公布日：2022.09.30
申请日：2022.03.21
分类号：C02F9/14(2006.01)I;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/10(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本发明涉及一种联合微生物扩培的污水深度处理设备。该设备主体分为两个部分：微生物扩培装置和污水深度处理装置。微生物扩培装置主要包括主要包括潜水泵(1)、风机(2)、原水杀菌装置(8)、溶气罐(3)、微生物原液储罐(6)和扩培反应器(4)。污水深度处理装置主要包括输送管道(14)、微纳米曝气管(15)和污水深度处理床。经过本设备治理，受污染水体中微生物多样性得到提升，恢复水体水质，水体自净能力能够快速得以提升。
权利要求书
1.一种联合微生物扩培的污水深度处理设备，包括相连通的微生物扩培装置和污水深度处理装置，其特征在于：其中微生物扩培装置包括潜水泵(1)、风机(2)、原水杀菌装置(8)、溶气罐(3)、微生物原液储罐(6)和扩培反应器(4)；污水深度处理装置主要包括输送管道(14)、微纳米曝气管(15)和污水深度处理床；所述微纳米曝气管(15)位于污水深度处理床底部；所述微生物扩培装置放置在污染水体岸边的设备箱(11)中，污水深度处理装置放置在待处理的污水水体中。
2.根据权利要求1所述的污水深度处理设备，其特征在于：所述的原水杀菌装置(8)的进水口通过进水管道连接潜水泵(1)，原水杀菌装置(8)的出水口通过管道连接溶气罐(3)，溶气罐(3)的进口管还通过管路连接风机(2)，空气和原水在进口管内混合后进入溶气罐(3)，溶气罐(3)的出口通过管道连接扩培反应器(4)的入口；微生物原液储罐(6)通过管路连接扩培反应器(4)的入口；扩培反应器(4)的出口连接输送管道(14)，输送管道(14)末端连接位于微纳米曝气管(15)。
3.根据权利要求1所述的污水深度处理设备，其特征在于：所述微生物原液储罐(6)内部设置搅拌器，侧面设置液位观察器；出口通过管路连接计量泵(5)。
4.根据权利要求3所述的污水深度处理设备，其特征在于：扩培反应器(4)内部设置有双层搅拌桨，侧壁设置有扰流板，所述进料口高度不低于扰流板上沿高度。
5.根据权利要求1所述的污水深度处理设备，其特征在于：扩培反应器(4)底部设置微纳曝气盘(9)，微纳曝气盘(9)通过管道连接曝气风机(7)。
6.根据权利要求1所述的污水深度处理设备，其特征在于：溶气罐(3)的进口管和出口管上都设置有止回阀，进气的管道上设置压力表，溶气罐(3)顶部设置排气阀；扩培反应器(4)进水管路上设置有止回阀；微生物扩培装置(4)外壁设置有保温夹套，顶端设置排气口，排气口设置球阀用于控制流量。
7.根据权利要求1所述的污水深度处理设备，其特征在于：所述扩培反应器(4)的出口通过文丘里管连接输送管道(14)，文丘里管中部还设置有进气口，进气口通过管路连接曝气风机(7)出口。
8.根据权利要求1所述的污水深度处理设备，其特征在于：所述扩培反应器(4)的出口通过法兰(12)连接输送管(14)，输送管(14)采用固定栓(13)固定在堤坝上，污水深度处理床通过多组牵引绳(19)和固定桩(20)固定，固定桩(20)设置在堤坝上。
9.根据权利要求1所述的污水深度处理设备，其特征在于：污水深度处理床为不锈钢材质的镂空箱体结构，其内部设置有三种功能性滤料，分别包括粒径为40-50mm的碎石滤料、粒径为20-30mm的火山岩滤料、粒径为10-20mm的生物陶粒滤料；三种填料从上到下或沿水流方向依次排列为：碎石滤料、火山岩滤料和生物陶粒滤料。
10.根据权利要求1所述的污水深度处理设备，其特征在于：设备箱(11)中还设置有控制器，用于控制风机(2)、曝气风机(7)、潜水泵(1)、计量泵(5)和排气阀，污水深度处理装置设置有水质检测器，水质检测器与控制器相关联，控制器根据水质检测器反馈的数据进行控制设备各部件的运行状态。
发明内容
本发明提供了一种联合微生物扩培的污水深度处理设备，适用于微生物多样性匮乏、水体自净能力不足的水体。
本发明要解决的技术问题：水生态系统不完善、水中微生物匮乏的水体，尤其是黑臭河道，用一般水质治理方式难以处理彻底或处理后较难维持的情况。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案：利用微生物扩培、微纳米曝气结合功能性填料深度处理的治理方式，提高水体溶解氧及微生物含量，激活水中微生物活性，深度净化水体，恢复水体自净能力。
具体的，本发明提供一种联合微生物扩培的污水深度处理设备，包括相连通的微生物扩培装置和污水深度处理装置，其特征在于：其中微生物扩培装置包括潜水泵、风机、原水杀菌装置、溶气罐、微生物原液储罐和扩培反应器；污水深度处理装置主要包括输送管道、微纳米曝气管和污水深度处理床；所述微纳米曝气管位于污水深度处理床底部；所述微生物扩培装置放置在污染水体岸边的设备箱中，污水深度处理装置放置在待处理的污水水体中。
进一步地，所述的原水杀菌装置的进水口通过进水管道连接潜水泵，原水杀菌装置的出水口通过管道连接溶气罐，溶气罐的进口管还通过管路连接风机，空气和原水在进口管内混合后进入溶气罐，溶气罐的出口通过管道连接扩培反应器的入口；微生物原液储罐通过管路连接扩培反应器的入口；扩培反应器的出口连接输送管道，输送管道末端连接位于微纳米曝气管。
进一步地，所述的微生物原液储罐内部设置搅拌器，侧面设置液位观察器；出口通过管路连接计量泵。
进一步地，所述的扩培反应器内部设置有双层搅拌桨，侧壁设置有扰流板，所述进料口高度不低于扰流板上沿高度。
进一步地，所述的扩培反应器底部设置微纳曝气盘，微纳曝气盘通过管道连接曝气风机。
进一步地，所述的溶气罐的进口管和出口管上都设置有止回阀，进气的管道上设置压力表，溶气罐顶部设置排气阀；
扩培反应器进水管路上设置有止回阀；微生物扩培装置外壁设置有保温夹套，顶端设置排气口，排气口设置球阀用于控制流量。
进一步地，所述的扩培反应器的出口通过文丘里管连接输送管道，文丘里管中部还设置有进气口，进气口通过管路连接曝气风机出口。
进一步地，所述的扩培反应器的出口通过法兰连接输送管，输送管采用固定栓固定在堤坝上，污水深度处理床通过多组牵引绳和固定桩固定，固定桩设置在堤坝上。
进一步地，所述的污水深度处理床为不锈钢材质的镂空箱体结构，其内部设置有三种功能性滤料，分别包括粒径为40-50mm的碎石滤料、粒径为20-30mm的火山岩滤料、粒径为10-20mm的生物陶粒滤料；三种填料从上到下或沿水流方向依次排列为：碎石滤料、火山岩滤料和生物陶粒滤料。
进一步地，所述的设备箱中还设置有控制器，用于控制风机、曝气风机、潜水泵、计量泵和排气阀，污水深度处理装置设置有水质检测器，水质检测器与控制器相关联，控制器根据水质检测器反馈的数据进行控制设备各部件的运行状态。
进一步地，所述的微生物原液为市面上可以买到的各种常用微生物原液，优选的包括降解水体COD的菌剂、降解水体氨氮的菌剂、降解蓝藻的微生物菌剂等。
进一步地，所述的微生物扩培装置外壁保温夹套为循环水浴夹套或者电热丝保温夹套。
使用时，微生物扩培装置扩培得到的微生物扩培液与微纳米气泡在出水管道中混合，通过微纳米气泡释放器排入河道水体中，微生物附着于微纳米气泡上，由下而上运动，将纳米级溶解氧及微生物释放于水中。
同时结合三级多功能滤料的过滤功能，对水体中的污染物进行吸附，微生物在滤料中对污染物进行生物分解，进而达到污水深度处理的效果。
本发明的一级功能性滤料采用的平均粒径40-50mm的碎石滤料，天然滤料表现为表面粗糙，比表面积大，比重大，有利于过滤河流中分子量较大的悬浮物及胶体，因滤料比表面积较大，附着其上的微生物较多，形成的生物膜均匀密实，可使相当多的吸附物质被促使在其表面进行化学反应，可以吸附降解较多的污染物质。
二级功能性滤料采用天然火山岩填料，滤料平均粒径为30-40mm，滤料开孔率高、比表面积大、惰性好、易维持较多的微生物量，由于火山岩生物填料是无尖粒状，所以在使用时对水流的阻力小，节省能耗。火山岩填料的开始挂膜时间仅为27个小时左右，有效的去除污染物，对有机物、COD、BOD、氨、氮等污染物的去除率均达到80％以上。
进一步地，三级功能性滤料采用高效生物陶粒滤料，滤料平均粒径为10-20mm。生物陶粒滤料粒径均匀、孔隙率高、内部网纵横交错、不易结板，对分子量较小的物质也有很强的吸附作用，适用于水体深度过滤。而且该滤料使用寿命长，相较于火山岩等天然滤料，表面光滑，反冲洗容易进行，反冲洗能耗低，耗水量少，老化膜易脱落，不易堵塞，反冲洗时不跑料，克服了反冲洗难于控制和跑料的缺陷。生物陶粒滤料的截污能力是石英砂滤料的1.5-2倍，具有较好的过滤吸附作用。
本发明产品的有益效果为：
1、本发明提供的提供的具有降解针对性的微生物扩培装置，操作简单，扩培效率高，扩培得到的微生物药剂对水生态系统有一定的改善作用，恢复水体自净能力，持续净化水体。
2、本发明的设备结合了微生物扩培、微纳米曝气，微生物扩培增加水体微生物种类及含量，对水生态系统有一定的改善作用，恢复水体自净能力，持续净化水体；微纳米曝气代替传统曝气，微纳米曝气使得气泡更加均匀、细密，增氧效果优于传统曝气，为微生物的生长繁殖提供充足的氧气，提升水体透明度，将水质进一步提升。
3、本发明提供的具有降解针对性的微生物扩培及污水深度处理设备结合了深度过滤及膜工艺，不同的功能性滤料做为深度处理工艺，多种滤料组合的形式全面高效地吸附降解水中的污染物质，根据水流方向，不同滤料按照粒径的从大到小依次摆放；相较于其他传统滤料，本设备采用的滤料比表面积较大，表面更易形成生物膜，污水流经填料，大部分悬浮物被截留，污染物质被填料和附在其表面的生物膜吸附降解，降解水中COD、氨氮、总磷等污染物质，净化水体。
（发明人：刘涛;施怀荣;孙丰营;刘沛）
