CN115010248A - 基于仿生生物膜协同植物根系的脱氮污泥减量方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及污水处理技术领域，揭露了一种基于仿生生物膜协同植物根系的脱氮污泥减量方法，包括：将纤维球及聚氨酯海绵填充至聚丙烯多孔球中，得到初始生物膜反应器，利用初始生物膜反应器将植物根系进行包埋，得到目标生物膜反应器，将目标生物膜反应器固定在污水处理池中，将待处理污水引入目标反应污水处理池中进行分解反应，计算待处理污水的水力滞留期，根据水力滞留期将目标污水处理池中经过分解反应后的污水进行排放，完成待处理污水的脱氮污泥减量。本发明还提出一种基于仿生生物膜协同植物根系的脱氮污泥减量装置、电子设备以及计算机可读存储介质。本发明可以解决生物膜法存在反应不稳定，反应效率低的问题。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种基于仿生生物膜协同植物根系的脱氮污泥减量方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质。
背景技术
随着污水处理厂的污水排放标准的提高，污水处理的主要方向由去除污水中的有机污染物逐步转化为污水的脱氮除磷。生物膜法不但可以实现污泥的原位减量，还可以同时实现硝化与反硝化，提高生物脱氮效率。
当前，生物膜法主要通过序批式生物膜反应器(SBBR)接种普通硝化活性污泥处理生活污水，且可以表现出良好的脱氮性能。但活性污泥在生物膜反应器中存在易消散的特点，因此，当前生物膜法存在反应不稳定，反应效率低的现象。
发明内容
本发明提供一种基于仿生生物膜协同植物根系的脱氮污泥减量方法、装置及计算机可读存储介质，其主要目的在于解决生物膜法存在反应不稳定，反应效率低的问题。
为实现上述目的，本发明提供的一种基于仿生生物膜协同植物根系的脱氮污泥减量方法，包括：
获取纤维球及聚氨酯海绵，将所述纤维球及聚氨酯海绵填充至预构建的聚丙烯多孔球中，得到初始生物膜反应器；
利用所述初始生物膜反应器将预构建的植物根系进行包埋，得到目标生物膜反应器；
将所述目标生物膜反应器固定在预构建的污水处理池中，得到目标反应污水处理池；
获取待处理污水，将所述待处理污水引入所述目标反应污水处理池中进行分解反应，利用预构建的有机物分解程度计算公式，计算所述待处理污水的水力滞留期；
根据所述水力滞留期将所述目标污水处理池中经过所述分解反应后的污水进行排放，完成所述待处理污水的脱氮污泥减量。
可选地，所述获取纤维球及聚氨酯海绵，将所述纤维球及聚氨酯海绵填充至预构建的聚丙烯多孔球中，得到初始生物膜反应器，包括：
获取所述聚丙烯多孔球的直径尺寸；
根据所述直径尺寸确定所述纤维球及聚氨酯海绵的尺寸；
根据所述纤维球及聚氨酯海绵的尺寸制备所述纤维球及聚氨酯海绵；
将所述纤维球及聚氨酯海绵填充进所述聚丙烯多孔球，得到所述初始生物膜反应器。
可选地，所述利用所述初始生物膜反应器将预构建的植物根系进行包埋，得到目标生物膜反应器，包括：
将所述聚丙烯多孔球分为均等的两半球，在其中一个半球的顶部切开根系包埋入口；
将所述植物根系从所述根系包埋入口插入所述半球，并利用所述纤维球及聚氨酯海绵对所述植物根系进行充分缠绕，得到待合并生物膜反应器；
将所述聚丙烯多孔球的另一半球合并至所述待合并生物膜反应器，得到所述目标生物膜反应器。
可选地，所述将所述目标生物膜反应器固定在预构建的污水处理池中，得到目标反应污水处理池，包括：
根据所述植物根系的根部长度确定植物根系下沉深度；
根据所述污水处理池的容量及所述植物根系下沉深度确定所述目标生物膜反应器的固定深度；
根据所述目标生物膜反应器的固定深度将所述目标生物膜在所述污水处理池中进行固定，得到所述目标反应污水处理池。
可选地，所述获取待处理污水，将所述待处理污水引入所述目标反应污水处理池中进行分解反应，包括：
从预构建的污水管口将所述待处理污水引流至所述目标污水处理池，直至所述目标污水处理池达到最大容量时停止引流，得到目标容量污水处理池；
对所述目标容量污水处理池的物理化学环境进行监测，并根据所述监测结果，对所述目标容量污水处理池的物理化学环境进行平衡处理，得到稳定环境污水处理池；
利用所述稳定环境污水处理池对所述待处理污水进行有机物的分解反应。
可选地，所述对所述目标容量污水处理池的物理化学环境进行监测，并根据所述监测结果，对所述目标容量污水处理池的物理化学环境进行平衡处理，得到稳定环境污水处理池，包括：
对所述目标容量污水处理池的PH及温度进行监测，得到动态PH及动态温度值；
根据所述动态PH及动态温度值对所述目标容量污水处理池的PH及温度进行动态调控，得到恒温恒PH污水处理池；
测定所述目标生物膜反应器中的BOD值、碳含量及氮含量，得到实时BOD值、实时碳含量及实时氮含量；
根据所述实时BOD值、实时碳含量及实时氮含量对所述目标生物膜反应器中的氧含量、碳含量及氮含量进行调控，结合所述恒温恒PH污水处理池，得到所述稳定环境污水处理池。
可选地，所述利用预构建的有机物分解程度计算公式，计算所述待处理污水的水力滞留期，包括：
实时监测所述稳定环境污水处理池中的混合液挥发性悬浮固体浓度；
当所述混合液挥发性悬浮固体浓度达到最小值时，记录对应时间节点；
根据所述待处理污水的开始反应时间及所述对应时间节点，计算所述水力滞留期。
为了解决上述问题，本发明还提供一种基于仿生生物膜协同植物根系的脱氮污泥减量装置，所述装置包括：
初始生物膜反应器构建模块，用于获取纤维球及聚氨酯海绵，将所述纤维球及聚氨酯海绵填充至预构建的聚丙烯多孔球中，得到初始生物膜反应器；
目标生物膜反应器构建模块，用于利用所述初始生物膜反应器将预构建的植物根系进行包埋，得到目标生物膜反应器；
目标生物膜反应器固定模块，用于将所述目标生物膜反应器固定在预构建的污水处理池中，得到目标反应污水处理池；
水力滞留期计算模块，用于获取待处理污水，将所述待处理污水引入所述目标反应污水处理池中进行分解反应，利用预构建的有机物分解程度计算公式，计算所述待处理污水的水力滞留期；
污水排放模块，用于根据所述水力滞留期将所述目标污水处理池中经过所述分解反应后的污水进行排放。
为了解决上述问题，本发明还提供一种电子设备，所述电子设备包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以实现上述所述的基于仿生生物膜协同植物根系的脱氮污泥减量方法。
为了解决上述问题，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有至少一个指令，所述至少一个指令被电子设备中的处理器执行以实现上述所述的基于仿生生物膜协同植物根系的脱氮污泥减量方法。
相比于背景技术所述：生物膜法存在反应不稳定，反应效率低的现象，本发明实施例通过将所述纤维球及聚氨酯海绵填充至预构建的聚丙烯多孔球中，得到初始生物膜反应器，完成现有生物膜法的反应器的制备，当得到所述初始生物膜反应器，需要利用所述初始生物膜反应器中的纤维球及聚氨酯海绵，将植物根系进行包埋，得到目标生物膜反应器，再将所述目标生物膜反应器固定在预构建的污水处理池中，即可完成污水处理的准备工序，将所述待处理污水引入所述目标反应污水处理池中进行分解反应，利用有机物分解程度计算公式，计算所述待处理污水的水力滞留期，通过所述水力滞留期判定反应是否完成，再根据判定结果将所述目标污水处理池中经过所述分解反应后的污水进行排放，完成所述待处理污水的脱氮污泥减量。因此本发明提出的基于仿生生物膜协同植物根系的脱氮污泥减量方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，可以解决生物膜法存在反应不稳定，反应效率低的问题。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的基于仿生生物膜协同植物根系的脱氮污泥减量方法的流程示意图；
图2为图1中其中一个步骤的详细实施流程示意图；
图3为图1中另一个步骤的详细实施流程示意图；
图4为本发明一实施例提供的基于仿生生物膜协同植物根系的脱氮污泥减量装置的功能模块图；
图5为本发明一实施例提供的实现所述基于仿生生物膜协同植物根系的脱氮污泥减量方法的电子设备的结构示意图。
本发明目的实现、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
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本申请实施例提供一种基于仿生生物膜协同植物根系的脱氮污泥减量方法。所述基于仿生生物膜协同植物根系的脱氮污泥减量方法的执行主体包括但不限于服务端、终端等能够被配置为执行本申请实施例提供的该方法的电子设备中的至少一种。换言之，所述基于仿生生物膜协同植物根系的脱氮污泥减量方法可以由安装在终端设备或服务端设备的软件或硬件来执行。所述服务端包括但不限于：单台服务器、服务器集群、云端服务器或云端服务器集群等。
实施例1：
参照图1所示，为本发明一实施例提供的基于仿生生物膜协同植物根系的脱氮污泥减量方法的流程示意图。在本实施例中，所述基于仿生生物膜协同植物根系的脱氮污泥减量方法包括：
S1、获取纤维球及聚氨酯海绵，将所述纤维球及聚氨酯海绵填充至预构建的聚丙烯多孔球中，得到初始生物膜反应器。
可解释的，所述纤维球的直径可以为25mm，所述聚氨酯海绵的可以为边长25mm的聚氨酯海绵立方块，孔隙率可以为85％。所述聚丙烯多孔球是由聚丙烯材料塑造的多孔球，方便污水进入。所述纤维球及聚氨酯海绵组成的复合填料作为生物膜载体。
本发明实施例中，所述获取纤维球及聚氨酯海绵，将所述纤维球及聚氨酯海绵填充至预构建的聚丙烯多孔球中，得到初始生物膜反应器，包括：
获取所述聚丙烯多孔球的直径尺寸；
根据所述直径尺寸确定所述纤维球及聚氨酯海绵的尺寸；
根据所述纤维球及聚氨酯海绵的尺寸制备所述纤维球及聚氨酯海绵；
将所述纤维球及聚氨酯海绵填充进所述聚丙烯多孔球，得到所述初始生物膜反应器。
S2、利用所述初始生物膜反应器将预构建的植物根系进行包埋，得到目标生物膜反应器。
可解释的，所述植物根系可以为根系发达且适宜生长在水中的植物的根系，例如：铜钱草、水竹芋以及狐尾藻等植物。
应明白的，所述植物根系可以对所述初始生物膜反应器中的活性污泥起到聚集的作用，加强所述初始生物膜反应器中的有机分解反应。
详细地，所述植物根系可以从物理以及生物等方面起到聚集活性污泥的效果，生成污泥团聚体。其中，植物根系的物理作用是污泥团聚体形成和稳定的重要因素之一，根系可以通过压缩和缠绕等方式使根系周围的细小污泥颗粒不断行成较大颗粒。植物根系的还可以提供根源有机物，供给活性污泥中的微生物生存。植物根系也会产生具有胶结性能的胶结物质如：木质素、蛋白质、糖类以及蜡等，它们可以通过阳离子桥、多糖物质将污泥微粒团聚起来。
进一步地，植物根系的生物作用可以间接地通过对土壤微生物或土壤中小型动物的影响来提高污泥团聚体的稳定性，植物根系自身能在矿物基质中诱导出一个新的微观结构，这种结构可以产生对水的吸力进而促进根系细胞周围污泥颗粒的重组和重新定向，实现污泥团聚体的稳定性效果。
本发明实施例中，所述利用所述初始生物膜反应器将预构建的植物根系进行包埋，得到目标生物膜反应器，包括：
将所述聚丙烯多孔球分为均等的两半球，在其中一个半球的顶部切开根系包埋入口；
将所述植物根系从所述根系包埋入口插入所述半球，并利用所述纤维球及聚氨酯海绵对所述植物根系进行充分缠绕，得到待合并生物膜反应器；
将所述聚丙烯多孔球的另一半球合并至所述待合并生物膜反应器，得到所述目标生物膜反应器。
可理解的，为了使得所述植物根系不会从所述目标生物膜反应器中脱落，应利用所述纤维球及聚氨酯海绵对所述植物根系进行缠绕固定，并且可以在所述根系包埋入口出加装防脱落扣件。
S3、将所述目标生物膜反应器固定在预构建的污水处理池中，得到目标反应污水处理池。
可解释的，所述目标生物膜反应器的数量应该根据所述污水处理池的容量进行确定，污水处理池的容量越大，所述目标生物膜反应器的数量应该相应的增多，保证污水处理效果。
详细地，参阅图2所示，所述将所述目标生物膜反应器固定在预构建的污水处理池中，得到目标反应污水处理池，包括：
S31、根据所述植物根系的根部长度确定植物根系下沉深度；
S32、根据所述污水处理池的容量及所述植物根系下沉深度确定所述目标生物膜反应器的固定深度；
S33、根据所述目标生物膜反应器的固定深度将所述目标生物膜在所述污水处理池中进行固定，得到所述目标反应污水处理池。
可理解的，为了保证植物的存活，应将植物的茎叶部分置于空气中，因此植物根系的长度决定了植物根系在水中的深度，保证植物根系完全沉浸在污水中的目标生物膜反应器中。所述目标生物膜反应器的固定深度应与所述植物根系的深度相同，当所述污水处理池处于最大容量时，由于所述植物根系的下沉深度是确定的，因此所述目标生物膜反应器的固定深度也将确定。
详细地，所述植物根系的中间部位应与所述目标生物膜反应器的球心位置重合，保证植物根系在所述目标生物反应器中完全包埋。
S4、获取待处理污水，将所述待处理污水引入所述目标反应污水处理池中进行分解反应，利用预构建的有机物分解程度计算公式，计算所述待处理污水的水力滞留期。
可解释的，所述水力滞留期(Hydraulic Retention Time，简称HRT)，指所述待处理污水在所述目标生物膜反应器中的平均停留时间，也就是所述待处理污水与所述目标生物膜反应器中微生物作用的平均反应时间，由于所述目标生物膜反应器中生物膜的分离作用，使得微生物完全被隔离在所述目标生物膜反应器中，实现了水力滞留期与污泥龄的完全分离。
所述有机物分解程度计算公式如下所示：
min MLVSS＝(Ma+Me+Mi)n
K＝n，
详细地，K表示水力滞留期，n表示时间节点，Ma表示具有代谢功能活性的微生物群体，Me表示微生物内源代谢、自身氧化的残留物，Mi表示所述待处理污水中的难为细菌降解的惰性有机物质，MLVSS表示混合液挥发性悬浮固体浓度。
详细地，上述Ma+Me+Mi表示混合液挥发性悬浮固体浓度(mixed liquor volatilesuspended solids，简称MLVSS)，表示所述待处理污水中有机性固体物质的浓度。因此，当所述待处理污水中有机性固体物质的浓度降低至最小值时，表示所述待处理污水的有机物已经达到最大处理效果，表示处理完毕。也可以通过所述待处理污水中的脱氮除磷效果进行反应停止时间的确定。
详细地，参阅图3所示，所述获取待处理污水，将所述待处理污水引入所述目标反应污水处理池中进行分解反应，包括：
S41、从预构建的污水管口将所述待处理污水引流至所述目标污水处理池，直至所述目标污水处理池达到最大容量时停止引流，得到目标容量污水处理池；
S42、对所述目标容量污水处理池的物理化学环境进行监测，并根据所述监测结果，对所述目标容量污水处理池的物理化学环境进行平衡处理，得到稳定环境污水处理池；
S43、利用所述稳定环境污水处理池对所述待处理污水进行有机物的分解反应。
可理解的，需要维持一个横笛的外界环境，保证所述目标生物膜反应器中微生物的分解有机物活动。
本发明实施例中，所述对所述目标容量污水处理池的物理化学环境进行监测，并根据所述监测结果，对所述目标容量污水处理池的物理化学环境进行平衡处理，得到稳定环境污水处理池，包括：
对所述目标容量污水处理池的PH及温度进行监测，得到动态PH及动态温度值；
根据所述动态PH及动态温度值对所述目标容量污水处理池的PH及温度进行动态调控，得到恒温恒PH污水处理池；
测定所述目标生物膜反应器中的BOD值、碳含量及氮含量，得到实时BOD值、实时碳含量及实时氮含量；
根据所述实时BOD值、实时碳含量及实时氮含量对所述目标生物膜反应器中的氧含量、碳含量及氮含量进行调控，结合所述恒温恒PH污水处理池，得到所述稳定环境污水处理池。
可解释的，能够影响微生物生理活动的因素比较多，主要有：营养物质、温度、PH值以及溶解氧等。其中，溶解氧(BOD)浓度值应不低于2mg/L，温度维持在15-25摄氏度之间，微生物赖以生活的主要外界营养为碳和氮。所述目标生物膜反应器中的氧含量、碳含量及氮含量的调控标准应以保证所述微生物的正常活动为准。
本发明实施例中，所述利用预构建的有机物分解程度计算公式，计算所述待处理污水的水力滞留期，包括：
实时监测所述稳定环境污水处理池中的混合液挥发性悬浮固体浓度；
当所述混合液挥发性悬浮固体浓度达到最小值时，记录对应时间节点；
根据所述待处理污水的开始反应时间及所述对应时间节点，计算所述水力滞留期。
可解释的，所述混合液挥发性悬浮固体浓度表示为Ma+Me+Mi。当计算出所述对应时间节点后，即可计算所述开始反应时间及所述对应时间节点的时间间隔，得到所述水力滞留期。
S5、根据所述水力滞留期将所述目标污水处理池中经过所述分解反应后的污水进行排放，完成所述待处理污水的脱氮污泥减量。
本发明实施例中，所述当所述待处理污水的处理时间达到所述水力滞留期时，即表示完成所述待处理污水的处理，排放后，补充下一批次的待处理污水，循环进行污水处理。
相比于背景技术所述：生物膜法存在反应不稳定，反应效率低的现象，本发明实施例通过将所述纤维球及聚氨酯海绵填充至预构建的聚丙烯多孔球中，得到初始生物膜反应器，完成现有生物膜法的反应器的制备，当得到所述初始生物膜反应器，需要利用所述初始生物膜反应器中的纤维球及聚氨酯海绵，将植物根系进行包埋，得到目标生物膜反应器，再将所述目标生物膜反应器固定在预构建的污水处理池中，即可完成污水处理的准备工序，将所述待处理污水引入所述目标反应污水处理池中进行分解反应，利用有机物分解程度计算公式，计算所述待处理污水的水力滞留期，通过所述水力滞留期判定反应是否完成，再根据判定结果将所述目标污水处理池中经过所述分解反应后的污水进行排放，完成所述待处理污水的脱氮污泥减量。因此本发明提出的基于仿生生物膜协同植物根系的脱氮污泥减量方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，可以解决生物膜法存在反应不稳定，反应效率低的问题。
实施例2：
如图4所示，是本发明一实施例提供的基于仿生生物膜协同植物根系的脱氮污泥减量装置的功能模块图。
本发明所述基于仿生生物膜协同植物根系的脱氮污泥减量装置100可以安装于电子设备中。根据实现的功能，所述基于仿生生物膜协同植物根系的脱氮污泥减量装置100可以包括初始生物膜反应器构建模块101、目标生物膜反应器构建模块102、目标生物膜反应器固定模块103、水力滞留期计算模块104及污水排放模块105。本发明所述模块也可以称之为单元，是指一种能够被电子设备处理器所执行，并且能够完成固定功能的一系列计算机程序段，其存储在电子设备的存储器中。
所述初始生物膜反应器构建模块101，用于获取纤维球及聚氨酯海绵，将所述纤维球及聚氨酯海绵填充至预构建的聚丙烯多孔球中，得到初始生物膜反应器；
所述目标生物膜反应器构建模块102，用于利用所述初始生物膜反应器将预构建的植物根系进行包埋，得到目标生物膜反应器；
所述目标生物膜反应器固定模块103，用于将所述目标生物膜反应器固定在预构建的污水处理池中，得到目标反应污水处理池；
所述水力滞留期计算模块104，用于获取待处理污水，将所述待处理污水引入所述目标反应污水处理池中进行分解反应，利用预构建的有机物分解程度计算公式，计算所述待处理污水的水力滞留期；
所述污水排放模块105，用于根据所述水力滞留期将所述目标污水处理池中经过所述分解反应后的污水进行排放。
详细地，本发明实施例中所述基于仿生生物膜协同植物根系的脱氮污泥减量装置100中的所述各模块在使用时采用与上述的图1中所述的基于仿生生物膜协同植物根系的脱氮污泥减量方法一样的技术手段，并能够产生相同的技术效果，这里不再赘述。
实施例3：
如图5所示，是本发明一实施例提供的实现基于仿生生物膜协同植物根系的脱氮污泥减量方法的电子设备的结构示意图。
所述电子设备1可以包括处理器10、存储器11、总线12和通信接口13，还可以包括存储在所述存储器11中并可在所述处理器10上运行的计算机程序，如基于仿生生物膜协同植物根系的脱氮污泥减量程序。
其中，所述存储器11至少包括一种类型的可读存储介质，所述可读存储介质包括闪存、移动硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如：SD或DX存储器等)、磁性存储器、磁盘、光盘等。所述存储器11在一些实施例中可以是电子设备1的内部存储单元，例如该电子设备1的移动硬盘。所述存储器11在另一些实施例中也可以是电子设备1的外部存储设备，例如电子设备1上配备的插接式移动硬盘、智能存储卡(Smart Media Card，SMC)、安全数字(SecureDigital，SD)卡、闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器11还可以既包括电子设备1的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器11不仅可以用于存储安装于电子设备1的应用软件及各类数据，例如基于仿生生物膜协同植物根系的脱氮污泥减量程序的代码等，还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所述处理器10在一些实施例中可以由集成电路组成，例如可以由单个封装的集成电路所组成，也可以是由多个相同功能或不同功能封装的集成电路所组成，包括一个或者多个中央处理器(Central Processing unit，CPU)、微处理器、数字处理芯片、图形处理器及各种控制芯片的组合等。所述处理器10是所述电子设备的控制核心(Control Unit)，利用各种接口和线路连接整个电子设备的各个部件，通过运行或执行存储在所述存储器11内的程序或者模块(例如基于仿生生物膜协同植物根系的脱氮污泥减量程序等)，以及调用存储在所述存储器11内的数据，以执行电子设备1的各种功能和处理数据。
所述总线可以是外设部件互连标准(peripheral component interconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准结构(extended industry standard architecture，简称EISA)总线等。该总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。所述总线被设置为实现所述存储器11以及至少一个处理器10等之间的连接通信。
图5仅示出了具有部件的电子设备，本领域技术人员可以理解的是，图5示出的结构并不构成对所述电子设备1的限定，可以包括比图示更少或者更多的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
例如，尽管未示出，所述电子设备1还可以包括给各个部件供电的电源(比如电池)，优选地，电源可以通过电源管理装置与所述至少一个处理器10逻辑相连，从而通过电源管理装置实现充电管理、放电管理、以及功耗管理等功能。电源还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电装置、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。所述电子设备1还可以包括多种传感器、蓝牙模块、Wi-Fi模块等，在此不再赘述。
进一步地，所述电子设备1还可以包括网络接口，可选地，所述网络接口可以包括有线接口和/或无线接口(如WI-FI接口、蓝牙接口等)，通常用于在该电子设备1与其他电子设备之间建立通信连接。
可选地，该电子设备1还可以包括用户接口，用户接口可以是显示器(Display)、输入单元(比如键盘(Keyboard))，可选地，用户接口还可以是标准的有线接口、无线接口。可选地，在一些实施例中，显示器可以是LED显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)触摸器等。其中，显示器也可以适当的称为显示屏或显示单元，用于显示在电子设备1中处理的信息以及用于显示可视化的用户界面。
应该了解，所述实施例仅为说明之用，在专利申请范围上并不受此结构的限制。
所述电子设备1中的所述存储器11存储的基于仿生生物膜协同植物根系的脱氮污泥减量程序是多个指令的组合，在所述处理器10中运行时，可以实现：
获取纤维球及聚氨酯海绵，将所述纤维球及聚氨酯海绵填充至预构建的聚丙烯多孔球中，得到初始生物膜反应器；
利用所述初始生物膜反应器将预构建的植物根系进行包埋，得到目标生物膜反应器；
将所述目标生物膜反应器固定在预构建的污水处理池中，得到目标反应污水处理池；
获取待处理污水，将所述待处理污水引入所述目标反应污水处理池中进行分解反应，利用预构建的有机物分解程度计算公式，计算所述待处理污水的水力滞留期；
根据所述水力滞留期将所述目标污水处理池中经过所述分解反应后的污水进行排放，完成所述待处理污水的脱氮污泥减量。
具体地，所述处理器10对上述指令的具体实现方法可参考图1至图4对应实施例中相关步骤的描述，在此不赘述。
进一步地，所述电子设备1集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读存储介质中。所述计算机可读存储介质可以是易失性的，也可以是非易失性的。例如，所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序在被电子设备的处理器所执行时，可以实现：
获取纤维球及聚氨酯海绵，将所述纤维球及聚氨酯海绵填充至预构建的聚丙烯多孔球中，得到初始生物膜反应器；
利用所述初始生物膜反应器将预构建的植物根系进行包埋，得到目标生物膜反应器；
将所述目标生物膜反应器固定在预构建的污水处理池中，得到目标反应污水处理池；
获取待处理污水，将所述待处理污水引入所述目标反应污水处理池中进行分解反应，利用预构建的有机物分解程度计算公式，计算所述待处理污水的水力滞留期；
根据所述水力滞留期将所述目标污水处理池中经过所述分解反应后的污水进行排放，完成所述待处理污水的脱氮污泥减量。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种基于仿生生物膜协同植物根系的脱氮污泥减量方法，其特征在于，所述方法包括：
获取纤维球及聚氨酯海绵，将所述纤维球及聚氨酯海绵填充至预构建的聚丙烯多孔球中，得到初始生物膜反应器；
利用所述初始生物膜反应器将预构建的植物根系进行包埋，得到目标生物膜反应器；
将所述目标生物膜反应器固定在预构建的污水处理池中，得到目标反应污水处理池；
获取待处理污水，将所述待处理污水引入所述目标反应污水处理池中进行分解反应，利用预构建的有机物分解程度计算公式，计算所述待处理污水的水力滞留期，其中，所述有机物分解程度计算公式如下所示：
min MLVSS＝(Ma+Me+Mi)n
K＝n，
其中，K表示水力滞留期，n表示时间节点，Ma表示具有代谢功能活性的微生物群体，Me表示微生物内源代谢、自身氧化的残留物，Mi表示所述待处理污水中的难为细菌降解的惰性有机物质，MLVSS表示混合液挥发性悬浮固体浓度；
根据所述水力滞留期将所述目标污水处理池中经过所述分解反应后的污水进行排放，完成所述待处理污水的脱氮污泥减量。
2.如权利要求1所述的基于仿生生物膜协同植物根系的脱氮污泥减量方法，其特征在于，所述获取纤维球及聚氨酯海绵，将所述纤维球及聚氨酯海绵填充至预构建的聚丙烯多孔球中，得到初始生物膜反应器，包括：
获取所述聚丙烯多孔球的直径尺寸；
根据所述直径尺寸确定所述纤维球及聚氨酯海绵的尺寸；
根据所述纤维球及聚氨酯海绵的尺寸制备所述纤维球及聚氨酯海绵；
将所述纤维球及聚氨酯海绵填充进所述聚丙烯多孔球，得到所述初始生物膜反应器。
3.如权利要求2所述的基于仿生生物膜协同植物根系的脱氮污泥减量方法，其特征在于，所述利用所述初始生物膜反应器将预构建的植物根系进行包埋，得到目标生物膜反应器，包括：
将所述聚丙烯多孔球分为均等的两半球，在其中一个半球的顶部切开根系包埋入口；
将所述植物根系从所述根系包埋入口插入所述半球，并利用所述纤维球及聚氨酯海绵对所述植物根系进行充分缠绕，得到待合并生物膜反应器；
将所述聚丙烯多孔球的另一半球合并至所述待合并生物膜反应器，得到所述目标生物膜反应器。
4.如权利要求3所述的基于仿生生物膜协同植物根系的脱氮污泥减量方法，其特征在于，所述将所述目标生物膜反应器固定在预构建的污水处理池中，得到目标反应污水处理池，包括：
根据所述植物根系的根部长度确定植物根系下沉深度；
根据所述污水处理池的容量及所述植物根系下沉深度确定所述目标生物膜反应器的固定深度；
根据所述目标生物膜反应器的固定深度将所述目标生物膜在所述污水处理池中进行固定，得到所述目标反应污水处理池。
5.如权利要求4所述的基于仿生生物膜协同植物根系的脱氮污泥减量方法，其特征在于，所述获取待处理污水，将所述待处理污水引入所述目标反应污水处理池中进行分解反应，包括：
从预构建的污水管口将所述待处理污水引流至所述目标污水处理池，直至所述目标污水处理池达到最大容量时停止引流，得到目标容量污水处理池；
对所述目标容量污水处理池的物理化学环境进行监测，并根据所述监测结果，对所述目标容量污水处理池的物理化学环境进行平衡处理，得到稳定环境污水处理池；
利用所述稳定环境污水处理池对所述待处理污水进行有机物的分解反应。
6.如权利要求5所述的基于仿生生物膜协同植物根系的脱氮污泥减量方法，其特征在于，所述对所述目标容量污水处理池的物理化学环境进行监测，并根据所述监测结果，对所述目标容量污水处理池的物理化学环境进行平衡处理，得到稳定环境污水处理池，包括：
对所述目标容量污水处理池的PH及温度进行监测，得到动态PH及动态温度值；
根据所述动态PH及动态温度值对所述目标容量污水处理池的PH及温度进行动态调控，得到恒温恒PH污水处理池；
测定所述目标生物膜反应器中的BOD值、碳含量及氮含量，得到实时BOD值、实时碳含量及实时氮含量；
根据所述实时BOD值、实时碳含量及实时氮含量对所述目标生物膜反应器中的氧含量、碳含量及氮含量进行调控，结合所述恒温恒PH污水处理池，得到所述稳定环境污水处理池。
7.如权利要求1所述的基于仿生生物膜协同植物根系的脱氮污泥减量方法，其特征在于，所述利用预构建的有机物分解程度计算公式，计算所述待处理污水的水力滞留期，包括：
实时监测所述稳定环境污水处理池中的混合液挥发性悬浮固体浓度；
当所述混合液挥发性悬浮固体浓度达到最小值时，记录对应时间节点；
根据所述待处理污水的开始反应时间及所述对应时间节点，计算所述水力滞留期。
8.一种基于仿生生物膜协同植物根系的脱氮污泥减量装置，其特征在于，所述装置包括：
初始生物膜反应器构建模块，用于获取纤维球及聚氨酯海绵，将所述纤维球及聚氨酯海绵填充至预构建的聚丙烯多孔球中，得到初始生物膜反应器；
目标生物膜反应器构建模块，用于利用所述初始生物膜反应器将预构建的植物根系进行包埋，得到目标生物膜反应器；
目标生物膜反应器固定模块，用于将所述目标生物膜反应器固定在预构建的污水处理池中，得到目标反应污水处理池；
水力滞留期计算模块，用于获取待处理污水，将所述待处理污水引入所述目标反应污水处理池中进行分解反应，利用预构建的有机物分解程度计算公式，计算所述待处理污水的水力滞留期；
污水排放模块，用于根据所述水力滞留期将所述目标污水处理池中经过所述分解反应后的污水进行排放。
9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1至7中任意一项所述的基于仿生生物膜协同植物根系的脱氮污泥减量方法。
10.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任意一项所述的基于仿生生物膜协同植物根系的脱氮污泥减量方法。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN115872569A (zh) * | 2022-12-30 | 2023-03-31 | 西昌学院 | 提高氟污染物去除效能的电化学耦合膜过滤方法及系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115010248B (zh) | 2023-11-24 |
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