CN113845227A - 菌藻反应系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种菌藻反应系统，包括光源照射区和至少一个菌藻反应区，所述光源照射区与各菌藻反应区位于同一反应池体，所述反应池体内通入预设浓度的光能储能介质的污水混合液；所述光源照射区设置有至少一个光源机构，所述光源机构设置有发光结构，用于为污水混合液提供光能，且所述光源照射区下部设置有推流结构；所述光源照射区与各菌藻反应区中部通过隔墙隔开，所述光源照射区上部和下部与各菌藻反应区上部和下部连通，在启动菌藻反应系统时，开启推流结构以使所述光源照射区与各菌藻反应区中的污水混合液循环流动。本发明旨在提高菌藻系统反应效率。

Description

菌藻反应系统
技术领域
本发明涉及菌藻反应技术领域，尤其涉及一种菌藻反应系统。
背景技术
目前，针对污水处理多采用菌藻处理污水，其中菌类以异养微生物为主，藻类为光能自养微生物为主。两者结合可以去除水中的有机物及氮、磷等营养元素。因此，为了实现菌藻共生的环境，满足藻类获取所需的光能将成为污水处理的关键。现有技术CN207159052U通过将上导流板与下导流板之间横向设有滤网，并在所述微藻反应仓位于滤网的上方设有LED灯，将光源设置在反应器液面以上；以及现有技术CN211664792U通过将好氧-微藻混合池的池体材料优选为透明材料，具体地为普通玻璃、钢化玻璃、有机玻璃或透明塑料，以便光源透过透明材料为微藻生长提供阳光，将光源设置在反应器的外部；以及现有技术CN109133540A将光源设置在反应器的内部；上述例举的现有技术在污水处理水量较大时，光源处于反应器液面上方及透明反应器外部时是无法有效的保障光和微生物接触的均匀性，并且光源设置在反应器外部使得反应器的保温问题难于解决，同时，光源布置在反应器内部时，因为微生物的生长附着会影响光的利用效率，维护和检修非常不方便。虽然，现有技术CN113321316A(补能式菌藻反应器及其操作方法)光源和反应池采用分体式，但流体需要流经的管/渠道长、阻力大，动力消耗较大。因此，亟需一种新的菌藻反应器用于解决上述存在的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种菌藻反应系统，旨在提高菌藻反应池体中的光能利用率进而提高菌藻系统反应效率的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供一种菌藻反应系统，包括光源照射区和至少一个菌藻反应区，所述光源照射区与各菌藻反应区位于同一反应池体，所述反应池体内通入预设浓度的光能储能介质的污水混合液；
所述光源照射区设置有至少一个光源机构，所述光源机构设置有发光结构，所述发光结构用于为污水混合液提供光能，且所述光源照射区下部设置有推流结构；
所述光源照射区与各菌藻反应区中部通过隔墙隔开，所述光源照射区上部和下部分别与各菌藻反应区上部和下部连通，在启动菌藻反应系统时，开启推流结构以使所述光源照射区与各菌藻反应区中的污水混合液循环流动。
可选地，所述隔墙的上部设有可调节导流板，各导流板的第一端与所述隔墙连接，各导流板的第二端通过第一角度调整结构与所述反应池体连接。
可选地，各导流板通过第一角度调整结构设置各导流板与水平面夹角为10～45度。
可选地，各导流板包括弧形板和平板中的一种或多种。
可选地，所述推流结构包括曝气结构、叶轮推流结构和鼓风结构中的一种或多种。
可选地，所述隔墙下部设置有一个以上贯通的通孔，所述光源照射区下部与各菌藻反应区下部通过各通孔连通。
可选地，若菌藻反应区数量为1，在与菌藻反应区接触的反应池体内表面设置有辅助导流板，所述辅助导流板第一端的水平高度低于菌藻反应区的液面高度，所述辅助导流板第二端通过第二角度调整结构与所述反应池体内表面连接，且所述辅助导流板的第二端的高度高于光源照射区的液面高度。
可选地，所述光能补能介质采用绿藻、蓝藻、硅藻以及用于储能的荧光材料中的一种或多种，所述光能补能介质浓度大于等于0.1g/L。
可选地，所述光源照射区和各菌藻反应区的体积比为1：1～1：5。
可选地，所述光源结构工作照射强度小于等于5万LUX。
本发明提供一种菌藻反应系统，包括光源照射区和至少一个菌藻反应区，所述光源照射区与各菌藻反应区位于同一反应池体，所述反应池体内通入预设浓度的光能储能介质的污水混合液；所述光源照射区设置有至少一个光源机构，所述光源机构设置有发光结构，所述发光结构用于为污水混合液提供光能，且所述光源照射区下部设置有推流结构；所述光源照射区与各菌藻反应区中部通过隔墙隔开，所述光源照射区上部和下部分别与各菌藻反应区上部和下部连通，在启动菌藻反应系统时，开启推流结构以使所述光源照射区与各菌藻反应区中的污水混合液循环流动。在反应池体中注入污水混合液后，通过启动推流结构为菌藻反应系统提供动力，并基于光源机构中的发光结构提供光能并将光能通过光能补能介质进行储存或释放，使得在污水混合液循环流动的过程中，光能补能介质也循环流动，进而使得污水混合液中的微生物与污染物均匀接触，促进菌藻活动,以加速水中有机物的分解，使污水净化，提高了菌藻反应系统处理污水混合液的处理效率。
附图说明
图1是本发明菌藻反应系统的第一实施例的结构示意图；
图2是本发明菌藻反应系统的第二实施例的结构示意图；
图3是本发明菌藻反应系统的第三实施例的结构示意图；
图4为本发明菌藻反应系统的第四实施例的结构示意图；
图5为本发明菌藻反应系统的反应池体的立体结构示意图。
附图标号说明：
标号 名称 标号 名称
1 反应池体 2 菌藻反应区
3 光源照射区 4 导流板
5 辅助导流板 6 隔墙
7 光源控制装置 31 光源机构
32 推流结构 41 第一角度调整结构
51 第二角度调整结构 61 通孔
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施方式中所有方向性指示(诸如上、下……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
并且，本发明各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
参见图1至图5，本发明提供一种菌藻反应系统，包括光源照射区3和至少一个菌藻反应区2，所述光源照射区3与各菌藻反应区2位于同一反应池体1，并且设置所述光源照射区3和各菌藻反应区2的体积比为1：1～1：5。其中，所述反应池体1内通入预设浓度的光能储能介质的污水混合液，并且，所述光能补能介质采用绿藻、蓝藻、硅藻以及用于储能的荧光材料中的一种或多种，所述光能补能介质浓度大于等于0.1g/L，基于所述光源照射区3设置有至少一个光源机构31，所述光源机构31设置有发光结构，所述发光结构用于为污水混合液提供光能，所述光源结构31工作照射强度小于等于5万LUX，且所述光源照射区3下部设置有推流结构32；同时，所述光源照射区3上部和下部分别与各菌藻反应区2的上部和下部连通。
具体地，放置于光源照射区的3中的至少一个光源机构31采用套设在防水和防腐蚀连接套管的连接线连接至光源控制装置7，通过光源控制装置7控制各光源机构31的照射时长及亮度，各光源机构31的排列设置根据需求设置，在此不与叙述。如图1所示，为本发明菌藻反应系统的第一实施例的结构示意图，设置所述菌藻反应区2的数量为1个，并且推流结构32采用叶轮推流结构进行推流，进而在启动菌藻反应系统时，通过开启叶轮推流结构，光源照射区3在叶片推流作用下，使得所述光源照射区3的液面高度于所述菌藻反应区2的液面高度，进而使所述光源照射区3与菌藻反应区2的污水混合液循环流动。其中，叶轮推流结构为叶轮推动器，且其输出功率消耗控制在2～10W/m3池体容积。
同时，所述隔墙6下部设置有一个以上贯通的通孔61，所述光源照射区3下部与各菌藻反应区2下部通过各通孔61连通，进而所述菌藻反应区2下部的污水混合液通过隔墙6下部设置的通孔61流入至光源照射区3下部，最终在反应池体1内部形成了污水混合液循环流动的路径，并通过控制叶轮推动器的输出功率，进而控制循环流动的速率。基于光源机构31中的发光结构提供光能并将光能通过光能补能介质进行储存或释放，使得污水混合液循环流动的过程中，光能补能介质也循环流动，进而使得污水混合液中的微生物与污染物均匀接触，促进菌藻活动，以加速水中有机物的分解，使污水净化，提高了菌藻反应系统处理污水混合液的处理效率。
进一步地，如图1所示，所述隔墙6的上部设有可调节导流板4，所述光源照射区3上部与各菌藻反应区2的上部通过对应的可调节导流板4部分隔开，导流板4的第一端与所述隔墙6连接，导流板4的第二端通过第一角度调整结构41与所述反应池体1连接。进而通过调节第一角度调整结构41以调节导流板4在水平方向的倾斜角度，以实现调控循环污水混合液的水流通道大小及水流方向，进而调整循环水量，以调整循环路径的目的，进而通过循环流动促进菌藻循环活动,加速水中有机物的分解，使污水净化，提高了菌藻反应系统处理污水混合液的处理效率。进一步地，导流板4通过第一角度调整结构41设置各导流板与水平面夹角为10～45度。
进一步地，如图2所示，为本发明菌藻反应系统的第二实施例的结构示意图，在图1所示实施例的基础上，增加了辅助导流板5，所述辅助导流板5的两端分别与光源照射区3接触的反应池体1内表面连接，并且所述辅助导流板5第一端的水平高度低于光源照射区3的液面高度，所述辅助导流板5第二端通过第二角度调整结构51与所述反应池体1内表面连接，同时，所述辅助导流板5的第二端的水平高度高于光源照射区3的液面高度，一般地，所述辅助导流板5的第二端的水平高度设置的是高于光源照射区3的最高液面高度。进而，通过调节第二角度调整结构51控制辅助导流板5的在水平方向的倾斜角度和调节第一角度调整结构41控制导流板4在水平方向的倾斜角度，共同调控循环污水混合液的流向角度，达到调整循环路径的目的，进而实现通过循环流动促进菌藻循环活动,加速水中有机物的分解，使污水净化，提高了菌藻反应系统处理污水混合液的处理效率。此外，所述辅助导流板5和导流板4可采用同一种材料。并且，通过第二角度调整结构51设置辅助导流板5与水平面夹角为10～45度。
进一步地，如图3所示，为本发明菌藻反应系统的第三实施例的结构示意图，在图2所示实施例的基础上，将其中的推流结构32设置成压缩空气曝气结构，并且设置的所述隔墙6下部的通孔61的数量也有些许不同，以及压缩空气的气量与提升的循环水量比例控制为1：10～1：50。
进一步地，如图4所示，为本发明菌藻反应系统的第四实施例的结构示意图，在图1所示实施例的基础上，增加了一个菌藻反应区2，进而该实施例中是在两个菌藻反应区2和1个光源照射区3进行菌藻反应，并且该实施例中的推流结构32采用压缩空气曝气结构进行污水混合液气提推流，进而导流板4和第一角度调整结构41也将成对呈现。因此，在启动菌藻反应系统时，通过开启压缩空气曝气结构，在气提推流作用下，使得所述光源照射区3的液面高度于两个菌藻反应区2的液面高度，并通过调控两个导流板4的倾斜角度，调整光源照射区3上部的污水混合液与各菌藻反应区2上部的污水混合液的水流通道大小及水流方向，同时，在所述光源照射区3下部与各菌藻反应区2下部通过至少一个通孔61连通，进而在反应池体1下部区域，两个菌藻反应区2下部的污水混合液分别通过对应的通孔61流入至光源照射区3下部，进而在反应池体1内部形成了两个污水混合液循环路线，进而增强了反应池体1内部的菌藻的循环效果，增强菌藻反应系统处理污水混合液的处理效率。
并且，通过控制压缩空气曝气结构的功率，进而控制循环流动的速率，以及上述的两个导流板4的倾斜角度分别通过对应的第一角度调整结构41进行调节，其中，两个导流板4的倾斜角度可以设置成相同，也可以设置为不同的，具体的根据实际需要调整，优选地，可以根据各菌藻反应区2的所占据的体积大小进行相应确定。如图5所示，为本发明菌藻反应系统的反应池体的立体结构示意图，其中设置两个导流板4的倾斜角度相同，并且，所述导流板4分别与隔墙6的顶部连接，且多个通孔61在所述反应池体1内部是位于相同的水平高度的，以及间隔设置在隔墙6的下部。此外，多个通孔61在所述反应池体1内部也可以是位于不同的水平高度，具体的根据反应池体1的大小及所需的循环水流量进行调整。
进一步地，在上述实施例1至3中，导流板4可以采用弧形板和平板中的任一种，在实施例4中，导流板4可以采用弧形板和平板、两个弧形板和两个平板的组合中的任一组。其他可以实现本发明隔开效果的结构设置也是可以使用。
进一步地，在上述实施例中例举的推流结构32实际使用的结构可以是曝气结构、叶轮推流结构和鼓风结构中的一种或多种。其他可以实现本发明推流效果的结构设置也是可以使用。
进一步地，上述光源机构31还可以与设置在反应池体1的池体外的龙门架和吊装结构连接，以实现将光源机构31吊出池体，以便维修；以及还在反应池体1内部设置有自耦导轨和支撑托架用于固定各光源机构31在反应池体1内的位置；进一步地，为了便于调节各光源机构31在反应池体1在水平和/或竖直方向上移动，还可以设置增加可调节结构，以实现移动光源31可调节的目的。
进一步地，一般的菌藻反应系统中的菌藻反应区2与光源照射区3之间的循环周期小于10小时，因此，为保证回流量，一般设置光源照射区3的液面控制高度比各菌藻反应区2高出5-100mm。
此外，上述实施例中仅例举的菌藻反应系统是采用1个菌藻反应区与1个光源照射区组合，和2个菌藻反应区与1个光源照射区组合，其余超过2个菌藻反应区与超过1个光源照射区的多组菌藻反应系统的设置原理与本发明基本相同。
以上实施例中，本领域技术人员对于软件控制可以采用现有技术，本发明仅保护菌藻反应系统的结构和相互的连接关系。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种菌藻反应系统，其特征在于，包括光源照射区和至少一个菌藻反应区，所述光源照射区与各菌藻反应区位于同一反应池体，所述反应池体内通入预设浓度的光能储能介质的污水混合液；
所述光源照射区设置有至少一个光源机构，所述光源机构设置有发光结构，所述发光结构用于为污水混合液提供光能，且所述光源照射区下部设置有推流结构；
所述光源照射区与各菌藻反应区中部通过隔墙隔开，所述光源照射区上部和下部分别与各菌藻反应区上部和下部连通，在启动菌藻反应系统时，开启推流结构以使所述光源照射区与各菌藻反应区中的污水混合液循环流动。
2.根据权利要求1所述的菌藻反应系统，其特征在于，所述隔墙的上部设有可调节导流板，各导流板的第一端与所述隔墙连接，各导流板的第二端通过第一角度调整结构与所述反应池体连接。
3.根据权利要求2所述的菌藻反应系统，其特征在于，各导流板通过第一角度调整结构设置各导流板与水平面夹角为10～45度。
4.根据权利要求2或3所述的菌藻反应系统，其特征在于，各导流板包括弧形板和平板中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的菌藻反应系统，其特征在于，所述推流结构包括曝气结构、叶轮推流结构和鼓风结构中的一种或多种。
6.根据权利要求2所述的菌藻反应系统，其特征在于，所述隔墙下部设置有一个以上贯通的通孔，所述光源照射区下部与各菌藻反应区下部通过各通孔连通。
7.根据权利要求6所述的菌藻反应系统，其特征在于，若菌藻反应区数量为1，在与菌藻反应区接触的反应池体内表面设置有辅助导流板，所述辅助导流板第一端的水平高度低于菌藻反应区的液面高度，所述辅助导流板第二端通过第二角度调整结构与所述反应池体内表面连接，且所述辅助导流板的第二端的高度高于光源照射区的液面高度。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的菌藻反应系统，其特征在于，所述光能补能介质采用绿藻、蓝藻、硅藻以及用于储能的荧光材料中的一种或多种，所述光能补能介质浓度大于等于0.1g/L。
9.根据权利要求8所述的菌藻反应系统，其特征在于，所述光源照射区和各菌藻反应区的体积比为1：1～1：5。
10.根据权利要求8所述的菌藻反应系统，其特征在于，所述光源结构工作照射强度小于等于5万勒克斯。
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