一种小流域水生态修复集成治理系统及方法
专利汇可以提供一种小流域水生态修复集成治理系统及方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种小流域 水 生态修复集成治理系统及方法，所述系统包括待治理流域中沿河道流向依次布设的清淤修复子系统、催化降解子系统和生态浮岛子系统；所述催化降解子系统设置于待治理河道的中心 位置 ，用于 对流 域 水体 内的大分子有机物和非活波金属进行催化降解；所述清淤修复子系统设置于待治理流域的河道上游区域，用于对河道底部的河床淤泥进行分化沉降；所述生态浮岛子系统设置于待治理流域的河道下游区域，用于种植水生 生物 ，以平衡和降低水体中的营养物质。本发明实现了河道清淤以及大分子有机物和非活波金属的催化降解，并对水体营养物质进行吸收，避免了 水体富营养化 带来的循环污染。，下面是一种小流域水生态修复集成治理系统及方法专利的具体信息内容。
1.一种小流域水生态修复集成治理系统，其特征在于：包括待治理流域中沿河道流向依次布设的清淤修复子系统、催化降解子系统和生态浮岛子系统；所述催化降解子系统设置于待治理河道的中心位置，用于对流域水体内的大分子有机物和非活波金属进行催化降解；所述清淤修复子系统设置于待治理流域的河道上游区域，用于对河道底部的河床淤泥进行分化沉降；所述生态浮岛子系统设置于待治理流域的河道下游区域，用于种植水生生物，以平衡和降低水体中的营养物质；
所述催化降解子系统包括设置在治理流域河道水面上的浮台单元、设置于治理流域河岸上的伏安电化学测试仪、设置于河岸上的可调式脉冲变频电源，以及安装于所述浮台单元中的电催化装置和电位检查容器；
所述电催化装置，通过密封电源线连接河岸上的可调式脉冲变频电源，并在可调式脉冲变频电源的作用下，对治理流域水体的大分子有机物和非活波金属进行催化降解；所述电位检查容器，通过密封信号线与伏安电化学测试仪连接，配合伏安电化学测试仪完成水体的电位检测；
所述浮台单元由浮台外龙骨（1）和浮台内龙骨（2）焊接形成，所述浮台外龙骨（1）和浮台内龙骨（2）之间填充有泡沫浮筒（3），且浮台内龙骨（2）底部设置有浮台连接卡扣（4）；浮台内龙骨（2）内设置有分隔框架，所述分隔框架将浮台内龙骨（2）所围成的内部空间划分为若干个安装区域，所述电催化装置和电位检查容器设置于不同的安装区域内；
所述电位检查容器包括密封检测箱（21）、工作电极（22）、参比电极（23）和测试电极（24），所述密封检测箱（21）的顶部通过收缩连杆（26）连接在所述分隔框架上；所述密封检测箱（21）的底部开设有溶液取样孔（25）；所述工作电极（22）、参比电极（23）和测试电极（24）的第一端均位于密封检测箱（21）的顶部，所述工作电极（22）、参比电极（23）和测试电极（24）的第二端均贯穿密封检测箱（21）顶部并延伸至密封检测箱（21）内，所述工作电极（22）、参比电极（23）和测试电极（24）的第一端还分别通过密封信号线连接到伏安电化学测试仪；
所述清淤修复子系统包括多个清淤修复模块；每一个所述的清淤修复模块均包括位于治理区域河道水面上的清淤船体（38）、设置于所述清淤船体（38）中的空压机（36）、位于河床淤泥（27）内的清淤喷头（30）、连通所述空压机（36）和清淤喷头（30）的高压气管（33）、横跨河道布设于河水（28）底部的多个纳米曝气装置（29），以及向所述纳米曝气装置（29）提供压缩空气的空气压缩装置；所述清淤喷头（30）在空压机提供的压缩空气作用下，将淤泥从河床推入河水（28）底部，使淤泥在纳米曝气装置（29）的搅拌作用进行分化沉降；
所述生态浮岛子系统包括多个柔性生态浮岛装置，所述柔性生态浮岛装置包括浮岛支架（44）和固定所述浮岛支架（44）的两根锚绳（43）；每一根锚绳（43）的第一端均与浮岛支架（44）连接固定，每一根锚绳（43）的第二端均连接有锚（42），所述锚（42）沉入并固定在河道淤泥中；
所述浮岛支架（44）包括中空柔性塑料（4401）和设置于中空柔性塑料（4401）内部的硬质缆绳（4402），所述硬质缆绳（4402）首尾相接固定，使得整个浮岛支架（44）呈环状；所述浮岛支架（44）的内环设置有浮岛网（45）；
所述浮岛支架（44）呈圆环状、矩形环状或椭圆环状；两根所述锚绳（43）与浮岛支架（44）的连接点将整个浮岛支架（44）分成上半环和下半环，所述上半环和下半环长度相等；
所述硬质缆绳（4402）包括不锈钢内绳和包覆所述不锈钢内绳的防水塑料外套。
2.根据权利要求1所述的一种小流域水生态修复集成治理系统，其特征在于：所述清淤修复子系统设置于距离催化降解子系统1km以内的河道上游区域，包括多个沿河道流向布设的清淤修复模块，各个清淤修复模块的间隔为30 100m；所述生态浮岛子系统设置于距离~
催化降解子系统2.5km以内的河道下游区域，包括多个沿河道流向依次布设的柔性生态浮岛装置，所述柔性生态浮岛装置的间隔为5 10m。
~
3.根据权利要求1所述的一种小流域水生态修复集成治理系统，其特征在于：所述电催化装置包括通过固定组件安装在浮台单元中，所述固定组件包括安装框架和绝缘格栅框架；
所述绝缘格栅框架由底面和侧面的五块绝缘格栅面板（9）相互焊接形成，其整体呈长方体，且内部带有开口向上的容置空间，所述电催化装置设置于该容置空间内；
所述安装框架包括呈长方体的框架龙骨（10）和焊接于框架龙骨（10）顶部的四根角钢，所述四根角钢开口向外焊接后形成框架连接卡扣（11）；所述安装框架的底部设置有至少一根支撑杆（12），所述安装框架的四个侧面上均设置有加强筋（13）；
所述绝缘格栅框架的长宽尺寸小于安装框架的长宽尺寸，绝缘格栅框架的高度小于或等于安装框架的高度；绝缘格栅框架从安装框架顶部放入安装框架中，所述安装框架设置于浮台内龙骨（2）内的一个安装区域中；
所述电催化装置包括从左至右排列的多个电催化单元（14）和依次贯穿各个电催化单元（14）的连接杆（15），所述连接杆（15）上套装有位于相邻电催化单元（14）之间的间隔孔柱（16），以实现电催化单元之间的隔离；每一个电催化单元（14）均包括从左至右依次排列的第一绝缘格栅板（1401）、第一电极板（1402）、第二绝缘格栅板（1403）、第二电极板（1404）和第三绝缘格栅板（1405）；所述的第一电极板（1402）和第二电极板（1404）均为石墨烯电极板；
整个石墨烯电催化装置中，最左侧的石墨烯电极板连接有阴极接线口（17），用于连接可调式脉冲变频电源的输出阴极；最右侧的石墨烯电极板连接有阳极接线口（18），用于连接可调式脉冲变频电源的阳极；从左至右的第4n和第4n+1块石墨烯电极板之间通过第n块顶部连接板（19）电连接，n=1,2,3，…,N；其中N表示顶部连接板（19）的数目；从左至右的第
4m-2和第4m-1块石墨烯电极板通过第m块底部连接板（20）电连接，m=1,2,3，…,M；其中M表示底部连接板（20）的数目。
4.根据权利要求1所述的一种小流域水生态修复集成治理系统，其特征在于：所述纳米曝气装置（29）间隔布设于河水（28）底部，并与河床淤泥（27）接触；所述纳米曝气装置（29）之间的距离为3 10m；所述空气压缩装置为罗茨风机，所述罗茨风机设置于治理区域的河岸~
上，并通过空气管道分别与每一个纳米曝气装置（29）连通；所述清淤船体（38）上还设置有固定支架（34），所述固定支架（34）上安装有连杆（35），所述连杆（35）上设置多个气管下放结构（39），所述多个气管下放结构（39）沿连杆（35）方向等间距设置；所述高压气管（33）穿过其中一个气管下放结构与所述清淤喷头（30）连接；所述气管下放结构（39）为设置于连杆上的多个金属环；所述清淤喷头（30）呈锥形结构，清淤喷头包括中空锥形管（40），所述中空锥形管（40）的第一端与高压气管（33）连通，中空锥形管的第二端设置有喷嘴（41），所述喷嘴（41）上开设有多个喷流口（32）；所述中空锥形管第二端的直径大于第一端的直径，且所述中空锥形管（40）中设置有防倒流阀（31）；所述清淤喷头（30）为刚喷头，重量5 15kg，相对~
于水的密度比为5.5 6.5；所述清淤船体（38）中还设置有气动螺旋桨（37），所述气动螺旋桨~
（37）与空压机（36）连接。
5.根据权利要求1 4中任意一项所述的一种小流域水生态修复集成治理系统的治理方~
法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.利用设置于待治理流域河道上游的清淤修复子系统，对河道底部的河床淤泥进行分化沉降：
S2.利用设置于待治理河道的中心位置的催化降解子系统对对流域水体内的大分子有机物和非活波金属进行催化降解；
S3.利用待治理流域河道下游区域的生态浮岛子系统平衡和降低水体中的营养物质。
6.根据权利要求5所述的一种小流域水生态修复集成治理系统的治理方法，其特征在于：所述步骤S1包括：
在每一个清淤修复模块中，利用空气压缩装置为纳米曝气装置（29）提供压缩空气；
将清淤喷头（30）下放到河水中，清淤喷头（30）在重力作用下，坠入河床淤泥（27）内部；
空压机（36）通过高压气管（33）向清淤喷头（30）输送高压空气，高压空气经清淤喷头（30）喷出，将河道淤泥从河床推入河水（28）底部；
进入河水（28）底部的淤泥在纳米曝气装置（29）曝气的搅拌作用下，分化为泥土层、有机物层、游离态微生物层以及可溶性分子，同时通过纳米曝气装置（29）的曝气作用增加周围河水的溶氧量，加速河水中的耗氧反应进程；
分化得到的泥土层首先沉降到河床底部；有机物层在富氧水体中经过好氧微生物分解为小分子或是矿化，游离态微生物层最后沉降在河床表面，形成新的微生物生态系统；
所述步骤S2包括：
电催化装置在可调式脉冲变频电源的作用下，将水体中的溶解氧和水转化为氧化性超强的羟基自由基、超氧氢离子、过氧化物、原子氧以及超强还原性的原子氢；
羟基自由基、超氧氢离子、过氧化物和原子氧将大分子有机物分解为小分子，再进一步矿化为二氧化碳、水和无机可溶盐类；
原子氢将水体中的非活波金属还原为单质态金属；
所述步骤S3包括以下子步骤：
在待治理流域河道下游区域的各个柔性生态浮岛装置上种植水生生物，对水体中的营养物质进行吸收，以实现水体中营养物质的平衡和降低。
一种小流域水生态修复集成治理系统及方法
技术领域
背景技术
发明内容
~
度比为5.5 6.5；所述清淤船体中还设置有气动螺旋桨，所述气动螺旋桨与空压机连接。
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16-间隔孔柱，17-阴极接线口，18-阳极接线口，19-顶部连接板，20-底部连接板，21-密封检测箱，22-工作电极，23-参比电极，24-测试电极，25-溶液取样孔，26-收缩连杆，27-河床淤泥，28-河水，29-纳米曝气装置，30-清淤喷头，31-防倒流阀，32-喷流口，33-高压气管，34-固定支架，35-连杆，36-空压机，37-气动螺旋桨，38-清淤船体，39-气管下放结构,40-中空锥形管，41-喷嘴，42-锚，43-锚绳，44-浮岛支架，4401-中空柔性塑料，4402-硬质缆绳，45-浮岛网。
具体实施方式
括多个沿河道流向依次布设的柔性生态浮岛装置，所述柔性生态浮岛装置的间隔为5 10m。
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缩装置为罗茨风机，所述罗茨风机设置于治理区域的河岸上，并通过空气管道分别与每一个纳米曝气装置29连通；所述清淤船体38上还设置有固定支架34，所述固定支架34上安装有连杆35，如图12所示，所述连杆35上设置多个气管下放结构39，所述多个气管下放结构39沿连杆35方向等间距设置；所述高压气管33穿过其中一个气管下放结构与所述清淤喷头30连接；所述气管下放结构39为设置于连杆上的多个金属环；该实施例中，所述连杆可以采用收缩连杆。通过选择穿过的气管下放结构，可以调整高压气管33的下方位置，从而调整与高压气管33相连的清淤喷头30下放后在河床淤泥27中的位置；在一些实施例中，还可以设置多根与空压机36连接的高压气管33，多根高压气管33穿过不同的气管下放结构39下放后，可以连接不同的多个清淤喷头30并提供压缩空气，以提高清淤工作的效率；如图13所示，所述清淤喷头30呈锥形结构，清淤喷头包括中空锥形管40，所述中空锥形管40的第一端与高压气管33连通，中空锥形管的第二端设置有喷嘴41，所述喷嘴41上开设有多个喷流口32；所述中空锥形管第二端的直径大于第一端的直径，且所述中空锥形管40中设置有防倒流阀
31；所述清淤喷头30为刚喷头，重量5 15kg，相对于水的密度比为5.5 6.5；其中重量8kg、相~ ~
对于水的密度比6.0为最佳，高压气管内部气压在0.8MPa-1.5MPa范围内。所述清淤船体38中还设置有气动螺旋桨37，所述气动螺旋桨37与空压机36连接，作为清淤船体38沿河道移动的驱动结构。
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