，每出水機(jī)構(gòu)包括一個(gè)與輸送管道相連接的分水管道，分水管道內(nèi)設(shè)置有出水流量電磁控制閥(如圖所示的，分別在A到N組出水機(jī)構(gòu)中設(shè)置的a到η個(gè))，分水管道遠(yuǎn)離輸送管道的一端并列地分出至少三條支路管道(如圖所示的標(biāo)號(hào)4、5、6的三條支路管道)，每條支路管道至少設(shè)置有三個(gè)出水口(如圖中標(biāo)號(hào)7、8、9所示，標(biāo)號(hào)7表示支路管道4中的三個(gè)出水口，標(biāo)號(hào)8表示支路管道5中的三個(gè)出水口，標(biāo)號(hào)9表示支路管道6中的三個(gè)出水口)，每個(gè)出水機(jī)構(gòu)中的出水口水平并列設(shè)置為一排；所述出水機(jī)構(gòu)包括造浪式出水機(jī)構(gòu)、平推式出水機(jī)構(gòu)和下沖式出水機(jī)構(gòu)；采用上述循環(huán)水泵從湖庫中遠(yuǎn)離進(jìn)水口的一側(cè)抽水并經(jīng)過輸送管道輸送到各出水機(jī)構(gòu)的出水口噴出，使湖庫內(nèi)水體形成水循環(huán)，促進(jìn)局部水體橫向或縱向流動(dòng)從而帶動(dòng)整個(gè)湖庫水體的流動(dòng)，達(dá)到活化水體、改善水質(zhì)的效果。具體實(shí)施時(shí)，所述造浪式出水機(jī)構(gòu)是指出水口斜向上指向湖內(nèi)設(shè)置并使得出水能夠形成10-20cm高度的波浪的出水機(jī)構(gòu)，造浪式出水機(jī)構(gòu)位于靠近湖邊的水深小于2米的淺水區(qū)域內(nèi)的水體下部，該區(qū)域內(nèi)水質(zhì)指標(biāo)為溶解氧小于1.0mg/L、總磷大于0. lmg/L，總氮大于1.5mg/L。所述平推式出水機(jī)構(gòu)是指出水口水平指向湖內(nèi)設(shè)置的出水機(jī)構(gòu)，平推式出水機(jī)構(gòu)位于流速低于0. lm/s，溶解氧在;3mg/L以下，水深在2_細(xì)的湖灣、湖岔處的水體中部。 所述下沖式出水機(jī)構(gòu)是指出水口斜向下指向湖內(nèi)設(shè)置的出水機(jī)構(gòu)，下沖式出水機(jī)構(gòu)設(shè)置于湖邊深度細(xì)以上的位置的水體上部。
本發(fā)明由循環(huán)水泵將電能轉(zhuǎn)換為循環(huán)水體的流動(dòng)動(dòng)能，水體流動(dòng)后，加快水體置換周期，破壞“水華”爆發(fā)的水力條件。通過造浪布水方式可使水體加強(qiáng)復(fù)氧，提高好氧微生物的活性，分解有機(jī)物，減少水中污染物，達(dá)到同時(shí)推動(dòng)水體流動(dòng)和產(chǎn)生景觀效果的目的。
權(quán)利要求
1.一種城市湖庫水環(huán)境污染修復(fù)方法，其特征在于，在湖庫中遠(yuǎn)離進(jìn)水口的一側(cè)設(shè)置循環(huán)水泵，循環(huán)水泵位于水下循環(huán)泵間內(nèi)，循環(huán)水泵采用輸送管道連接到位于湖中各處的若干出水機(jī)構(gòu)，每出水機(jī)構(gòu)包括一個(gè)與輸送管道相連接的分水管道，分水管道內(nèi)設(shè)置有出水流量電磁控制閥，分水管道遠(yuǎn)離輸送管道的一端并列地分出至少三條支路管道，每條支路管道至少設(shè)置有三個(gè)出水口，每個(gè)出水機(jī)構(gòu)中的出水口水平并列設(shè)置為一排；所述出水機(jī)構(gòu)包括造浪式出水機(jī)構(gòu)、平推式出水機(jī)構(gòu)和下沖式出水機(jī)構(gòu)；采用上述循環(huán)水泵從湖庫中遠(yuǎn)離進(jìn)水口的一側(cè)抽水并經(jīng)過輸送管道輸送到各出水機(jī)構(gòu)的出水口噴出，使湖庫內(nèi)水體形成水循環(huán)，促進(jìn)局部水體橫向或縱向流動(dòng)從而帶動(dòng)整個(gè)湖庫水體的流動(dòng)，達(dá)到活化水體、 改善水質(zhì)的效果。
2.如權(quán)利要求1所述的城市湖庫水環(huán)境污染修復(fù)方法，其特征在于，所述造浪式出水機(jī)構(gòu)是指出水口斜向上指向湖內(nèi)設(shè)置并使得出水能夠形成10-20cm高度的波浪的出水機(jī)構(gòu)，造浪式出水機(jī)構(gòu)位于靠近湖邊的水深小于2米的淺水區(qū)域內(nèi)的水體下部，該區(qū)域內(nèi)水質(zhì)指標(biāo)為溶解氧小于1. Omg/L、總磷大于0. lmg/L，總氮大于1. 5mg/L。
3.如權(quán)利要求1所述的城市湖庫水環(huán)境污染修復(fù)方法，其特征在于，所述平推式出水機(jī)構(gòu)是指出水口水平指向湖內(nèi)設(shè)置的出水機(jī)構(gòu)，平推式出水機(jī)構(gòu)位于流速低于0. lm/s，溶解氧在3mg/L以下，水深在2- !的湖灣、湖岔處的水體中部。
4.如權(quán)利要求1所述的城市湖庫水環(huán)境污染修復(fù)方法，其特征在于，所述下沖式出水機(jī)構(gòu)是指出水口斜向下指向湖內(nèi)設(shè)置的出水機(jī)構(gòu)，下沖式出水機(jī)構(gòu)設(shè)置于湖邊深度細(xì)以上的位置的水體上部。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種城市湖庫水環(huán)境污染修復(fù)方法，在湖庫中遠(yuǎn)離進(jìn)水口的一側(cè)設(shè)置循環(huán)水泵，采用輸送管道連接到位于湖中各處的若干出水機(jī)構(gòu)；所述出水機(jī)構(gòu)包括造浪式出水機(jī)構(gòu)、平推式出水機(jī)構(gòu)和下沖式出水機(jī)構(gòu)；采用上述循環(huán)水泵從湖庫中遠(yuǎn)離進(jìn)水口的一側(cè)抽水并經(jīng)過輸送管道輸送到各出水機(jī)構(gòu)的出水口噴出，使湖庫內(nèi)水體形成水循環(huán)，促進(jìn)局部水體橫向或縱向流動(dòng)從而帶動(dòng)整個(gè)湖庫水體的流動(dòng)，達(dá)到活化水體、改善水質(zhì)的效果。本發(fā)明以促進(jìn)湖庫自身水體流動(dòng)循環(huán)的方式，進(jìn)而提高水體活性，從而從根源上迅速提高湖庫自凈能力。分解有機(jī)物，減少水中污染物。故本方法具備處理效果好，適用性強(qiáng)，且成本低廉，便于實(shí)施等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C02F3/34GK102502981SQ201110365529
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月17日
發(fā)明者姚娟娟, 張勤, 張智, 張夢(mèng)然, 張蒙, 趙青, 陳杰云 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)