一种微藻类生态法去除装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种微藻类生态法去除装置，包括封闭式的反应池，所述反应池自下至上用密布有孔洞的挡板分割为1#区、2#区和3#区；1#区侧壁设有进水口，进水口接环形管，环形管分布于1#区内，环形管的末端封闭、管壁密布出水孔；3#区侧壁设有出水口；反应池底部设有曝气系统，该装置采用特殊的填料技术，构造出有利于硝化菌等好氧有益微生物生长的环境。本微藻类生态法去除装置占地面积小，管理简单，节约能耗，实现了水体就地净化处理、高效处理的目的。采用本微藻类生态法去除装置净化水体的同时，无污泥产生，无化学添加，不造成二次污染。
【专利说明】一种微藻类生态法去除装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于水处理【技术领域】，特别涉及一种微藻类生态法去除装置。
【背景技术】
[0002]近年来，水体的富营养化程度不断加重，微藻类大量繁殖形成“水华”和“赤潮”，水体的溶解氧含量降低，使得水中耗氧生物窒息而死，水质变坏。含微藻水作为水源水体不仅对制水工艺、药耗以及构筑物池壁会产生极不利影响，而且对水质也会产生严重影响。“水华”中占优势的一些蓝藻会产生毒性较强的微囊藻毒素，对人体的健康构成严重的威胁。因此，水体中微藻类去除已经成为水处理中急需解决的问题。
[0003]藻类的大量繁殖主要是由于水体中氮、磷浓度超标，因此控制水体“水华”、“赤潮”的发生，最有效的措施就是去除或利用水中过剩的氮、磷，使得水体的氮、磷浓度降到引起水体富营养化极限浓度以下，从根本上解决水体富营养化的问题。
[0004]目前在水处理中，处理微藻的方法可以归纳为物理法、化学法及生物法。生物法是利用与微藻相关的生物及其分泌物来控制微藻的方法，主要可分为大型藻抑制微藻、菌类抑制微藻、病毒抑制微藻、高等植物抑制微藻以及生态方法抑制微藻。生物法控制微藻生长，相对于物理方法和化学方法抑藻，对环境的危害更少，是一种环境友好的抑制微藻的方法。
[0005]生态抑藻主要是利用水生环境中各生物之间的食物链关系或营养源竞争来控制藻类生长。而细菌、病毒的抑藻一般是在微藻大量繁殖后，通过其分泌抑藻物质来控制藻类，一般表现为水体中藻类大量繁殖产生的水华或赤潮现象突然消失，因此水华和赤潮过后，水体里都会存在抑藻菌株或病毒。而生态抑藻则是通过其他生物的营养竞争和食物链中的浮游动物等来控制藻类，使之不成为水体中的优势种群，从而避免水华或赤潮的产生。
【发明内容】
[0006]本实用新型的目的在于提供一种微藻类生态法去除装置。
[0007]本实用新型所采取的技术方案是:
[0008]一种微藻类生态法去除装置，包括封闭式的反应池，所述反应池自下至上用密布有孔洞的挡板分割为1#区、2#区和3#区；1#区侧壁设有进水口，进水口接环形管，环形管分布于1#区内，环形管的末端封闭、管壁密布出水孔；3#区侧壁设有出水口 ；反应池底部设有曝气系统；
[0009]所述反应池内设有生物填料，包括花瓣状填料、生物悬浮球填料、YDT型弹性立体填料、螺旋条状填料和螺纹沟渠球形体填料。
[0010]优选的，所述1#区内设有花瓣状填料、生物悬浮球填料和螺纹沟渠球形体填料，2#区内设有花瓣状填料、YDT型弹性立体填料和螺旋条状填料，3#区内设有螺纹沟渠球形体填料和螺旋条状填料。
[0011]优选的，1#区内花瓣状填料、生物悬浮球填料和螺纹沟渠球形体填料的体积比为2?4:1:4?6 ;2#区内花瓣状填料、YDT型弹性立体填料和螺旋条状填料的体积比为1:3?5:3?4 ;3#区内螺纹沟渠球形体填料和螺旋条状填料的体积比为5?7:1。
[0012]优选的，1#区、2#区和3#区的体积比为3?5:2?4:1。
[0013]优选的，1#区、2#区间挡板的孔径大小为3?5mm ；2#区、3#区间挡板的孔径大小为 0.1 ?Imnin
[0014]优选的，所述曝气系统为微气泡曝气系统，通过变频鼓风机进行供气。
[0015]优选的，所述曝气系统的曝气管管壁上密布有圆孔，圆孔直径为2?5mm。
[0016]本实用新型的有益效果是:
[0017]本实用新型装置采用特殊的填料技术，并控制暗光条件，构造出有利于硝化菌等好氧有益微生物生长的环境，采用“在线筛选、在线培养有益生物，在线处理水体”的方法，构建微型生态系统，消化水体中的污染物，从根本上消除微藻类生长的营养基础，抑制微藻生长，从而达到水质改善、无害化治理的目的。
[0018]本微藻类生态法去除装置占地面积小，管理简单，节约能耗，实现了水体就地净化处理、高效处理的目的。
[0019]采用本微藻类生态法去除装置净化水体的同时，无污泥产生，无化学添加，不造成二次污染。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为微藻类生态法去除装置的示意图。
[0021]图2为螺旋条状填料的结构示意图。
[0022]图3为螺纹沟渠球形体填料的结构示意图。
【具体实施方式】
[0023]如图1所示，本实用新型微藻类生态法去除装置包括封闭式的反应池(1)，所述反应池自下至上用密布有孔洞的挡板(8)分割为1#区(2)、2#区(3)和3#区(4) ；1#区侧壁设有进水口(5)，进水口接环形管(6)，环形管分布于1#区内，环形管的末端封闭、管壁密布出水孔;3#区侧壁设有出水口(7);反应池底部设有曝气系统(10)。水体自进水口、环形管进入该装置，水体通过挡板的孔洞自下而上依次溢流至1#区、2#区和3#区，完成处理后，由出水口排出。
[0024]水体通过环形管出水，出水更加均匀，与填料的接触更加充分，克服了直接进水情况下水流速度过快，易破坏填料挂膜的缺点。
[0025]所述反应池内设有生物填料(9)，包括花瓣状填料、生物悬浮球填料、螺纹沟渠球形体填料、YDT型弹性立体填料和螺旋条状填料。
[0026]花瓣状填料(一种新型生物填料及其制作方法，申请号201110385624.6):花瓣状填料比较面积较大，有利于具有脱氮作用的固氮弧菌属、类硝化螺菌的生长，进行硝化反应，将水体中的氮转换成硝酸氮。
[0027]生物悬浮球填料:该填料具有较大的内部空间，可使气液在空腔内循环混合，利于水气的充分接触融合，当优势菌种进入到生物悬浮球填料的空腔内时，其高氧环境容易使菌种迅速繁殖而形成种群优势。
[0028]YDT型弹性立体填料:该填料为绒毛状，每个单独填料绒毛数约100?200，长约40?50cm。YDT型弹性立体填料有利于具有脱氮作用的反硝化生丝微菌属的生长，将硝酸氮转换成氮气。
[0029]上述三种填料可通过商业渠道购买获得，或可自主生产加工。
[0030]螺纹沟渠球形体填料:如图2所示，该填料与常规花瓣状填料不同，包括由若干连续且收缩卷曲的卷边11构成的球状本体,所述球状本体从中部向四周放射延伸,所述卷边11的表面密布有沟渠12。卷边11表面密布的沟渠12极大的增加了填料表面的粗糙度，有利于截留环境中的有益生物，并在稳定附着在表面形成生物膜，即使在外界介质的冲刷下生物膜也不容易脱落，同时众多的沟渠增加了填料的比表面积，增加填料中生物附着量，提高了处理效率。该填料球状本体的比表面积达6?8X 10_2m2/g，较常规花瓣状填料增加了40% ?50%。
[0031 ] 螺旋条状填料:如图3所示，该填料包括成弯曲条状的填料本体，所述填料本体包括呈连续“S”型的褶皱，所述褶皱的每个褶曲13围成供流体进入的半封闭空间，所述褶皱的表面形成微生物附着面，同时在填料内形成间隔的多个厌氧、缺氧、好氧区，可促进菌群高效稳定运作。更优化的，所述每个褶曲13的内表面及外表面均密布设有沟渠14，沟渠14的存在极大增加了填料本体的表面粗糙度，有利于截流水体环境中的有益生物，并且使得有益生物得以稳定附着在表面形成生物膜，即使在水流的冲刷下生物膜也不容易脱落导致水质受影响。同时众多的沟渠14增加了填料的比表面积，从而增加填料中有益生物的附着量，提高处理效率。填料本体的比表面积达10?15X 10_2m2/g，较螺纹沟渠球形体填料增加了 10%?15%。当水流流经褶曲13时，在褶曲13围成的半封闭空间内打转而形成漩涡，并且与水、气充分混合，有效的提高了水和气体的利用率，提高处理效率。同时，弯曲条状的填料本体在散装堆填时，其弯曲与褶皱相互叠合，形成稳固的一体，在快速或大水量的冲击下时，不易形成翻滚，可有效保护填料表面附着的生物膜，确保生物膜的稳定性。
[0032]本实用新型采用上述特别的生物填料，通过特殊的沟壑构造，形成多条弯曲水流，增加水、气和填料的接触时间，在填料表面迅速附着培养有益的生物群落，形成种群优势，达到快速高效降解水体中污染物的目的，并提高抗冲击的能力和水体处理能力。
[0033]优选的，所述1#区内设有花瓣状填料、生物悬浮球填料和螺纹沟渠球形体填料，2#区内设有花瓣状填料、YDT型弹性立体填料和螺旋条状填料，3#区内设有螺纹沟渠球形体填料和螺旋条状填料。更优选的，1#区内花瓣状填料、生物悬浮球填料和螺纹沟渠球形体填料的体积比为2?4:1:4?6，2#区内花瓣状填料、YDT型弹性立体填料和螺旋条状填料的体积比为1:3?5:3?4，3#区内螺纹沟渠球形体填料和螺旋条状填料的体积比为5?7:1。
[0034]优选的，1#区、2#区和3#区的体积比为3?5:2?4:1。
[0035]优选的，所述曝气系统为微气泡曝气系统，通过变频鼓风机进行供气。所述曝气系统的曝气管管壁上密布有孔隙，空隙直径为2?5_。本装置利用曝气系统进行底部集中曝气，结合挡板孔径的大小，控制各区溶解氧的变化，装置内自下至上1#区的溶解氧含量最高，3#区的溶解氧含量最低，从而有效抑制厌氧微生物及病菌的生存、促进好氧微生物迅速生长、控制微生物种群结构及防止水质恶化。
[0036]通过挡板的孔径大小来控制各分区的气泡大小及水体在各区域停留处理的时间，优选的，1#区、2#区间挡板的孔径大小为3?5mm ；2#区、3#区间挡板的孔径大小为0.1?Imm0
[0037]该装置采用密闭系统，仅预留水进出口、出水口，与外部空间连接、连通，确保内部处于暗光状态，装置内光线强度低于300 Iux0水体处理过程中，通过控制暗光条件，在装置的有限空间内，1#、2#、3#三个区域内的填料表面迅速附着富集了高级、中级及低级的生物群，形成完整的微型生态系统:1#区附着的生物以微生物群落为主，对污水中易降解的污染物进行快速降解以及将大分子降解成小分子物质；2#区附着的生物以细小动物为主，主要对微生物的排泄物、尸体及部分难降解物质进一步降解;3#区附着的生物以小动物为主，可对前两个区域产生的微生物或细小动物的尸体进行吞噬，同时对难降解的物质进行再次分解，达到净化水质和气体的目的。
[0038]综上所述，本实用新型装置采用特殊的填料技术，并控制暗光条件，构造出有利于硝化菌等好氧有益微生物生长的环境，采用“在线筛选、在线培养有益微生物，在线处理水体”的方法，构建微型生态系统，消化水体中的污染物，从根本上消除微藻类生长的营养基础，抑制微藻的生长，从而达到水体无害化治理、水质改善的目的。
[0039]下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型内容。
[0040]实施例1
[0041](I)工艺参数如下:
[0042]微藻类生态法去除装置1#区、2#区和3#区的体积比为3:4:1。
[0043]1#区:花瓣状填料、生物悬浮球填料和螺纹沟渠球形体填料的体积比=3:1:5 ;
[0044]2#区:花瓣状填料、YDT型弹性立体填料和螺旋条状填料的体积比=1:4:4 ;
[0045]3#区:螺纹沟渠球形体填料和螺旋条状填料的体积比=6:1。
[0046]1#区、2#区间挡板孔径为4mm ；
[0047]2#区、3#区间挡板孔径为1_。
[0048]曝气系统的曝气管管壁圆孔直径为2mm。
[0049]填料容积:共2m3。
[0050]处理温度:26.5 °C。
[0051]光线强度低于300 lux。
[0052]水体处理总量:0.25m3/h。
[0053]水体停留时间:8h。
[0054](2)处理结果如下:
[0055]进水浓度:C0D:108mg/L ；TN:12.5mg/L ；TP:5.28mg/L ；TSS:85mg/L ;微型藻细胞浓度:450 X 15 个/L。
[0056]出水浓度:C0D:13.7mg/L ；TN:2.66mg/L ；TP:0.301mg/L ；TSS:12mg/L ;微型藻细胞浓度:8.5 X 15个/L。
[0057]实施例2
[0058](I)工艺参数如下:
[0059]微藻类生态法去除装置1#区、2#区和3#区的体积比为3:2:1。
[0060]1#区:花瓣状填料、生物悬浮球填料和螺纹沟渠球形体填料的体积比=2:1:4 ;[0061 ] 2#区:花瓣状填料、YDT型弹性立体填料和螺旋条状填料的体积比=1:3:3 ;
[0062]3#区:螺纹沟渠球形体填料和螺旋条状填料的体积比=5:1。
[0063]1#区、2#区间挡板孔径为3mm ;
[0064]2#区、3#区间挡板孔径为0.5mm。
[0065]曝气系统的曝气管管壁圆孔直径为4mm。
[0066]填料容积:共2m3。
[0067]处理温度:28.7 °C。
[0068]光线强度低于300 lux。
[0069]水体处理总量:0.33m3/h。
[0070]水体停留时间:6 h。
[0071](2)处理结果如下:
[0072]进水浓度:C0D:174mg/L ；TN:18.0mg/L ；TP:9.06mg/L ；TSS:72mg/L ;微型藻细胞浓度:620 X 15 个/L。
[0073]出水浓度:C0D:16.6mg/L ；TN:2.59mg/L ；TP:0.247mg/L ；TSS:15mg/L ;微型藻细胞浓度:9.1 X 15个/L。
[0074]实施例3
[0075](I)工艺参数如下:
[0076]微藻类生态法去除装置1#区、2#区和3#区的体积比为5:4:1。
[0077]1#区:花瓣状填料、生物悬浮球填料和螺纹沟渠球形体填料的体积比=4:1:6 ;
[0078]2#区:花瓣状填料、YDT型弹性立体填料和螺旋条状填料的体积比=1:5:4 ;
[0079]3#区:螺纹沟渠球形体填料和螺旋条状填料的体积比=7:1。
[0080]1#区、2#区间挡板孔径为5_ ；
[0081]2#区、3#区间挡板孔径为0.1_。
[0082]曝气系统的曝气管管壁圆孔直径为5mm。
[0083]填料容积:共2m3。
[0084]处理温度:29.6 °C。
[0085]光线强度低于300 lux。
[0086]水体处理总量:0.4m3/h。
[0087]水体停留时间:5h。
[0088](2)处理结果如下:
[0089]进水浓度:C0D:141mg/L ；TN:16.2mg/L ；TP:6.83mg/L ；TSS:68mg/L ;微型藻细胞浓度:570 X 15 个/L。
[0090]出水浓度:C0D:18.5mg/L ;TN:1.88mg/L ；TP:0.177mg/L ；TSS:9mg/L ;微型藻细胞浓度:9.6 X 15 个/L。
[0091]水体排出后，分别自1#区、2#区和3#区中的不同位置随机取10个填料，显微镜下分析附着其上的生物群落，镜检发现，1#区附着有大量以聚磷菌、硝化菌为主的微生物;2#区附着有大量的钟虫、熊虫等细小生物;3#区附着有大量卤虫、多足纲幼虫等小动物。
【权利要求】
1.一种微藻类生态法去除装置，包括封闭式的反应池，所述反应池自下至上用密布有孔洞的挡板分割为1#区、2#区和3#区；1#区侧壁设有进水口，进水口接环形管，环形管分布于1#区内，环形管的末端封闭、管壁密布出水孔；3#区侧壁设有出水口 ；反应池底部设有曝气系统； 所述反应池内设有生物填料，包括花瓣状填料、生物悬浮球填料、YDT型弹性立体填料、螺旋条状填料和螺纹沟渠球形体填料。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于:所述1#区内设有花瓣状填料、生物悬浮球填料和螺纹沟渠球形体填料，2#区内设有花瓣状填料、YDT型弹性立体填料和螺旋条状填料，3#区内设有螺纹沟渠球形体填料和螺旋条状填料。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于:1#区内花瓣状填料、生物悬浮球填料和螺纹沟渠球形体填料的体积比为2?4:1:4?6 ;2#区内花瓣状填料、YDT型弹性立体填料和螺旋条状填料的体积比为1:3?5:3?4 ;3#区内螺纹沟渠球形体填料和螺旋条状填料的体积比为5?7:1。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于:1#区、2#区和3#区的体积比为3?5:2 ?4:1。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于:1#区、2#区间挡板的孔径大小为3?5_;2#区、3#区间挡板的孔径大小为0.1?1mm。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于:所述曝气系统为微气泡曝气系统，通过变频鼓风机进行供气。
7.根据权利要求1或6所述的装置，其特征在于:所述曝气系统的曝气管管壁上密布有圆孔，圆孔直径为2?5mm。
【文档编号】C02F3/10GK204079586SQ201420158661
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年4月2日 优先权日:2014年4月2日
【发明者】黄金洲, 林荣斌, 胡元成, 黄运鹏, 王利荣, 刘小苑 申请人:广州市赛特检测有限公司