CN213596001U - 一种基于食物链尾水资源化循环利用的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于食物链尾水资源化循环利用的装置，包括处理池、循环泵及曝气泵装置，处理池包括三个相互连通的一级处理池、二级处理池及三级处理池，处理池、二级处理池及三级处理池上分别设有尾水的进水口，一级处理池和二级处理池上还分别设有回流孔，一级处理池与三级处理池之间通过回流孔、水管及循环泵连接，进行循环进水，曝气泵装置设置于三级处理池中；一级处理池、二级处理池及三级处理池中分别铺设有0.2‑0.5m后的人工基质，人工基质上种植有植物；该装置操作易行充分发挥尾水资源作用，具有低运行成本，对尾水中所含氮磷物质进行进一步去除，且栽种植物进行科学挑选，还能起到美化环境，具有观赏价值。

Description

一种基于食物链尾水资源化循环利用的装置

技术领域

本实用新型属于尾水深度处理技术领域，具体涉及一种基于食物链尾水资源化循环利用的装置，具有高效深度脱氮除磷及环境美化的作用。

背景技术

随着资源可持续发展要求不断提高，如何高效利用污水处理过后的尾水，使其变成一种可资源化利用的产品，成为领域热点。如今，污水处理厂尾水主要用作冲厕、道路冲洗、市政绿化、补充景观用水等。除此以外，尾水主要排入到河流湖库。

目前，大部分污水处理厂的出水水质已要求达到一级A标准，但离自然水体最低一级V类水(农业用水及一般景观用水)标准仍有较大差距。一般情况下，污水处理厂尾水排放时较为透明。一旦排入静止水体后，水体很快变为褐色或黄褐色，感官效果变差，容易滋生藻类，无法满足自然水体透明度高，适宜水生植物生长的水质要求。

为改善水体景观效果，现有技术对尾水的处理方法包括化学法、植物法、物理法三大类。化学法的基本原理是投加絮凝剂，降低磷含量，抑制藻类生长，达到改善透明度的效果。缺点是需要长期进行投药，成本高，且容易造成二次污染，不利于管理。植物法是利用栽种的挺水植物和漂浮植物及根际微生物吸收水体中的氮、磷及有机质，达到降低水体营养水平，抑制藻类生长，改善水体景观的效果。缺点是净化效果有限，只能去除20%的污染物，且在冬季时植物死亡，处理效果变得更差。物理法主要作用是避免水体发黑发臭，为鱼类保证生存条件，不足之处是对透明度的改善、水质净化作用不明显。综上所述，迫切需要开发一种能够满足低成本、高效率、资源化利用又具有美观效果的尾水处理方法。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种基于食物链尾水资源化循环利用的装置，该装置结构简单，操作易行充分发挥尾水资源作用，具有低运行成本，对尾水中所含氮磷物质进行进一步去除，且栽种植物进行科学挑选，还能起到美化环境，具有观赏价值。

为了解决以上技术问题，本实用新型提供一种基于食物链尾水资源化循环利用的装置，包括处理池、循环泵及曝气泵装置，处理池从左至右包括三个相互连通的一级处理池、二级处理池及三级处理池，一级处理池的一侧设有尾水的进水口，一级处理池、二级处理池、三级处理池相连通一侧设有用于连通的开口，三级处理池远离设有开口的一侧设有排水口，一级处理池和二级处理池上还分别设有回流孔，一级处理池与三级处理池之间通过回流孔、水管及循环泵连接，进行循环进水，曝气泵装置设置于三级处理池中；

一级处理池、二级处理池及三级处理池中分别铺设有0.2-0.5m后的人工基质，人工基质上种植有植物。

技术效果，用循环泵将一级处理池和三级处理池连接，进行循环进水，主要防止尾水间歇进水期间的由于水体不流通而形成死水区，不利于植物及微生物生长；

曝气泵用作三级处理曝气供养使用，充分发挥微生物及植物进行尾水净化的作用，且通过循环泵将含氧尾水进行一、二级处理区循环，也起到一定的充氧作用，使处理效果达到最好。

本实用新型进一步限定的技术方案是：

进一步的，前述基于食物链尾水资源化循环利用的装置中，处理池的池深1-2m，长宽比为5:1，一级处理池、二级处理池、三级处理池设置时依次的高度差为15-30cm。

前述基于食物链尾水资源化循环利用的装置中，处理池采用透明玻璃框构建。

技术效果，正常运行后水生植物与周围环境相融合，具有一定的观赏作用，此装置成功启动后，可用作观赏目的的景观用于市政、小区环境装饰，既能达到实现尾水进一步脱氮除磷，又能起到美化环境的作用。

前述基于食物链尾水资源化循环利用的装置中，进水口分别设置于低于处理池顶部10cm处，回流孔设置于处理池高度的三分之二处，低于进水口高于人工基质顶部。

前述基于食物链尾水资源化循环利用的装置中，回流孔上装有控制阀门，回流比为100%~200%，循环流动速率为0.2~0.4m3/h，循环处理30~50天。

前述基于食物链尾水资源化循环利用的装置中，曝气泵装置上安装一个主气管，配有4条分流管，主气管端部与大气连通，均匀铺在人工基质的上方，曝气量为30L/min。

前述基于食物链尾水资源化循环利用的装置中，一级处理池种植的植物为穗花狐尾藻、马眼子菜和微齿眼子菜；二级处理池中种植的植物为穗花狐尾藻和轮叶黑藻；三级处理池种植的植物为黑藻、穿叶眼子菜、茨藻和金鱼藻。

技术效果，一级处理池中的种植的植物为穗花狐尾藻、马眼子菜和微齿眼子菜，相比于其他水生植物，穗花狐尾藻根系可富集约117.9×10⁶g^-1数量的氨化细菌，具有更强的耐受性，与马眼子菜和微齿眼子菜配合，有利于氨化细菌的培养；

二级处理池中种植的植物为穗花狐尾藻和轮叶黑藻，轮叶黑藻根系可富集约129.9×10³g^-1数量的反硝化菌，且轮叶黑藻自身通过根系吸收进行脱氮，通过沉降吸附进行除磷，与穗花狐尾藻配合，有利于反硝化细菌的培养；

三级处理池种植的植物为黑藻、穿叶眼子菜、茨藻和金鱼藻，根系可富集约98.4×10⁶g^-1数量的硝化菌，有利于硝化细菌的培养。

前述基于食物链尾水资源化循环利用的装置中，人工基质为红土。

技术效果，红土利于水生植物的生长，在种植的水生植物根系附近填充培育有微生物的人工填料，用于培育指定微生物。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型一种基于食物链尾水资源化循环利用的装置中，通过构建具有高低差的共三级处理池，设有循环泵循环进水，模拟出水体自然流动的状态，且各级处理池采用经过严格筛选的，具有较好净化效果且美观效果的水生植物，同时底部人工基质内混合有生物填料利于微生物扩散生长；设有曝气泵装置保证微生物降解作用，且回流保证各级处理池均有溶解氧的补充，真正模拟出水体净化的作用；且水生植物以及微生物协同作用可以更好地去除水体中的氮磷营养物，使得尾水进一步净化，实现资源化循环利用；整个装置成本低，运行简便，运行过程稳定，且具有一定的观赏价值，实现构建小型食物链生态圈的目的。

本实用新型的装置通过植物与微生物共同作用，各处理区分工明确，其中一级处理池可将尾水中的含氮物质进行氨化和硝化，进而为二级处理池反硝化提供物质，可通过控制曝气以及回流，共同调控实现反硝化脱氮，实现尾水高效脱氮，脱氮效率可达70%以上；同时，由于植物根系对含磷物质具有较强的富集吸收作用，实现尾水高效除磷，除磷效率可达80%以上。

附图说明

图1为本实用新型实施例一种基于食物链尾水资源化循环利用的装置的结构示意图。

图中：1-一级处理池，2-二级处理池，3-三级处理池，4-循环泵。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供的一种基于食物链尾水资源化循环利用的装置，结构如图1所示，包括处理池、循环泵4及曝气泵装置，处理池从左至右包括三个相互连通的一级处理池1、二级处理池2及三级处理池3，一级处理池1的一侧设有尾水的进水口，一级处理池1、二级处理池2、三级处理池3相连通一侧设有用于连通的开口，三级处理池3远离设有开口的一侧设有排水口，（处理后的尾水根据需要排向周围水体或储存下来用作其他途径使用），一级处理池1和二级处理池2上还分别设有回流孔，一级处理池1与三级处理池3之间通过回流孔、水管及循环泵4连接，进行循环进水，曝气泵装置设置于三级处理池3中；

一级处理池1、二级处理池2及三级处理池3中分别铺设有0.2-0.5m后的人工基质，人工基质上种植有植物。

在本实施例中，处理池的池深1-2m，长宽比为5:1，一级处理池1、二级处理池2、三级处理池3设置时依次的高度差为15-30cm，即一级处理池与二级处理池的高度差为15-30cm，二级处理池与三级处理池的高度差为15-30cm。

在本实施例中，处理池采用透明玻璃框构建。

在本实施例中，进水口分别设置于低于处理池顶部10cm处，回流孔设置于处理池高度的三分之二处，低于进水口高于人工基质顶部。

在本实施例中，回流孔上装有控制阀门，回流比为100%~200%，循环流动速率为0.2~0.4m3/h，循环处理30~50天。

在本实施例中，曝气泵装置上安装一个主气管，配有4条分流管，主气管端部与大气连通，均匀铺在人工基质的上方，曝气量为30L/min。

在本实施例中，一级处理池种植的植物为穗花狐尾藻、马眼子菜和微齿眼子菜；二级处理池中种植的植物为穗花狐尾藻和轮叶黑藻，培育反硝化细菌；三级处理池种植的植物为黑藻、穿叶眼子菜、茨藻和金鱼藻，培育硝化细菌。

在本实施例中，人工基质为红土。

具体使用时，上述基于食物链尾水资源化循环利用的装置对尾水资源化循环利用，具体包括以下步骤：

（1）在处理池分别铺设0.2-0.5m人工基质后，通过进水口注入尾水浸泡3天后种植对应的植物，步骤（1）中植物栽种密度为10~30丛/m³，种植完7-14天内观察植物生长情况以及检测出水水质，及时补充营养物质，C/N比3：1，以保证微生物形成一定数量的富集，待出水稳定后即完成装置启动，装置启动10-20天，中间曝气，回流，流动速度参数的调试，启动成功后，就开始导入要处理的尾水；

（2）种植完成后，将尾水自高位注入一级处理池，尾水依次注满二级处理池、三级处理池，然后通过循环泵控制尾水循环流动，曝气泵在三级处理池进行曝气，正式运行处理30-50天；；

一级处理池将尾水中的含氮物质进行氨化和硝化，为二级处理池反硝化提供物质，三级处理池通过控制曝气以及回流进行反硝化脱氮，尾水通过一级处理池、二级处理池、三级处理池中植物根系以及微生物共同作用，循环处理，去除氮、磷，同时将处理后的尾水作为资源，协同植物、微生物构建新型生态处理。

本实用新型的装置通过植物与微生物共同作用，各处理区分工明确，其中一级处理池可将尾水中的含氮物质进行氨化和硝化，进而为二级处理池反硝化提供物质，二级处理区利用二氧化碳以及原水碳源作为碳源，从而产生电子以供反硝化细菌利用，可以提高脱氮性能；三级处理池通过控制曝气以及回流，共同调控实现反硝化脱氮，实现尾水高效脱氮，脱氮效率可达70%以上，且CO2溶于水使得溶液呈酸性，加之回流的循环水，可以调节pH和碱度，同时，由于植物根系对含磷物质具有较强的富集吸收作用，实现尾水高效除磷，除磷效率可达80%以上。

除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于食物链尾水资源化循环利用的装置，其特征在于：包括处理池、循环泵（4）及曝气泵装置，所述处理池从左至右包括三个相互连通的一级处理池（1）、二级处理池（2）及三级处理池（3），所述一级处理池（1）的一侧设有尾水的进水口，所述一级处理池（1）、二级处理池（2）、三级处理池（3）相连通一侧设有用于连通的开口，所述三级处理池（3）远离设有开口的一侧设有排水口，所述一级处理池（1）和二级处理池（2）上还分别设有回流孔，所述一级处理池（1）与三级处理池（3）之间通过回流孔、水管及循环泵（4）连接，进行循环进水，所述的曝气泵装置设置于三级处理池（3）中；

所述一级处理池（1）、二级处理池（2）及三级处理池（3）中分别铺设有0.2-0.5m后的人工基质，所述人工基质上种植有植物。

2.根据权利要求1所述的基于食物链尾水资源化循环利用的装置，其特征在于：所述的处理池的池深1-2m，长宽比为5:1，所述一级处理池（1）、二级处理池（2）、三级处理池（3）设置时依次的高度差为15-30cm。

3.根据权利要求2所述的基于食物链尾水资源化循环利用的装置，其特征在于：所述的处理池采用透明玻璃框构建。

4.根据权利要求1所述的基于食物链尾水资源化循环利用的装置，其特征在于：所述进水口分别设置于低于处理池顶部10cm处，所述回流孔设置于处理池高度的三分之二处，低于所述进水口高于所述人工基质顶部。

5.根据权利要求4所述的基于食物链尾水资源化循环利用的装置，其特征在于：所述回流孔上装有控制阀门，回流比为100%~200%，循环流动速率为0.2~0.4m3/h，循环处理30~50天。

6.根据权利要求1所述的基于食物链尾水资源化循环利用的装置，其特征在于：所述曝气泵装置上安装一个主气管，配有4条分流管，主气管端部与大气连通，均匀铺在人工基质的上方，曝气量为30L/min。

7.根据权利要求1所述的基于食物链尾水资源化循环利用的装置，其特征在于：所述一级处理池种植的植物为穗花狐尾藻、马眼子菜和微齿眼子菜；所述二级处理池中种植的植物为穗花狐尾藻和轮叶黑藻；所述三级处理池种植的植物为黑藻、穿叶眼子菜、茨藻和金鱼藻。

8.根据权利要求1所述的基于食物链尾水资源化循环利用的装置，其特征在于：所述的人工基质为红土。

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