CN108623018A - 一种污水净化装置及其净化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及污水处理技术领域，公开了一种污水净化装置及其净化方法，该污水净化装置包括：壳体，壳体设有进水口和出水口，进水口和出水口连通形成污水通道；污水通道内沿进水口至出水口的方向依次设置有玄武岩纤维载体和氧气发生单元；氧气发生单元用于促使附着在玄武岩纤维载体上的微生物形成菌胶团，以对污水进行净化处理。本发明的污水净化装置，能够迅速溶解降解污水中的污染物质，从而实现污水的快速高效净化，同时菌胶团的生物密度较高，且能长时间保持较高的微生物活性，可保证污水处理的整个过程中具有较高的微生物附着量，保证污水的高效处理。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，特别涉及一种污水净化装置及其净化方法。
背景技术
微生物载体技术是一种用于处理污水、废水的技术手段，通过选定的载体用于固定微生物，以提高其单位体积下的密度，通过微生物的代谢作用，进而分解、降解废水中的污染物以达到净化水质的目的。相较于其他的废水处理方式，微生物载体技术具有价格低廉、易于控制等优点，目前在水处理中有一定的应用。
玄武岩纤维是玄武岩在高温条件下通过拉制形成的纤维状材料，因其价格低廉、对环境的污染小、物理力学性能优异、具备良好的生物相容性等优点，成为了我国大力提倡发展的一种新型绿色材料，此外，由于玄武岩纤维的化学稳定性较强和具有很强的耐腐蚀能力，使得玄武岩纤维在废水处理中成为一种绝佳的材料。玄武岩纤维作为微生物载体的优势在于表面带有一定量的阳离子，而微生物表面带负电荷，因此有利于微生物的附着。除此之外，纤维为细长圆柱状，具有很大的比表面积，在相同的体积下能附着更多的微生物，因此，相较于其他微生物固化物，纤维具有一定独到优势。
尽管以玄武岩纤维作为微生物载体进行污水处理具有一定的效果，但是由于微生物自身的活性有限，在微生物生长的过程中不能始终保持较高的生物附着量，在污水处理后期净化效果不理想。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明目的是提供一种污水净化装置及其净化方法，以解决污水净化装置中由于微生物的活性有限而造成微生物附着量逐渐降低、污水处理效果差的技术问题。
(二)技术方案
为解决上述问题，本发明提供一种污水净化装置，包括：壳体，所述壳体设有进水口和出水口，所述进水口和出水口连通形成污水通道；所述污水通道内沿所述进水口至所述出水口的方向依次设置有玄武岩纤维载体和氧气发生单元；
所述氧气发生单元用于促使附着在所述玄武岩纤维载体上的微生物形成菌胶团，以对污水进行净化处理。
进一步的，所述污水通道内还设置有活性炭吸附单元，用于对污水进行进一步净化处理。
进一步的，所述壳体包括：第一壳体和第二壳体；所述第一壳体与所述第二壳体可拆卸连接；所述进水口设置在所述第一壳体上，所述出水口设置在所述第二壳体上；
所述氧气发生单元设置在所述第一壳体内，所述活性炭吸附单元设置在所述第二壳体内；所述玄武岩纤维载体的一部分固连在所述第一壳体和所述第二壳体的连接处，其另一部分置于所述污水通道内。
进一步的，所述第一壳体外设有外螺纹，所述第二壳体的第一端内设有与所述第一壳体的外螺纹配合螺纹连接的内螺纹。
进一步的，所述第一壳体内的上部和下部分别设置有第一过滤网，两个所述第一过滤网之间的空间内填充所述氧气发生单元，所述氧气发生单元包括：过氧化钙。
进一步的，所述第一壳体的内侧壁上设有分别用于固定两个所述第一过滤网的第一卡槽和第二卡槽。
进一步的，所述第二壳体内的上部和下部分别设置有第二过滤网，两个所述第二过滤网之间的空间内填充所述活性炭吸附单元，所述活性炭吸附单元包括：活性炭。
进一步的，所述第二壳体的内侧壁上设有分别用于固定两个所述第二过滤网的第三卡槽和第四卡槽。
进一步的，第三壳体；所述第三壳体可拆卸式连接在所述第二壳体的出水口处；
所述第三壳体上设有多个与所述出水口连通的第二过滤通孔；
所述第一壳体设有封堵在所述进水口处的支撑座，所述支撑座上设有多个与所述进水口连通的第一过滤通孔。
为解决上述问题，本发明还提供一种利用上述污水净化装置的污水净化方法，将污水通入壳体内的污水通道中，依次经过所述氧气发生单元和所述玄武岩纤维载体，所述氧气发生单元与污水接触曝气产生氧气，促使附着在所述玄武岩纤维载体上的微生物形成菌胶团，从而净化污水。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明提供的一种污水净化装置，利用玄武岩纤维作为微生物载体附着微生物，通过微生物对污水进行净化处理，并通过氧气发生单元释放氧气，促使附着在玄武岩纤维载体上的微生物形成大量的菌胶团，菌胶团具有较强的吸附能力和有机物氧化分解能力，能够迅速溶解降解污水中的污染物质，从而实现污水的快速高效净化，同时菌胶团的生物密度较高，且能长时间保持较高的微生物活性，可保证污水处理的整个过程中具有较高的微生物附着量，保证污水的高效处理。
此外，本发明还提供一种利用该污水净化装置的污水净化方法，污水依次经过所述氧气发生单元和所述玄武岩纤维载体，氧气发生单元与污水接触曝气产生氧气促使附着在玄武岩纤维载体上的微生物形成菌胶团，从而迅速溶解降解污水中的污染物质，实现污水的快速高效净化。
附图说明
图1是本发明污水净化装置一实施例的结构示意图；
图2是图1中污水净化装置A-A截面的剖视图；
图3是图1中支撑座的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等，是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
如图1-2所示，图1是本发明污水净化装置一实施例的结构示意图，图2是图1中污水净化装置A-A截面的剖视图。该污水净化装置包括：壳体、玄武岩纤维载体100和氧气发生单元200；壳体设有进水口和出水口，所述进水口和出水口连通形成污水通道，玄武岩纤维载体100和氧气发生单元200沿所述进水口至所述出水口的方向依次设置在该污水通道内；氧气发生单元200用于促使附着在玄武岩纤维载体100上的微生物形成菌胶团，以对污水进行净化处理。
其中，玄武岩纤维载体100是由玄武岩纤维构成的微生物载体，可以附着大量的微生物，实际污水处理中，通常由多个玄武岩纤维集合构成。
氧气发生单元200是由能够与水接触发生反应释放出氧气的物质填充构成，例如过氧化钙、过氧化钠等。
壳体的进水口和出水口可分别设置在壳体的两端端部，供污水进出，例如，壳体可为两端敞口的套筒，本实施例对此不作具体限定。在污水处理时，污水由壳体的进水口进入，经过并与氧气发生单元200接触，曝气产生氧气，氧气随污水流经玄武岩纤维载体100，促使附着在玄武岩纤维载体100上的微生物形成菌胶团，从而实现对污水的净化处理，净化后的污水由出水口流出。
本发明实施例提供的一种污水净化装置，通过氧气发生单元200在污水中曝气产生氧气，促使附着在玄武岩纤维载体100上形成大量的菌胶团，菌胶团具有较强的吸附能力和有机物氧化分解能力，能够迅速溶解降解污水中的污染物质，从而实现污水的快速高效净化，同时菌胶团的生物密度较高，且能长时间保持较高的微生物活性，可保证污水处理的整个过程中具有较高的微生物附着量，保证污水的高效处理。
可以理解的是，可同时设置多层玄武岩纤维载体100及氧气发生单元200，加快玄武岩纤维载体100上菌胶团的形成，同时可对污水进行多层净化，有效提升污水净化效果。
为了进一步提升污水净化的效果，基于上述实施例，作为一种优选实施例，参考图1和图2，污水通道内还设置有活性炭吸附单元300，用于对污水进行进一步净化处理。
其中，活性炭吸附单元300是由活性炭填充构成的吸附装置，利用活性炭的物理吸附作用，可吸附污水中的杂质物质，进一步净化污水。
基于上述实施例，作为一种优选实施例，参考图1和图2，壳体包括：第一壳体1和第二壳体2；第一壳体1与第二壳体2可拆卸连接；进水口设置在第一壳体1上，出水口设置在第二壳体2上；氧气发生单元200设置在第一壳体1内，活性炭吸附单元300设置在第二壳体2内；玄武岩纤维载体100的一部分夹紧在第一壳体1和第二壳体2的连接处，其另一部分置于污水通道内。
具体地，第一壳体1和第二壳体2分别为两端开口的筒状结构，为了考虑到其在污水中的腐蚀问题，可采用耐腐蚀性能较强的不锈钢材质制成，本实施例对壳体的形状和材质不作具体限定。
玄武岩纤维载体100的一部分固定在第一壳体1和第二壳体2的连接处，玄武岩纤维载体100的另一部分结构置于壳体内，用于附着微生物。氧气发生单元200、玄武岩纤维载体100、活性炭吸附单元300依次由下至上设置在壳体上，使用时，需将氧气发生单元200置于玄武岩纤维载体100的下方，曝气产生氧气促使玄武岩纤维载体100上的微生物形成菌胶团。
其中，玄武岩纤维载体100的长度不宜过长或者过短，过短则附着的微生物量有限，过长则玄武岩纤维载体100间容易混杂在一起，一般以18mm到24mm为宜。
需要说明的是，本发明实施例的污水净化装置可以因污水处理的不同需求而采用不同的使用方式。例如，在污水处理过程中，可将污水净化装置正置，污水先通过氧气发生单元200，曝气产生氧气，促使附着在玄武岩纤维载体100上的微生物形成菌胶团，污水经过菌胶团进行一次净化处理后，再经过活性炭吸附单元300吸附杂质进行二次处理，活性炭吸附单元300在二次处理过程中，还可吸附玄武岩纤维载体100中脱落的微生物，有效提高污水的净化程度。
第一壳体1与第二壳体2可通过螺纹连接或卡扣式连接实现可拆卸式连接。
例如，第一壳体1外设有外螺纹1a，第二壳体2内设有与外螺纹1a配合的内螺纹；玄武岩纤维载体100的一部分夹紧在第一壳体1的外螺纹1a和第二壳体2的内螺纹的连接处，以固定玄武岩纤维载体100；玄武岩纤维载体100的另一部分置于污水通道内。
具体地，第一壳体1、第二壳体2以及玄武岩纤维载体100在安装固定时，先将玄武岩纤维载体100的一部分结构贴紧第一壳体1的外螺纹1a，再将第二壳体2与第一壳体1螺纹配合拧紧，使玄武岩纤维载体100的一部分结构夹紧在外螺纹1a和内螺纹之间，从而固定玄武岩纤维载体100，玄武岩纤维载体100的另一部分置于壳体内，用于附着微生物；或者，将玄武岩纤维载体100的一部分结构贴紧第二壳体2的内螺纹，再将第一壳体1的与第一壳体1螺纹配合拧紧，使玄武岩纤维载体100的一部分结构夹紧在外螺纹1a和内螺纹之间，从而固定玄武岩纤维载体100。
第一壳体1、第二壳体2通过螺纹连接，且将玄武岩纤维载体100的一部分夹紧在螺纹连接处，一方面可使玄武岩纤维载体100固定牢固，避免玄武岩纤维载体100的滑脱，另一方面方便拆卸清洗。
需要说明的是，还可通过其他的固定方式将玄武岩纤维载体100固定在第一壳体1和第二壳体2的连接处，例如，可通过胶粘的方式、连接处设置插孔的方式或卡扣夹紧的方式等固定玄武岩纤维载体100，本实施例在此不作限定。
基于上述实施例，作为一种优选实施例，第一壳体1内的上部和下部分别设置有第一过滤网11，两个第一过滤网11之间的空间内填充氧气发生单元200，氧气发生单元200包括：过氧化钙。
其中，第一过滤网11上设有若干过滤孔或过滤网格，过滤孔或过滤网格的间隙直径小于过氧化钙的颗粒直径，主要用于装载过氧化钙，并供污水通过与过氧化钙接触发生反应产生氧气，其次，第一过滤网11还可起到粗过滤的作用，实现多重过滤的效果。
可以理解的是，过氧化钙仅为本实施例的一种优选方案，两个第一过滤网11内还可填充其他可以与水发生反应产生氧气的物质，例如过氧化钠等，均在本发明实施例的保护范围内。
考虑到过氧化钙与水反应的速率较快，难以控制氧气产生的速率，本实施例中还可采用缓释过氧化钙颗粒，通过在过氧化钙表面覆膜，以减缓过氧化钙的反应过程。
第一过滤网11可通过卡槽或胶粘等方式固定在第一壳体1内。基于上述实施例，作为一种优选实施例，第一壳体1的内侧壁上设有分别用于固定两个第一过滤网11的第一卡槽和第二卡槽。第一卡槽和第二卡槽均可为环形凹槽结构，或者由分别设置在第一过滤网11的相对两端的两个弧形凹槽构成的结构等。
进一步地，同样地，第二壳体2内的上部和下部分别设置有第二过滤网21之间的空间内填充活性炭吸附单元300，活性炭吸附单元300包括：活性炭。第二过滤网21的结构及固定方式与第一过滤网11相同，在此不再赘述。
基于上述实施例，作为一种优选实施例，参考图1和图2，壳体还包括：第三壳体3；第三壳体3可拆卸式连接在第二壳体2的出水口处；第三壳体3上设有多个与出水口连通的第二过滤通孔31；第一壳体1设有封堵在进水口处的支撑座4，支撑座4上设有多个与进水口连通的第一过滤通孔41。
具体地，第三壳体3可通过螺纹连接或卡扣式连接等方式与第二壳体2可拆卸式连接，方便拆卸清洗，第三壳体3封堵在第二壳体2的出水口处，第二过滤通孔31与出水口连通，主要用于对从第二壳体2流出的污水进行再次过滤处理，进一步提高净化效果。
第一壳体1和第三壳体3的优选设计直径在40-80mm之间，较优选为60mm；第一壳体1和第三壳体3的优选设计高度为20-50mm，较优选为30mm。第二壳体2的直径与第一壳体1和第三壳体3配套，其长度在30-70mm之间，较优选为50mm。其中，第二过滤通孔31和第一过滤通孔41的尺寸优选为直径大于3mm，可初步过滤颗粒直径较大的杂质物质。
支撑座4可为圆板状、长方形板状等，支撑座4用于对污水作初步粗过滤，过滤除去大颗粒杂质物质，可避免过滤网的堵塞。如图1和图3所示，当出水口设置在第一壳体1的端部底部时，支撑座4设置在第一壳体1的端部底部，支撑座4的表面积大于第一壳体1或第三壳体3的截面面积，不仅可起到粗过滤作用，还可起到支撑的作用，方便污水净化装置的放置。支撑座4还可与第一壳体1一体成型。
在污水净化处理过程中，污水先经过支撑座4的第一过滤通孔41进行第一次粗过滤，过滤除去颗粒直径较大的杂质物质，再经过第一过滤网11进行二次粗过滤，污水进入氧气发生单元200中与水接触产生大量氧气，玄武岩纤维载体100置于壳体内的部分结构上附着大量的微生物，在氧气的作用下形成菌胶团，对污水中的污染物进行生物降解净化处理，经过降解净化处理后的污水再次通过第二过滤网2进行再次过滤，再进入活性炭吸附单元300中吸附杂质进一步除杂净化，吸附玄武岩纤维载体100中脱落的微生物，经过多次过滤净化处理的污水最后通过第三壳体3做最后一次过滤处理。
本发明实施例的污水净化装置能够进行多级过滤和净化处理，可以较大提高污水的净化程度。
当使用本发明实施例的污水净化装置一段时间后，例如使用24h后，宜对装置进行回收重利用，拆卸第一壳体1和第三壳体3，取出第二壳体2内的第二过滤网21和第一壳体1内的第一过滤网11，然后重新填装活性碳和过氧化钙，玄武岩纤维经过清洗处理后重新固定，即可再次使用。本发明实施例的污水净化装置同其他装置相比，造价小且易于操作。
此外，若需要处理污染严重、污染量较大的水体时，可先检测MLSS(mixed liquidsuspended solids，混合液悬浮固体浓度)、BOD5(Biochemical Oxygen Demand，生物需氧量)、SS(Suspended Solids，悬浮物)和pH(hydrogen ion concentration，氢离子浓度指数)等指标，再对该污水净化装置中玄武岩纤维载体100、氧气发生单元200和活性炭吸附单元300位置和排列的层数进行设定，以最佳的组合方式进行污水的净化。除此之外，还可将玄武岩纤维载体100、氧气发生单元200和活性炭吸附单元300组成的污水净化装置串联或者并联，以适应不同处理标准的污水。
在上述实施例的基础上，本实施例提供一种利用上述污水净化装置的净水方法，该净水方法具体为：将污水通入壳体内的污水通道中，依次经过氧气发生单元200和玄武岩纤维载体100，氧气发生单元200与污水接触曝气产生氧气，促使附着在玄武岩纤维载体100上的微生物形成菌胶团，从而净化污水。
其他具体过程可参阅上述图1-图3相关的文字描述，在此不再赘述。
本实施例污水依次经过所述氧气发生单元200和所述玄武岩纤维载体100，氧气发生单元200与污水接触曝气产生氧气促使附着在玄武岩纤维载体100上的微生物形成菌胶团，从而迅速溶解降解污水中的污染物质，实现污水的快速高效净化。
需要说明的是，以上各实施例均属于同一发明构思，各实施例的描述各有侧重，在个别实施例中描述未详尽之处，可参考其他实施例中的描述。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种污水净化装置，其特征在于，包括：壳体，所述壳体设有进水口和出水口，所述进水口和出水口连通形成污水通道；所述污水通道内沿所述进水口至所述出水口的方向依次设置有玄武岩纤维载体和氧气发生单元；
所述氧气发生单元用于促使附着在所述玄武岩纤维载体上的微生物形成菌胶团，以对污水进行净化处理。
2.根据权利要求1所述的污水净化装置，其特征在于，所述污水通道内还设置有活性炭吸附单元，用于对污水进行进一步净化处理。
3.根据权利要求2所述的污水净化装置，其特征在于，所述壳体包括：第一壳体和第二壳体；所述第一壳体与所述第二壳体可拆卸连接；所述进水口设置在所述第一壳体上，所述出水口设置在所述第二壳体上；
所述氧气发生单元设置在所述第一壳体内，所述活性炭吸附单元设置在所述第二壳体内；所述玄武岩纤维载体的一部分固连在所述第一壳体和所述第二壳体的连接处，其另一部分置于所述污水通道内。
4.根据权利要求3所述的污水净化装置，其特征在于，所述第一壳体外设有外螺纹，所述第二壳体内设有与所述第一壳体的外螺纹配合螺纹连接的内螺纹。
5.根据权利要求3所述的污水净化装置，其特征在于，所述第一壳体内的上部和下部分别设置有第一过滤网，两个所述第一过滤网之间的空间内填充所述氧气发生单元，所述氧气发生单元包括：过氧化钙。
6.根据权利要求5所述的污水净化装置，其特征在于，所述第一壳体的内侧壁上设有分别用于固定两个所述第一过滤网的第一卡槽和第二卡槽。
7.根据权利要求3所述的污水净化装置，其特征在于，所述第二壳体内的上部和下部分别设置有第二过滤网，两个所述第二过滤网之间的空间内填充所述活性炭吸附单元，所述活性炭吸附单元包括：活性炭。
8.根据权利要求7所述的污水净化装置，其特征在于，所述第二壳体的内侧壁上设有分别用于固定两个所述第二过滤网的第三卡槽和第四卡槽。
9.根据权利要求3-8任一项所述的污水净化装置，其特征在于，所述壳体还包括：第三壳体；所述第三壳体可拆卸式连接在所述第二壳体的出水口处；
所述第三壳体上设有多个与所述出水口连通的第二过滤通孔；
所述第一壳体设有封堵在所述进水口处的支撑座，所述支撑座上设有多个与所述进水口连通的第一过滤通孔。
10.一种利用权利要求1-9任一项所述的污水净化装置的污水净化方法，其特征在于，将污水通入壳体内的污水通道中，依次经过所述氧气发生单元和所述玄武岩纤维载体，所述氧气发生单元与污水接触曝气产生氧气，促使附着在所述玄武岩纤维载体上的微生物形成菌胶团，从而净化污水。
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