CN217148721U - 一种排口溢流污染原位净化装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种排口溢流污染原位净化装置，属于污水处理技术领域。该装置包括一套供气设备和反应池，反应池内设有微生物活化净化区、条带填料反应区和反应床，微生物活化净化区内设有曝气组件和缓释促生块，缓释促生块作为微生物聚集载体，可释放微生物繁殖生长所需的生物促生因子，以激活和增强水体中的微生物的活性和浓度；条带填料反应区为横向排列的纤维载体填料条带，可通过拦截、吸附和分解作用净化污水；反应床为模块化拼接的滤料，用于分解污水中沉积下来的有机污染物。本装置大大减少了现有技术装置的清淤和菌剂投加等运营成本，并且方便施工安装和维护，顶部可通过设置植物浮岛美化景观效果。

Description

一种排口溢流污染原位净化装置

技术领域

本申请涉及污水处理技术领域，具体而言，涉及一种排口溢流污染原位净化装置。

背景技术

在城市黑臭水环境综合治理领域，由于城市污水管网建设的历史遗留问题，即错漏混接，跑冒滴漏等，加上城市流域排水管理水平不高的问题，如对于城市面源的初雨污染控制过于粗放，难免有一些过量污水进入管网系统后通过排口排入水环境中，这些排口溢流污染已经成为城市水环境治理亟待解决的水污染问题，相关治理技术的需求也很迫切。

排口溢流污染的污水特点是水质水量十分不稳定，而且排水出口即为天然水体，所以快速处理包括BOD/COD和氨氮消减，溶解氧提升，以及改善水色和透明度，以缓解对水环境的污染和生物的毒害作用是主要目标。现阶段为解决这种无法完全截污的排口污染的技术产品/方法大都是在排口附近的河湖水体中实施的强化净化措施，并使用围隔进行污水的围挡分区，包括曝气增氧设备+人工水草生物膜法+微生物强化净化技术和装备，仿人工湿地净化技术与装置，固定化微生物强化净化技术装备，絮凝剂和氧化剂为主的化学药剂应急法等，但技术还不成熟——无相关的技术标准指南，研究报道也较少。其中曝气增氧设备+人工水草生物膜法+微生物强化净化技术和装备的技术组合方案应用案例较多，但存在对排口污水的净化污染负荷不高，净化不彻底，导致周围水体长期还是黑臭现象——严重影响城市水景观瞻和生物栖息地，而且污水中沉积物较多，在围隔沉积后需要定期清淤，增加了运维难度和成本，此外，为强化处理能力，需要频繁播撒微生物菌剂产品，其净化效率由于在排口水环境下的适应性不高而得不到发挥，消耗的菌剂量和成本也很高，从而限制了该技术的应用。因此现阶段缺少一种适用于无法完全截污的排口污染处理的技术产品/方法，即要求快速处理，长效，方便运维管理，成本可控，景观效果良好的特色解决方案。

实用新型内容

本申请实施例提供一种排口溢流污染原位净化装置，以改善对污水的处理效果和使用成本问题。

本申请实施例提供了一种排口溢流污染原位净化装置，装置包括供气设备和反应池，反应池内设有微生物活化净化区、条带填料反应区和反应床，微生物活化净化区和条带填料反应区沿水流方向依次设置，微生物活化净化区内设有曝气组件，在供气设备的作用下，曝气组件用于在微生物活化净化区内曝气以增加水体氧气浓度；条带填料反应区通过拦截、吸附和分解作用净化污水，条带填料反应区具有出水口；反应床铺设于反应池底部，用于分解污水中沉积下来的有机污染物；其中，微生物活化净化区还设有缓释促生模块，缓释促生模块用于作为微生物聚集载体，并释放微生物繁殖生长所需的生物促生因子，以激活和增强水体中微生物的活性和浓度。

在本方案中，通过在微生物活化净化区内设置缓释促生模块，在曝气组件的配合作用下，缓释促生模块可以原位激活微生物活化净化区内本土微生物活性，以及作为硝化菌和BOD分解菌的保育培养载体，不断向外部释放相关菌种，因此反应池内只需在开始接种一次微生物复合菌剂后，即可保持反应池内长效的净化效果，其缓释效果可长达半年到一年，后期基本不需要再次添加微生物复合菌剂；同时反应床滤料可以增大与底层水体和沉积物的接触面，为底栖的好氧厌氧菌扩散提供栖息环境，在曝气组件和缓释促生模块的协助下，可以大量分解污水中沉积下来的有机污染物，从而减小反应池的清淤频率，因此大大减轻了反应池的运行管理成本和难度。在净化效率方面，通过合理搭配曝气组件和缓释促生模块以激活关键微生物的活性和浓度，多个纤维载体填料条带以增加微生物膜法的有效面积，可以达到对排口污水进行高效净化的目的。公众感官要求方面，装置顶部可通过设置植物浮岛形成绿化景观。此外，本装置的缓释促生模块，纤维载体填料和反应床全部为模块化设计，方便组装、检查、拆洗和更换。供气设备，曝气组件，反应池结构，包括PVC围隔材料和支撑件全部是市场常用的产品，也方面维护和维修，因此，本专利装置在施工安装和运行管理上是较为简便和节省成本的，方便大规模推广应用。

在一些实施例中，缓释促生模块包括缓释促生块以及漂浮件，缓释促生块为包含石油饱和烃类、石油不饱和烃类、动物脂类和矿物石混合的固体块状结构，缓释促生块用于释放微生物繁殖生长所需的生物促生因子，漂浮件与缓释促生块连接，并漂浮于微生物活化净化区的水面上，以使缓释促生块悬于水中。

上述技术方案中，通过利用漂浮件的自身浮力，可以将缓释促生块悬浮于水中，使得缓释促生块释放的生物促生因子在反应池中分布更加均匀，从而更易激活反应池内的本土微生物的活性，避免缓释促生块直接沉入反应池底，影响缓释促生块发挥作用。

在一些实施例中，曝气组件包括供气管路和曝气件，供气设备通过供气管路与曝气件连通，曝气件设于微生物活化净化区内。

上述技术方案中，在供气设备的供气作用下，曝气件利用供气管路向水体中充入空气或氧气，加速水体的复氧过程，以提高水体的溶解氧水平，恢复和增强水体中好氧微生物的活力，使水体中的污染物质得以净化，从而改善污水的水质。

在一些实施例中，条带填料反应区内设有多个横向排列的纤维载体填料条带，每个条带为一个反应净化单元，包括8-15个高分子束状纤维载体填料；每个条带底部系有绳索，将上方的束状纤维填料连接为一体，并与反应床边缘捆扎固定。

上述技术方案中，每个条带反应净化单元的高分子束状纤维载体填料材质为聚丙烯，碳素纤维或聚酯纤维中的任意一种，这三种材质具有较高的附着表面积，适宜的微孔结构和透水性能好等特点，而且束状纤维载体填料形态上设计为仿生水草的样子，因此其表面吸附性强，挂膜快，有利于微生物大量繁殖。条带填料反应区的多个条带和每个条带上的纤维载体填料相互交错形成了一个较为密集的填料净化反应区，污水可逐步通过各个条带净化单元，在微生物和填料的共同作用下，对污水中的污染物进行拦截、吸附和分解，从而保证对水体的净化效果。通过将每个条带的束状纤维填料连接为一体，并与反应床边缘捆扎，可方便对各个条带的填料连同反应床一起进行安装、拆洗和更换。

在一些实施例中，反应床包括多个长方体模块，多个模块之间可以相互拼接；反应床为单层的立体网状高分子纤维材料，反应床的比表面积在1:1000-1:10000之间，其孔隙率在85-99％之间，反应床的材质为聚丙烯、尼龙或聚酯纤维中的任意一种。

在一些实施例中，反应池的顶面由微生物活化净化区向条带填料反应区的方向倾斜向下设置，出水口位于反应池的末端，出水方式为溢流出水。

上述技术方案中，通过反应池的顶面由微生物活化净化区向条带填料反应区的方向倾斜向下设置，使得经过条带填料反应区过滤净化后的水体从反应池远离微生物活化净化区的一侧溢出，相当于反应池通过溢流的方式进行排水，从而使得污水会逐渐经过微生物活化净化区和条带填料反应区中的各个净化单元，最后从反应池的末端排出，这增加了水体在反应池内的停留时间，提高了反应池对污水的过滤净化效果。

在一些实施例中，反应池由PVC围隔围合而形成，在反应池的四个边角处设有钢管桩柱支撑件；反应池的底部四周的PVC膜通过石笼网压实固定在水底底部。通过底部压实固定，钢管桩柱支撑件对围隔进行辅助支撑，保证了围隔的整体稳定性、密封性和方体结构，可以防止大量污水直接外溢和不经过束状纤维填料反应区净化的短流现象，以及方便内部空间进行模块化布局和排水。

本申请的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请一些实施例提供的排口溢流污染原位净化装置的剖视图。

图标：1-缓释促生块；2-供气设备；3-排污口；4-水面线；5-加固件；6-曝气件；7-漂浮件；8-反应床；9-反应池；10-微生物活化净化区；11-条带填料反应区；12-纤维载体填料；13-石笼网；14-护岸。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“装配”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实施例中的具体含义。

实施例

本申请实施例提供了一种排口溢流污染原位净化装置，请参阅图1，排口溢流污染原位净化装置包括供气设备2和反应池9，反应池9内设有微生物活化净化区10、条带填料反应区11和反应床8，微生物活化净化区10内设有曝气组件，在供气设备2的作用下，曝气组件用于在微生物活化净化区10曝气以增加水体氧气浓度；条带填料反应区11通过拦截、吸附和分解作用净化污水，条带填料反应区11末端，即反应池具有出水口9；反应床8铺设于反应池9底部，用于分解污水中沉积下来的有机污染物；其中，微生物活化净化区10还设有缓释促生模块，缓释促生模块用于作为微生物聚集载体，并释放微生物繁殖生长所需的生物促生因子，以激活水体中微生物的活性和浓度。

在本方案中，污水通过排污口3进入反应池9中，通过在微生物活化净化区10内设置有缓释促生模块，在曝气组件的配合作用下，缓释促生模块可以原位激活微生物活化净化区10内本土微生物活性，以及作为硝化菌和BOD分解菌的保育培养载体，不断向外部释放相关菌种，因此反应池9内只需在开始接种一次微生物复合菌剂后，即可保持反应池9内长效的净化效果，其缓释效果可长达半年到一年，后期基本不需要再次添加微生物复合菌剂；同时反应床8滤料可以增大与底层水体和沉积物的接触面，为底栖的好氧厌氧菌扩散提供栖息环境，在曝气组件和缓释促生模块的协助下，可以大量分解污水中沉积下来的有机污染物，从而减小反应池的清淤频率，因此大大减轻了反应池的运行管理成本和难度。在净化效率方面，通过合理搭配曝气组件和缓释促生模块以激活关键微生物的活性和浓度，多个纤维载体填料条带以增加微生物膜法的有效面积，可以达到对排口污水进行高效净化的目的。公众感官要求方面，装置顶部可通过设置植物浮岛形成绿化景观。

其中，反应池9的形状可以是矩形、正方形或者梯形等形状，在本实施例中，反应池9的形状为矩形。反应池9可以位于护岸14的一侧，图1中示出了反应池9与水面线4的关系。

在一些实施例中，反应池9由PVC围隔围合而形成，在反应池9的四个边角处设有加固件5；反应池9的底部四周的PVC膜通过石笼网13压实固定在水底底部。通过底部压实固定，加固件5对围隔进行辅助支撑，保证了围隔的整体稳定性、密封性和方体结构，可以防止大量污水直接外溢和不经过束状纤维填料反应区净化的短流现象，以及方便内部空间进行模块化布局和排水。其中，围隔可以为矩形体结构，四周使用PVC布膜材质包裹，底部PVC膜通过石笼网13压实固定在水底的底部，围隔的四角可以通过钢管桩柱进行加固和拉伸，钢管桩柱直径10-20cm，从而保证对围隔的固定和支撑。

在一些实施例中，缓释促生模块包括缓释促生块1以及漂浮件7，缓释促生块为包含石油饱和烃类、石油不饱和烃类、动物脂类和矿物石混合的固体块状结构，缓释促生块1用于释放微生物繁殖生长所需的生物促生因子，漂浮件7与缓释促生块1连接，并漂浮于微生物活化净化区10的水面上，以使缓释促生块1悬于水中。

上述技术方案中，通过利用漂浮件7的自身浮力，可以将缓释促生块1悬浮于水中，使得缓释促生块1释放的生物促生因子在反应池中分布更加均匀，从而更易激活反应池内的本土微生物的活性，避免缓释促生块1直接沉入反应池底，影响缓释促生块1发挥作用。

其中，缓释促生块1是一种以石油饱和、不饱和烃类和动物脂类为主，矿物石为辅混合的固体块状结构，包含有微生物所需的碳源，氮源，各种Na、Si、K、Ca、Mg等无机盐矿物和微量元素。缓释促生块1的主要作用是可以缓释微生物繁殖生长所需的各种微量元素，碳源和氮源营养物质等生物促生因子，并可以在其表面生成一层微生物膜，即具有保种、育种微生物的功能，在接种一些或自然生长一批水体净化功能的硝化菌，BOD氧化分解菌等条件下，能够大大提高净水微生物的活性，从而提高污水净化效果。在本实施例中，缓释促生块1可以选用为生物蜡缓释材料。

在一些实施例中，曝气组件包括供气管路和曝气件6，供气设备2通过供气管路与曝气件6连通，曝气件6设于微生物活化净化区10内。

上述技术方案中，在供气设备2的供气作用下，曝气件6通过供气管路向水体中充入空气或氧气，加速水体的复氧过程，以提高水体的溶解氧水平，恢复和增强水体中好氧微生物的活力，使水体中的污染物质得以净化，从而改善污水的水质。

具体的，曝气组件供氧让反应池9中的周围水体溶解氧维持在3mg/L以上的好氧状态。另外，供气设备2可以是普通气泵或纳米曝气机等设备。

在一些实施例中，条带填料反应区11内设有多个横向排列的纤维载体填料12的条带，每个条带为一个反应净化单元，包括8-15个高分子束状纤维载体填料12；每个条带底部系有绳索，将上方的束状纤维填料连接为一体，并与反应床边缘捆扎固定。

上述技术方案中，每个条带反应净化单元的高分子束状纤维载体填料12材质为聚丙烯，碳素纤维或聚酯纤维中的任意一种，这三种材质具有较高的附着表面积，适宜的微孔结构和透水性能好等特点，而且束状纤维载体填料12形态上设计为仿生水草的样子，因此其表面吸附性强，挂膜快，有利于微生物大量繁殖。条带填料反应区11的多个条带和每个条带上的纤维载体填料12相互交错形成了一个较为密集的填料净化反应区，污水可逐步通过各个条带净化单元，在微生物和填料的共同作用下，对污水中的污染物进行拦截、吸附和分解，从而保证对水体的净化效果。通过将每个条带的束状纤维填料连接为一体，并与反应床边缘捆扎，可方便对各个条带的填料连同反应床一起进行安装、拆洗和更换。

其中，高分子束状纤维载体填料12作为微生物的载体基质，也可作为滤料过滤和吸附水体中的悬浮物质和藻类。反应池内前端微生物缓释的各种促生因子和微生物种源可以附着于上述载体填料上——形成菌藻和其他微生物共生的生物膜系统，整个反应池9的非填料区域也具有较高浓度的好氧硝化细菌和BOD分解细菌等净化菌群，这都使该装置能够较快速地对污水的氨氮和COD/BOD等污染物进行快速处理后排放。

在一些实施例中，反应床8包括多个长方体模块，多个模块之间可以相互拼接；反应床8为单层的立体网状高分子纤维材料，反应床的比表面积在1:1000-1:10000之间，其孔隙率在85-99％之间，反应床的材质为聚丙烯、尼龙或聚酯纤维中的任意一种。

上述技术方案中，通过在条带填料反应区11的底部设置反应床8的滤料，可以供底栖的好氧厌氧菌附着生长，并增大与水体和沉积物的反应接触面，在曝气组件和缓释促生模块的协助下，可以大量分解污水中沉积下来的有机污染物，从而减小反应池的清淤频率。

此外，本装置的缓释促生模块，纤维载体填料12和反应床8全部为模块化设计，方便组装、检查、拆洗和更换。供气设备2，曝气件6，反应池9结构，包括PVC围隔材料和支撑件全部是市场常用的产品，也方面维护和维修，因此，本专利装置在施工安装和运行管理上是较为简便和节省成本的，方便大规模推广应用。

在一些实施例中，反应池9的顶面由微生物活化净化区10向条带填料反应区11的方向倾斜向下设置，出水口位于反应池9的末端，出水方式为溢流出水。

上述技术方案中，通过反应池的顶面由微生物活化净化区10向条带填料反应区11的方向倾斜向下设置，使得经过条带填料反应区11过滤净化后的水体从反应池远离微生物活化净化区10的一侧溢出，相当于反应池9通过溢流的方式进行排水，从而使得污水能够逐渐经过微生物活化净化区10和条带填料反应区11中的各个净化单元，最后从反应池9的末端排出，这增加了水体在反应池9内的停留时间，提高了反应池9对污水的过滤净化效果。

具体的，可以让污水在反应池9中的水力停留时间控制在12h-48h，从而满足对氨氮和BOD/COD的去除条件。

本申请实施例还提供了一种排口溢流污染原位净化装置的处理方法，处理方法包括以下步骤：S1、污水通过排污口进入反应池9内，先流至微生物活化净化区10，打开曝气组件，让曝气组件向反应池9内的微生物活化净化区10曝气；S2、反应池9中微生物活化净化区10溶解氧稳定大于3mg/L后，向其中同时加入复合微生物菌剂和缓释促生模块，让缓释促生模块悬浮于水中，促进反应池9内的微生物生长；S3、待2-3周复合微生物菌剂的浓度和净化能力降低时，观察缓释促生模块表面微生物的挂膜情况，并进行装置的调试运行，监测排口污水与条带填料反应区11的出水口的氨氮、BOD/COD、透明度和水色的改善效果；S4、待系统稳定运行后，调整曝气组件的曝气量，保证条带填料反应区11后端出水DO浓度大于2mg/L，此时装置开始对排口污水进行高效净化，污水在反应池停留12h-48h后，处理后的水体由出水口排入天然河湖中。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种排口溢流污染原位净化装置，其特征在于，包括：供气设备和反应池，所述反应池内设有微生物活化净化区、条带填料反应区和反应床，所述微生物活化净化区和所述条带填料反应区沿水流方向依次设置，所述微生物活化净化区内设有曝气组件，所述条带填料反应区具有出水口；所述反应床铺设于所述反应池底部；

其中，所述微生物活化净化区还设有缓释促生模块。

2.如权利要求1所述的排口溢流污染原位净化装置，其特征在于，所述缓释促生模块包括缓释促生块以及漂浮件，所述漂浮件与所述缓释促生块连接，并漂浮于所述微生物活化净化区的水面上，以使所述缓释促生块悬于水中。

3.如权利要求1所述的排口溢流污染原位净化装置，其特征在于，所述曝气组件包括供气管路和曝气件，所述供气设备通过所述供气管路与所述曝气件连通，所述曝气件设于微生物活化净化区底部。

4.如权利要求2所述的排口溢流污染原位净化装置，其特征在于，所述条带填料反应区内设有若干横向排列的纤维载体填料的条带，每个条带为一个反应净化单元，包括8-15个高分子束状纤维载体填料；所述条带底部系有绳索，将上方的束状纤维填料连接为一体，并与所述反应床边缘捆扎固定。

5.如权利要求4所述的排口溢流污染原位净化装置，其特征在于，所述纤维载体填料为高分子束状纤维材料，其材质为聚丙烯、碳素纤维或聚酯纤维中的任意一种。

6.如权利要求1所述的排口溢流污染原位净化装置，其特征在于，所述反应床包括多个模块，所述多个模块之间相互拼接形成所述反应床；

所述反应床为单层的立体网状高分子纤维材料，所述反应床的比表面积在1:1000-1:10000之间，其孔隙率在85-99％之间，所述反应床的材质为聚丙烯、尼龙或聚酯纤维中的任意一种。

7.如权利要求6所述的排口溢流污染原位净化装置，其特征在于，所述反应池的顶面由所述微生物活化净化区向所述条带填料反应区的方向倾斜向下设置，所述反应池的末端构成出水口。

8.如权利要求1所述的排口溢流污染原位净化装置，其特征在于，所述反应池由PVC围隔围合而形成，在所述反应池的四个边角处设有钢管桩柱支撑件；所述反应池的底部四周的PVC膜通过石笼网压实固定在水底底部。

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