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河道水体生态基——生物绳
发表时间:2018-08-15 20:23

  生物膜技术是人们长期以来根据自然界中水体自净的现象,农田灌溉时土壤对污染物的净化作用以及有机物的腐败过程,总结、模拟而发展起来的一 种污水处理技术 ,已广泛应用于纺织印染、毛纺针织、啤酒食品、石油化工化肥废水、医药及生活污水等的处理,并获得了明显的环境效益、社会效益和经济效益。

近年来,随着工农业生产的不断发展,人口的不断增长,越来越多的污染物质进入地表水体。人类赖以生存的内陆水域生态系统正在逐渐退化,已严重威胁人类正常的生产和生活。尤其是中小河流, 由于其环境容量小、自净能力弱,再加上人们思想上的忽视,河流用地环境难以保障,城市周围中小河流污染事故不断发生。因此,使生物膜技术又有了新的应用领域。

生物膜域料是生物膜处理工艺的核心部分,它直接影响着生物处理的效果、充氧性能、基建投资、运行周期和费用等。尤其是对于微污染河流水体来说,填料的选择就尤为重要。

生物绳因其具有使用寿命长、布水布气性能好、耗能小、启动挂膜快、脱膜更新容易、处理效果显著、运行管理简便、不堵塞、不结团和价格低廉等优点,是采用生物膜技术净化河流的理想填料。

1 生物绳及其性质

生物绳是新一代生态基,相比传统无纺布填料生态基,生物绳生态基具有更好的生物捕捉能力和亲生物性。生物绳由聚氯乙烯叉、聚丙烯和改性纤维等人工合成材料制成的环状小丝体群,以细绳为中心,其丝条呈立体状态向四周辐射的绳状构造物,具有一定的刚性和柔性,相对质量一般为0.91 ~ 1.0之问,直径为45 ~ 60 mm,表面积 100 ~ 190 m2/m。目前,随着生物绳在大型水体中的应用,我们又对传统的生物绳作了进一步的改良。通过纤维的带电性改性,增加了生物亲和性,进一步提高了处理效率。

2 事化原理

通过充填生物绳来强化净化污染的河流,其实质是对自然河流自净能力的一种强化。 即自然河床的砂砾表面本身就附着一层微生物膜,当流水通过其表面时,流水中的有机物就会被生物膜吸附,进而氧化分解。填充生物绳是利用填料比表面积大、附着徴生物种类多、数量大的特点,人为加大河流中可降解污染物质的微生物的种类和数量,从而使河流的自净能力成倍增长。 附着在填料之上的生物膜降解污染物质的过程一般可分为四个阶段 。

污染物质向生物膜表面扩散;

污染物在生物膜内部扩散;

微生物分泌的酵素与催化剂发生化学反应;

代谢生成物排出生物膜。

生物膜由于固着在填料上,因此,能在其中生长世代时间较长的微生物,如硝化菌等,如另外,在生物膜上还可能大量出现丝状菌、轮虫、线虫等,使生物膜净化能力增强的同时,还有脱氮除磷的作用。 该方法由于没有引入外来菌种,所以没有改变河流原有的生态系统,有利于污染河流的自净恢复。

3 实际工程中的设置型式及事化效果

当前,生物绳在中小河流中的设置型式,主要有平面型、水草型和架台型三种。 其中,平面型一般适用于三面衬砌的水路、侧沟和城市的下水道,水深一般在20 cm;水草型适用于三面衬砌的水路、河流的间接净化或直接布置在河床上,水深一般在1.5 m以下,架台型的适用于河流的间接净化,也可直接布置在河床上,水深一般在l.0 m以下。具体分述如下:

3.l  平面设置

生物绳的平面型设置是用缠好填料、长约10 m的铁筋,沿水流方向每隔10 cm设置一根,在宽度上排满整个水路,然后用地脚螺栓或环脚螺栓固定在水路或侧沟的底部,见图1。


图1 平面设置

3.2  水草型设置

水草型设置方式是在生物绳的上端安装高密度泡沫浮筒,下部以一定间隔的铁筋格子框架固定,直接设置在河床上,像水草一样,随水流在水体中浮动。 如河床为混凝土衬砌,可直接用地脚螺栓固定,如是用蛇笼或砾石加固坡脚的河床,或者是自然型河床,也可使用松木桩固定,见图2。该设置的优点在于外形如水草类,可为鱼类和其它水生生物提供栖息场所;结构简单,便于安装。如河流有行航要求,也可设置在河流的两側。


图2 水草型设置

3.3  架台型设置

架台型是将填料沿水深方向,每隔l0 cm一根,设置在由表面钢管制成的架台上, 并形成多段式。然后将架台直接放置在河床断面上。该设置的优点是可根据断面形式做成相应形式的架台,即不受地形的影响安装、拆卸方便。洪水期间可从水中吊出,不影响河流的行洪功能。


图3 架台型设置