CN201952278U

CN201952278U - 一种填料半固定式生物接触氧化装置

Info

Publication number: CN201952278U
Application number: CN2010206944748U
Authority: CN
Inventors: 贾瑞宝; 周维芳; 孙韶华; 周永田
Original assignee: JINAN WATER SUPPLY MONITORING CENTRAL STATION
Current assignee: JINAN WATER SUPPLY MONITORING CENTRAL STATION
Priority date: 2010-12-31
Filing date: 2010-12-31
Publication date: 2011-08-31
Anticipated expiration: 2020-12-31

Abstract

本实用新型公开了一种填料半固定式生物接触氧化装置，包括依次连接的底部配重物和生物接触氧化单元，所述生物接触氧化单元包括一个以上的填料块。本实用新型的填料半固定式生物接触氧化装置结构简单、操作方便、成本低廉、易于实施，采用常规水处理填料，突破了常规生物接触氧化技术须依靠构筑物发挥作用的局限性。该装置水体治理和修复效果好，可广泛应用于湖泊、水库、河流等开放式微污染水体的水质改善和水体生态修复，解决其污染或富营养化问题。

Description

一种填料半固定式生物接触氧化装置

技术领域

本实用新型涉及一种将常规生物接触氧化技术应用于微污染水体修复的装置，具体涉及一种填料半固定式生物接触氧化装置。

背景技术

目前，由于水环境受到了不同程度的污染，我国很多湖泊、水库（包括水源地水库）、河流正面临着严重的富营养化问题，直接威胁到城市供水水质安全。富营养化问题的根源在于湖泊、水库、河流等水体中，存在氮、磷、有机物等污染物。近年来，国内外加大了对水体富营养化及水体修复技术的研究，并开发了多种水体原位修复载体，但是这些载体因价格昂贵等原因，在湖泊、水库、河流等开放式水体上应用较少。

常规的生物接触氧化水处理技术，是使用多种水处理填料或滤料，利用这些填料或滤料上生长的生物膜，达到降解污染物的目的。该类技术在城镇污水和工业废水处理工程中已经获得了较广泛的应用，特别是对于污染物浓度较高的城镇污水和工业废水的处理。在给水处理中，生物接触氧化水处理技术也在国内某些区域被应用于生物预处理工艺中。其优势在于填料或滤料上所附着生长的生物膜，其微生物种群结构合理、适应性强、生物量较大，因此降解污染物的效率较高。将常规生物接触氧化技术所使用的填料应用于湖泊、水库、河流等开放水体的原位修复，则有望以较低的成本实现这些水体的水质修复和生态恢复。

当前，常规生物接触氧化技术所使用的填料或滤料，尚没有被应用于微污染水体修复领域的尝试。其原因在于：这些填料或滤料被应用于构筑物中时，其固定和挂膜容易控制，而在开放水体中，业界技术人员很难想到如何使用这些常规的填料或滤料。

发明内容

本实用新型为了解决现有常规水处理填料或滤料无法应于湖泊、水库、河流等开放水体中的不足，提供了一种填料半固定式生物接触氧化装置，该装置结构简单、易于实施，且能够实现对开放式微污染水体的水质修复。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种填料半固定式生物接触氧化装置，其特征是包括：依次连接的底部配重物和生物接触氧化单元，所述生物接触氧化单元包括一个以上的填料块。

进一步的，所述底部配重物和生物接触氧化单元之间通过连接绳相连，所述填料块之间通过连接绳连接。

进一步的，上述装置还包括与生物接触氧化单元连接的漂浮标识物。

进一步的，所述底部配重物的密度远大于水，漂浮标识物的密度远小于水。

进一步的所述填料的材质为聚丙烯或聚乙烯；所述底部配重物为植草砖、建筑用砖、石块、预制混凝土块或锚；所述漂浮标识物为空心漂浮物体或实心漂浮物体。

更进一步的，所述漂浮标识物为泡沫球或塑料渔网漂。

本实用新型之所以为填料半固定式，是因为填料被底部配重物固定，但能够在一定的范围内运动，属于半固定。

本实用新型的生物接触氧化单元由一个以上的填料块组成，填料块中包含有若干填料。所用的填料可选择聚丙烯、聚乙烯等水处理常用材质，填料的形状可以是多叶片圆球形、空心形、圆柱形、不规则形等水处理填料常用形状，其性状可以是弹性、半弹性、软性等水处理填料常用性状，填料外形尺寸一般为0.005m～0.5m，填料真实密度须小于或等于水的密度（即≤1.0g/cm³）。在制作时，可以是将若干填料用细的绳（例如尼龙绳）穿起来形成填料块，也可以将若干填料用多孔的材料（例如渔网）网起来形成填料块。将制成的填料块用连接绳连接，即可得到生物接触氧化单元。在确定每个填料半固定式生物接触氧化装置中填料块的数量和填料块之间的间距时，须满足：根据水体深度情况、水体污染程度情况以及水体不同深度上溶解氧浓度、水温分层的情况，填料块在水体的底部、中部和上部均有分布的原则。另外根据水体的污染程度，还可以调节每个填料块中填料的数量。

将生物接触氧化单元的底部连接底部配重物，即得本实用新型的填料半固定式生物接触氧化装置，进一步的，为了更好的确认位置，在生物接触氧化单元的上部还可连接漂浮标识物。上述各部分之间通过连接绳相连，通过连接绳的长短控制各部分的距离，所用的连接绳可以是绳索，也可以是其他带状长条，其质量要轻。本实用新型所用的底部配重物可以是植草砖、建筑用砖、石块、预制混凝土块、锚等可以起到底部固定作用的重物，其形状可以是方形、圆形和其他不规则形状，其密度须远大于水的密度（即＞1.0g/cm³），其质量根据具体使用条件确定，具体质量范围为1kg～100kg。漂浮标识物起到标识的作用，它漂浮于水面上，可以明确地提示哪些部位设有填料半固定式生物接触氧化装置，以便确认。它可以是空心或实心的能够起到漂浮和标识作用的物体，例如泡沫球、塑料渔网漂，其形状可以是方形、圆形和其他不规则形状，其密度须远小于水的密度（即＜1.0g/cm³），其尺寸根据具体使用条件确定，具体尺寸范围为0.05～1.0m。

本实用新型的填料半固定式生物接触氧化装置可以在开放式水体中应用，例如湖泊、水库、河流等，其安装方便，将底部配重物放置在水底，使生物接触氧化单元悬浮在水体中即可。本实用新型不采用投加菌种制剂的方法，而是利用水体中的微生物在填料上进行自然附着、挂膜，即将该装置放入水体中一段时间后（一般为10-15天左右），在填料表面即会附着一层生物膜，并同时附着一定数量的原、后生动物及藻类等，从而对水体中的污染物进行微生物降解并对水体进行生态修复作用。本实用新型的装置为半固定式，即不采用构筑物（如为了固定填料而搭建的架子等），仅用底部配重物将装置放置并半固定于水体中，生物接触氧化单元可随水流在一定空间内摆动，增加了水体和生物膜的接触机会，使污染物降解过程的效率更高。填料块个数的选择满足在水体的底部、中部和上部均有生物膜分布即可，其各填料块的间距及包含填料的多少可以根据需求进行调整。

在应用时，将本实用新型装置以半固定方式放置于开放水体中，具体放置数量、间距及位置等参数须根据具体情况决定，影响上述设计参数的关键因素是水体污染状况及治理所要求的进度和目标。在实际应用中，可以根据现有经验及理论的推算得出实际放置参数，以满足水体治理目标。各填料半固定式生物接触氧化装置在放置时的平面布置参数须根据水体受水及出水位置、水流方向、水体形状、重点治理区域要求等条件进行设计，可将填料半固定式生物接触氧化装置布置为长方形、正方形、梯形、圆形、扇形和其他不规则形状。

有益效果：本实用新型的填料半固定式生物接触氧化装置结构简单、操作方便、成本低廉、易于实施，采用常规水处理填料，突破了常规生物接触氧化技术须依靠构筑物发挥作用的局限性。该装置可随水流在一定空间内摆动，增加了水体和生物膜的接触机会，使污染物降解过程的效率更高，水体治理和修复效果更好。可广泛应用于湖泊、水库、河流等开放式微污染水体的水质改善和水体生态修复，解决其污染或富营养化问题。

附图说明

图1为本实用新型填料半固定式生物接触氧化装置的结构示意图；

图中，1、连接绳，2、底部配重物，3、填料块，4、漂浮标识物，5、填料。

具体实施方式

下面通过附图和具体实施例对本实用新型进行进一步阐述，需要声明的是，下述说明仅是为了解释本实用新型，并不对其内容产生实质性限制。

实施例1

如图1所示的填料半固定式生物接触氧化装置，包括通过连接绳1依次连接的底部配重物2、生物接触氧化单元和漂浮标识物4，所述生物接触氧化单元由3个填料块3组成，填料块的个数可根据需要进行增加或减少，以满足：根据水体深度情况、水体污染程度情况以及水体不同深度上溶解氧浓度、水温分层的情况，填料块在水体的底部、中部和上部均有分布的原则。每个填料块内包含有若干填料5，填料块中填料的数量可根据需要进行调整。

所用连接绳起连接的作用，通过连接绳的长短可控制各部分的距离，所用的连接绳可以是绳索，也可以是其他带状长条，其质量要轻。

所述底部配重物起固定作用，用于将该填料半固定式生物接触氧化装置固定在水体中的某个具体位置，所用的底部配重物可以是植草砖、建筑用砖、石块、预制混凝土块或锚，其密度远大于水，能够在水底起到配重、固定作用的物体均可。

所述生物接触氧化单元起修复水体的作用，其中包含的填料，用于附着生物膜。填料用连接绳（例如尼龙绳）穿起来形成填料块，也可以将若干填料用多孔的材料（例如渔网）网起来形成填料块，还可以捆扎在一起形成填料块。所用的填料可选择聚丙烯、聚乙烯等水处理常用材质，填料的形状可以是多叶片圆球形、空心形、圆柱形、不规则形等水处理填料常用形状，其性状可以是弹性、半弹性、软性等水处理填料常用性状，填料外形尺寸一般为0.005m～0.5m，密度小于水，方便易得。放置入水体一段时间后，生物接触氧化单元的填料块上自然附着一层生物膜，并同时附着一定数量的原、后生动物及藻类等，从而对水体中的污染物进行微生物降解并对水体进行生态修复作用。

漂浮标识物起到标识的作用，它漂浮于水面上，可以明确地提示哪些部位设有填料半固定式生物接触氧化装置，以便确认。它可以是空心或实心的能够起到漂浮和标识作用的物体，例如泡沫球、塑料渔网漂，其形状可以是方形、圆形和其他不规则形状，其密度须远小于水的密度（即＜1.0g/cm³），其尺寸根据具体使用条件确定，具体尺寸范围为0.05～1.0m。

本实用新型的填料半固定式生物接触氧化装置结构简单、操作方便、成本低廉、易于实施，在应用于湖泊、水库、河流等开放式微污染水体的水质改善和水体生态修复时，可以在更低的治理成本基础上取得更好的治理效果。下面以实例介绍其应用效果。

应用例1

装置结构：通过细绳连接底部配重物、漂浮标识物和生物接触氧化单元。装置所采用的填料为中心有孔的多面球形弹性填料，通过细绳将每十个填料穿成一串，每十串捆扎为一个填料块，即每个填料块中有球形弹性填料100个，此填料块为不规则柱形，每个填料块长约1m。再将每三个填料块通过细绳连接为一个生物接触氧化单元，每个填料块间距1m。装置的底部配重物由4块普通植草砖通过细绳捆扎组成，每块砖约重3kg。装置的漂浮标识物选用红黄相间色塑料渔网漂，渔网漂的直径为20cm。

应用水域：在济南市某饮用水水源地水库验证使用，水库整体库容约为4000万立方，平均水深约为6米。

选择约10m³（100800个）聚乙烯弹性填料制作成36个填料半固定式生物接触氧化装置，制作完成后，将装置以5m的间距按正方形的排列方式投放至水库中。即在约25m²的水域里按6排6行放置，每排和每行均为6个填料半固定式生物接触氧化装置。

装置投放一周后，可见填料表面自然生长附着一层较薄的生物膜，投放两周后生物膜生长成熟。此时分别于放置装置的水域上游100米、下游100米和区域中心取水并作水质分析，测得3个区域水中COD_Mn的平均含量分别为4.8mg/L、3.2mg/L、3.9mg/L，叶绿素的平均含量分别为7.9μg/L、5.8μg/L、6.2μg/L，藻类个数的平均值分别为501.9万个/L、322.7万个/L、389.6万个/L。从数据可以看出，投放本实用新型装置后，装置区域内的COD_Mn、叶绿素和藻类个数较区域上游的含量分别低33.3%、22.6%、35.7%，较区域下游分别低18%、6.5%、17.2%。由此可见，该装置与方法不仅对水中的有机物有明显的去除效果，而且可有效的控制水中藻类的数量，对改善水质和水体富营养化程度有显著的作用。

应用例2

装置结构：通过尼龙绳连接底部配重物、漂浮标识物和生物接触氧化单元。装置所采用的填料为组合填料，填料的单根长度为1m，塑料环间距为6cm。将每十根组合填料两端捆扎后成为一个填料块，每个填料块单独作为一个生物接触氧化单元。装置的底部配重物由2块普通植草砖通过尼龙绳捆扎组成，每块砖约重3kg。装置的漂浮标识物选用红黄相间色塑料渔网漂。

应用水域：在济南市某城市景观水体中验证使用，该水体中水流相对静止，整体水面面积约5000m²，平均水深约2m，水质特点为夏季有机物及藻类含量较高、水中可见度低。

选择160根组合填料制作成16个填料半固定式生物接触氧化装置，制作完成后，将装置以5m的间距按正方形的排列方式投放至水域中心区。即在225m²的水域里按4排4行放置，每排和每行均为4个填料半固定式生物接触氧化装置。

装置投放二周后，填料上均匀附着生长一层较厚生物膜。三个月后该区域水质有较大改观，水中可见度大大提高。水质检测数据显示：与去年同期相比，该水域有机物和藻类含量分别下降32%和43%。捞起部分装置观察，可发现在填料上不仅有生长良好的生物膜，同时附着有大量草履虫、螺蛳等低等级动物，而且填料上生长有一定量的附着藻类。由此可见，在较低的应用成本基础上，该实用新型装置与方法不仅可以改善水质，而且对微污染水体的生态修复也有显著的效果。

各填料半固定式生物接触氧化装置在放置时的平面布置参数须根据水体受水及出水位置、水流方向、水体形状、重点治理区域要求等条件进行设计，可将填料半固定式生物接触氧化装置布置为长方形、正方形、梯形、圆形、扇形和其他不规则形状，在应用时可根据需要进行相应调整，在此不一一赘述。

上述说明仅是为了解释本实用新型的原理及优点，不对本实用新型进行限制，对本实用新型实质内容所做的等效替换或改进，例如将填料块的个数进行增加或减少，将填料、底部配重物、漂浮标识物的材质进行替换，将填料块中填料的聚集形式进行替换等，均在本实用新型保护范围之内。

Claims

1.一种填料半固定式生物接触氧化装置，其特征是包括：依次连接的底部配重物（2）和生物接触氧化单元，所述生物接触氧化单元包括一个以上的填料块（3）。

2.根据权利要求1所述的填料半固定式生物接触氧化装置，其特征是：所述底部配重物和生物接触氧化单元之间通过连接绳（1）相连，所述填料块之间通过连接绳连接。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征是：还包括与生物接触氧化单元连接的漂浮标识物（4）。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征是：所述底部配重物的密度远大于水，漂浮标识物的密度远小于水。

5.根据权利要求3所述的装置，其特征是：所述填料的材质为聚丙烯或聚乙烯；所述底部配重物为植草砖、建筑用砖、石块、预制混凝土块或锚；所述漂浮标识物为空心漂浮物体或实心漂浮物体。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征是：所述漂浮标识物为泡沫球或塑料渔网漂。