CN215946891U - 一种用于河湖水体的微生物发生装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于河湖水体的微生物发生装置，由太阳能曝气部件、主体平面台、浮体、微生物发生器、挂载菌桶、挡流板、弧形支架、进气管和滑轮等组成。太阳能曝气部件利用太阳能带动风机产气，通过输气管输送到微生物发生器中，实现局部增氧的效果；微生物发生器内的现有微生物介质上负载有好氧微生物，挂载菌桶可选择性投加所需菌剂。曝气为好氧菌的快速繁殖提供了氧气，挡流板结合弧形支架的结构设计，在曝气效果下，可实现局部缓流作用，将微生物发生器及挂载菌桶内高浓度菌群弥散到周边水体。本实用新型通过综合菌种产生能力，实现了为不同自然水体治理工程提供多样处理选择，可满足各种状况下自然水体自净能力恢复与保持的需求。

Description

一种用于河湖水体的微生物发生装置

技术领域

本发明属于河湖等自然水体水质保障设备领域，具体涉及一种用于河湖水体的微生物发生装置，可用于河道、湖泊等各类水域水体自净能力提升。

背景技术

对水环境治理的要求从追求黑臭水体削减数量转变为切实提升水生态的质量，从量到质的转变，关键在于提升水体自净能力，而微生物是水体自净能力中关键一环。现有技术公开了一种基于微生物介质的高效曝气水质净化设备，包括造气装置、微生物发生装置、支撑装置；造气装置、微生物发生装置安装在支撑装置上；造气装置包括风机、输气管、曝气装置；其中造气装置、输气管和曝气盘实现高效曝气功能，微生物发生塔内填充有固化微生物载体材料，不断产生污水处理所需的微生物，不锈钢支座为曝气和微生物发生功能的实现提供结构支撑，悬浮台为设备在水体中作业时提供必要浮力，实现造气部高于水面的目的。现有技术公开了一种曝气式微生物介质水体净化设备，包括造气装置、微生物发生装置、支撑装置；造气装置、微生物发生装置安装在支撑装置上；造气装置包括风机、输气管、曝气装置；支撑装置侧壁设有滤网；支撑装置设有悬浮结构；其中造气装置、输气管和曝气盘实现高效曝气功能，微生物发生塔内填充有固化微生物载体材料，不断产生污水处理所需的微生物，悬浮台为设备在水体中作业时提供必要浮力，实现造气部高于水面的目的。现有技术涉及一种水体生物修复的方法及装置，包括微孔曝气增氧系统、碳素纤维生态基、复合微生物发生装置、循环流化活化冲洗系统以及箱体；所述微孔曝气增氧系统由漩涡鼓风机、微孔管式曝气器或是曝气增氧格、和微孔曝气管组成；箱体自下而上分为4个区域并依次设置有微孔管式曝气器或是曝气增氧格，碳素纤维生态基，复合微生物发生装置，以及循环流化活化冲洗系统，可放于河涌或湖泊污染水体中，利用曝气水流方向自然吸水进来进行黑臭水体生物修复；或放于陆地岸上利用泵吸进黑臭水体进行生物修复。另外，现有装置都没有支架或者仅采用竖直支架为支撑作用，没有涉及支架结构的变化。现有设备都通过复杂结构的设计以希望达到好的水处理效果，导致装置制备较复杂，因此需要改进装置结构，研发新的水处理设备，提高水处理能力。

发明内容

本实用新型公开了一种用于河湖水体的微生物发生装置，包括太阳能曝气部件、平台、支架、挡流板、微生物发生器、挂载菌桶；所述支架为弧形结构，支架之间设有挡流板，挡流板的高度大于支架的弧形顶点至平台的高度；所述微生物发生器位于挡流板下方；所述微生物发生器包括网壳、微生物发生器进气口、布气管、微孔管，布气管与微生物发生器进气口连通，微孔管位于布气管上，微生物发生器进气口、布气管、微孔管位于网壳内。

本实用新型中，太阳能曝气部件位于平台上方，支架、挡流板、微生物发生器、挂载菌桶位于平台下方；具体的，太阳能曝气部件安装于平台上，支架安装于平台下表面，挡流板安装在平台下表面以及支架的侧壁，挂载菌桶挂在平台下表面，微生物发生器安装在支架上。支架的作用主要为两个，第一，在陆地上，支撑住整个装置，因此微生物发生器的最下端高于支架的最下端，优选的，支架下端设有滑轮，用于装置移动；第二，在水中，无需支撑时，支架与挡流板组成一个腔体，曝气发生后，气流带动水体不规则流动，现有技术都是产生推流作用，可明显看出水流动，此带来一些弊端，但是基于曝气的客观性能，目前没有合适的解决方法，本实用新型支架与挡流板组成一个腔体，曝气发生后，经过实际使用，可在装置周围形成缓流，有效解决了现有曝气联合微生物处理装置水流偏大的问题，一方面挡流板会影响水的流动，另一方面内壁带有弧形结构的腔体会改变水在其中的流动状态，第三方面，弧形面的外侧会对水的流动产生变化，几个因素的结合，出现了曝气后缓流的好处。作为常识，支架一般为四个，互相之间安装挡流板，挡流板的结构与支架相匹配。作为常识，支架为规则结构；弧度没有特别限定。

本实用新型用于河湖水体的微生物发生装置还包括浮体，所述浮体位于平台下方，可常规安装在平台下表面，浮体可以为浮船，亦可为浮筒，与平台常规装配式连接，可根据水深视具体情况选配浮体，其作用是给予平台浮力，从而使得装置漂浮在水中。

本实用新型中，微生物发生器包括网壳、微生物发生器进气口、布气管、微孔管，网壳为微生物介质的放置区，微生物介质为负载有微生物的介质材料，介质材料为易于微生物附着、生长和繁殖的中孔材料，附着微生物的介质材料可为负载法材料，亦可为包埋法材料；具体为现有产品，可参考申请人已经公开的专利。进气口、布气管、微孔管依次连通，相互机械连接组成了微生物发生器的增氧系统，从而气体经过进气口进入布气管，再从微孔管吹出，产生曝气效果，既扰动水流，又促进富氧菌繁殖。优选的，进气口为一个，布气管、微孔管为复数个，所有布气管都与进气口连通，每个布气管下方连接复数个微孔管。网壳安装在支架上且可打开，便于更换微生物介质材料，网壳的孔径不超过1mm，比如0.05～1mm，可为圆孔，亦可为多边形孔。本实用新型将曝气端设置于网壳内，除了利于各管道的安装固定、避免损坏外，与位于网壳外边相比，位于内部的结构设计可以将微生物介质放置区域划分为多个局域，甚至可以均匀划分，从而使得所有微生物介质曝气均匀，充分利用了增氧作用，还可以更好的将微生物带离网壳流向周围水域，与缓流相配合，在平静水面波动的同时没有降低微生物扩散效果。

本实用新型中，太阳能曝气部件包括太阳能板、电池、风机，都为现有产品，具体电路连接为常规技术；太阳能板将太阳能转化为电能提供给风机，风机产气后借助通气管输送氧气至挂载菌桶和微生物发生器，从节能与低碳的角度出发，选用太阳能曝气部件，为挂载菌桶和微生物发生器产生的好氧菌的繁殖提供氧气。风机的出风口通过通气管与微生物发生器进气口连通，从而风机抽风后从出风口将气流输送至微生物发生器进气口，再经过布气管，从微孔管吹出，形成曝气；进一步的，富含氧气的水流扩散至挂载菌桶，从而使得挂载菌桶、微生物介质都接触氧。

本实用新型中，挂载菌桶可以为圆柱状，亦可为长方体状，其为多孔结构，优选的，孔径不超过1mm，比如0.1～1mm；挂载菌桶内装填菌粉或菌液等高浓度微生物，可以进入水体，提高水体中微生物浓度。其中，菌粉或菌液等高浓度微生物为现有产品。挂载菌桶与平台采用装配式连接，补充菌剂时采取挂载菌桶整体更换的形式，一般情况下，无需更换。

本实用新型没有延续现有技术都通过采用较为复杂的结构或者方法改进具体部件来提高微生物处理效果的思路，采用现有的市售产品，通过支架与挡流板的设计，结合曝气管位于网壳内的方案，实现了缓流，且没有减弱微生物扩散，实际处理表明，由挡流板、支架构成腔体，可以实现在太阳能曝气的条件下提供局部缓流的效果，本实用新型的装置较现有曝气微生物装置具有更好的水处理效果；而且本实用新型弧形支架、挡流板的制备、安装简单，常规的机械加工即可实现，没有特殊的结构设计。

附图说明

图1为本实用新型的主视结构示意图；

图2为显示太阳能曝气部件的结构示意图；

图3为本实用新型的俯视结构示意图；

图4为本实用新型的侧视结构示意图；

图5为本实用新型微生物发生器结构示意图；

图中重复部件采用相同编号且并未全部示出，四面挡流板用同一编号7表示，四个支架用同一编号8表示；图中：太阳能曝气部件1、平台2、浮体3、挂载菌桶4、通气管5、微生物发生器6、挡流板7、支架8、滑轮9、风机10、太阳能板11、电池12、微生物发生器进气口13、布气管14、微孔管15、网壳16。

具体实施方式

本实用新型涉及的部件都是现有产品，只有支架、挡流板根据本实用新型的结构，采用常规机械加工可得到；各部件的连接，包括结构连接以及电路连接，都是常规方法，具体水处理实验以及测试都是常规技术，实验涉及的微生物都一样，为常规产品。本实用新型涉及的位置关系为用于河湖水体的微生物发生装置实际状态，太阳能板在最上方，以支架、挡流板围成的腔体为内。

本实用新型中，浮体提供的浮力使得太阳能曝气部件和平台位于水面以上，挂载菌桶、微生物发生器、挡流板、支架等位于水面以下；太阳能曝气部件中的太阳能板亦为电池、风机的保护罩，当保护罩为曲面时，选用常规柔性太阳能板；当保护罩为非曲面时，选用常规平面太阳能板。微生物发生器的网壳为方形或者其他形状，进气口与布气管位于网壳上表面内侧壁，具体的，布气管交叉附着于网壳上表面内侧壁，进气口垂直连接与布气管交叉点上，微孔管位于网壳内部，且垂直连接于布气管下方。

实施例

参见图1至图5，一种用于河湖水体的微生物发生装置，由太阳能曝气部件1、平台2、浮体3、挂载菌桶4、通气管5、微生物发生器6、挡流板7、支架8构成；支架下端设有滑轮9，用于装置移动；太阳能曝气部件由太阳能板11、电池12、风机10组成，互相常规电连接；

太阳能曝气部件位于平台上方，支架、挡流板、微生物发生器、挂载菌桶、浮体位于平台下方；

所述挂载菌桶为圆柱状，多孔结构，孔径0.5～1mm；挂载菌桶用于装填菌粉或菌液等高浓度微生物，可以进入水体，提高水体中微生物浓度；平台下表面安装挂钩，挂载菌桶挂在挂钩上；

所述支架为四个，都为弧形结构，以其中一个支架为基准，与其相邻的两个支架中，一个弧形支架与其的顶点相对、开口相向，本实施例中，两个顶点间距为两个端点间距的85%，支架弧度不大，使其支撑稳定，另一个支架与其平行；具体的，参见附图，位于平台长边的两个相邻支架顶点相对、开口相向，位于短边的两个相邻支架平行，结构一致；作为常识，支架为规则结构；

支架之间设有挡流板，挡流板的高度大于支架的弧形顶点至平台的高度，即挡流板的下端位于支架的弧形顶点下方，挡流板的形状与支架匹配，随着支架弯曲而接触式弯曲；

所述微生物发生器位于挡流板下方，通过安装板安装在支架上，侧面可常规打开，用于更换内部的现有微生物介质；所述微生物发生器由微生物发生器进气口13、布气管14、微孔管15、网壳16组成，布气管与微生物发生器进气口连通，微孔管位于布气管上，微生物发生器进气口、布气管、微孔管位于网壳内，布气管交叉附着于网壳上表面内侧壁，进气口垂直连接与布气管交叉点上，微孔管位于网壳内部，且垂直连接于布气管下方（竖直结构），网壳受布气管与微孔管的布置，被均匀分成4个区，作为微生物介质装载区，网壳的孔径0.1～0.5mm；

所述通气管5穿过平台，一端与风机出风口连通，另一端与微生物发生器进气口连通；

浮体为浮船，提供的浮力使得太阳能曝气部件和平台位于水面以上，挂载菌桶、微生物发生器、挡流板、支架等位于水面以下；太阳能曝气部件中的太阳能板亦为电池、风机的保护罩，为曲面，选用常规柔性太阳能板；微生物发生器的网壳为方形，进气口与布气管位于网壳上表面内侧壁。

应用实施例

某河道宽12m，长1500m，水深1.9-2.6m，做过水环境综合整治，水质情况具体为：COD（化学需氧量）：44-48mg/L，氨氮：2.5-2.8 mg/L，DO（溶解氧）：3.5-4.1mg/L，溶解氧状况较为正常，但有机质和氨氮情况超出地表水环境质量标准GB3838-2002的Ⅴ类水标准，属于劣Ⅴ类水体。该河道被水闸分割为720米、780米两段，调查来看，两段周边环境以及水质近似，可做对比研究，所用微生物一样。

720米段配置了3台现有曝气微生物设备（被认为市售处理效果最好的设备之一），分布均匀，运行两周后，达到Ⅴ类水体，运行过程中，曝气推流明显，可见明显水波。780米段河道投放3台上述实施例用于河湖水体的微生物发生装置，分布均匀，启动后，气流从微孔管吹出，微生物介质、挂载菌桶开始持续不断向水体中释放大量好氧菌，水体中好养微生物，例如硝化菌，浓度急速上升，对此时河道中含量较高的有机物开始高强度处理，从而迅速降低水体中氨氮和COD含量，运行过程中，曝气推流不明显，未见明显水波（站在岸边，几乎看不出在运行），持续运行两周后，水体水质得到有效恢复，脱离黑臭水体水质标准，水生态得到一定程度的恢复，达到Ⅳ类水体。

对比例一

将实施例的弧形支架全部替换为竖直支架，同样安装与之匹配的挡流板，其余不变，得到用于河湖水体的微生物发生装置。

对比例二

将实施例的布气管、微孔管移至网壳上表面外侧，微孔管水平设置，其余不变，得到用于河湖水体的微生物发生装置。

对比实验

分别将实施例用于河湖水体的微生物发生装置、对比例用于河湖水体的微生物发生装置置入三个一样的实验水池中（水量、大小都一样，为平行实验），水质都按照Ⅴ类水标准配制，取COD40mg/L、氨氮2mg/L、DO2mg/L三个指标，为常规模拟实验方法。风机开启一周后，实施例达到Ⅳ类水，对比例虽然水质提升，但是没有到达Ⅳ类水，且对比例一的水花较实施例大。

本实用新型避开了现有研究人员都着眼于复杂结构的思路，以简单的、现有的部件，构建了新的水处理结构，较现有技术而言，水处理效果有所进步，关键是，解决了现有技术曝气出现明显推流的问题，该问题是现有曝气式水处理设备存在的客观现象，一直得不到很好的解决，本实用新型巧妙的利用曲面结构，协调气流、水流，偶然发现可以实现缓流的目的，出乎意料；因此，借助本实用新型一体化设备高效且可持续的向水体中增添微生物，将是深入打好水污染防治攻坚战的有力保障。

Claims (10)

1.一种用于河湖水体的微生物发生装置，包括太阳能曝气部件、平台、支架、微生物发生器、挂载菌桶；其特征在于，所述支架为弧形结构，支架之间设有挡流板，挡流板的高度大于支架的弧形顶点至平台的高度；所述微生物发生器位于挡流板下方；所述微生物发生器包括网壳、微生物发生器进气口、布气管、微孔管，布气管与微生物发生器进气口连通，微孔管位于布气管上，微生物发生器进气口、布气管、微孔管位于网壳内。

2.根据权利要求1所述用于河湖水体的微生物发生装置，其特征在于，太阳能曝气部件位于平台上方；支架、挡流板、微生物发生器、挂载菌桶位于平台下方。

3.根据权利要求1所述用于河湖水体的微生物发生装置，其特征在于，所述支架下端设有滑轮。

4.根据权利要求1所述用于河湖水体的微生物发生装置，其特征在于，所述用于河湖水体的微生物发生装置还包括浮体，所述浮体位于平台下方。

5.根据权利要求1所述用于河湖水体的微生物发生装置，其特征在于，所述微生物发生器进气口、布气管、微孔管依次连通；网壳安装在支架上。

6.根据权利要求5所述用于河湖水体的微生物发生装置，其特征在于，所述进气口为一个，布气管、微孔管为复数个，所有布气管都与进气口连通，每个布气管下方连接复数个微孔管。

7.根据权利要求6所述用于河湖水体的微生物发生装置，其特征在于，所述微孔管为竖直结构。

8.根据权利要求1所述用于河湖水体的微生物发生装置，其特征在于，所述太阳能曝气部件包括太阳能板、电池、风机。

9.根据权利要求8所述用于河湖水体的微生物发生装置，其特征在于，所述风机的出风口通过通气管与微生物发生器进气口连通。

10.根据权利要求1所述用于河湖水体的微生物发生装置，其特征在于，所述挂载菌桶为圆柱状或者长方体状。

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