一種微藻類生態法去除裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種微藻類生態法去除裝置，包括封閉式的反應池，所述反應池自下至上用密布有孔洞的擋板分割為1#區、2#區和3#區；1#區側壁設有進水口，進水口接環形管，環形管分布于1#區內，環形管的末端封閉、管壁密布出水孔；3#區側壁設有出水口；反應池底部設有曝氣系統，該裝置采用特殊的填料技術，構造出有利于硝化菌等好氧有益微生物生長的環境。本微藻類生態法去除裝置占地面積小，管理簡單，節約能耗，實現了水體就地凈化處理、高效處理的目的。采用本微藻類生態法去除裝置凈化水體的同時，無污泥產生，無化學添加，不造成二次污染。
【專利說明】一種微藻類生態法去除裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于水處理【技術領域】，特別涉及一種微藻類生態法去除裝置。
【背景技術】
[0002]近年來，水體的富營養化程度不斷加重，微藻類大量繁殖形成“水華”和“赤潮”，水體的溶解氧含量降低，使得水中耗氧生物窒息而死，水質變壞。含微藻水作為水源水體不僅對制水工藝、藥耗以及構筑物池壁會產生極不利影響，而且對水質也會產生嚴重影響。“水華”中占優勢的一些藍藻會產生毒性較強的微囊藻毒素，對人體的健康構成嚴重的威脅。因此，水體中微藻類去除已經成為水處理中急需解決的問題。
[0003]藻類的大量繁殖主要是由于水體中氮、磷濃度超標，因此控制水體“水華”、“赤潮”的發生，最有效的措施就是去除或利用水中過剩的氮、磷，使得水體的氮、磷濃度降到引起水體富營養化極限濃度以下，從根本上解決水體富營養化的問題。
[0004]目前在水處理中，處理微藻的方法可以歸納為物理法、化學法及生物法。生物法是利用與微藻相關的生物及其分泌物來控制微藻的方法，主要可分為大型藻抑制微藻、菌類抑制微藻、病毒抑制微藻、高等植物抑制微藻以及生態方法抑制微藻。生物法控制微藻生長，相對于物理方法和化學方法抑藻，對環境的危害更少，是一種環境友好的抑制微藻的方法。
[0005]生態抑藻主要是利用水生環境中各生物之間的食物鏈關系或營養源競爭來控制藻類生長。而細菌、病毒的抑藻一般是在微藻大量繁殖后，通過其分泌抑藻物質來控制藻類，一般表現為水體中藻類大量繁殖產生的水華或赤潮現象突然消失，因此水華和赤潮過后，水體里都會存在抑藻菌株或病毒。而生態抑藻則是通過其他生物的營養競爭和食物鏈中的浮游動物等來控制藻類，使之不成為水體中的優勢種群，從而避免水華或赤潮的產生。
【發明內容】
[0006]本實用新型的目的在于提供一種微藻類生態法去除裝置。
[0007]本實用新型所采取的技術方案是:
[0008]一種微藻類生態法去除裝置，包括封閉式的反應池，所述反應池自下至上用密布有孔洞的擋板分割為1#區、2#區和3#區；1#區側壁設有進水口，進水口接環形管，環形管分布于1#區內，環形管的末端封閉、管壁密布出水孔；3#區側壁設有出水口 ；反應池底部設有曝氣系統；
[0009]所述反應池內設有生物填料，包括花瓣狀填料、生物懸浮球填料、YDT型彈性立體填料、螺旋條狀填料和螺紋溝渠球形體填料。
[0010]優選的，所述1#區內設有花瓣狀填料、生物懸浮球填料和螺紋溝渠球形體填料，2#區內設有花瓣狀填料、YDT型彈性立體填料和螺旋條狀填料，3#區內設有螺紋溝渠球形體填料和螺旋條狀填料。
[0011]優選的，1#區內花瓣狀填料、生物懸浮球填料和螺紋溝渠球形體填料的體積比為2?4:1:4?6 ;2#區內花瓣狀填料、YDT型彈性立體填料和螺旋條狀填料的體積比為1:3?5:3?4 ;3#區內螺紋溝渠球形體填料和螺旋條狀填料的體積比為5?7:1。
[0012]優選的，1#區、2#區和3#區的體積比為3?5:2?4:1。
[0013]優選的，1#區、2#區間擋板的孔徑大小為3?5mm ；2#區、3#區間擋板的孔徑大小為 0.1 ?Imnin
[0014]優選的，所述曝氣系統為微氣泡曝氣系統，通過變頻鼓風機進行供氣。
[0015]優選的，所述曝氣系統的曝氣管管壁上密布有圓孔，圓孔直徑為2?5mm。
[0016]本實用新型的有益效果是:
[0017]本實用新型裝置采用特殊的填料技術，并控制暗光條件，構造出有利于硝化菌等好氧有益微生物生長的環境，采用“在線篩選、在線培養有益生物，在線處理水體”的方法，構建微型生態系統，消化水體中的污染物，從根本上消除微藻類生長的營養基礎，抑制微藻生長，從而達到水質改善、無害化治理的目的。
[0018]本微藻類生態法去除裝置占地面積小，管理簡單，節約能耗，實現了水體就地凈化處理、高效處理的目的。
[0019]采用本微藻類生態法去除裝置凈化水體的同時，無污泥產生，無化學添加，不造成二次污染。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1為微藻類生態法去除裝置的示意圖。
[0021]圖2為螺旋條狀填料的結構示意圖。
[0022]圖3為螺紋溝渠球形體填料的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0023]如圖1所示，本實用新型微藻類生態法去除裝置包括封閉式的反應池(1)，所述反應池自下至上用密布有孔洞的擋板(8)分割為1#區(2)、2#區(3)和3#區(4) ；1#區側壁設有進水口(5)，進水口接環形管(6)，環形管分布于1#區內，環形管的末端封閉、管壁密布出水孔;3#區側壁設有出水口(7);反應池底部設有曝氣系統(10)。水體自進水口、環形管進入該裝置，水體通過擋板的孔洞自下而上依次溢流至1#區、2#區和3#區，完成處理后，由出水口排出。
[0024]水體通過環形管出水，出水更加均勻，與填料的接觸更加充分，克服了直接進水情況下水流速度過快，易破壞填料掛膜的缺點。
[0025]所述反應池內設有生物填料(9)，包括花瓣狀填料、生物懸浮球填料、螺紋溝渠球形體填料、YDT型彈性立體填料和螺旋條狀填料。
[0026]花瓣狀填料(一種新型生物填料及其制作方法，申請號201110385624.6):花瓣狀填料比較面積較大，有利于具有脫氮作用的固氮弧菌屬、類硝化螺菌的生長，進行硝化反應，將水體中的氮轉換成硝酸氮。
[0027]生物懸浮球填料:該填料具有較大的內部空間，可使氣液在空腔內循環混合，利于水氣的充分接觸融合，當優勢菌種進入到生物懸浮球填料的空腔內時，其高氧環境容易使菌種迅速繁殖而形成種群優勢。
[0028]YDT型彈性立體填料:該填料為絨毛狀，每個單獨填料絨毛數約100?200，長約40?50cm。YDT型彈性立體填料有利于具有脫氮作用的反硝化生絲微菌屬的生長，將硝酸氮轉換成氮氣。
[0029]上述三種填料可通過商業渠道購買獲得，或可自主生產加工。
[0030]螺紋溝渠球形體填料:如圖2所示，該填料與常規花瓣狀填料不同，包括由若干連續且收縮卷曲的卷邊11構成的球狀本體,所述球狀本體從中部向四周放射延伸,所述卷邊11的表面密布有溝渠12。卷邊11表面密布的溝渠12極大的增加了填料表面的粗糙度，有利于截留環境中的有益生物，并在穩定附著在表面形成生物膜，即使在外界介質的沖刷下生物膜也不容易脫落，同時眾多的溝渠增加了填料的比表面積，增加填料中生物附著量，提高了處理效率。該填料球狀本體的比表面積達6?8X 10_2m2/g，較常規花瓣狀填料增加了40% ?50%。
[0031 ] 螺旋條狀填料:如圖3所示，該填料包括成彎曲條狀的填料本體，所述填料本體包括呈連續“S”型的褶皺，所述褶皺的每個褶曲13圍成供流體進入的半封閉空間，所述褶皺的表面形成微生物附著面，同時在填料內形成間隔的多個厭氧、缺氧、好氧區，可促進菌群高效穩定運作。更優化的，所述每個褶曲13的內表面及外表面均密布設有溝渠14，溝渠14的存在極大增加了填料本體的表面粗糙度，有利于截流水體環境中的有益生物，并且使得有益生物得以穩定附著在表面形成生物膜，即使在水流的沖刷下生物膜也不容易脫落導致水質受影響。同時眾多的溝渠14增加了填料的比表面積，從而增加填料中有益生物的附著量，提高處理效率。填料本體的比表面積達10?15X 10_2m2/g，較螺紋溝渠球形體填料增加了 10%?15%。當水流流經褶曲13時，在褶曲13圍成的半封閉空間內打轉而形成漩渦，并且與水、氣充分混合，有效的提高了水和氣體的利用率，提高處理效率。同時，彎曲條狀的填料本體在散裝堆填時，其彎曲與褶皺相互疊合，形成穩固的一體，在快速或大水量的沖擊下時，不易形成翻滾，可有效保護填料表面附著的生物膜，確保生物膜的穩定性。
[0032]本實用新型采用上述特別的生物填料，通過特殊的溝壑構造，形成多條彎曲水流，增加水、氣和填料的接觸時間，在填料表面迅速附著培養有益的生物群落，形成種群優勢，達到快速高效降解水體中污染物的目的，并提高抗沖擊的能力和水體處理能力。
[0033]優選的，所述1#區內設有花瓣狀填料、生物懸浮球填料和螺紋溝渠球形體填料，2#區內設有花瓣狀填料、YDT型彈性立體填料和螺旋條狀填料，3#區內設有螺紋溝渠球形體填料和螺旋條狀填料。更優選的，1#區內花瓣狀填料、生物懸浮球填料和螺紋溝渠球形體填料的體積比為2?4:1:4?6，2#區內花瓣狀填料、YDT型彈性立體填料和螺旋條狀填料的體積比為1:3?5:3?4，3#區內螺紋溝渠球形體填料和螺旋條狀填料的體積比為5?7:1。
[0034]優選的，1#區、2#區和3#區的體積比為3?5:2?4:1。
[0035]優選的，所述曝氣系統為微氣泡曝氣系統，通過變頻鼓風機進行供氣。所述曝氣系統的曝氣管管壁上密布有孔隙，空隙直徑為2?5_。本裝置利用曝氣系統進行底部集中曝氣，結合擋板孔徑的大小，控制各區溶解氧的變化，裝置內自下至上1#區的溶解氧含量最高，3#區的溶解氧含量最低，從而有效抑制厭氧微生物及病菌的生存、促進好氧微生物迅速生長、控制微生物種群結構及防止水質惡化。
[0036]通過擋板的孔徑大小來控制各分區的氣泡大小及水體在各區域停留處理的時間，優選的，1#區、2#區間擋板的孔徑大小為3?5mm ；2#區、3#區間擋板的孔徑大小為0.1?Imm0
[0037]該裝置采用密閉系統，僅預留水進出口、出水口，與外部空間連接、連通，確保內部處于暗光狀態，裝置內光線強度低于300 Iux0水體處理過程中，通過控制暗光條件，在裝置的有限空間內，1#、2#、3#三個區域內的填料表面迅速附著富集了高級、中級及低級的生物群，形成完整的微型生態系統:1#區附著的生物以微生物群落為主，對污水中易降解的污染物進行快速降解以及將大分子降解成小分子物質；2#區附著的生物以細小動物為主，主要對微生物的排泄物、尸體及部分難降解物質進一步降解;3#區附著的生物以小動物為主，可對前兩個區域產生的微生物或細小動物的尸體進行吞噬，同時對難降解的物質進行再次分解，達到凈化水質和氣體的目的。
[0038]綜上所述，本實用新型裝置采用特殊的填料技術，并控制暗光條件，構造出有利于硝化菌等好氧有益微生物生長的環境，采用“在線篩選、在線培養有益微生物，在線處理水體”的方法，構建微型生態系統，消化水體中的污染物，從根本上消除微藻類生長的營養基礎，抑制微藻的生長，從而達到水體無害化治理、水質改善的目的。
[0039]下面結合具體實施例，進一步闡述本實用新型內容。
[0040]實施例1
[0041](I)工藝參數如下:
[0042]微藻類生態法去除裝置1#區、2#區和3#區的體積比為3:4:1。
[0043]1#區:花瓣狀填料、生物懸浮球填料和螺紋溝渠球形體填料的體積比=3:1:5 ;
[0044]2#區:花瓣狀填料、YDT型彈性立體填料和螺旋條狀填料的體積比=1:4:4 ;
[0045]3#區:螺紋溝渠球形體填料和螺旋條狀填料的體積比=6:1。
[0046]1#區、2#區間擋板孔徑為4mm ；
[0047]2#區、3#區間擋板孔徑為1_。
[0048]曝氣系統的曝氣管管壁圓孔直徑為2mm。
[0049]填料容積:共2m3。
[0050]處理溫度:26.5 °C。
[0051]光線強度低于300 lux。
[0052]水體處理總量:0.25m3/h。
[0053]水體停留時間:8h。
[0054](2)處理結果如下:
[0055]進水濃度:C0D:108mg/L ；TN:12.5mg/L ；TP:5.28mg/L ；TSS:85mg/L ;微型藻細胞濃度:450 X 15 個/L。
[0056]出水濃度:C0D:13.7mg/L ；TN:2.66mg/L ；TP:0.301mg/L ；TSS:12mg/L ;微型藻細胞濃度:8.5 X 15個/L。
[0057]實施例2
[0058](I)工藝參數如下:
[0059]微藻類生態法去除裝置1#區、2#區和3#區的體積比為3:2:1。
[0060]1#區:花瓣狀填料、生物懸浮球填料和螺紋溝渠球形體填料的體積比=2:1:4 ;[0061 ] 2#區:花瓣狀填料、YDT型彈性立體填料和螺旋條狀填料的體積比=1:3:3 ;
[0062]3#區:螺紋溝渠球形體填料和螺旋條狀填料的體積比=5:1。
[0063]1#區、2#區間擋板孔徑為3mm ;
[0064]2#區、3#區間擋板孔徑為0.5mm。
[0065]曝氣系統的曝氣管管壁圓孔直徑為4mm。
[0066]填料容積:共2m3。
[0067]處理溫度:28.7 °C。
[0068]光線強度低于300 lux。
[0069]水體處理總量:0.33m3/h。
[0070]水體停留時間:6 h。
[0071](2)處理結果如下:
[0072]進水濃度:C0D:174mg/L ；TN:18.0mg/L ；TP:9.06mg/L ；TSS:72mg/L ;微型藻細胞濃度:620 X 15 個/L。
[0073]出水濃度:C0D:16.6mg/L ；TN:2.59mg/L ；TP:0.247mg/L ；TSS:15mg/L ;微型藻細胞濃度:9.1 X 15個/L。
[0074]實施例3
[0075](I)工藝參數如下:
[0076]微藻類生態法去除裝置1#區、2#區和3#區的體積比為5:4:1。
[0077]1#區:花瓣狀填料、生物懸浮球填料和螺紋溝渠球形體填料的體積比=4:1:6 ;
[0078]2#區:花瓣狀填料、YDT型彈性立體填料和螺旋條狀填料的體積比=1:5:4 ;
[0079]3#區:螺紋溝渠球形體填料和螺旋條狀填料的體積比=7:1。
[0080]1#區、2#區間擋板孔徑為5_ ；
[0081]2#區、3#區間擋板孔徑為0.1_。
[0082]曝氣系統的曝氣管管壁圓孔直徑為5mm。
[0083]填料容積:共2m3。
[0084]處理溫度:29.6 °C。
[0085]光線強度低于300 lux。
[0086]水體處理總量:0.4m3/h。
[0087]水體停留時間:5h。
[0088](2)處理結果如下:
[0089]進水濃度:C0D:141mg/L ；TN:16.2mg/L ；TP:6.83mg/L ；TSS:68mg/L ;微型藻細胞濃度:570 X 15 個/L。
[0090]出水濃度:C0D:18.5mg/L ;TN:1.88mg/L ；TP:0.177mg/L ；TSS:9mg/L ;微型藻細胞濃度:9.6 X 15 個/L。
[0091]水體排出后，分別自1#區、2#區和3#區中的不同位置隨機取10個填料，顯微鏡下分析附著其上的生物群落，鏡檢發現，1#區附著有大量以聚磷菌、硝化菌為主的微生物;2#區附著有大量的鐘蟲、熊蟲等細小生物;3#區附著有大量鹵蟲、多足綱幼蟲等小動物。
【權利要求】
1.一種微藻類生態法去除裝置，包括封閉式的反應池，所述反應池自下至上用密布有孔洞的擋板分割為1#區、2#區和3#區；1#區側壁設有進水口，進水口接環形管，環形管分布于1#區內，環形管的末端封閉、管壁密布出水孔；3#區側壁設有出水口 ；反應池底部設有曝氣系統； 所述反應池內設有生物填料，包括花瓣狀填料、生物懸浮球填料、YDT型彈性立體填料、螺旋條狀填料和螺紋溝渠球形體填料。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于:所述1#區內設有花瓣狀填料、生物懸浮球填料和螺紋溝渠球形體填料，2#區內設有花瓣狀填料、YDT型彈性立體填料和螺旋條狀填料，3#區內設有螺紋溝渠球形體填料和螺旋條狀填料。
3.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于:1#區內花瓣狀填料、生物懸浮球填料和螺紋溝渠球形體填料的體積比為2?4:1:4?6 ;2#區內花瓣狀填料、YDT型彈性立體填料和螺旋條狀填料的體積比為1:3?5:3?4 ;3#區內螺紋溝渠球形體填料和螺旋條狀填料的體積比為5?7:1。
4.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于:1#區、2#區和3#區的體積比為3?5:2 ?4:1。
5.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于:1#區、2#區間擋板的孔徑大小為3?5_;2#區、3#區間擋板的孔徑大小為0.1?1mm。
6.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于:所述曝氣系統為微氣泡曝氣系統，通過變頻鼓風機進行供氣。
7.根據權利要求1或6所述的裝置，其特征在于:所述曝氣系統的曝氣管管壁上密布有圓孔，圓孔直徑為2?5mm。
【文檔編號】C02F3/10GK204079586SQ201420158661
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年4月2日 優先權日:2014年4月2日
【發明者】黃金洲, 林榮斌, 胡元成, 黃運鵬, 王利榮, 劉小苑 申請人:廣州市賽特檢測有限公司