CN104528923A - 水体净化系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种水体净化系统，属于水处理领域；包括充氧装置与微生物载体装置，充氧装置包括空压机、磁助旋流散气管及连接二者的进气管，微生物载体装置包括浮桶、玄武岩纤维载体、混凝土预制块，玄武岩纤维载体上下两端分别连接浮球和混凝土预制块、悬浮于水中；污水通过磁助旋流散气管后形成丰富的气泡流，水底的土著微生物附着在玄武岩纤维载体上并大量繁殖；本发明的水体净化系统能增加水体中的溶解氧浓度和水中土著微生物量；通过微气泡氧化底泥消减内源污染，载体上微生物降解水体中污染物，来实现闭锁性水体中污染物的高效和快速净化。

Description

水体净化系统
技术领域
本发明属于水处理领域，尤其是水体净化系统
背景技术
长期以来，由于对闭锁性水体污染问题缺乏系统性、协同性以及创新性的科学研究，闭锁性水体污染防治的技术相对薄弱，再加上闭锁性水体大多呈现为缓流水域，环境容量较小、自净能力较差，极易受到污染，从而导致该类水体污染日趋严重的态势尚未得到根本扭转。
闭锁性水体的污染源主要来自工业废水、生活污水以及风沙扬尘携污等。当进入水体中的污染物总量超过水体中溶解氧含量的自净能力时，水体中的溶解氧被迅速消耗殆尽，使水体呈现缺氧甚至厌氧状态，同时氨氮含量大大增加，从而导致藻类大量滋生、水体呈现富营养化，水体的透明度也急剧降低，甚至出现发黑发臭的现象。因此，如何解决闭锁性水体的水环境污染和生境退化已经成为了目前亟需面临的重要环境问题。
对于闭锁性水体的处理，关键在于解决两个问题：一是增加水体中的溶解氧，二是改善水体生物活性。基于这两个关键问题，曝气生物膜系统无疑成为了一种应用性较好的闭锁性水体净化系统，且已经成为了闭锁性水体常用的技术系统。
但是就目前存在的曝气生物膜系统而言，尚存在以下不足：(1)目前常采用的曝气装置可分为散流曝气装置、纯氧微孔曝气装置和旋流曝气装置等。其中散流曝气装置流量较大，但是氧传质效率较低；微孔曝气装置具有高氧传质效率，但是易堵塞，清理不便；旋流曝气装置具有流量大、不宜堵塞的优点，但是现有的旋流曝气装置曝气能耗较高。且这些曝气装置在安装的过程中，位置多位于水体中部，难以快速有效的对底泥进行氧化，改善水体的生境条件，从而达到净化水体的目的。(2)目前所采用的生物膜填料多为人工复合性材料，在环境友好型上多欠缺考虑。使用的过程中，部分生物膜填料遗留于水体中，可能会对水体水质或者生态环境造成新的影响。并且，在生物膜填料的结构制作、设置方法上多为污水处理工程的简单移植，并不能满足低有机污染的富营养化闭锁性水体的需求。
发明内容
针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种水体净化系统，增加水体中溶解氧浓度和水体土著微生物量；通过微气泡氧化底泥消减内源污染，载体上微生物降解水体中污染物来实现闭锁性水体中污染物的高效和快速净化。
本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
一种水体净化系统，其特征在于，包括充氧装置和微生物载体装置；
所述充氧装置包括位于水体表面或岸边的空压机、位于水底的磁助旋流散气管以及连接所述空压机与所述磁助旋流散气管的进气管；
所述微生物载体装置位于水下，包括浮球、玄武岩纤维载体、混凝土预制块，所述混凝土预制块置于水底，所述玄武岩纤维载体两端分别与所述浮球和所述混凝土预制块固定连接。
进一步，所述磁助旋流散气管包括进气口、通孔、十字叶轮旋流器、蘑菇型切割器；
所述通孔连通水体与所述磁助旋流散气管的内腔，所述十字叶轮旋流器与所述蘑菇型切割器设于所述磁助旋流散气管内壁。
进一步，所述磁助旋流散气管还包括磁体棒、磁粉，所述磁体棒穿过所述十字叶轮旋流器中心、与其固定连接，所述磁粉喷于所述磁助旋流散气管内壁。
在上述方案中，所述玄武岩纤维载体包括钢丝绳锁、锁扣、玄武岩纤维片、端片、短套管；
所述钢丝绳索依次穿过锁扣、端片、至少一组玄武岩纤维片、端片、锁扣，所述相邻两组玄武岩纤维片之间设有短套管、且固定成一个整体。
在上述方案中，所述混凝土预制块块架置于水底，所述进气管在水体中为垂直段和水平段，所述水平段与所述混凝土预制块支架通过卡扣连接。
在上述方案中，所述充氧装置与所述微生物载体装置为一组或多组。
在上述方案中，所述充氧装置与所述微生物载体装置的水平距离为0.3～1.5m。
在上述方案中，所述玄武岩纤维载体的长度为0.7～2m。
本发明的优势：
(1)本发明中的磁助旋流散气管内设有磁场，能较好的提高氧传质效率，充氧效率高。
(2)本发明中的磁助旋流散气管使水与空气在旋流的作用下充分掺混，并切割，充分利用了动能，在充氧的同时，无需另加入动能用于搅拌，产生的气泡均匀，氧利用效率较高，能耗较低。
(3)采用的玄武岩纤维载体是取自天然玄武岩矿石，完全来自于自然环境，无任何污染，在使用的过程中无需考虑载体遗留可能对环境造成的影响问题。并且，本发明中采用的玄武岩纤维载体采用高效的结构形式，促使玄武岩纤维在水中更易舒展，具有较大的比表面积，更加利于微生物与水体中污染物的充分接触，净化效果优越。
(4)本发明的水体净化装置，结构简单，具有安装便捷、维修方便等特点。
附图说明
图1为本发明所述水体净化装置的结构图。
图2为本发明所述磁助旋流散气管的结构图。
图3为本发明所述玄武岩纤维载体的结构图。
附图标记说明如下：
1.磁助旋流散气管；11.进气口；12.十字叶轮；13.磁体棒；14.蘑菇型剪切器；15.通孔；2.玄武岩纤维载体；21.浮筒；22.混凝土预制块；23.钢丝绳锁；24.锁扣；25.玄武岩纤维片；26.端片；27.短套管；3.空压机；31.进气管；32.卡扣；33.混凝土预制块支架；4.水体表面；5.水底；6.水岸。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
根据图1，在处理水深为2m的闭锁性水体时，将空压机3设置于闭锁性水岸6上，与置于水底5的磁助旋流散气管1的进气口11通过进气管31相连接，进气管31分为水平段和垂直段，用混凝土预制块制作支架33，大小为15×50cm，将进气管31的水平段用卡扣32固定在混凝土预制块支架33上，然后进气管用内丝弯头连接磁助旋流散气管1，使磁助旋流散气管1处于垂直方向；磁助旋流散气管1包括进气口11、通孔15、十字叶轮旋流器12、蘑菇型切割器14、磁体棒13、磁粉，通孔15连通水体与所述磁助旋流散气管1的内腔，十字叶轮旋流器12与所述蘑菇型切割器14设于磁助旋流散气管1内壁，磁体棒13穿过十字叶轮旋流器12中心、与其固定连接，磁粉喷于所述磁助旋流散气管1内壁。
在距离上述充氧装置0.3～1.5m处设有微生物载体装置，由包括浮球21、玄武岩纤维载体2、混凝土预制块22，混凝土预制块22置于水底，玄武岩纤维载体2为长条状，两端分别与浮球21和所述混凝土预制块支架3固定连接，使整个玄武岩纤维载体悬浮于水中，玄武岩纤维载体的结构长度0.7～2m，优选地为1.4m；玄武岩纤维载体2包括钢丝绳锁23、锁扣24、玄武岩纤维片25、端片26、短套管27，钢丝绳索23依次穿过锁扣24、端片26、至少一组玄武岩纤维片25、端片26、锁扣24，相邻两组玄武岩纤维片25之间设有短套管27、且固定成一个整体。
当系统开始工作时，空压机3将气体通过进气管31压入置于水底的磁助旋流散气管1内，引起磁助旋流散气管1四周压力急剧降低，导致进气口11周边的水体通入磁助旋流散气管1内，沿十字叶轮旋流器12与气体充分掺混后在磁场的作用下向上旋出，形成极为丰富的螺旋气泡流，可对污染的闭锁性水体内部进行充氧；在磁助旋流散气管1内，气体带动水体向上运动，形成气泡流，气泡流依次经十字叶轮旋流器12、蘑菇型切割器14向上旋出并被切割变成小气泡；并且由于磁体棒13与磁粉的存在，磁助旋流散气管1内形成磁场，使氧气在水体中的传质效率增高，从而保证水体中充足的氧气；
高速旋流的水流将水体底部污泥扬起，在充足的溶解氧环境下，底泥中土著微生物被激活，负载于微生物载体单元并大量繁殖，水体土著微生物活性得到良好改善，载体上微生物降解水体中污染物，同时水体底泥被氧化，消减水体内源污染，从而达到净化水体的目的。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种水体净化系统，其特征在于，包括充氧装置和微生物载体装置；
所述充氧装置包括位于水体表面或岸边的空压机(3)、位于水底的磁助旋流散气管(1)以及连接所述空压机(3)与所述磁助旋流散气管(1)的进气管(31)；
所述微生物载体装置位于水下，包括浮桶(21)、玄武岩纤维载体(2)、混凝土预制块(22)，所述混凝土预制块(22)置于水底，所述玄武岩纤维载体(2)两端分别与所述浮球(21)和所述混凝土预制块(22)固定连接。
2.如权利要求1所述的水体净化系统，其特征在于，所述磁助旋流散气管(1)包括进气口(11)、通孔(15)、十字叶轮旋流器(12)、蘑菇型切割器(14)；
所述通孔(15)连通水体与所述磁助旋流散气管(1)的内腔，所述十字叶轮旋流器(12)与所述蘑菇型切割器(14)设于所述磁助旋流散气管(1)内壁。
3.如权利要求2所述的水体净化系统，其特征在于，所述磁助旋流散气管(1)还包括磁体棒(13)、磁粉，所述磁体棒(13)穿过所述十字叶轮旋流器(12)中心、与其固定连接，所述磁粉喷于所述磁助旋流散气管(1)内壁。
4.如权利要求1～3中任意一项所述的水体净化系统，其特征在于，所述玄武岩纤维载体(2)包括钢丝绳锁(23)、锁扣(24)、玄武岩纤维片(25)、端片(26)、短套管(27)；
所述钢丝绳索(23)依次穿过锁扣(24)、端片(26)、至少一组玄武岩纤维片(25)、端片(26)、锁扣(24)，所述相邻两组玄武岩纤维片(25)之间设有短套管(27)、且固定成一个整体。
5.如权利要求1所述的水体净化系统，其特征在于，所述混凝土预制块支架(33)置于水底，所述进气管(31)在水体中为垂直段和水平段，所述水平段与所述混凝土预制块支架(33)通过卡扣(32)连接。
6.如权利要求1所述的水体净化系统，其特征在于，所述充氧装置与所述微生物载体装置为一组或多组。
7.如权利要求1～6中任意一项所述的水体净化系统，其特征在于，所述充氧装置与所述微生物载体装置的水平距离为0.3～1.5m。
8.如权利要求1所述的水体净化系统，其特征在于，所述玄武岩纤维载体(2)的长度为0.7～2m。
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