CN113800633A - 一种原位提标改造的花园式生态浮岛 - Google Patents
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Abstract
本发明具体涉及一种原位提标改造的花园式生态浮岛。所述的花园式生态浮岛包括气体收集和释放装置,浮岛框架,填料区,填料,植物种植区,挺水植物,自控旋转控制系统和电机。生态浮岛设有气体收集和释放装置,减少溶解氧的流失;生态浮岛内置填料区,增加体系污泥浓度,提高对溶解氧的利用率,提高对有机物和氮的去除率;生态浮岛的自动旋转控制系统可缓解堵塞问题;浮岛上部为挺水植物种植区,吸收污水中有机物和氮,同时达到氧化沟美化和除臭的效果。
Description
技术领域
本发明属于污水处理技术领域,涉及一种氧化沟好氧段污水的原位提标改造 方法,具体涉及一种原位提标改造的花园式生态浮岛,主要目的是通过设计一种 新型构型的组装式多功能生态浮岛,对氧化沟中好氧段的氮、有机物等污染物进 行原位处理,实现对氧化沟提标改造的目的,同时形成花园式景观效果。
背景技术
目前常采用的高级氧化、生物氧化塘等方法需要新建反应装置,占用较 大的用地面积,受占地压力和运行费用的限制,依靠新建反应装置来提高脱氮性 能的潜力十分有限。因此,在污水处理厂现有系统中通过工艺优化实现原位提标 从经济性和可行性角度都是最佳选择。
从原位提标改造的角度出发,现有氧化沟工艺中好氧段一般曝气量很大,但 由于长期运行的氧化沟存在短流、堵塞、曝气不均匀等特点,致使氧气分散不均 匀,利用率低。因此氧化沟出水TN、有机物不达标,相当一部分原因是现有的 好氧段溶解氧分布不均匀,微生物不能充分发挥作用所致。也有研究者直接将填 料投进氧化沟中来提高污泥浓度,但这种方法存在跑料和堵塞问题。另外冬季因 低温导致微生物活性降低,也会导致运行效果不好。
基于现有氧化沟存在的问题和城市化带来的矛盾点,本发明提出一种原位提 标改造的花园式生态浮岛,既能实现在氧化沟好氧段的原位提标改造,又能实现 美化污水处理厂的效果。
本发明提供一种原位提标改造的花园式生态浮岛,生态浮岛设有气体收集和 释放装置,减少溶解氧的流失;生态浮岛内置填料区,增加体系污泥浓度,提高 对溶解氧的利用率,且填料上形成的生物膜可同步进行硝化和反硝化,提高对有 机物、氨氮及总氮的去除率;生态浮岛的自动旋转控制系统可缓解堵塞问题;浮 岛上部为挺水植物种植区,吸收污水中有机物和氮,同时达到氧化沟美化和除臭 的效果。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷,结合上述背景技术,本发明提供了一种原位提标 改造的花园式生态浮岛。
本发明技术方案如下:
一种原位提标改造的花园式生态浮岛,其特征在于:生态浮岛包括气体收集 和释放装置,浮岛框架,填料区,填料,植物种植区,挺水植物,自控旋转控制 系统和电机。
所述浮岛框架由竹子、木材或废旧轮胎加工而成,其整体形状为圆柱形。
所述气体收集和释放装置设在生态浮岛的最底端,由两个圆台组成,通过焊 接将圆台的细口径连接为一体,其形状为上下两端宽、中间收窄;其细口直径与 敞口直径之比为5-15:40-100。
实际运行时,气体收集和释放装置从底部收集溶解氧,收集到的氧气经过其 中部细口集气后形成向上的推力;所述填料区中的填料受到上述气体的推力而实 现流化,同时填料上的微生物进行有机物的氧化反应及氨氮的硝化反应;填料的 填充率为30%-60%。
所述填料为生物亲和性填料,其原料包括尼龙、椰壳活性炭和淀粉。其制备 方法为:将尼龙、椰壳活性炭、淀粉按照质量比50~30:10~1:5~1加热至180~240℃, 搅拌均匀后,倒入磨具制成多孔填料。
所述的挺水植物为水生美人蕉、再力花、慈姑、西伯利亚鸢尾、菖蒲、羊蹄、 水芹菜中的一种或几种的组合,其中西伯利亚鸢尾、菖蒲、羊蹄,水芹菜可以越 冬,种植时可将越冬植物与其余植物搭配种植,使氧化沟四季常青;植物有吸收 水体臭味并在冬季对填料区有保温作用。
所述的自动旋转控制系统的运行方式为:由电机控制系统开关,打开电机, 浮岛随自动旋转控制系统开始旋转,每旋转90度自动停止旋转,继续运行至设 定时间,然后再旋转90度,以此类推,缓解填料区堵塞问题。
本发明的进一步改进是:生态浮岛气体收集和释放装置提高对氧气的利用率 并优化填料的流化状态;同时生态浮岛的自动旋转控制系统可使浮岛360度旋转, 利用水流的冲刷作用解决填料堵塞问题;填料生物亲和性较高,增加污泥浓度, 且填料表面形成的生物膜能同步进行硝化和反硝化,提高对有机物和氮的去除 率;填料区污泥浓度的提高和植物层对填料区的保温作用,提高冬季氧化沟运行 效果。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果:本发明提供了一种原位提标改造 的花园式生态浮岛,生态浮岛底部为气体收集和释放装置,优化了传统氧化沟工 艺对溶解氧利用率低的问题,同时优化填料的流化状态;生态浮岛内置填料区, 增加体系污泥浓度,提高对溶解氧的利用率,优化了传统氧化沟生物膜法的跑料 和堵塞问题;浮岛上部为挺水植物种植区,不仅吸收污水中有机物和氮,且对填 料区有保温作用,提高冬季微生物活性,同时达到氧化沟美化和除臭的效果;运 行时打开自控旋转控制系统,优化传统氧化沟工艺填料堵塞问题。将生态浮岛与 氧化沟原位结合,不影响原有工艺的正常运行,不占用额外的空间,将污水处理 的生物技术与生态技术有机结合,既能原位提高污水的水质,又能带来景观价值, 美化环境,为城镇污水处理厂的原位提标改造和立体美化提供了思路。
附图说明
图1为一种原位提标改造的花园式生态浮岛的示意图
附图标记
1-气体收集和释放装置;2-浮岛框架;3-填料区;4-填料;5-植物种植区;6-挺水植物;7-自控旋转控制系统;8-电机组成。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步说明:
建立生态浮岛如图1所示,具体运行流程描述如下:
将生态浮岛固定在氧化沟中,植物区在水面以上,填料区3在水面以下。气 体收集和释放装置1设在氧化沟曝气盘正上方,曝气开始时,生态浮岛底部气体 收集和释放装置1开始收集氧气,然后收集的氧气经过装置1中间收窄的细口向 上释放,供填料4上微生物进行有机物的氧化及氨氮的硝化。填料上形成的生物 膜外表面形成好氧区,而在生物膜内层形成缺氧区进行反硝化。气体收集和释放 装置1释放气体的同时对填料区3有向上的冲力,使得填料区3的填料4能够流 化。运行一段时间后,打开电机8开启底部的自控旋转控制系统7,利用水流冲 击作用解决填料4堵塞问题。顶部开花和常绿的挺水植物6在氧化沟水面形成水 上花园,遮盖不良气味,增加景观效果和经济价值。
实施例1
采用本发明的生态浮岛和填料对模拟氧化沟污水进行处理,将尼龙、椰壳活 性炭、淀粉按照比为50:8:3质量比制成多孔填料,填充比为30%。将生态浮岛 放入模拟的小型氧化沟装置,气体收集和释放装置的细口直径5cm,敞口直径 60cm;选取的挺水植物为西伯利亚鸢尾、美人蕉、菖蒲、风车草、水芹菜。接 种污泥取自氧化沟,进水取自山西某污水处理厂氧化沟的进水,停留时间1h, 出水水质稳定,氨氮去除率提高了17%,TN去除率提高了24.9%,COD去除率 提高了15.4%,达到地表四类水标准,监测数据见表1。
表1为实施例1的监测数据
NH<sub>4</sub><sup>+</sup>-N(mg/L) | TN(mg/L) | COD(mg/L) | |
进水 | 38 | 51 | 255 |
原氧化沟出水 | 7.1 | 14 | 62 |
本发明改造后氧化沟出水 | 0.4 | 1.3 | 22 |
实施例2
采用本发明的生态浮岛和填料对模拟氧化沟污水进行处理,将尼龙、椰壳活 性炭、淀粉按照比为40:5:5质量比制成多孔填料,填充比为40%。将生态浮岛 放入模拟的小型氧化沟装置,气体收集和释放装置的细口直径10cm,敞口直径 100cm;选取的挺水植物为西伯利亚鸢尾、慈姑、风车草、水芹菜。接种污泥取 自氧化沟,进水取自济源某污水处理厂氧化沟的进水,停留时间50min,出水水 质稳定,氨氮去除率提高了17.9%,TN去除率提高了29.1%,COD去除率提高 了19.4%,达到地表四类水标准,监测数据见表2。
表2为实施例2的监测数据
NH<sub>4</sub><sup>+</sup>-N(mg/L) | TN(mg/L) | COD(mg/L) | |
进水 | 28 | 36 | 196 |
原氧化沟出水 | 5.3 | 12 | 55 |
本发明改造后氧化沟出水 | 0.3 | 1.5 | 17 |
实施例3
采用本发明的生态浮岛和填料对模拟氧化沟污水进行处理,将尼龙、椰壳活 性炭、淀粉按照比为35:6:5质量比制成多孔填料,填充比为50%。将生态浮岛 放入模拟的小型氧化沟装置,气体收集和释放装置的细口直径8cm,敞口直径 70cm;选取的挺水植物为西伯利亚鸢尾、再力花、水芹菜。接种污泥取自氧化 沟,进水取自漯河某污水处理厂氧化沟的进水,停留时间50min,出水水质稳定, 氨氮去除率提高了16%,TN去除率提高了30.4%,COD去除率提高了22.1%, 达到地表四类水标准,监测数据见表3。
表3为实施例3的监测数据
NH<sub>4</sub><sup>+</sup>-N(mg/L) | TN(mg/L) | COD(mg/L) | |
进水 | 20 | 26 | 181 |
原氧化沟出水 | 3.5 | 9 | 52 |
本发明改造后氧化沟出水 | 0.3 | 1.1 | 12 |
以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征及优点,本行业的技术人员 应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说 明本发明的原理,在不脱离本发明原理的范围下,本发明还会有各种变化和改进, 这些变化和改进均落入本发明保护的范围内。
Claims (7)
1.一种原位提标改造的花园式生态浮岛,其特征在于:所述的生态浮岛包括气体收集和释放装置(1),浮岛框架(2),填料区(3),填料(4),植物种植区(5),挺水植物(6),自控旋转控制系统(7)和电机(8)。
2.如权利要求1所述的花园式生态浮岛,其特征在于:浮岛框架(2)由竹子、木材或废旧轮胎加工而成,其整体形状为圆柱形。
3.如权利要求1所述的花园式生态浮岛,其特征在于:气体收集和释放装置(1)设在生态浮岛的最底端,为上部填料区流化提供动力;其形状为上下两端宽、中间收窄,其细口直径与敞口直径之比为5-15:40-100。
4.如权利要求1所述的花园式生态浮岛,其特征在于:填料区(3)中填充填料(4),所述填料(4)的填充比为30%-60%。
5.如权利要求4所述的花园式生态浮岛,其特征在于:填料(4)的原料包括尼龙、椰壳活性炭、淀粉;其制备方法为:将尼龙、椰壳活性炭、淀粉按照质量比50~30:10~1:5~1加热至180~240℃,搅拌均匀后,倒入磨具制成多孔填料。
6.如权利要求1所述的花园式生态浮岛,其特征在于:挺水植物(6)为水生美人蕉、再力花、慈姑、西伯利亚鸢尾、菖蒲、羊蹄、水芹菜中的一种或几种。
7.如权利要求1所述的花园式生态浮岛,其特征在于:自动旋转控制系统(7)控制浮岛360度旋转。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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