CN208948971U

CN208948971U - 一种黑臭水体净化装置

Info

Publication number: CN208948971U
Application number: CN201821201521.3U
Authority: CN
Inventors: 韩全; 张恒
Original assignee: Guangdong Yeanovo Environmental Protection Co Ltd
Current assignee: Guangdong Shangchen Environmental Technology Co ltd
Priority date: 2018-07-26
Filing date: 2018-07-26
Publication date: 2019-06-07
Anticipated expiration: 2028-07-26

Abstract

本实用新型公开了一种黑臭水体净化装置，包括固定底座、生物载体单元和固定顶板；所述生物载体单元为一个或多个，每个生物载体单元由多个生物载体以一定的垂直间距串联在同一根中心杆上形成，所述生物载体单元的下端通过中心杆与固定底座相连，所述生物载体单元的上端通过中心杆与所述固定顶板相连；所述固定顶板上设有光催化剂。所述黑臭水体净化装置将光催化的作用同生物降解相结合，共同降解污染水体，使污染水体得到修复，所述黑臭水体净化装置的应用不破坏河涌(水体)生态系统，不影响河流的航运和泄洪等功能，整套装置稳定性强，易拆卸，不产生二次污染。

Description

一种黑臭水体净化装置

技术领域

本实用新型涉及一种污水净化装置，具体涉及一种黑臭水体净化装置。

背景技术

随着城市化程度的不断提高，各类废水的排放量也逐年递增。而没有经过处理的各类废水，包括生活污水、工业废水、以及包含各类有机质的农业废水，若直接排放到河道中，势必会加剧河水的富营养化程度，形成黑臭水体，丧失正常的使用功能，影响景观，以及人类生活和健康。

目前，对于常规的黑臭水体的处理，主要有以下几种方法：

(1)吸附法：这类技术主要是利用各类比表面积大、孔隙多、吸附能力强的材料，如活性炭，将黑臭水体中的污染物，包括颗粒物、小分子挥发性物质、大分子有机物、以及其它的污染物通过物理吸附作用，吸附到材料的微孔中，达到净化水质的作用。此外，加入O₃、KMnO₄等强氧化性物质，通过化学吸附作用，还可以进一步提高吸附效率。然而，由于物理吸附易饱和，而化学吸附成本高，使得这类方法仅仅适用于污染程度较轻，污染物数量较少的水体治理，而对于中重度污染的黑臭水体，通常效果不理想。

(2)膜分离法：这类方法是利用各种膜技术，例如微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)、反渗透(RO)，将水体中的污染物与水体本身进行分类，从而起到去除各类污染物，以及臭味、色度和微生物的目的。这类方法通常去除效果好，去除污染物范围广，工艺适应性强、基建费用低、运转可靠、易于实现自动化等优点，适合处理中低浓度的废水。然而，由于现在水体的污染程度越来越高，污染物浓度也越来越高，单一的膜分离法已经难以适应，通常需要在该方法的前后增加其它的处理方法，以确保出水水质达到要求。这也势必导致成本的上升。此外，该技术对膜的强度和抗污染性的要求同样较高。

(3)生物法：这是目前生活污水、以及各类黑臭水体处理过程中最常用的方法。其中，应用的最多的技术包括膜生物反应器(MBR)技术，曝气生物滤池(BAF)技术，以及生物接触氧化法。其处理原理基本类似，大多是利用生物的硝化-反硝化作用，脱除水中的氨氮；通过生物的吸附作用，脱除水中的磷、重金属离子，以及各种有机物。目前，这类技术更多的是应用于水体的应急处理，或者作为辅助手段，对前处理的各种废水进行进一步的深度处理。由于其原理简单，处理效率高，若能对其进行改进，势必能通过投入最少的成本，达到对黑臭水体最高效的处理。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术存在的不足之处而提供一种黑臭水体净化装置。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：一种黑臭水体净化装置，包括固定底座、生物载体单元和固定顶板；所述生物载体单元为一个或多个，每个生物载体单元由多个生物载体以一定的垂直间距串联在同一根中心杆上形成，所述生物载体单元的下端通过中心杆与固定底座相连，所述生物载体单元的上端通过中心杆与所述固定顶板相连；当所述生物载体单元为多个时，所述生物载体单元各自以一定的水平间距通过各自的中心杆共同固定于固定底座和固定顶板上；所述固定顶板上设有光催化剂。

本实用新型所述净化装置结构简单，使用方便，可以通过附着在生物载体表面上微生物和藻类，起到生物过滤和生物转换作用，其主要用于被污染的湖泊、池塘、死水河、季节性死水河等，帮助其恢复自然生态平衡，也可以用于城市生活污水处理，工业废水处理，农业、水产养殖业、畜牧业的污水处理和控制。该装置能提供较大的表面积，能给水中菌类、藻类等微生物的生长和繁殖提供了巨大的空间，使微生物群落的生物量和生物多样性最大化发展，从而为实现高效微生物群落提供基础条件，实现对污染物的快速分解，并加速对污染水体的生态修复、重建。由于生物降解后(特别是降解大分子有机物后)会产生部分小分子污染物，故所述净化装置的固定顶板上设有光催化剂，避免了二次污染，对生物难降解的氧化性物质(主要是余氯)进行降解，而且对降解有机大分子后，矿化不完全的有机小分子进行彻底的矿化，确保其能彻底被降解为CO₂。所述净化装置的光催化反应可以在直接在太阳光的作用下进行，无需外加紫外光源。因此，本实用新型所述黑臭水体净化装置结合了生物降解和光催化降解，在晴天和阴雨天均能进行降解，尤其适用于降解水域岸边(包括排污口)的高浓度黑臭水体。

优选地，所述净化装置还包括曝气装置；所述曝气装置与微孔曝气管Ⅰ相连，所述微孔曝气管Ⅰ与固定底座上固定连接。为了确保水能与生物载体充分接触，所述净化装置设有曝气装置，尤其适合河岸高浓度污染物区域治理。

优选地，所述中心杆上固定设有微孔曝气管Ⅱ，所述微孔曝气管Ⅱ与微孔曝气管Ⅰ相连通。此时，微孔曝气管Ⅰ相当于曝气管总管道，微孔曝气管Ⅱ相当于曝气管分管道。曝气时，需要控制曝气流量，防止流量过小起不到作用；或者流量过大，导致生物载体的物理损伤或微生物的脱落。

更优选地，所述中心杆为微孔曝气管Ⅱ。本实用新型优选直接将微孔曝气管Ⅱ作为中心杆，生物载体的中心孔通过微孔曝气管Ⅱ串联固定。

优选地，所述生物载体上设有聚合物基质层，所述聚合物基质上设有营养物质层，所述营养物质层上设有微生物层。

聚合物基质可以使微生物均匀、稳定的涂覆在基材表面。聚合物基质的材料需要选择长期使用也不会大幅度的脱落，或溶于水质，导致装置的大幅度失效。本实用新型聚合物基质优选聚烯烃类材料或聚酰胺材料；所述聚烯烃类材料有α-烯烃或其环烯烃单独聚合或共聚合得到的热塑性树脂，其中，所述α-烯烃为乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、4-甲基-1-戊烯中的至少一种，优选为乙烯或丙烯。所述聚酰胺材料为脂肪族PA、芳香族PA、脂肪-芳香族PA中的至少一种，优选为脂肪族PA。

营养物质层可以为培养微生物的营养成分，优选为采用包括以下重量份的组分：蛋白胨10～20份、酵母膏5～10份、牛肉膏3～5份、氯化钠5～10份、硫酸铵150～200份和琼脂2～5份；更优选地，营养物质层包括以下重量份的组分：蛋白胨15份、酵母膏8份、牛肉膏4份、氯化钠8份、硫酸铵170份和琼脂4份。所述营养物质层在每个生物载体上的总量为230～280g。使用时，将营养物质层涂抹在生物载体表面的聚合物基质上，然后接种微生物。

优选地，所述微生物层中的微生物为硝化细菌和/或产硫菌。所述微生物主要是硝化细菌、产硫菌，必要时可替换为其它水处理细菌。

优选地，所述生物载体为多孔可漂浮结构；所述生物载体的孔隙率为90％。所述生物载体可以为圆片状、或将圆片状折叠后的旋片状或花瓣状结构，如此每个生物载体在水中可呈自由漂浮状态、或随着水流或曝气推流发生自旋。聚合物基质层、营养物质层、微生物层均不覆盖生物载体的孔，使其孔隙率为90％，可以有效固定微生物，微生物载体上固定的微生物浓度可以达到15g/L。

优选地，所述生物载体中心有中心孔，多个生物载体通过中心孔经中心杆串联固定；所述生物载体的直径为20～60mm；优选地，所述生物载体的直径为40mm。

优选地，每个生物载体在延所述中心杆的方向位置固定，但其以中心杆为轴实现360°的自旋转。

优选地，所述垂直间距为20～2000mm；优选地，所述垂直间距为200～1500mm；更优选地，所述垂直间距为500～1000mm。

优选地，所述水平间距为200～3000mm；优选地，所述水平间距为200～2500mm；更优选地，所述水平间距为500～1000mm。

优选地，所述生物载体单元为至少2个，每个生物载体单元包含至少3个生物载体单元；优选地，所述生物载体单元为至少5个，每个生物载体单元包含3～8个生物载体单元；更优选地，所述生物载体单元为5个，每个生物载体单元包含7个生物载体单元。

优选地，还包括固定重锤，所述固定重锤设于固定底座上。固定重锤用于固定装置，也可根据实际需要选择是否固定。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型提供了一种黑臭水体净化装置，所述黑臭水体净化装置为微生物的生长提供了载体，使河道中的生物菌群在生物载体表面经过生物的自然富集形成生物膜，通过微生物的生命活动摄取污水中的污染物，作为营养吸收并加以同化、分解，去除水中的污染物，并通过光催化的作用同生物降解相结合，共同降解污染水体，使污染水体得到修复。另外，本实用新型所述黑臭水体净化装置的应用不破坏河涌(水体)生态系统，不影响河流的航运和泄洪等功能，整套装置稳定性强，易拆卸，不产生二次污染。

附图说明

图1为实施例所述黑臭水体净化装置的结构示意图；

图2为实施例所述生物载体的结构示意图；

其中，1、固定底座；2、固定顶板、；3、曝气装置；4、固定重锤；5、生物载体；6、中心杆。

具体实施方式

为更好的说明本实用新型的目的、技术方案和优点，下面将结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例

本实用新型所述黑臭水体净化装置的一种实施例，本实施例所述黑臭水体净化装置包括固定底座1、生物载体单元、固定顶板2、曝气装置3和固定重锤4；所述生物载体单元为5个，每个生物载体单元包括3个生物载体5，所述生物载体4的中心设有中心孔，生物载体5通过中心孔经中心杆串联固定以垂直间距为20～2000mm串联在同一根中心杆6上形成，生物载体5的垂直间距相同或相近，每个生物载体均可以以中心杆为轴实现360°旋转，所述生物载体单元的下端通过中心杆6与固定底座1相连，所述生物载体单元的上端通过中心杆6与所述固定顶板2相连；所述生物载体单元各自以水平间距为200～3000mm通过各自的中心杆6共同固定于固定底座1和固定顶板2上；所述固定顶板2上设有光催化剂，所述光催化剂为TiO₂。

曝气装置为曝气泵，曝气泵与微孔曝气管Ⅰ相连，所述微孔曝气管Ⅰ与固定底座上固定连接；所述中心杆上固定设有微孔曝气管Ⅱ，所述微孔曝气管Ⅱ与微孔曝气管Ⅰ相连通。

生物载体的结构可以为如图2所示结构，所述生物载体为多孔可漂浮结构，其上分布多孔(图2中以小黑点表示)，孔隙率为90％，直径为20～60mm，其上涂覆有聚合物基质层(如聚乙烯或聚丙烯)，并均匀涂覆有由蛋白胨、酵母膏、牛肉膏、氯化钠、硫酸铵、琼脂等组成的营养物质层230～280g，并接种有硝化细菌。营养物质层包括以下重量份的组分：蛋白胨10～20份、酵母膏5～10份、牛肉膏3～5份、氯化钠5～10份、硫酸铵150～200份和琼脂2～5份。

为了验证本实施例所述黑臭水体净化装置对废水处理的效果的影响，设置以下试验：

1、试验材料和装置

试验装置：直径为80cm、高120cm的白色圆形塑料桶，有效容积为282L，桶内模拟水流运转，桶上方提供紫外光照。

试验用水：人工模拟废水

人工模拟废水是在每35L的自来水中加入0.6g氯化铵、1.0硝酸钾及0.12g磷酸二氢钾提供可吸收的氮源和磷源，另外向自来水中加入1.2g的葡萄糖，为微生物提供可降解的碳源。

净化装置：1号为本实施例所述净化装置；2号净化装置与1号相比不含固定顶板；3号净化装置与1号相比不含曝气泵，4～6号净化装置与1号相比仅在于生物载体上的孔隙率的不同，其中4号孔隙率为95％，5号孔隙率为50％，6号为无孔。

2、试验设计

准备加入了人工模拟废水的塑料桶7个，其中1～6号桶分别放置1～6号净化装置，7号桶不放置水草作为对照。试验周期设置为20天，在实验启动后10天后每5天于距离水面30cm处采样分析一次，即每组分别在第10天、第15天和第20天共采样3次，监测TN、TP、COD_Mn、NH₄ ⁺-N的变化情况，并肉眼观察水样外观变化。

3、试验结果

将1～6号每次采样后得到的指标值分别与第7号进行比较，计算每组对TN、TP、COD_Mn、NH₄ ⁺-N四种指标的净去除情况(单位mg/L)，具体结果见表1。

表1检测结果

从表1的结果可以看出，1号净化装置对TN、TP、COD_Mn、NH₄ ⁺-N的去除效果均明显优于其他组，且生物载体的孔隙率为90％的净化装置的净化效果优于其他孔隙率的水草，1号净化装置的去除效果优于2号和3号，表明本实施例所述净化装置的在第10天开始即可实现非常好的净化效果。

最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims

1.一种黑臭水体净化装置，其特征在于，包括固定底座、生物载体单元和固定顶板；所述生物载体单元为一个或多个，每个生物载体单元由多个生物载体以一定的垂直间距串联在同一根中心杆上形成，所述生物载体单元的下端通过中心杆与固定底座相连，所述生物载体单元的上端通过中心杆与所述固定顶板相连；当所述生物载体单元为多个时，所述生物载体单元各自以一定的水平间距通过各自的中心杆共同固定于固定底座和固定顶板上；所述固定顶板上设有光催化剂。

2.如权利要求1所述黑臭水体净化装置，其特征在于，还包括曝气装置；所述曝气装置与微孔曝气管Ⅰ相连，所述微孔曝气管Ⅰ与固定底座上固定连接。

3.如权利要求2所述黑臭水体净化装置，其特征在于，所述中心杆上固定设有微孔曝气管Ⅱ，所述微孔曝气管Ⅱ与微孔曝气管Ⅰ相连通。

4.如权利要求1所述黑臭水体净化装置，其特征在于，所述生物载体上设有聚合物基质层，所述聚合物基质层上设有营养物质层，所述营养物质层上设有微生物层。

5.如权利要求4所述黑臭水体净化装置，其特征在于，所述微生物层中的微生物为硝化细菌和/或产硫菌。

6.如权利要求4所述黑臭水体净化装置，其特征在于，所述生物载体为多孔可漂浮结构；所述生物载体的孔隙率为90％。

7.如权利要求1所述黑臭水体净化装置，其特征在于，所述生物载体的中心设有中心孔，多个生物载体通过中心孔经中心杆串联固定；所述生物载体的直径为20～60mm。

8.如权利要求7所述黑臭水体净化装置，其特征在于，所述生物载体的直径为40mm。

9.如权利要求1所述黑臭水体净化装置，其特征在于，所述垂直间距为20～2000mm。

10.如权利要求9所述黑臭水体净化装置，其特征在于，所述垂直间距为200～1500mm。

11.如权利要求9所述黑臭水体净化装置，其特征在于，所述垂直间距为500～1000mm。

12.如权利要求1所述黑臭水体净化装置，其特征在于，所述水平间距为200～3000mm。

13.如权利要求12所述黑臭水体净化装置，其特征在于，所述水平间距为200～2500mm。

14.如权利要求12所述黑臭水体净化装置，其特征在于，所述水平间距为500～1000mm。

15.如权利要求1所述黑臭水体净化装置，其特征在于，所述生物载体单元为至少2个，每个生物载体单元包含至少3个生物载体单元。

16.如权利要求15所述黑臭水体净化装置，其特征在于，所述生物载体单元为至少5个，每个生物载体单元包含3～8个生物载体单元。

17.如权利要求15所述黑臭水体净化装置，其特征在于，所述生物载体单元为5个，每个生物载体单元包含7个生物载体单元。