CN217709003U - 一种用于降解污水中有机物的生态系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于降解污水中有机物的生态系统，该生态系统包括：生态池，其上设有污水进口和溢流口，且溢流口的高度低于污水进口的高度；水生生物，设置于生态池内，适于对进入生态池内的污水中的有机物进行降解吸附；曝气装置，包括设置于生态池内的曝气管，曝气管适于向生态池内供氧；布水管路，一端与生态池的污水进口连通，另一端向靠近溢流口的方向延伸，适于向生态池内布水。生态池中的水生生物在曝气装置提供充足溶氧的条件下，不断高效降解污水中的有机污染物质。另外，溢流口的高度低于污水进口的高度，污水高进低出，能够在生态池中实现自流，不需要额外设置增压设备，节约设备投资及运行成本。

Description

一种用于降解污水中有机物的生态系统

技术领域

本实用新型涉及污水处理技术领域，具体涉及一种用于降解污水中有机物的生态系统。

背景技术

工业废水按所含主要污染物的化学性质分类，可分为含无机污染物为主的无机废水、含有机污染物为主的有机废水、兼含有机物和无机物的混合废水、重金属废水、含放射性物质的废水和仅受热污染的冷却水。食品、制药等工业的生产过程中产生的废水往往含盐量较高，直接排放将造成环境污染，需要对工业废水进行脱盐处理，高盐蒸发结晶脱盐一直是行业难点，尤其是在含有有机污染物COD的情况下，则会导致脱盐设备能耗高、材质要求高、结垢或严重腐蚀，因此，在蒸发结晶工艺前需要尽量多的去除COD。

中国专利文件CN113277665A公开了电解蒸发协同处理高浓高盐废水的方法及装置，包括浓盐水箱、电解槽、蒸发室以及冷凝室，所述电解槽和蒸发室之间设有换热组件，所述冷凝室一侧设有冷凝循环机构，所述蒸发室一侧设有废水循环机构。通过废水循环机构可以将蒸发后浓缩液中富集的COD通过电解的方式予以电解处理，降低浓缩液的外排量，但是此电解法能耗很高，成本昂贵，不利于大范围推广。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术降解污水中COD的方法能耗很高，成本昂贵，不利于大范围推广的问题，从而提供了一种通过水生生物对污水中的有机物进行降解吸附的生态系统，将该生态系统用于污水处理，不仅能耗少、成本低，且可持续循环使用。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供了一种用于降解污水中有机物的生态系统，该生态系统包括：

生态池，其上设有污水进口和溢流口，且溢流口的高度低于污水进口的高度；

水生生物，设置于生态池内，适于对进入生态池内的污水中的有机物进行降解吸附；

曝气装置，包括设置于生态池内的曝气管，曝气管适于向生态池内供氧；

布水管路，一端与生态池的污水进口连通，另一端向靠近溢流口的方向延伸，适于向生态池内布水。

可选地，生态池包括底壁以及连接在底壁相对两侧的第一侧壁和第二侧壁；

污水进口和溢流口分别设置在第一侧壁和第二侧壁上，且第一侧壁和第二侧壁分别自与底壁的连接处逐渐向外倾斜设置。

可选地，生态池为长条形水池，第一侧壁和第二侧壁沿宽度方向设置；

生态池还包括沿长度方向设置的第三侧壁和第四侧壁，第三侧壁和第四侧壁分别自与底壁的连接处逐渐向外倾斜设置；

第一侧壁、第二侧壁以及第三侧壁和第四侧壁相对于水平面的倾斜角度分别为30°-60°。

可选地，曝气装置还包括：

曝气风机，与曝气管连接，曝气风机适于间歇启停以控制曝气管间歇向生态池中曝气。

可选地，曝气管为1-3根，且沿生态池长度方向设置在生态池的底部中间位置。

可选地，该生态系统还包括：

VFG填料，VFG填料为多块，且沿生态池的长度方向间隔排布设置在生态池内。

可选地，布水管路位于生态池的中间位置，VFG填料至少为两排，且分布在布水管路的两侧。

可选地，水生生物包括水生植物，生态系统还包括光照装置，适于为生态池内的水生植物提供光照条件。

可选地，水生生物包括海藻、菌类、轮虫、鱼、虾中的一种或多种组合。

本实用新型技术方案与现有技术相比，具有如下有益效果：

1、本申请提供了一种用于降解污水中有机物的生态系统，该生态系统包括生态池、水生生物、曝气装置以及布水管路，生态池上设有污水进口和溢流口，且溢流口的高度低于污水进口的高度；水生生物设置于生态池内，适于对进入生态池内的污水中的有机物进行降解吸附；曝气装置包括设置于生态池内的曝气管，曝气管适于向生态池内供氧；布水管路一端与生态池的污水进口连通，另一端向靠近溢流口的方向延伸，适于向生态池内布水。

如此设置，曝气装置为生态池提供充足的氧气，污水由生态池一端的污水进口流入，经布水管路向生态池均匀布水；进入生态池的污水与生态池中的生态池水混合形成混合液，生态池中的水生生物在曝气装置提供充足溶氧的条件下，不断高效降解原水中的有机污染物质，本实用新型通过水生生物对污水中的有机物进行降解吸附，不仅能耗少、成本低，且可持续循环使用，利于使用推广。另外，溢流口的高度低于污水进口，污水高进低出，能够在生态池中实现自流，不需要额外设置增压设备，如水泵，节约设备投资及运行成本。

2、本申请中污水进口和溢流口分别设置在生态池相对设置的第一侧壁和第二侧壁上，且通过将第一侧壁和第二侧壁设置为逐渐向外倾斜的倾斜侧壁，使得溢流口的出水方向朝下倾斜，相比于竖直侧壁，能够提高出水流速；此外，侧壁倾斜设置相当于缓坡，污水在由污水进口进入时沿缓坡向下流动相比于垂直向下流动更稳定些，可增强污水在生态池中流动的稳定性，为生态池中的水生生物提供适宜生存的流动水域，从而增强水生生物对有机物的降解效率。

3、本申请中生态池另外相对设置的两侧壁即第三侧壁和第四侧壁，也自与底壁的连接处逐渐向外倾斜设置，使得生态池呈倒四棱锥台状，在增大生态池容量的同时，还能够增大生态池水顶部与空气的接触面积，提高生态池水的溶氧量。

4、本申请通过在生态池中养殖水生生物，并为其提供流动水域，通过设置曝气管、光照等为水生生物的生长、繁殖提供必要的条件，水生生物协同合作共同完成有机污染物的降解。本生态系统完全遵守自然法则，采用生物降解方式、多物种协作形成小的海水生态圈，水生生物在系统稳定时，生长及死亡均遵守自然规则。另外，由于生态池兼顾海水养殖功能，污水中的有机物为生态池中水生生物提供了有机营养，所得海产品收入可完全覆盖运行成本，降低了实际养殖所需运行成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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的附图。

图1为本实用新型实施例中生态系统结构俯视示意图；

图2为图1中A-A方向的剖视图；

附图标记说明：

1、生态池；11、污水进口；12、溢流口；

2、曝气装置；3、布水管路；4、VFG填料。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例

如图1至图2所示，本实用新型实施例提供了一种用于降解污水中有机物的生态系统，该生态系统包括生态池1、水生生物、曝气装置2以及布水管路3。

具体地，生态池1上设有污水进口11和溢流口12，且溢流口12的高度低于污水进口11的高度；水生生物设置于生态池1内，适于对进入生态池1内的污水中的有机物进行降解吸附；曝气装置2包括设置于生态池1内的曝气管，曝气管适于向生态池1内供氧；布水管路3一端与生态池1的污水进口11连通，另一端向靠近溢流口12的方向延伸，适于向生态池1内布水。

如此设置，曝气装置2为生态池1提供充足的氧气，污水由生态池1一端的污水进口11流入，经布水管路3向生态池1均匀布水；进入生态池1的污水与生态池1中的生态池水混合形成混合液，生态池1中的水生生物在曝气装置2提供充足溶氧的条件下，不断高效降解原水中的有机污染物质，本实用新型通过水生生物对污水中的有机物进行降解吸附，不仅能耗少、成本低，且可持续循环使用，利于使用推广。另外，溢流口12的高度低于污水进口11的高度，污水高进低出，能够在生态池1中实现自流，不需要额外设置增压设备，如水泵，节约设备投资及运行成本。

可选地，生态池1包括底壁以及连接在底壁相对两侧的第一侧壁和第二侧壁；污水进口11和溢流口12分别设置在第一侧壁和第二侧壁上，且第一侧壁和第二侧壁分别自与底壁的连接处逐渐向外倾斜设置。

如此设置，污水进口11和溢流口12分别设置在第一侧壁和第二侧壁上，且通过将第一侧壁和第二侧壁设置为逐渐向外倾斜的倾斜侧壁，使得溢流口12的出水方向朝下倾斜，相比于竖直侧壁，能够提高出水流速；此外，侧壁倾斜设置相当于缓坡，污水在由污水进口11进入时沿缓坡向下流动相比于垂直向下流动更稳定些，可增强污水在生态池1中流动的稳定性，为生态池1中的水生生物提供适宜生存的流动水域，从而增强水生生物对有机物的降解效率。

可选地，生态池1为长条形水池，第一侧壁和第二侧壁沿宽度方向设置；生态池1还包括沿长度方向设置的第三侧壁和第四侧壁，第三侧壁和第四侧壁分别自与底壁的连接处逐渐向外倾斜设置；第一侧壁、第二侧壁以及第三侧壁和第四侧壁相对于水平面的倾斜角度分别为30°-60°。

如此设计，第一侧壁、第二侧壁以及第三侧壁和第四侧壁均自与底壁的连接处逐渐向外倾斜设置，使得生态池1呈倒四棱锥台状，在增大生态池1容量的同时，还能够增大生态池水顶部与空气的接触面积，提高生态池水的溶氧量。

可选地，在本实施例中，长条形生态池1的长宽比大于5；优选地，生态池1的具体尺寸为：40m×7.5m×1.5m(长×宽×高)，有效水深1m，总容积为300m³，处理水量为72m³/d，当然生态池1的实际尺寸可根据实际处理污水的体量进行调整，本实施例对此不做限制。

可选地，本实施例中，污水进口11开设在第一侧壁上，溢流口12开设在第二侧壁上，布水管路3的进口端连接在污水进口11上，且自第一侧壁向第二侧壁的方向延伸，以贯穿整个生态池1，布水管路3上等间距地设有多个出水口，从而实现向整个生态池1内均匀布水，避免污水分布不均，可提高对污水中有机物的降解效率。

可选地，曝气装置2还包括曝气风机，曝气风机与曝气管连接，曝气风机适于间歇启停以控制曝气管间歇向生态池1中曝气。在为生态池1中的水生生物提供充足氧气的同时，曝气风机间歇启停能够节约电耗，降低运行成本。

可选地，曝气管为1-3根，且沿生态池1长度方向设置在生态池1的底部中间位置。可选地，曝气管为TPU材质的软管，当然，曝气管也可以由其他材质制成，本实施例对此不做限制；可选地，曝气管的管径大小为40-60mm；优选地，曝气管的管径大小为50mm，当然，曝气管的管径大小也可以根据实际进行调整，对此不做限定。

可选地，该生态系统还包括VFG填料4，VFG填料4为多块，且沿生态池1的长度方向间隔排布设置在生态池1内。通过设置的VFG填料4可为水生生物新陈代谢提供附着点，并且通过间隔设置的多块VFG填料4，相比于整层铺设VFG填料4，能够在有效地保证为水生生物新陈代谢提供附着点的同时，极大程度地降低材料成本，减少VFG填料4占用的空间，提高生态池1的有效容积。

可选地，本实施例中，布水管路3位于生态池1的中间位置，VFG填料4至少为两排，且分布在布水管路3的两侧。可选地，每排VFG填料4包括三块等间距排布设置的VFG填料块。

可选地，VFG填料4的材质为PVC材质，也可以是其他材质；可选地，VFG填料4的规格尺寸为长550-650mm、高80-120mm、波高20-30mm；优选地，VFG填料4的规格尺寸长600mm、高100mm、波高25mm。当然，VFG填料4的规格尺寸也可以根据实际需要进行调整，本实施例对此不做限定。

可选地，生态池1中设置有用于安装VFG填料4的固定框架，固定框架可以连接固定在生态池1的内壁上，或者也可以采用密度较大的金属材质制成直接置于生态池1内。VFG填料4堆叠安装在固定框架内，固定框架可对VFG填料4进行固定，防止生态池1中的污水在流动过程中造成VFG填料4的位置发生变化，提高VFG填料4放置的稳定性。

可选地，固定框架也可以采用塑料材质，通过连接件安装固定在生态池1的底壁或者侧壁上，当然，固定框架也可以为其他材质制成，本实施例对此不做限定。

可选地，水生生物包括水生植物，生态系统还包括光照装置，适于为生态池1内的水生植物提供光照条件。可选地，光照装置为设置在生态池1上部的光照灯；光照装置能够为生态池1中的水生植物如藻类的光合作用提供充足的光能。

可选地，水生生物包括海藻、菌类、轮虫、鱼、虾中的一种或多种组合。可选地，水生生物的数量根据有机污染物的浓度确定。

优选地，本实施例中，水生生物包括海藻、菌类、轮虫、鱼、虾这五种组合。

通过在生态池1中养殖水生生物，并为其提供流动水域，通过设置曝气管、光照等为水生生物的生长、繁殖提供必要的条件，水生生物协同合作共同完成有机污染物的降解。本生态系统完全遵守自然法则，采用生物降解方式、多物种协作形成小的海水生态圈，水生生物在系统稳定时，生长及死亡均遵守自然规则。另外，由于生态池1兼顾海水养殖功能，污水中的有机物为生态池1中水生生物提供了有机营养，所得海产品收入可完全覆盖运行成本，降低了实际养殖所需运行成本。

可选地，本实施例中的生态系统可应用于污水处理，污水处理包括如下步骤：

对待通入到生态池1中的污水进行预处理；

在检测到污水中的COD负荷低于设定值时，将污水通入至生态池1中，并与生态池1中的生态池水进行混合；控制曝气装置2间歇启停，以向生态池1内间歇供氧。

将实施例中的生态系统应用于污水处理，可对含低浓度有机物高盐污水中的有机物进行降解，使出水COD稳定达标，同时减少后续的膜浓缩或蒸发结晶工艺的预处理成本。

可选地，在上述污水处理步骤中，污水中的COD负荷的设定值为10g/(m².d)，当污水中的COD负荷小于10g/(m².d)时，再通入至生态池1中，可有效地避免因污水中的COD负荷过高，而阻碍生态系统向良性循环的方向发展。

可选地，在本实施例中，对待通入到生态池1中的污水进行预处理具体包括如下步骤：

①将废水通入调节池中均衡水量和水质，可选地，调节池中设有潜水泵Q＝5m³/h，H＝10m，调节池设置的有效容积为88m³，在调节池中停留时间为28-30小时；

②将调节池的出水均匀通入一级气浮池，通过加药去除废水中的部分COD、TP、SS，然后通入生化池，生化池的进水水质要求TCOD：TN＞4；

③在生化池中，活性污泥浓度为6000-8000mg/L，停留时间控制在22.5天内，同步降解COD、氨氮、硝酸盐氮和总磷，生化池出水通入二级气浮池内；

④在二级气浮池内加药去除污水中剩余的SS、COD、TP，二级气浮池出水通入生态池1中。

可选地，在本实施例中，COD负载低于10g/(m².d)时，将污水通入至生态池1中；生态池1可将废水中COD浓度稳定降解至10mg/L以下。

可选地，在生态池1对污水中的有机物进行降解后，通过经砂滤去除SS，然后进入膜系统，回收部分膜浓缩液中的盐分作为生产原料后，剩余部分膜浓缩液进行蒸发结晶浓缩，所得冷凝水回用，最终母液和杂盐外运处理。

本实施例中，在进水COD负荷小于10g/(m².d)时，可将废水中COD稳定降解至10mg/L以下，有效预防后续用膜系统脱盐过程的膜污染问题以及蒸发结晶系统脱盐时的结垢及聚合结焦等问题，同时大大降低污水处理的投资和运行成本。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种用于降解污水中有机物的生态系统，其特征在于，包括：

生态池(1)，其上设有污水进口(11)和溢流口(12)，且所述溢流口(12)的高度低于污水进口(11)的高度；

水生生物，设置于所述生态池(1)内，适于对进入生态池(1)内的污水中的有机物进行降解吸附；

曝气装置(2)，包括设置于所述生态池(1)内的曝气管，所述曝气管适于向生态池(1)内供氧；

布水管路(3)，一端与所述生态池(1)的污水进口(11)连通，另一端向靠近所述溢流口(12)的方向延伸，适于向所述生态池(1)内布水。

2.根据权利要求1所述的用于降解污水中有机物的生态系统，其特征在于，所述生态池(1)包括底壁以及连接在底壁相对两侧的第一侧壁和第二侧壁；

所述污水进口(11)和溢流口(12)分别设置在所述第一侧壁和第二侧壁上，且所述第一侧壁和第二侧壁分别自与所述底壁的连接处逐渐向外倾斜设置。

3.根据权利要求2所述的用于降解污水中有机物的生态系统，其特征在于，所述生态池(1)为长条形水池，所述第一侧壁和第二侧壁沿宽度方向设置；

所述生态池(1)还包括沿长度方向设置的第三侧壁和第四侧壁，所述第三侧壁和第四侧壁分别自与底壁的连接处逐渐向外倾斜设置；

所述第一侧壁、第二侧壁以及第三侧壁和第四侧壁相对于水平面的倾斜角度分别为30°-60°。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的用于降解污水中有机物的生态系统，其特征在于，所述曝气装置(2)还包括：

曝气风机，与所述曝气管连接，所述曝气风机适于间歇启停以控制所述曝气管间歇向所述生态池(1)中曝气。

5.根据权利要求1-3任一项所述的用于降解污水中有机物的生态系统，其特征在于，所述曝气管为1-3根，且沿所述生态池(1)长度方向设置在生态池(1)的底部中间位置。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的用于降解污水中有机物的生态系统，其特征在于，还包括：

VFG填料(4)，所述VFG填料(4)为多块，且沿所述生态池(1)的长度方向间隔排布设置在生态池(1)内。

7.根据权利要求6所述的用于降解污水中有机物的生态系统，其特征在于，所述布水管路(3)位于所述生态池(1)的中间位置，所述VFG填料(4)至少为两排，且分布在所述布水管路(3)的两侧。

8.根据权利要求1-3中任一项所述的用于降解污水中有机物的生态系统，其特征在于，所述水生生物包括水生植物，所述生态系统还包括：

光照装置，适于为所述生态池(1)内的水生植物提供光照条件。

9.根据权利要求1-3中任一项所述的用于降解污水中有机物的生态系统，其特征在于，所述水生生物包括海藻、菌类、轮虫、鱼、虾中的一种或多种组合。

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