CN110902989B - 一种功能微生物种液培殖增效反应器及水底淤泥处理方法 - Google Patents

Abstract

一种功能微生物种液培殖增效反应器，包括培殖储存箱、生物填料、悬浮机构、进水泵、布气盘、配氧装置、控制器、微生物种液射流器和微生物包埋模块；培殖储存箱上设有缓释仓，微生物包埋模块设置在缓释仓中；微生物种液射流器包括高压水泵、吸水管、输水管和射流水管，射流水管的外端自培殖储存箱的侧壁伸出到外面。明通过增设微生物种液射流器和微生物包埋模块，释放预先选定的功能微生物，形成次级功能微生物种液并储存在培殖储存箱中，而微生物射流器则将次级微生物种液抽取并射出到周边水域的淤泥表层，射流输出的次级功能微生物种液能够快速渗入并寄生于水底淤泥，不仅对污水原位就地进行净化处理，而且使淤泥中的有机物得以降解还原为沙土。

Description

一种功能微生物种液培殖增效反应器及水底淤泥处理方法

技术领域

本发明涉及微生物污水处理设备及方法，尤其涉及一种功能微生物种液培殖增效反应器及水底淤泥处理方法。

背景技术

水环境是人居环境和生态环境的重要基础，而当今世界，水资源已成为一种紧缺的宝贵资源。目前，我国大多数城镇、农村地域面积较广，由于规划滞后、无序排污、治理缺失等原因，水环境质量普遍较差，已严重影响到城镇、农村居民的居住环境，继而影响到人们的身体健康。

目前的城镇、农村，其污水主要由大量生活污水、工业污水和禽畜养殖废水构成，在现阶段未能分隔对单一污水水体实施独立有效处理的情况下，势必形成多种污染混合水域，对水资源和水环境造成更严重的破坏，因而对水资源的治理、修复难度也越来越大，现有的污水治理技术一般包括物理法、化学法和生物法，物理法和化学法都存在处理成本较高、处理效果及持续性较差，易于引发二次污染等问题。

为了解决上述问题，本申请人于2015年01月19日提出一项发明申请并获得授权，申请号为CN201510025033.6，名称为一种微生物菌群母液培殖发生器及其微生物污水处理方法，公开了一种微生物菌群母液培殖发生器的具体结构，包括微生物发生箱、生物填料仓、生物填料、进水装置、排渣装置、水气同步切割配送装置和自动控制装置，水气同步切割配送装置包括增氧装置、配水箱、供水管、供气管、水气混合仓和配气盘，配气盘上开设有多个出气孔，水气混合仓的顶壁开设有喷射口，水气混合仓的顶壁及喷射口构成水气切割盘。自上至下向水气混合仓供水，增大了压力差，气体和水在水气混合仓中充分混合，水气切割盘对水气混合物进行均匀切割，水气更加均匀混合，再自下向上为生物填料供气供水，增加了水气混合物与生物填料动态接触效果，大幅度提高了微生物活性，能够培育出更强活力、生物量更多的微生物菌群。

依据上述专利CN201510025033.6制造的净化设备在污水处理上有较突出的表现，对于黑臭水体及水底淤泥的处理上也有一定成效，但还有所欠缺。

然而，目前广大城乡还存在黑臭水体的严重污染，它直接损害了城乡的人居健康条件，严重影响城乡的面貌和形象，阻碍城乡经济的发展和生态文明建设进程。

在水污染治理特别是黑臭水体治理中，水底淤泥作为内源污染的主要成分，由于淤泥与水体间存在污染物紧密迁移交换关系，淤泥中大量沉积的耗氧性物质、氮磷营养物、有机污染物等对水体的不断重复渗透，必然加剧水体的污染，也势必加重污染水体的治理难度。目前，基本上还停留在人工挖掘水底淤泥的处理方式上，水底淤泥的人工挖掘清理花费大量人力物力，而且清理出来的淤泥在岸上大面积堆积也无法以合理低成本处理，更存在造成二次污染的潜在危害。

随着环境生物技术的不断发展，生物修复技术相对作为一种低投资、高效益、运作方便的治理技术被广泛应用于生产实践中，但是，目前应用微生物处理水底淤泥的通常方法，大都是将微生物调剂为菌液喷洒污染水面或制作成颗粒抛撒在污染水体中，这两种方式存在明显缺陷：（1）微生物游离扩散到水底淤泥的速度缓慢；（2）生物消耗量很大；（3）缺失后续培殖驯化和增效机能。因此，目前喷洒菌液、抛撒颗粒菌等生物修复技术还存在效率低、消耗大的弊端。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种功能微生物种液培殖增效反应器及水底淤泥处理方法。采用的技术方案如下：

一种功能微生物种液培殖增效反应器，包括培殖储存箱、多个生物填料、悬浮机构、进水泵、布气盘、配气装置和控制器，悬浮机构安装在培殖储存箱上，进水泵安装在培殖储存箱的外侧壁上，布气盘安装在培殖储存箱的下部，布气盘与培殖储存箱底部之间构成水气混合仓，配气装置安装在培殖储存箱的顶部，配气装置的供氧口处于水气混合仓中，各个生物填料填充在培殖储存箱中，其特征是：还包括微生物种液射流器和多个微生物包埋模块；所述培殖储存箱的上部或顶部设有缓释仓，所述进水泵通过进水管与缓释仓相通连接；各个微生物包埋模块设置在缓释仓中；微生物种液射流器包括高压水泵、吸水管、输水管和至少一条射流水管，高压水泵安装在培殖储存箱的上部，吸水管、输水管均沿上下放下设置在培殖储存箱的内腔中，吸水管的下端处于所述布气盘的上方，吸水管的上端与高压水泵的进水口连接，输水管的上端与高压水泵的出水口连接，各条射流水管设置在培殖储存箱的底部并处于布气盘的上方，各条射流水管的内端连接在一起并与输水管的下端连接，各条射流水管的外端自培殖储存箱的侧壁伸出到培殖储存箱外面；所述进水泵、配气装置、微生物种液射流器均与所述控制器电连接；缓释仓中微生物包埋模块用于释放预先选定的功能微生物并形成初级功能微生物种液；微生物种液射流器将次级功能微生物种液抽取并通过各条射流水管射出到培殖储存箱周边的污水水域中，功能微生物种液能够快速渗入并寄驻于水底淤泥。

本功能微生物种液培殖增效反应器的工作原理：通过自动控制器对水量和气量的调控，以及给水时间段、供氧时间段的调节，进水泵从污水水域中吸水并送入到缓释仓中，对微生物包埋模块进行冲刷，使微生物包埋模块释放预先选定的功能微生物并形成初级功能微生物种液，初级功能微生物种液进入下方的培殖储存箱并在悬浮式的生物填料上开始挂膜，而配气装置则将氧气输送入培殖储存箱底部的水气混合仓，氧气与水充分混合并通过布气盘上的喷射口自下向上喷射到生物填料所在区域，人工创造了功能微生物培殖驯化的有利条件，使初级功能微生物种液的功能菌能够迅速在生物填料的挂膜上着附并强化增效，生成次级功能微生物种液，同时，通过生物填料材质的优选，对原位土著微生物菌种进行筛选，在生物膜上进行繁殖和驯化，在水气两相流场中，生物填料上的生物膜脱落并形成土著优良微生物菌群种液，同样也汇入上述次级功能微生物种液，使得优良优势的微生物的生物量更加丰富，微生物种液射流器的高压水泵的启动将次级功能微生物种液抽取并通过各条射流水管射出到培殖储存箱周边的污水水域中，由于本功能微生物种液培殖增效反应器整机悬浮于污水水域，其底部接近于水底淤泥表层，而各条射流水管是设置在培殖储存箱底部，高压射流输出的次级功能微生物种液能够快速渗入并寄驻于水底淤泥，快速高效对污水及淤泥的有机物、氨氮、磷和有害物质进行硝化、反硝化反应和降解，不仅对污水原位就地进行净化处理，而且使淤泥中的有机物得以降解还原为沙土。

作为本发明的优选方案，所述功能微生物种液培殖增效反应器还包括水气两相流场内循环装置，水气两相流场内循环装置包括循环水井、循环水泵、内循环水管和开设有多个水流喷射孔的循环管架，各个水流喷射孔在循环管架上均沿顺时针或逆时针方向排列；循环水井设置在培殖储存箱上并与培殖储存箱的内腔相通，循环水泵设置在循环进水井中，循环管架设置在所述培殖储存箱的内腔中并处于所述布气盘的上方，内循环水管的上端与循环水泵的出水口连接，内循环水管的下端与循环管架连接。循环水泵从培殖储存箱下部抽出的水流（混合有配氧装置喷出的气体）通过内循环管进入循环管架，并由循环管架上的水流喷射孔喷出，形成回旋水流，与配氧装置喷出的气体形成水、气两相交互的流场，进一步增加生物填料仓中微生物的活性，提高了功能微生物及优良原位土著微生物的培殖效率，并且，通过反复的内循环，不断冲刷生物填料上的生物膜，提高次级功能微生物种液的浓度，在射流时能够射出浓度更高的功能微生物，大幅度提高功能微生物在水底淤泥的种植效率。

作为本发明进一步的优选方案，所述循环管架包括第一管道和第二管道，第一管道与第二管道在中间相通连接；第一管道的一端和第二管道的两端均封闭，第一管道的另一端作为与所述内循环管的连接口。循环管架设置为第一管道和第二管道，第一管道与第二管道在中间交叉相通连接，由循环管架上的水流喷射孔喷出的水流能够形成更强的回旋水流。进一步优选第一管道与第二管道十字型连接。第一管道与第二管道呈十字型对称设置，由循环管架上的水流喷射孔喷出的水流形成顺时针或逆时针回旋。

作为本发明进一步的优选方案，所述悬浮机构为环形浮箱，环形浮箱安装在所述培殖储存箱的上部外周向上。

作为本发明更进一步的优选方案，所述环形浮箱中设有与外部相通的进水井，所述进水泵安装在进水井中。

作为本发明更进一步的优选方案，所述循环水井设置在所述环形浮箱中。

作为本发明的优选方案，所述配氧装置包括第一增氧泵、第二增氧泵、供气管和配气盘，配气盘上开设有多个出气孔；第一增氧泵、第二增氧泵安装在所述培殖储存箱的顶部，配气盘设置在所述水气混合仓中，供气管沿上下方向设置在培殖储存箱中；第一增氧泵、第二增氧泵分别与供气管的上端连接，供气管的下端与配气盘连接。将配氧装置设置为包括第一增氧泵和第二增氧泵，通过控制，使第一增氧泵和第二增氧泵轮流工作，延长第一增氧泵和第二增氧泵的使用寿命；当控制第一增氧泵和第二增氧泵并机工作时，进入培殖储存箱底部中气体的气压大幅度增加，有效克服了出气孔常被堵塞的缺陷，同时又增大水气混合物从水气切割盘的喷射口喷出的速度，冲刷上方生物填料上的沉渣，对生物填料进行再次冲洗，更有利于微生物在生物填料上挂膜繁殖，提高微生物菌群母液的培殖效率。配气盘一般包括环形管、横向管和多条纵向管；横向管的两端与环形管相通连接；纵向管的两端及中部分别与环形管、横向管相通连接。配气盘设置为环形管，以及纵横交错的横向管、纵向管，使得出气孔呈网状布置，经过布气盘的切割作用，多点均匀送气，使水气混合更加均匀。

作为本发明的优选方案，所述功能微生物种液培殖增效反应器还包括外挂式曝气装置，外挂式曝气装置包括第三增氧泵、曝气纵向管、至少两条曝气横向管和至少两个曝气盘，第三增氧泵安装在所述培殖储存箱的顶部，曝气纵向管沿上下放下设置在所述培殖储存箱的内腔中，曝气纵向管的下端处于所述布气盘的上方，曝气纵向管的上端与第三增氧泵连接，各条曝气横向管均设置在培殖储存箱的底部并处于布气盘的上方，各条曝气横向管的内端连接在一起并与曝气纵向管的下端连接，各条曝气横向管的外端自培殖储存箱的侧壁伸出到培殖储存箱外面，各个曝气盘安装在相应的曝气横向管的外端。通过增设外挂式曝气装置，为培殖储存箱周边的污染水体的淤泥表层增氧，提高植入功能微生物及原位土著优势微生物的活性，使植入的功能微生物能够在淤泥中快速寄驻并繁殖，使功能微生物的淤泥处理能够瑧于持续、常态。

作为本发明进一步的优选方案，所述曝气盘包括顶板和倒锥形壳体，倒锥形壳体的敞口安装在顶板的下表面上并密封连接，倒锥形壳体与顶板构成储气室，倒锥形壳体的下端尖部开设有与气室相通的进气口，倒锥形壳体上开设有多个与气室相通的曝气口。将曝气口设置在倒锥形壳体的锥面上，也即是曝气口朝向下方设置，使得氧气更容易渗入到淤泥层中，进一步提高植入功能微生物及原位土著优势微生物的活性，同时，更有利于满足功能微生物对有机物降解硝化过程的耗氧需求。

作为本发明更进一步的优选方案，多个所述曝气口分成多排，每排均有多个曝气口，各排曝气口均自所述进气口向倒锥形壳体的敞口边缘延伸。

作为本发明的优选方案，所述缓释仓设置在所述培殖储存箱的顶部，缓释仓包括仓体、环形水槽、管道架和多个喷水头；环形水槽安装在仓体的顶部，环形水槽的底部设有多个与仓体相通的第一过水孔，仓体的底部设有第二过水孔；管道架安装在环形水槽中，各个喷水头安装在管道架上；各个所述微生物包埋模块设置在环形仓体中。

作为本发明进一步的优选方案，所述环形水槽包括底板、外环壁、内环壁和顶盖，所述各个第一过水孔设置在底板上，外环壁、内环壁的下端均安装在底板上，内环壁处于外环壁中，顶盖盖合在外环壁、内环壁的上端，外环壁、内环壁与底板构成环形槽。

作为本发明更进一步的优选方案，所述管道架包括环形管道和多条直管，各条直管的内端均与环形管道相通连接，并且各条直管均沿环形管道的径向往外延伸，其中一条直管的外端作为进水口，其余各条直管的外端均封闭，各个所述喷水头均安装在相应的直管上。

作为本发明再更进一步的优选方案，各个所述喷水头的喷水方向均与水平面具有一夹角，并且，各个喷水头的喷射方向均偏离所述直管的长度方向，各个喷水头的朝向相同。

一种功能微生物水底淤泥处理方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）将预先选定的微生物菌种制作成微生物包埋模块；

（2）在反应器中，通过水流对微生物包埋模块的冲刷形成初级功能微生物种液；

（3）在反应器中，通过生物填料及增氧配合，使初级功能微生物种液中的微生物菌种在生物填料的挂膜上着附、繁殖；

（4）储存在反应器中的初级功能微生物种液得以进一步的培殖、驯化，形成强化增效的次级功能微生物种液；

（5）将次级功能微生物种液抽取并高压高速射出到反应器周边污染水体的淤泥表层上方，高压射流输出的次级功能微生物种液能够快速渗入并寄驻于水底淤泥，快速高效对污水及淤泥的有机物、氨氮、磷和有害物质进行硝化、反硝化反应和降解。

作为本发明的优选方案，所述功能微生物水底淤泥处理方法采用权利要求1-8任一项所述的功能微生物种液培殖增效反应器。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

本发明通过配氧装置将氧气送入培殖储存箱底部的水气混合仓，使水气均匀混合，自下向上喷出到生物填料所在区域中，增加了水气混合物与生物填料动态接触效果，提高了微生物活性，培殖出更强活力、生物量更多的微生物菌群，大幅度提高污水处理效果，在此基础上，增设了微生物种液射流器和多个微生物包埋模块，经过环形水流冲刷微生物包埋模块，释放预先选定的功能微生物，使功能微生物在生物填料的挂膜上快速着附繁殖并强化增效，最终形成次级功能微生物种液并储存在培殖储存箱中，而微生物射流器则将培殖储存箱中的次级微生物种液抽取并射出到周边水域的淤泥表层，高压射流输出的次级功能微生物种液能够快速渗入并寄驻于水底淤泥，快速高效对污水及淤泥的有机物、氨氮、磷和有害物质进行硝化、反硝化反应和降解，不仅对污水原位就地进行净化处理，而且使淤泥中的有机物得以降解还原为沙土，如此不断循环又源源不断地输出次级功能微生物种液且形成往复循环定势，使得功能微生物种液培殖增效反应器能够持续化、常态化地处理污水及水底淤泥，而且，还由于在高压射流输出的过程中，次级功能微生物种液中的功能微生物不断游离扩散和自然繁殖，功能微生物在水底的淤泥层分布更加广泛，对淤泥的处理范围更加广阔。

附图说明

图1是本发明优选实施方式的结构示意图；

图2是配气盘的结构示意图；

图3是微生物种液射流器的结构示意图；

图4是缓释仓中，环形水槽设置在仓体上的结构示意图；

图5是循环管架的结构示意图；

图6是曝气盘的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和本发明的优选实施方式做进一步的说明。

如图1所示，这种功能微生物种液培殖增效反应器，包括培殖储存箱1、多个生物填料2、环形浮箱3、进水泵4、布气盘5、配氧装置6、控制器（控制器与培殖储存箱1分体设置，一般设置在岸上，图中未画出）、水气两相流场内循环装置8、微生物种液射流器9、多个微生物包埋模块10和外挂式曝气装置11；环形浮箱3安装在培殖储存箱1的上部外周向上，环形浮箱3中设有与外部相通的进水井12，进水泵4安装在进水井12中；布气盘5安装在培殖储存箱1的下部，布气盘5与培殖储存箱1底部之间构成水气混合仓13；培殖储存箱1的顶部设有缓释仓14，进水泵4通过进水管15与缓释仓14相通连接；配氧装置6包括第一增氧泵601、第二增氧泵602、供气管603和配气盘604，如图2所示，配气盘604上开设有多个出气孔605；第一增氧泵601、第二增氧泵602安装在培殖储存箱1顶部的缓释仓14上，配气盘604设置在水气混合仓13中，供气管603沿上下方向设置在培殖储存箱1中；第一增氧泵601、第二增氧泵602分别与供气管603的上端连接，供气管603的下端与配气盘604连接；水气两相流场内循环装置8包括循环水井801、循环水泵802、内循环水管803和开设有多个水流喷射孔804的循环管架805，各个水流喷射孔804在循环管架805上均沿顺时针或逆时针方向排列；循环水井801设置在环形浮箱3中并与培殖储存箱1的内腔相通，循环水泵802设置在循环进水井801中，循环管架805设置在培殖储存箱1的内腔中并处于布气盘5的上方，内循环水管803的上端与循环水泵802的出水口连接，内循环水管803的下端与循环管架805连接；如图1、图3所示，微生物种液射流器9包括高压水泵901、吸水管902、输水管903和多条射流水管904，高压水泵901安装在缓释仓14上（高压水泵901安装在培殖储存箱1的上部），吸水管902、输水管903均沿上下放下设置在培殖储存箱1的内腔中，吸水管902的下端处于布气盘5的上方，吸水管902的上端与高压水泵901的进水口连接，输水管903的上端与高压水泵901的出水口连接，各条射流水管904设置在培殖储存箱1的底部并处于布气盘5的上方，各条射流水管904的内端连接在一起并与输水管903的下端连接，各条射流水管904的外端自培殖储存箱1的侧壁伸出到外面；如图1所示，外挂式曝气装置11包括第三增氧泵111、曝气纵向管112、多条曝气横向管113和多个曝气盘114，第三增氧泵111安装在培殖储存箱1顶部的缓释仓14上，曝气纵向管112沿上下放下设置在培殖储存箱1的内腔中，曝气纵向管112的下端处于布气盘5的上方，曝气纵向管112的上端与第三增氧泵111连接，各条曝气横向管113均设置在培殖储存箱1的底部并处于布气盘5的上方，各条曝气横向管113的内端连接在一起并与曝气纵向管112的下端连接，各条曝气横向管113的外端自培殖储存箱1的侧壁伸出到外面，各个曝气盘114安装在相应的曝气横向管113的外端；各个微生物包埋模块10设置在缓释仓14中；各个生物填料2填充在培殖储存箱1中；进水泵4、配氧装置6、水气两相流场内循环装置8、微生物种液射流器9、外挂式曝气装置11均与控制器电连接。

上述控制器一般采用单片机及相关电路，也可以采用微处理器及相关电路。

如图4所示，上述缓释仓14包括仓体141、环形水槽142、管道架143和多个喷水头144；环形水槽142安装在仓体141的顶部；环形水槽142包括底板14201、外环壁14202、内环壁14203和顶盖14204，底板14201上开设有多个与仓体141相通的第一过水孔14205；仓体1的底部设有多个第二过水孔146；外环壁14202、内环壁14203的下端均安装在底板14201上，内环壁14203处于外环壁14202中，顶盖14204盖合在外环壁14202、内环壁14203的上端，外环壁14202、内环壁14203与底板14201构成环形槽147；管道143架安装在环形水槽142的环形槽147中，管道架143包括环形管道14301和多条直管14302，各条直管14302的内端均与环形管道14301相通连接，并且各条直管14302均沿环形管道14301的径向往外延伸，其中一条直管14302的外端作为进水口，其余各条直管14302的外端均封闭，各个喷水头144均安装在相应的直管14302上，各个喷水头144的喷水方向均与水平面具有一夹角，并且，各个喷水头144的喷射方向均偏离直管14302的长度方向，各个喷水头144的朝向相同。

上述微生物包埋模块10一般是将预先选定的功能微生物菌种以聚氨酯为载体材料包埋并压制成块状，其中，功能微生物菌种一般包括芽孢杆菌、乳酸片球菌、食酸菌、不动杆菌、盐脱氮枝芽孢杆菌、戍糖片球菌、毕赤酵母等，可根据实际需求进行优选或多菌组合。

上述布气盘5一般为可以为盘体或分隔板，盘体或分隔板上开设有多个喷射口。

本实施例中，缓释仓14是独立的箱体，缓释仓14设置在培殖储存箱1的顶部；缓释仓14也可以由培殖储存箱1的内腔分隔而成，培殖储存箱1的内腔上部设有漏水隔板，漏水隔板与培殖储存箱1上部的内侧壁共同构成缓释仓14。

如图5所示，上述循环管架805包括第一管道8051和第二管道8052，第一管道8051与第二管道8052在中间相通连接；第一管道8051的一端和第二管道8052的两端均封闭，第一管道8051的另一端作为与内循水环管803的连接口。循环管架805设置为第一管道8051和第二管道8052，第一管道8051与第二管道8052在中间交叉相通连接，由循环管架805上的水流喷射孔804喷出的水流能够形成更强的回旋水流。进一步优选第一管道8051与第二管道8052十字型连接。第一管道8051与第二管道8052呈十字型对称设置，由循环管架805上的水流喷射孔804喷出的水流形成顺时针或逆时针回旋。

上述缓释仓14中，外部污水通过缓释仓14的喷水头144喷入到环形水槽142的环形槽147中，对下方仓体141中的微生物包埋模块10进行冲刷，使微生物包埋模块10释放预先选定的功能微生物并形成初级功能微生物种液，初级功能微生物种液通过仓体141底部的上的第二过水孔146流出，可以通过后续增氧挂膜方式进行强化增效，再输出对污染水体的淤泥层进行处理，也即是说，可以通过微生物包埋模块10预先选定功能微生物菌种进行培育，对污水及淤泥的有机物、氨氮、磷和有害物质进行硝化、反硝化反应和降解，对淤泥的处理更具针对性并且更加高效。

上述将缓释仓14顶部设置环形水槽142，从喷水头144喷出的水在环形槽147中反复流动，对微生物包埋模块10进行冲刷，使微生物包埋模块10释放功能微生物菌种的效率更高。

上述各个喷水头144的喷射方向均设置为偏离直管14302的长度方向并且朝向相同，使得从喷水头144喷出的水在环形槽147中按固定方向环形流动，形成旋流，对微生物包埋模块10的冲刷效果更好。

如图6所示，上述曝气盘114包括顶板1141和倒锥形壳体1142，倒锥形壳体1142的敞口安装在顶板1141的下表面上并密封连接，倒锥形壳体1142与顶板1141构成储气室，倒锥形壳体1142的下端尖部开设有与气室相通的进气口1143，倒锥形壳体1142上开设有多个与气室相通的曝气口1144，多个曝气口1144分成多排，每排均有多个曝气口1144，各排曝气口1144均自进气口1143向倒锥形壳体1142的敞口边缘延伸。将曝气口1144设置在倒锥形壳体1142的锥面上，也即是曝气口1144朝向下方设置，使得氧气更容易渗入到淤泥层中，进一步提高植入功能微生物及原位土著优势微生物的活性。

基于上述功能微生物种液培殖增效反应器的一种功能微生物水底淤泥处理方法，具体包括如下步骤：

（1）将预先选定的微生物菌种制作成微生物包埋模块10；

（2）在功能微生物种液培殖增效反应器中，通过水流对微生物包埋模块10的冲刷形成初级功能微生物种液；

（3）在功能微生物种液培殖增效反应器中，通过生物填料2及增氧配合，使初级功能微生物种液中的微生物菌种在生物填料2的挂膜上着附、繁殖；

（4）储存在反应器的培殖储存箱1中的初级功能微生物种液得以进一步的培殖、驯化，形成强化增效的次级功能微生物种液

（5）将次级功能微生物种液抽取并高压高速射出到功能微生物种液培殖增效反应器周边污染水体的淤泥表层上方，高压射流输出的次级功能微生物种液能够快速渗入并寄驻于水底淤泥，快速高效对污水及淤泥的有机物、氨氮、磷和有害物质进行硝化、反硝化反应和降解。

本功能微生物种液培殖增效反应器的工作原理：通过自动控制器对水量和气量的调控，以及给水时间段、供氧时间段的调节，进水泵4从污水水域中吸水，通过缓释仓14的顶部的喷水头144送入到缓释仓14中，对微生物包埋模块10进行冲刷，使微生物包埋模块10释放预先选定的功能微生物并形成初级功能微生物种液，初级功能微生物种液进入下方的培殖储存箱1并在生物填料2的挂膜上着附繁殖，而配气装置6则将氧气输送入培殖储存箱1底部的水气混合仓13，氧气与水充分混合并通过布气盘5上的喷射口自下向上喷射到生物填料13所在区域，人工创造了功能微生物培殖驯化的有利条件，使初级功能微生物种液的功能菌能够迅速在生物填料2的挂膜上着附并强化增效，生成次级功能微生物种液，同时，通过生物填料2材质的优选，对原位土著微生物菌种进行筛选，在生物膜上进行繁殖和驯化，在水气两相流场中，生物填料2上的生物膜脱落并形成土著优良微生物菌群种液，同样也汇入上述次级功能微生物种液，使得优良优势的微生物的生物量更加丰富，微生物种液射流器9的高压水泵901的启动将次级功能微生物种液抽取并通过各条射流水管904射出到培殖储存箱1周边的污水水域中，由于本功能微生物种液培殖增效反应器整机悬浮于污水水域，其底部接近于水底淤泥表层，而各条射流水管904是设置在培殖储存箱1底部，高压射流输出的次级功能微生物种液能够快速渗入并寄驻于水底淤泥，快速高效对污水及淤泥的有机物、氨氮、磷和有害物质进行硝化、反硝化反应和降解，不仅对污水原位就地进行净化处理，而且使淤泥中的有机物得以降解还原为沙土。

上述水气两相流场内循环装置8中，循环水泵802从培殖储存箱1下部抽出的水流（混合有配氧装置喷出的气体，一般是空气）通过内循环管803进入循环管架805，并由循环管架805上的水流喷射孔804喷出，形成回旋水流，与配氧装置6喷出的气体形成水、气两相交互的流场，进一步增加生物填料仓中微生物的活性，提高了功能微生物及优良原位土著微生物的培殖效率，并且，通过反复的内循环，不断冲刷生物填料上的生物膜，提高次级功能微生物种液的浓度，在射流时能够射出浓度更高的功能微生物，大幅度提高功能微生物的种植效率。

上述将配氧装置6设置为包括第一增氧泵和第二增氧泵，通过控制，使第一增氧泵和第二增氧泵轮流工作，延长第一增氧泵和第二增氧泵的使用寿命；当控制第一增氧泵和第二增氧泵同时工作时，进入培殖储存箱底部中气体的气压大幅度增加，有效克服了出气孔常被堵塞的缺陷，同时又增大水气混合物从水气切割盘的喷射口喷出的速度，冲刷上方生物填料上的沉渣，对生物填料进行又一次冲洗，更有利于微生物在生物填料上挂膜繁殖，提高微生物菌群母液的培殖效率。配气盘一般包括环形管、横向管和多条纵向管；横向管的两端与环形管相通连接；纵向管的两端及中部分别与环形管、横向管相通连接。配气盘设置为环形管，以及纵横交错的横向管、纵向管，使得出气孔呈网状布置，多点均匀送气，使水气混合更加均匀。

通过增设外挂式曝气装置，为培殖储存箱周边的污染水体的淤泥表层增氧，提高植入功能微生物及原位土著优势微生物的活性，使植入的功能微生物能够在淤泥中快速寄驻并繁殖，满足功能微生物对有机物降解硝化过程的耗氧需求，使功能微生物的淤泥处理能够持续、常态。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其各部分名称等可以不同，凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种功能微生物种液培殖增效反应器，包括培殖储存箱、多个生物填料、悬浮机构、进水泵、布气盘、配气装置和控制器，悬浮机构安装在培殖储存箱上，进水泵安装在培殖储存箱的外侧壁上，布气盘安装在培殖储存箱的下部，布气盘与培殖储存箱底部之间构成水气混合仓，配气装置安装在培殖储存箱的顶部，配气装置的供氧口处于水气混合仓中，各个生物填料填充在培殖储存箱中，其特征是：还包括微生物种液射流器、多个微生物包埋模块和水气两相流场内循环装置；所述培殖储存箱的上部或顶部设有缓释仓，所述进水泵通过进水管与缓释仓相通连接；缓释仓设置在所述培殖储存箱的顶部，缓释仓包括仓体、环形水槽、管道架和多个喷水头；环形水槽安装在仓体的顶部，环形水槽的底部设有多个与仓体相通的第一过水孔，仓体的底部设有第二过水孔；管道架安装在环形水槽中，各个喷水头安装在管道架上；各个所述微生物包埋模块设置在仓体中；环形水槽包括底板、外环壁、内环壁和顶盖，所述各个第一过水孔设置在底板上，外环壁、内环壁的下端均安装在底板上，内环壁处于外环壁中，顶盖盖合在外环壁、内环壁的上端，外环壁、内环壁与底板构成环形槽；管道架包括环形管道和多条直管，各条直管的内端均与环形管道相通连接，并且各条直管均沿环形管道的径向往外延伸，其中一条直管的外端作为进水口，其余各条直管的外端均封闭，各个所述喷水头均安装在相应的直管上；各个喷水头的喷水方向均与水平面具有一夹角，并且，各个喷水头的喷射方向均偏离所述直管的长度方向，各个喷水头的朝向相同；微生物种液射流器包括高压水泵、吸水管、输水管和至少一条射流水管，高压水泵安装在培殖储存箱的上部，吸水管、输水管均沿上下放下设置在培殖储存箱的内腔中，吸水管的下端处于所述布气盘的上方，吸水管的上端与高压水泵的进水口连接，输水管的上端与高压水泵的出水口连接，各条射流水管设置在培殖储存箱的底部并处于布气盘的上方，各条射流水管的内端连接在一起并与输水管的下端连接，各条射流水管的外端自培殖储存箱的侧壁伸出到培殖储存箱外面；水气两相流场内循环装置包括循环水井、循环水泵、内循环水管和开设有多个水流喷射孔的循环管架，各个水流喷射孔在循环管架上均沿顺时针或逆时针方向排列；循环水井设置在培殖储存箱上并与培殖储存箱的内腔相通，循环水泵设置在循环进水井中，循环管架设置在所述培殖储存箱的内腔中并处于所述布气盘的上方，内循环水管的上端与循环水泵的出水口连接，内循环水管的下端与循环管架连接；所述进水泵、配气装置、微生物种液射流器均与所述控制器电连接；缓释仓中微生物包埋模块用于释放预先选定的功能微生物并形成初级功能微生物种液；微生物种液射流器将次级功能微生物种液抽取并通过各条射流水管射出到培殖储存箱周边的污水水域中，功能微生物种液能够快速渗入并寄驻于水底淤泥。

2.如权利要求1所述的功能微生物种液培殖增效反应器，其特征是：所述循环管架包括第一管道和第二管道，第一管道与第二管道在中间相通连接；第一管道的一端和第二管道的两端均封闭，第一管道的另一端作为与所述内循环管的连接口。

3.如权利要求1所述的功能微生物种液培殖增效反应器，其特征是：所述功能微生物种液培殖增效反应器还包括外挂式曝气装置，外挂式曝气装置包括第三增氧泵、曝气纵向管、至少两条曝气横向管和至少两个曝气盘，第三增氧泵安装在所述培殖储存箱的顶部，曝气纵向管沿上下放下设置在所述培殖储存箱的内腔中，曝气纵向管的下端处于所述布气盘的上方，曝气纵向管的上端与第三增氧泵连接，各条曝气横向管均设置在培殖储存箱的底部并处于布气盘的上方，各条曝气横向管的内端连接在一起并与曝气纵向管的下端连接，各条曝气横向管的外端自培殖储存箱的侧壁伸出到培殖储存箱外面，各个曝气盘安装在相应的曝气横向管的外端。

4.如权利要求3所述的功能微生物种液培殖增效反应器，其特征是：所述曝气盘包括顶板和倒锥形壳体，倒锥形壳体的敞口安装在顶板的下表面上并密封连接，倒锥形壳体与顶板构成储气室，倒锥形壳体的下端尖部开设有与气室相通的进气口，倒锥形壳体上开设有多个与气室相通的曝气口。

5.一种功能微生物水底淤泥处理方法，其特征在于采用权利要求1-4任一项所述的功能微生物种液培殖增效反应器并包括如下步骤：

（1）将预先选定的微生物菌种制作成微生物包埋模块；

（2）在反应器中，通过水流对微生物包埋模块的冲刷形成初级功能微生物种液；

（3）在反应器中，通过生物填料及增氧配合，使初级功能微生物种液中的微生物菌种在生物填料的挂膜上着附、繁殖；

（4）储存在反应器中的初级功能微生物种液得以进一步的培殖、驯化，形成强化增效的次级功能微生物种液；

（5）将次级功能微生物种液抽取并高压高速射出到反应器周边污染水体的淤泥表层上方，高压射流输出的次级功能微生物种液能够快速渗入并寄驻于水底淤泥，快速高效对污水及淤泥的有机物、氨氮、磷和有害物质进行硝化、反硝化反应和降解。

Images