CN207645912U - 一种高效率净化富营养化水质的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高效率净化富营养化水质的装置，包括悬浮架、悬浮桶体、透析隔圈、内桶、水泵、排水管、填料和曝气装置，所述悬浮桶体的上部设置与之轴心线重合的悬浮架，所述悬浮桶体内同轴设置透析隔圈，使悬浮桶体分隔为净滤桶和内桶，其中，净滤桶的悬浮桶体壁上设置进水孔；净滤桶内设置填料，内桶内设置水泵，水泵通过排水管连接外界，曝气装置设置于悬浮架顶部，且通过气管连接入净滤桶中。本实用新型在净滤桶内设置填料吸附培养微生物，并利用微生物分解净化水体中的污染物，达到逐步净化水体，恢复水体良性水生态环境的目的，加强水体的抗污染冲击能力，有效控制水体富营养化，实现水体的原生态修复自净。

Description

一种高效率净化富营养化水质的装置

技术领域

本实用新型涉及一种净化水的装置，具体涉及一种结构简单、净化效果好的净化富营养化水质的装置，属于水体净化设备技术领域。

背景技术

一般来说，水是生命之源，水资源对人类生存、生活和生产都具有非常重要作用，水资源是支撑自然生态系统和社会经济系统不可代替的重要资源和关键因素，世界各国都在从多方面采取各种措施对本国的水资源进行保护。目前，我国水环境面临水体污染，水资源短缺等多方面压力，全国湖泊、河道普遍受到不同程度的污染，水体富营养化问题十分严重，藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体透明度和溶解氧含量下降，导致水质恶化，影响了湖泊的供水、养殖和娱乐功能，如不及早进行治理，最终将导致湖泊的退化和消失。

目前，对湖泊治理的主要方法有物理方法、化学方法和微生物修复法，但是，物理修复技术多采用引水稀释、底泥疏浚的方式，存在暂时性、不稳定性以及治标不治本等缺点；化学修复技术由于采用化学药剂，具有费用高、易造成二次污染等缺点；微生物修复法则受设备限制，只能置于陆地上，无法设置于大面积水体，故多用于工业污水的净化处理，极少用于自然水体的水质净化处理。

因此，研制一种结构简单、适用于自然水体中的微生物修复净化水体的装置是解决问题的关键。

发明内容

针对上述现有技术中存在的诸多缺陷与不足，本实用新型对此加以改进和创新，旨在提供一种结构简单、能够实现大面积受污染水体净化，能修复、激发水体自净能力，能恢复、保持原有水域良性水生态环境效果，水体中生物链平衡，并能提升水体的环境容量，在运行过程中，不会形成二次污染的这样一种适用于净化富营养化水质的装置。

为解决上述问题并达到上述的实用新型目的，本实用新型一种高效率净化富营养化水质的装置是通过采用下列的设计结构以及采用下列的技术方案来实现的：

作为本实用新型一种高效率净化富营养化水质的装置的改进，该装置包括悬浮架(1)、悬浮桶体(2)、透析隔圈(3)、内桶(4)、水泵(6)、排水管(7)、填料(8)和风机(10)，悬浮桶体(2)作为整体装置的悬浮架(1)漂浮在水面上，悬浮架(1)上部安装有风机 (10)，悬浮架(1)底部设置悬浮桶体(2)，悬浮桶体(2)内部被透析隔圈(3)分隔为至少两个净滤桶(5)和至少一个内桶(4)，净滤桶(5)和内桶(4)为各自独立的封闭空腔，内桶(4)的底部装有水泵(6)，水泵(6)上部接有排水管(7)，排水管(7)的另一端出口伸向外界，每个净滤桶(5)外侧桶壁上开有数个进水孔(9)，净滤桶(5)的底部装有曝气头(12)，曝气头(12)通过气管(11) 与风机(10)相接，所述净滤桶(5)内放置有若干个填料(8)。

作为本实用新型上述的改进，所述透析隔圈(3)为圆周均布由数个透水微孔的环状结构板，填料(8)为不规则全曲面状颗粒体。

作为本实用新型上述的进一步改进，所述透析隔圈(3)是采用塑料、玻璃钢或者是不锈钢金属材料制成。

作为本实用新型上述的更进一步改进，所述内桶(4)和所述净滤桶(5)的顶部均密封设置。

作为本实用新型上述的又进一步改进，所述排水管(7)一端连接水泵(6)，另一端设置数个排水支管，各个排水支管依次从内桶(4)、净滤桶(5)的上部穿出，且排水支管分别与内桶(4)、净滤桶(5) 的桶壁密封设置。

作为本实用新型上述的再进一步改进，所述排水管(7)上设置有单向阀；所述填料(8)的填充密度为每立方米50～200kg。

作为本实用新型上述的再更进一步改进，所述进水孔(9)圆周均布于净滤桶(5)的悬浮桶体壁上。

作为本实用新型上述的又再更进一步改进，所述各个曝气头(12) 通过气管分别连接风机(10)，风机(10)设置于悬浮架(1)的顶部，所述曝气头(12)圆周均布于净滤桶(5)的底部。

作为本实用新型上述的又再更加进一步改进，所述风机(10)为鼓风机，所述鼓风机的每小时气量为120m³。

作为本实用新型上述的又还再更加进一步改进，所述不规则全曲面状颗粒体整体为塑制的不规则全曲面构件，该不规则全曲面构件是由至少一层不规则全曲面组成一个具有间隙的长形球体，且水流能从该长形球体的间隙中通过。

工作原理是：本实用新型在进行使用之前，首先，把本实用新型结构的装置置于需要净化或是治理的自然水体中并将其进行可靠固定，由于悬浮桶体(2)的浮力作用，使本实用新型装置漂浮在水面上，且使之构成装置中的悬浮架(1)、悬浮桶体(2)以及风机(10) 位于水面上，透析隔圈(3)、内桶(4)、净滤桶(5)、水泵(6)、排水管(7)、填料(8)、进水孔(9)以及曝气头(12)位于水面上下，运行时，开启水泵(6)，富营养化的水依序经过进水孔(9)进入净滤桶(5)、填料(8)后水又透过透析隔圈(3)汇集至内桶(4)中，再由水泵(6)抽吸后，通过排水管(7)从装置的两侧排出进入到自然水体中，周而复始的依序形成水循环；其中，在水循环过程中，利用填充在净滤桶(5)内的填料(8)的物理吸附特性，使水中的污染物和微生物都停留在填料内部，其中污染物就成为微生物大量繁殖所需要的食物，利用填料(8)比表面积大的特点，在填料(8)表面逐渐形成以微生物菌群为主体的生物膜，最终实现微生物降解水体污染物功能，完成微生物菌群吸附培养功能。在上述的实施过程中根据实际情况的需要在湖泊内间隔放置多个本实用新型结构的装置，从而达到全面的水体净化和底泥净化；本实用新型装置运行时，开启风机 (10)，风机(10)压缩空气后，压缩空气经气管(11)进入曝气头 (12)并吹向填料(8)，通过曝气头(12)定期把填料(8)表面的微生物吹脱出来，再通过释放装置水泵6、排水管7把吹脱出来的微生物释放到水土域中，利用微生物对有机物的氧化分解能力来净化原水域，同时提高水中溶解氧量，加速生物净化能力，完成复氧、微生物菌群释放功能。

由于本实用新型填料(8)为不规则全曲面状颗粒体，这样富营养化的水能从该不规则全曲面状颗粒体的间隙/夹隙中流过，而富营养化物(如藻类及其他浮游生物等)被吸附全曲面状颗粒体中，之后用水轻轻清洗填料(8)富营养化物，填料(8)中的原生态水微生物群会留在不规则全曲面状颗粒体内，原微生物群相对集中，有利于原生态水的微生物集中净化培养和繁殖，一定时间之后再原生态水微生物群再吹回原自然水体中，这样保持原生态水域中原微生物数量，一段落时间处理之后，富营养化物的自然水体中的藻类及其他浮游生物会渐渐减少，自然水体中原微生物数量基本不变，本实用新型净化方法对环境更友好。

在上述的整个实施过程中，由于本实用新型设置鼓风设备、曝气器和释放装置，主风管与曝气器、水下支风管连通。通过鼓风设备、曝气器定期把填料表面的微生物吹脱出来，再通过释放装置把吹脱出来的微生物释放到水土域中，利用微生物对有机物的氧化分解能力来净化原水域，同时提高水中溶解氧量，加速生物净化能力，在净化装置的工作过程中，通过装置释放出来的微生物首先是把悬浮在水体中的有机物进行分解，当水体逐步净化后，微生物就去分解水体底部的有机淤泥，使水体得到最终净化，变得干净透明，水体干净后，可撤走三分之二的设备，仅留三分之一的设备进行水体维持和保护。

本实用新型与现有技术相比所产生的有益效果是：

(1)本实用新型实现了把富营养化的水体吸附进入净滤桶中，水体中自有的微生物被填料吸附、培养、繁殖，在填料上所培养、繁殖的微生物把悬浮在水体中的有机物进行分解，使水体逐步净化，变得干净透明，处理量大，能快速形成良性的微生态体系净化水质过程，有助于建立水体的自净能力。

(2)由于本实用新型设置曝气装置定期把填料中的微生物吹脱出来，再通过水泵和排水管把吹脱出来的微生物释放到自然水土域中，利用微生物对有机物的氧化分解能力来净化原水域，同时提高水中溶解氧量，加速生物净化能力，并喂养水生物，丰富了水体中原有的生物种群，使水体充满活力；解决了目前传统微生物技术只能培养而不能释放的不足，从而实现大面积水体净化。

(3)本实用新型提高水体的抗污染冲击能力，有效控制水体富营养化，实现水体的原生态修复自净，实为一理想的环保型水体净化装置。

(4)本实用新型在水体生态方面，装置内排出的大量微生物一方面把有机污染物分解为无机物，另一方面微生物也是原生浮游生物的食物，而原生浮游生物又可以作为鱼、虾等高等生物的食物，这样在水体中就会逐渐恢复微生原生动物、高等生物的生态链，丰富了水体中原有的生物种群，使水体充满活力。

(5)由于本实用新型在装置中设置有填料，通过吸水设备把原水域中的污染物和微生物吸入装置内，利用填料的物理吸附特性使污染物和微生物都附着在填料的内部，其中污染物就成了微生物大量繁殖所需要的食物，利用填料比表面积大的特点，在材料表面就会逐渐形成生物膜，其中富含大量微生物，定期把填料表面的微生物通过曝气装置吹脱排入水中，此脱膜过程将利用微生物对有机物的氧化分解能力来净化原水域，同时提高水中溶解氧量，加速生物净化能力。

(6)本实用新型在净化水域的工作过程中，通过装置反冲出来的微生物首先是把悬浮在水体中的有机物进行分解，当水体逐步净化后，微生物就去分解水体底部的有机淤泥，使水体得到最终净化，变得干净透明。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型填料(8)部件结构示意图之一；

图3为本实用新型填料(8)部件结构示意图之二；

其中，图中标号：1—悬浮架，2—悬浮桶体，3—透析隔圈，4 —内桶，5—净滤桶，6—水泵，7—排水管，8—填料，81—第一层不规则全曲面、82—第二层不规则全曲面，83—第三层不规则全曲面， 9—进水孔，10—风机，11—气管，12—曝气头。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图以及具体实施方式对本实用新型的技术方案作更进一步详细的说明。

一种高效率净化富营养化水质的装置，该装置包括悬浮架1、悬浮桶体2、透析隔圈3、内桶4、水泵6、排水管7、填料8和风机10，悬浮桶体2作为整体装置的悬浮架1漂浮在水面上，悬浮架1上部安装有风机10，悬浮架1底部设置悬浮桶体2，悬浮桶体2内部被透析隔圈3分隔为至少两个净滤桶5和至少一个内桶4，净滤桶5和内桶 4为各自独立的封闭空腔，内桶4的底部装有水泵6，水泵6上部接有排水管7，排水管7的另一端出口伸向外界，每个净滤桶5外侧桶壁上开有数个进水孔9，净滤桶5的底部装有曝气头12，曝气头12 通过气管11与风机10相接，净滤桶5内放置有若干个填料8。

进一步的，透析隔圈3为圆周均布由数个透水微孔的环状结构板，填料8为不规则全曲面状颗粒体。

具体的，透析隔圈3是采用塑料、玻璃钢或者是不锈钢金属材料制成。

进一步的，内桶4和净滤桶5的顶部均密封设置。

进一步的，排水管7一端连接水泵6，另一端设置数个排水支管，各个排水支管依次从内桶4、净滤桶5的上部穿出，且排水支管分别与内桶4、净滤桶5的桶壁密封设置。

具体的，排水管7上设置有单向阀；填料8的填充密度为每立方米50～200kg。

进一步的，进水孔9圆周均布于净滤桶5的悬浮桶体壁上。

进一步的，各个曝气头12通过气管分别连接风机10，风机10 设置于悬浮架1的顶部，曝气头12圆周均布于净滤桶5的底部。

具体的，风机10为鼓风机，所述鼓风机的每小时气量为120m³。

曝气装置包括风机10、气管11和若干曝气头12，该曝气装置每小时气量120m³。

进一步的，不规则全曲面状颗粒体整体为塑制的不规则全曲面构件，该不规则全曲面构件是由至少一层不规则全曲面组成一个具有间隙的长形球体，且水流能从该长形球体的间隙中通过。

具体的，不规则全曲面状颗粒体整体为塑制的不规则全曲面构件，该不规则全曲面构件是由数层不规则全曲面组成一个具有间隙的长形球体，且水流能从该长形球体的间隙中通过。

更具体的，该不规则全曲面构件是由从上至下依序排列设置的第一层不规则全曲面81、第二层不规则全曲面82以及第三层不规则全曲面83三层不规则全曲面组成一个具有间隙的长形球体，且水流能从该长形球体的间隙中通过。

对于本实用新型来说，该填料8通过精密机械加工塑料产品而成，当水通过全曲面填料时，水体会形成涡流，从而使水体中的微生物吸附在填料表面。

综上所述，本实用新型更为具体的工作方式是：

本实用新型在进行使用之前，首先，把本实用新型结构的装置置于需要净化或是治理的自然水体中并将其进行可靠固定，由于悬浮桶体2的浮力作用，使本实用新型装置漂浮在水面上，且使之构成装置中的悬浮架1、悬浮桶体2以及风机10位于水面上，透析隔圈3、内桶4、净滤桶5、水泵6、排水管7、填料8、进水孔9以及曝气头12 位于水面上下，运行时，开启水泵6，富营养化的水依序经过进水孔 9进入净滤桶5、填料8后水又透过透析隔圈3汇集至内桶4中，再由水泵6抽吸后，通过排水管7从装置的两侧排出进入到自然水体中，周而复始的依序形成水循环；其中，在水循环过程中，利用填充在净滤桶5内的填料8的物理吸附特性，使水中的污染物和微生物都停留在填料内部，其中污染物就成为微生物大量繁殖所需要的食物，利用填料8比表面积大的特点，在填料8表面逐渐形成以微生物菌群为主体的生物膜，最终实现微生物降解水体污染物功能，完成微生物菌群吸附培养功能。在上述的实施过程中根据实际情况的需要在湖泊内间隔放置多个本实用新型结构的装置，从而达到全面的水体净化和底泥净化；

本实用新型装置运行时，开启风机10，风机10压缩空气后，压缩空气经气管11进入曝气头12并吹向填料8，通过曝气头12定期把填料8表面的微生物吹脱出来，再通过释放装置水泵6、排水管7 把吹脱出来的微生物释放到水土域中，利用微生物对有机物的氧化分解能力来净化原水域，同时提高水中溶解氧量，加速生物净化能力，完成复氧、微生物菌群释放功能。

由于本实用新型填料8为不规则全曲面状颗粒体，这样富营养化的水能从该不规则全曲面状颗粒体的间隙/夹隙中流过，而富营养化物(如藻类及其他浮游生物等)被吸附全曲面状颗粒体中，之后用水轻轻清洗填料8富营养化物，填料8中的原生态水微生物群会留在不规则全曲面状颗粒体内，原微生物群相对集中，有利于原生态水的微生物集中净化培养和繁殖，一定时间之后再原生态水微生物群再吹回原自然水体中，这样保持原生态水域中原微生物数量，一段落时间处理之后，富营养化物的自然水体中的藻类及其他浮游生物会渐渐减少，自然水体中原微生物数量基本不变，本实用新型净化方法对环境更友好。

在上述的整个实施过程中，由于本实用新型设置鼓风设备、曝气器和释放装置，主风管与曝气器、水下支风管连通。通过鼓风设备、曝气器定期把填料表面的微生物吹脱出来，再通过释放装置把吹脱出来的微生物释放到水土域中，利用微生物对有机物的氧化分解能力来净化原水域，同时提高水中溶解氧量，加速生物净化能力，在净化装置的工作过程中，通过装置释放出来的微生物首先是把悬浮在水体中的有机物进行分解，当水体逐步净化后，微生物就去分解水体底部的有机淤泥，使水体得到最终净化，变得干净透明，水体干净后，可撤走三分之二的设备，仅留三分之一的设备进行水体维持和保护。

综上所述，本实用新型在具体实施方式中具有如下的优点:

本实用新型以微生物技术和水生生物技术为主体，结合新型的污水处理设备材料和方法，实现微生物的吸附培养，水体充氧，微生物菌群的释放的功能，应用于湖泊、河流、景观污染水体的治理，提升这类型水体的污染物自身净化能力，达到逐步净化水体，恢复水体良性水生态环境的目的，同时可提高水体的环境容量，加强水体的抗污染冲击能力。本实用新型具备以下显著的特点：

1、处理能力呈几何数增长；利用独特技术和工艺流程，具有曝气、充氧、吸附、培养、释放微生物菌群的作用，解决了目前传统微生物技术只能培养而不能释放的不足，从而实现大面积水体净化。

2、修复、激发水体自净能力；采用微生物吸附、培养、吹脱、释放等生物技术方法，不断形成一定数量的微生物群体，并施加到目标水体中，不仅可以快速形成良性的微生态体系和水生生物体系，形成高效的生物化学净化过程，而且，对于污染的水体，有助于建立水体的自净能力；

3、恢复、保持原有水域的生态，主要恢复微生物链系统，不引入外来物种和投放药物；微生物种多样化，水中生物链平衡；装置内排出的大量微生物一方面把有机污染物分解为无机物，另一方面微生物也是原生动物的食物，而原生动物又可以作为鱼、虾等高等生物的食物，这样在水体中就会逐渐形成以化能异养菌群、化能自养菌群、原生生物群、低等、高等水生生物等为主的生态体系，丰富了水体中原有的生物种群；

4、独特的治理蓝藻功能，有效控制水体富营养化；采用生物量扩增技术，在水体中不断吸附、培养、释放微生物菌群，一定程度的消耗了水中的氮、磷等营养物质，降低了水中藻类增殖的营养底物浓度，同时部分增殖的微生物对部分藻类具有一定的拮抗功能；

5、设置鼓风设备、曝气器，能实现人工复氧功能；

6、自动处理底部淤泥；受污染水体的底泥一般是以有机质为主的黑色淤泥，采用本实用新型，底泥表层附近的溶氧水平会获得明显提升，同时在水流带动的情况下，底泥表层将一点点扩散至水体中，进入溶氧充足的水体层后，底泥颜色逐渐由黑色转化为泥灰色，其中的有机污染物将被装置内排出的大量微生物分解为无机物，从形式上为生物清淤的方式，这种清淤方法相对于传统的方式，形式更为简单、费用支出少；

7、在运行过程中，不引入外来物种和投放药物，不会形成二次污染。

8、、恢复、保持原有水域的生态，主要恢复微生物链系统，不引入外来物种，不投放药物。培植水体内自有的微生物，维持水中微生物种多样化，水中生物链平衡；

9、独特的治理蓝藻功能，有效控制水体富营养化，自动处理底部淤泥；

10、处理能力几何数增长(每台最高可控制3000平米的水域)；

11、对设备以及场地的要求很低：有电就行；

12、占地面积小：每台设备占地不超过1平方米；

13、低运行成本：每台设备平均用电功率小于300W。

以上对本实用新型所提供的一种高效率净化富营养化水质的装置进行了详细介绍，本文中对本实用新型的原理进行了描述，以上工作原理的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种高效率净化富营养化水质的装置，其特征在于：该装置包括悬浮架(1)、悬浮桶体(2)、透析隔圈(3)、内桶(4)、水泵(6)、排水管(7)、填料(8)和风机(10)，悬浮桶体(2)作为整体装置的悬浮架(1)漂浮在水面上，悬浮架(1)上部安装有风机(10)，悬浮架(1)底部设置悬浮桶体(2)，悬浮桶体(2)内部被透析隔圈(3)分隔为至少两个净滤桶(5)和至少一个内桶(4)，净滤桶(5)和内桶(4)为各自独立的封闭空腔，内桶(4)的底部装有水泵(6)，水泵(6)上部接有排水管(7)，排水管(7)的另一端出口伸向外界，每个净滤桶(5)外侧桶壁上开有数个进水孔(9)，净滤桶(5)的底部装有曝气头(12)，曝气头(12)通过气管(11)与风机(10)相接，所述净滤桶(5)内放置有若干个填料(8)。

2.根据权利要求1所述的一种高效率净化富营养化水质的装置，其特征在于：所述透析隔圈(3)为圆周均布由数个透水微孔的环状结构板，填料(8)为不规则全曲面状颗粒体。

3.根据权利要求2所述的一种高效率净化富营养化水质的装置，其特征在于：所述透析隔圈(3)是采用塑料、玻璃钢或者是不锈钢金属材料制成。

4.根据权利要求1所述的一种高效率净化富营养化水质的装置，其特征在于：所述内桶(4)和所述净滤桶(5)的顶部均密封设置。

5.根据权利要求1所述的一种高效率净化富营养化水质的装置，其特征在于：所述排水管(7)一端连接水泵(6)，另一端设置数个排水支管，各个排水支管依次从内桶(4)、净滤桶(5)的上部穿出，且排水支管分别与内桶(4)、净滤桶(5)的桶壁密封设置。

6.根据权利要求5所述的一种高效率净化富营养化水质的装置，其特征在于：所述排水管(7)上设置有单向阀；所述填料(8)的填充密度为每立方米50～200kg。

7.根据权利要求1所述的一种高效率净化富营养化水质的装置，其特征在于：所述进水孔(9)圆周均布于净滤桶(5)的悬浮桶体壁上。

8.根据权利要求1所述的一种高效率净化富营养化水质的装置，其特征在于：所述各个曝气头(12)通过气管分别连接风机(10)，风机(10)设置于悬浮架(1)的顶部，所述曝气头(12)圆周均布于净滤桶(5)的底部。

9.根据权利要求8所述的一种高效率净化富营养化水质的装置，其特征在于：所述风机(10)为鼓风机，所述鼓风机的每小时气量为120m3。

10.根据权利要求2所述的一种高效率净化富营养化水质的装置，其特征在于：所述不规则全曲面状颗粒体整体为塑制的不规则全曲面构件，该不规则全曲面构件是由至少一层不规则全曲面组成一个具有间隙的长形球体，且水流能从该长形球体的间隙中通过。