一种ASUP2/SUP/O型人工浮岛的水体净化方法.pdf

一种A2/O型人工浮岛的水体净化方法，属于水环境治理及生态修复领域。特征是结合A2/O工艺构建的人工浮岛净化系统，包括厌氧浮岛池、缺氧浮岛池和好氧浮岛池，富营养化水体通过污水泵进入净化系统，依靠重力流依次进入厌氧浮岛池、缺氧浮岛池和好氧浮岛池净化单元，缺氧浮岛池依靠植物从空气中摄取的氧气和好氧浮岛池的回流来保证溶解氧量，好氧浮岛池前端设置预曝气装置保证进水溶解氧量。厌氧、缺氧和好氧浮岛池栽培不同功效的水生植物有效吸收营养物质，更好的发挥水生植物的营养吸收作用，并且节省了水体曝气复氧的能耗。通过A2/O工艺和特征构建的人工浮岛进水方式和单元组合灵活，对水量、水质适应能力强，脱氮除磷的效率高，出水水质稳定可靠；工程投资和运行成本低，运行维护和管理简单，可以满足不同富营养化水体的修复与治理。

1.  一种A²/O型的人工浮岛净化系统，包括厌氧浮岛池、缺氧浮岛池和好氧浮岛池，特征是结合A²/O工艺构建的人工浮岛净化系统，在厌氧、缺氧和好氧浮岛池栽培不同功效的水生植物，优化脱氮除磷效果和节约能耗。

2.  根据权利要求1所述的净化系统的厌氧、缺氧和好氧浮岛池可根据富营养化水体水质和水量的要求，由一组或一组以上串联连接的厌氧/缺氧/好氧反应单元灵活组合。

3.  根据权利要求1所述的净化系统进水单元由污水泵来完成，可根据富营养化水体的水质考虑A²O工艺的变形工艺(如A²/O工艺、倒置A²/O工艺、UCT 工艺)运行条件，分别从厌氧浮岛池或缺氧浮岛池进水。

4.  根据权利要求1所述的净化系统的厌氧池依据A²/O的除磷功能栽培除磷效果好的水生植物，缺氧浮岛池、好氧浮岛池栽培除氮能力好的水生植物。好氧浮岛池内种植根区释氧能力强的水生植物，减少复氧所需的能耗。

5.  根据权利要求1所述的净化系统厌氧/缺氧/好氧浮岛池的池体体积比为1∶1∶4，溶解氧控制在厌氧池＜0.2mg/L、缺氧池＜0.5mg/L、好氧池＞2.0mg/L，水力停留时间依次为1-2h、1-2h和4-6h。

6.  根据权利要求1所述的净化系统浮岛植物的水面覆盖率控制在20％-60％之间；依据浮岛植物去除污染物特征，水深控制在2-3m。

一种A²/O型人工浮岛的水体净化方法
技术领域
本发明涉及一种A²/O型人工浮岛的水体净化方法，属于水环境治理及生态修复领域。
背景技术
随着下业化进程的加快，人类对环境资源开发利用活动日益增加，以氮、磷为主的营养物质不断通过污水排放、农业使用后的雨水冲刷、地表径流和渗漏等途径进入到河流、湖泊和水库水体中，增加了这些水体的营养物质的负荷量，导致水体水质不断恶化，富营养化水域日益增多。据报导，我国大多数水体环境质量超地表水V类标准，富营养化湖泊已占湖泊总量的85％。因此，对富营养化水体治理和修复已刻不容缓。
目前国际上采用的富营养化水体治理和修复技术主要包括以下方法和技术：一是物理方法，采取工程措施治理如机械除藻、疏挖底泥、引水稀释等；二是化学方法，如加入化学药剂杀藻、加入铁盐促进磷的沉淀、加入石灰脱氮等；三是控制点源和面源的输入，提高污水的排放标准，强化污水处理的脱氮除磷效率；四是生态修复技术，即利用放养控藻型生物、构建人工湿地、人工浮岛或建立水生植被等进行修复的方法。就以上方法和技术而言，物理方法往往治标不治本，只能作为对付突发性水体污染事件的应急措施；化学方法需要消耗大量药剂且花费大，并易造成二次污染；传统污水处理方法如生化二级处理法，虽工艺日趋成熟、处理效果理想，但费用较高，运行、管理复杂，不适于天然水体的净化处理；而生态修复技术是依靠特定生物对水体中的污染物吸收、转化和降解，逐步恢复水体生态功能，是一种经济有效的清洁环境技术。
人工浮岛技术就属于生态修复技术，具有可移动式运行、无动力、无维护、使用寿命长等特点，是目前用于富营养化水体水质净化的一种有效方法。人工浮岛是以能漂浮于水面且不易分散的材质作为载体，于其表面上人为栽植各种适合水域生长的水生植物或陆生植物的水质净化系统。浮岛中的水生植物利用自身的根系直接吸收N、P等营养物，然后转化或储存到植物茎叶，通过多次的植物收割来有效去除水体中的N、P等营养物质；同时，水生植物发达的根系，承载着很活跃的生物群体，通过植物与微生物包括嗜磷、不同氮细菌的协同作用降解转化水体中的N、P物质；而且浮岛植物可以将空气中的氧通过茎和根向根区输送，使根区附近形成好氧、缺氧和厌氧的不同环境，促进硝化、反硝化反应进行，利于营养物质的去除。然而，面对复杂的富营养化水体，如污染程度不同，水量、流速不同，传统的人工浮岛不能有效的实现同步脱氮除磷，且水生植物在夜间的呼吸作用将减少水体中的溶解氧，影响营养物的去除效果。针对河流、湖泊和水库不同水体的富营养化特点和水力条件，本发明结合污水处理的A²/O工艺和人工浮岛的特点提出了一种富营养化水体的修复技术方法——A²/O型人工浮岛的水体净化方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种富营养化水体A²/O型人工浮岛净化方法。
本发明的特征是结合A²/O工艺构建的人工浮岛净化系统，所述的净化系统包括厌氧浮岛池、缺氧浮岛池和好氧浮岛池，富营养化水体通过污水泵进入净化系统，依靠重力流通过溢流堰和活动穿水孔依次进入下一单元，缺氧浮岛池依靠植物从空气中摄取的氧气和好氧浮岛池的回流来保证溶解氧量，好氧浮岛池前端设置预曝气装置。
所述的净水系统并不采用活性污泥，故不考虑设置沉淀系统和污泥回流系统单元。
所述净水系统的进水单元由污水泵来完成，可根据富营养化水体的水质考虑A²O工艺的变形工艺(如A²/O工艺、倒置A²/O工艺、UCT工艺)运行条件，分别从厌氧浮岛池或缺氧浮岛池进水。
所述净水系统的厌氧、缺氧和好氧浮岛池可根据富营养化水体水质和水量的要求，由一组或一组以上串联连接的厌氧/缺氧/好氧反应单元组合。
所述净水系统的厌氧池依据A²/O的除磷功能无士栽培除磷效果好的香根草、风车草和茭白等，缺氧浮岛池栽培美人蕉、浮萍等水生植物，好氧浮岛池栽培输氧能力强的芦苇、香蒲等水生植物；好氧浮岛池内水体通过污水管道泵按照一定比例循环入缺氧浮岛池，缺氧浮岛池内水体通过污水管道泵按照一定比例循环入厌氧浮岛池；厌氧/缺氧/好氧浮岛池的池体体积比为1∶1∶4。
所述净水系统的厌氧/缺氧/好氧浮岛池的溶解氧依据A²/O工艺要求控制在厌氧池＜0.2mg/L、缺氧池＜0.5mg/L、好氧池＞2.0mg/L，水力停留时间依次为1-2h、1-2h和4-6h。
所述净水系统的浮岛植物的水面覆盖率控制在20％-60％之间；依据浮岛植物去除污染物特征，水深控制在2-3m。
本发明提供的A²/O人工浮岛净水系统，可以有效的利用富营养化水体周边的空地，以污水处理中A²/O的工艺形式构建人工浮岛，提高了浮岛自身脱氮除磷的效果和抗水质、水力的冲击能力，满足不同富营养化水体的修复与治理。
本发明具有以下优点：
(1)整个净水系统进水方式和单元组合灵活，对水量、水质适应能力强，出水水质稳定可靠。
(2)本工程投资和运行成本低，运行维护和管理简单，可实现富营养水体的原位修复和治理，工程和景观示范作用明显。
(3)采用A²/O的工艺和利用浮岛植物根区的释氧，系统在水平和垂直方向都可实现好氧区-缺氧区-厌氧区的交替分布，复合了植物吸收和生物降解的双重作用，脱氮除磷效果明显增强。
(4)依据不同水生植物脱氮除磷的效果和释氧能力，结合A²/O的工艺特点，更好的发挥水生植物的营养吸收作用，并且节省了水体曝气复氧的能耗。
附图说明
图1是A²/O型人工浮岛的平面布置示意图
图2是A²/O型人工浮岛流程示意图
图1和2中，1.水体吸水管  2.进水泵  3.缺氧浮岛池进水管  4.厌氧浮岛池进水管  5.厌氧浮岛池  6.厌氧池水生植物浮岛  7.配水渠  8.缺氧浮岛池  9.缺氧池水生植物浮岛  10.穿水孔挡板  11.穿水孔  12.曝气管  13.过水堰板  14.预曝气池  15.鼓风机  16.好氧浮岛池  17.好氧池水生植物浮岛18.出水管  19.厌氧/缺氧回流泵  20.厌氧/缺氧回流管  21.好氧/缺氧回流泵  22.好氧/缺氧回流管
具体实施方式
以下结合附图说明具体实施方式，但本实施并不用于限制本发明，任何熟悉该发明创新点的科研技术人员，采用本发明的相似结构、方法及相似变化，均应列入本发明的保护范围。
如图1所示，一种A²/O型的人工浮岛净水系统，其特征是由厌氧浮岛池5，缺氧浮岛池8，预曝气池14，好氧浮岛池16组成；富营养化水体(包括河流、湖泊和水库)水通过进水泵2依据工艺特性要求进厌氧浮岛池5或缺氧浮岛池8，厌氧浮岛池和缺氧浮岛池通过配水渠7连接，厌氧浮岛池或缺氧浮岛池的出水通过活动挡板10的提升和下降从穿水孔11进入预曝气池14，鼓风机15通过穿孔曝气管12对来水复氧，经过复氧的水进入好氧浮岛池16，借助回流泵19、21和回流管道20、22保证各个池体中的营养物质和溶解氧量，通过厌氧/缺氧/好氧浮岛池的形成的厌氧、缺氧、好氧生物降解作用和厌氧/缺氧/好氧浮岛6、9、17的植物吸收作用对富营养水体净化，出水通过出水管18自流回湖泊、水库或河流下游。
整个净水系统的流程和实施方式如图2所示，污染水体经泵2提升后依次依靠重力流通过厌氧浮岛池5、缺氧浮岛池8和好氧浮岛池16；依据A²/O的工艺要求，在厌氧浮岛池5除磷，水力停留时间1-2h，厌氧条件下厌氧菌释磷，通过吸磷效果好的浮岛水生植物6充分吸收磷，通过回流泵19将缺氧池水回流至厌氧池中，此外厌氧浮岛池5还具有均和水质水量初沉的作用；厌氧浮岛池5的出水通过配水渠7均匀流入缺氧浮岛池8中，水力停留时间1-2h，缺氧条件下进行反硝化反应，通过缺氧池8中的生物作用和水生植物9的吸收作用除氮，通过回流泵21将好氧池水同流至缺氧池；缺氧浮岛池8的出水首先经过鼓风机预曝气后进入好氧浮岛池16中，以满足好氧硝化2.0mg/L以上的溶解氧要求，好氧池水力停留时间4-6h，由于好氧池中的水生植物17自身释氧能力强，因此预曝气系统可根据实际情况开启，来水在好氧池通过生物硝化作用和植物吸收有效去除水体中氮营养物质；定期对水生植物收割以保证对营养物质的吸收容量和效率。通过以上系统方法的运行，富营养化水体水质可得到有效而稳定的改善。