CN206051664U - 一种利用微生物原位激发快速处理黑臭水体的装置 - Google Patents

Abstract

一种利用微生物原位激发快速处理黑臭水体的装置，属于水体治理设备技术领域，包括装载固定化微生物种源颗粒的微生物培养罐、向微生物培养罐提供微动力和氧气的曝气机、将微生物培养罐安置于污染水体中的浮圈；所述曝气机安装于浮圈且曝气机的出气端设置于微生物培养罐内部；所述微生物培养罐连接浮圈且微生物培养罐内部填充固定化微生物种源颗粒；所述微生物培养罐的罐体侧壁下部开设有安装排水帽的进水口，罐体侧壁上部开设有安装排水帽的出水口。本实用新型以生物修复技术为主，通过改善水体中微生物菌群结构来重建水体微生物降解系统，可提升这类水体的污染物去除能力，提高水体的抗冲击能力，同时实现生态清淤，提高水体的环境容量。

Description

一种利用微生物原位激发快速处理黑臭水体的装置

技术领域

本实用新型属于水体治理设备技术领域，具体涉及为一种利用微生物原位激发快速处理黑臭水体的装置。

背景技术

随着城市经济不断高速发展、城市化和工业化进程不断加快，许多工业废水、农村生活污水直接或超标排放，造成湖泊及河道水体的严重污染。微污染水体是指含有少量的有机污染物导致水体中COD、氨氮以及总磷等含量偏高的河流、湖泊以及水库等水体。虽然此类水体相对污染较轻，不能在短时间显现并造成严重危害，但水体的微污染存在着潜在的累积性危害。大多数微污染河流生态环境质量较差，无法满足水环境功能要求。湖泊、水库以及地下水是我国淡水资源的重要来源，也是我国饮用水的主要来源，长期饮用被污染的水体，会给机体造成损害。与此同时，微污染水体内营养丰富，还可能带来河流湖泊等富营养化现象。

目前针对微污染水体处理技术有化学修复技术、物理修复技术以及生物-生态修复技术。化学修复技术主要是利用絮凝和沉淀以及氧化还原的原理，向污水中投加化学药剂或者吸附剂，改善水体的各项指标。这种方法易造成二次污染，会破坏整个河流生态系统的平衡，与此同时资金花费大，不过与其他修复方法相比较简单快捷，一般被用来应急处理。物理修复技术主要是利用一些工程技术对污水进行机械性的去污，包括引水稀释、人工曝气、截污、底泥清淤等措施。物理修复方法有的时候可以搭配使用，也可以单独使用，但因为其在修复水体的过程中无法修复水体生态系统的平衡，所以效果往往不佳，一般用作前处理措施较多。生物-生态修复技术包括氧化塘技术、生物制剂技术、人工湿地以及生态浮床技术等。生物-生态修复技术可以在修复水体的同时修复生态系统的平衡，并且运行成本低，管理维护简单，更适合用于地表水体污染的治理。

生物原位投菌技术因为具有投资省、运行费用低，且操作简便以及基本不产生副作用等优点，不失为一种经济、有效的生物-生态修复技术。目前，该项技术主要应用于景观水体及养殖业水体有机污染及富营养化的治理工作中。但是，微污染水体原位生物修复技术中存在微生物菌剂营养浓度不稳定，微生物存活时间短，难以持续发挥作用等问题，因此水质修复效果不理想。

因此，研究出微生物活性高，能持续发挥作用，同时低成本、低能耗、环境友好、结构简单、操作简单的微污染水体原位修复处理设备和方法具有十分重要意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述提到的缺陷和不足，而提供一种利用微生物原位激发快速处理黑臭水体的装置。

本实用新型实现其目的采用的技术方案如下。

一种利用微生物原位激发快速处理黑臭水体的装置，包括装载固定化微生物种源颗粒的微生物培养罐、向微生物培养罐提供微动力和氧气的曝气机、将微生物培养罐安置于污染水体中的浮圈；

所述曝气机安装于浮圈且曝气机的出气端设置于微生物培养罐内部；

所述微生物培养罐连接浮圈且微生物培养罐内部填充固定化微生物种源颗粒；

所述微生物培养罐的罐体侧壁下部开设有安装排水帽的进水口，罐体侧壁上部开设有安装排水帽的出水口。

作为优选，所述曝气机至少有一个；所述曝气机输出端设置气泡石；所述气泡石安装于微生物培养罐底部。

作为更优选，所述曝气机为微动力太阳能曝气机，通过输气管连接微生物培养罐内部的气泡石。

进一步，所述浮圈通过软绳连接于微生物培养罐顶部，所述微生物培养罐底部连接有定位块。

进一步，所述微生物培养罐为圆柱形中空的罐体，罐体内部填充固定化微生物种源颗粒。

进一步，所述固定化微生物种源颗粒为CM-01颗粒；CM-01颗粒是用改性包埋剂结合功能微生物菌剂制成的球形颗粒，其颗粒粒径为3～5mm。

本技术方案解决了现有微污染水体修复过程中能耗高、二次污染严重、管理复杂的不足，提供一种低成本、低能耗、环境友好、结构简单、操作简单、长期有效的微污染水体原位修复处理设备和方法，利用功能微生物菌种来改善污染水体中的微生物菌群结构，强化微生物降解系统，彻底解决水体污染问题。

本实用新型以生物修复技术为主，通过改善水体中微生物菌群结构来重建水体微生物降解系统，应用于河道、湖、库、养殖塘等水体修复，可提升这类水体的污染物去除能力，提高水体的抗冲击能力，同时实现生态清淤，提高水体的环境容量。较之传统的水体修复技术，具有以下几方面技术优点：

1、装置安装方便，可移动性强。可实现全自动运行，装置安装、拆装比较方便，所有设备均为组合式安装；

2、设备运行管理方便；

3、低成本、低能耗原位修复水体，节省了造价， 减少水处理占地面积；

4、处理后效果稳定，彻底解决水体污染问题。

附图说明

图1是本实用新型装置的结构示意图；

图2是本实用新型装置的俯视结构示意图；

图3是本实用新型装置的侧视结构示意图；

图4是微生物培养罐的结构示意图；

图中：1-曝气机、1a-气泡石、2-支架、3-浮圈、3a-软绳、4-微生物培养罐、4a-进水口、4b-出水口、5-固定化微生物种源颗粒、6-定位块。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作进一步详细说明。

一种利用微生物原位激发快速处理黑臭水体的装置，包括装载固定化微生物种源颗粒5的微生物培养罐4、向微生物培养罐4提供微动力和氧气的曝气机1、将微生物培养罐4安置于污染水体中的浮圈3；

所述曝气机1安装于浮圈3且曝气机1的出气端设置于微生物培养罐4内部；

所述微生物培养罐4连接浮圈3且微生物培养罐4内部填充固定化微生物种源颗粒5。

所述曝气机1至少有一个。当曝气机1有多个时，曝气机1等角度均布于浮圈3。所述曝气机1输出端设置气泡石1a；所述气泡石1a安装于微生物培养罐4底部。作为优选，所述曝气机1为微动力太阳能曝气机，通过输气管连接微生物培养罐4内部的气泡石1a。相邻曝气机1用支架2连接固定，使得曝气机1成为一个整体，增加设备的稳固度。

所述浮圈3通过软绳3a连接于微生物培养罐4顶部，使浮圈3和微生物培养罐4之间留有一定的缓冲。

所述微生物培养罐4底部连接有定位块6。定位块6起到稳定微生物培养罐4的作用。

作为优选，所述微生物培养罐4为圆柱形中空的罐体，罐体内部填充固定化微生物种源颗粒5。所述固定化微生物种源颗粒5为CM-01颗粒。CM-01颗粒是一种固定化功能菌产品，是用改性包埋剂结合功能微生物菌剂制成的球形颗粒，其颗粒粒径Φ3～5mm球形，比重>1.05，含水率65%～80%，不容于水，颗粒弹性好、机械强度高，1000RPM电机高速搅拌48小时完整保留率100％。颗粒具有活性碳吸附效应和微生物磁效应，可促进微生物生长，颗粒内部包含有功能微生物菌种，可长期保留微生物种源。CM-01颗粒表面有大量微孔，可供颗粒内外高效传质。申请号为201410851662.X的中国发明申请公开了固定化微生物种源颗粒5的一种制备方法。

作为更优选，微生物培养罐4的罐体侧壁下部开设有4个安装排水帽的进水口4a，罐体侧壁上部开设有2个安装排水帽的出水口4b。

一种利用微生物原位激发快速处理黑臭水体的方法，本方法通过释放功能微生物菌种来改善微污染水体中微生物菌群结构，强化水中污染物的降解，达到水体净化的效果，包括以下步骤：

1、固定化微生物种源颗粒5由改性包埋剂包埋功能微生物菌种形成；将固定化微生物种源颗粒5按照罐容积40%的量投加到微生物培养罐4内；

将本装置安置于待修复水体表面，将浮圈3浮于待修复水体，将微生物培养罐4浸没于待修复水体；

固定化微生物种源颗粒5所用的改性包埋剂是由聚乙烯醇、海藻酸钠、生物磁粉、生物活性碳、氯化钙按比例配制用于固定功能微生物菌种形成颗粒的包埋剂。

包埋剂所包埋的功能微生物菌种是筛选研究后才获得的高效降解复合菌，复合菌包含COD降解菌、脱氮菌、絮凝菌，具有多种功能。

2、固定化微生物种源颗粒5中的功能微生物菌种将被吸收入颗粒内部的污染物作为营养源，并在微生物磁效应作用下驯化和大量增殖；固定化微生物种源颗粒5中的功能微生物菌种扩散至微生物培养罐4中的污染水体形成微生物菌液；

增殖的功能微生物菌种通过污染水体的驯化作用提高对污染环境的适应性；

3、曝气机1曝气并搅动微生物培养罐4内的污染水体，微生物培养罐4的微生物菌液从出水口4b排出，同时外界污染水体从进水口4a进入罐内，完成微生物培养罐4内外污染水体的交换；

4、通过微生物培养罐4内外污染水体的交换，功能微生物不断向污染水体释放；连续释放的功能微生物在污染水体中不断累积，逐步改善污染水体底泥、植物根系中的微生物菌群结构，提高环境中功能微生物对污染物的降解能力，强化水体中微生物降解系统，并不断净化水体，最终达到修复净化水体以及提高水体自净能力的目的。

实施例1 农业用水污染水体的修复

在受农田灌溉水污染的河道水体中，以200米间隔设置本专利微生物原位激发装置。反应器内投加5%以上降COD及脱氮除磷为主的功能微生物菌种种源颗粒，其中，COD降解菌：脱氮菌：絮凝菌的体积分数比为100:30~40：10~20。启动装置运行2个月后河道水体中COD减少80%，N、P等污染素减少60%，河道底泥中污染物释放量减少30%，同时通过微生物检测发现底泥及植物根系中微生物种类及浓度均明显提高，并富含装置中种源颗粒上的微生物菌种。

实施例2 城市河道水体的修复

在城市受污染河道水体中以200米间隔设置本专利微生物原位激发装置。反应器内投加5%以降COD、氨氮、总氮等污染物为主的功能微生物菌种种源颗粒，其中，COD降解菌：脱氮菌：絮凝菌的体积分数比为100:30~40：10~20。启动装置控制进水流量和曝气量，使装置内水力停留时间为12h，溶解氧为2mg/L，菌液输送管伸入河道水体底泥入，连续向水体中释放微生物菌剂2个月后，河道水体中COD减少80%，氨氮、总氮减少60%，磷污染素减少40%，底泥中污染物释放量减少30%。在河道底泥及水生植物可以根系中的微生物浓度更高，菌群结构更加复杂，并富含种源颗粒中的功能微生物菌种。继续运行2个月后河道水体逐渐修复，削除了富营养化，修复15个月后河道水体水质依然维持良好。

本实用新型按照实施例进行了说明，在不脱离本原理的前提下，本装置还可以作出若干变形和改进。应当指出，凡采用等同替换或等效变换等方式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种利用微生物原位激发快速处理黑臭水体的装置，其特征在于，包括装载固定化微生物种源颗粒（5）的微生物培养罐（4）、向微生物培养罐（4）提供微动力和氧气的曝气机（1）、将微生物培养罐（4）安置于污染水体中的浮圈（3）；

所述曝气机（1）安装于浮圈（3）且曝气机（1）的出气端设置于微生物培养罐（4）内部；

所述微生物培养罐（4）连接浮圈（3）且微生物培养罐（4）内部填充固定化微生物种源颗粒（5）；

所述微生物培养罐（4）的罐体侧壁下部开设有安装排水帽的进水口（4a），罐体侧壁上部开设有安装排水帽的出水口（4b）。

2.如权利要求1所述的一种利用微生物原位激发快速处理黑臭水体的装置，其特征在于，所述曝气机（1）至少有一个；所述曝气机（1）输出端设置气泡石（1a）；所述气泡石（1a）安装于微生物培养罐（4）底部。

3.如权利要求2所述的一种利用微生物原位激发快速处理黑臭水体的装置，其特征在于，所述曝气机（1）为微动力太阳能曝气机，通过输气管连接微生物培养罐（4）内部的气泡石（1a）。

4.如权利要求1所述的一种利用微生物原位激发快速处理黑臭水体的装置，其特征在于，所述浮圈（3）通过软绳（3a）连接于微生物培养罐（4）顶部，所述微生物培养罐（4）底部连接有定位块（6）。

5.如权利要求1所述的一种利用微生物原位激发快速处理黑臭水体的装置，其特征在于，所述微生物培养罐（4）为圆柱形中空的罐体，罐体内部填充固定化微生物种源颗粒（5）。

6.如权利要求5所述的一种利用微生物原位激发快速处理黑臭水体的装置，其特征在于，所述固定化微生物种源颗粒（5）为CM-01颗粒；CM-01颗粒是用改性包埋剂结合功能微生物菌剂制成的球形颗粒，其颗粒粒径为3～5mm。