开放式水体净化装置的制作方法

本发明涉及一种水体净化装置，具体是一种开放式水体净化装置。

背景技术：

目前大中型城市和工矿企业都已建设了规范、技术成熟的污水处理设施，污水通过专用收集管网输入污水处理站进行集中处理，实施达标排放。但仍存在一些没有建立收集管网地区，如中小集镇居民小区、新农村及城乡结合部、还有些没有工业污水处理设施的工业企业，上述区域生活污水普遍存在经三级化粪池简单处理后排入环境水体，这种只经化粪池处理的生活污水难以达到国规定的排放标准。对水环境造成了不同程度上污染。还有一些水体相对静止池塘、湖泊及运河水网，伴随人类活动对水体污染源的增多，水体富营养化日趋严重。针对这些被污染的水体需要研发一种净化方法及装置，以减缓环境水体的污染进程。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决上述环境水体的污染问题，开发出一种开放式水体净化方法和装置，对上述排向环境水体的生活污水进行度开放性处理，减轻水环境污染程度，保护环境水体。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：

一种开放式水体净化装置，包括污水排出管、固体垃圾过滤器、集水池、防堵滤网、潜水泵、压力水连接管、多喷嘴辐向射流曝气器、曝气器支架、空气进入管、软性半环形倒椎体导流板、倒椎体导流板浮体；

所述潜水泵和多喷嘴辐向射流曝气器，借助压力水连接管组合成整体，通过曝气器支架安装集水池底部；

所述多喷嘴辐向射流曝气器外喷嘴外的水束喷射示意线外侧、布设了软性半环形倒椎体导流板、导流板上沿挂装椎体板浮体；

所述软性半环形倒椎体导流板内外的泥层中装设了微生物着床填料串和种植了生态水草作为微生物附着物，生态水草通过根系固着在泥层上；

所述多喷嘴辐向射流曝气器包括内层压力水分配腔体、外层气腔、内喷嘴和外混合流体喷嘴；内层压力水分配腔体嵌套安装在外层气腔中；外层气腔顶面设有曝气器进气管，多个外喷嘴以曝气方向辐射状环绕安装在外层气腔环形器壁上；内层压力水分配腔体一侧设有压力水连接管，多个内喷嘴以曝气方向辐射状环绕安装在内层压力水分配腔体环形器壁上；各个内喷嘴的中心轴线与外喷嘴的中心轴线重合；曝气器进气管的气体入口与外层气腔连接、压力水连接管与内层压力水分配腔体连接；

所述内层压力水分配腔体和外层气腔焊接于共用底板上，内层压力水分配腔体顶端设置了下凹的上封板。

所述微生物着床填料串底部挂装固定重锤、顶端系挂了浮子、中部主绳上绞装有多个纤维串组成的填料

本发明的有益效果在于：

利用进水过程水压势能为动力进行曝气充氧，充分利用了水压势能，提高了能源利用率。借助于软性半环形倒椎体导流板阻挡、导流迫使水流改变流动方向，延长了水体在曝气区内停留时间，促进有机污染物质、微生物和溶解氧三者之间反复接触、强化了吸附降解效果；借助填料串上有机纤维和生态水草巨大表面积附生大量微生物群落，在高溶解氧的水体环境中有机污染物被微生物所吸附降解，同时微生物群落也发生对数级增长，去污能力进一步提升。辐射向射流曝气束流营造的射流效应造就了水体及活性污泥超常规动态循环，促使生化反应过程的传质速率大幅度提升，从而提高了生化反应效率。本发明能处理直接排入环境水体的污水。修复被污染的环境水体。

曝气区无穷的微气泡与水体接触的巨大界面促使氧气溶入水体，造就水体充满超保饱和的溶解氧，加上气泡上浮动力和水流喷射、卷吸、翻腾形成了水体强劲动态循环动力，促进了生化反应过程传质速率提高。

射流曝气器辐向喷射水流动能卷吸了底部沉泥，使沉积泥渣随水流翻腾升流，泥渣中水解微生物快速增殖，将可溶性有机颗粒分解，大分子有机体分解成小分子态，污水的可生化性提高。经射流曝气空气转化成无数的微小气泡随水流翻腾向上升，将氧溶入水体。在气水混合流体升流过程中水流翻腾不断改变了垂直升流轨迹，延长了有机质与活性泥渣接触时间、增加与生物膜碰触机会。超密度的微生物、超浓浓度的溶解氧、超常规的动态循环，造就了高强度的水体生化反应，还能对含氮污染物产生消化反应。通过停止曝气，进行静止沉淀，泥渣下沉同时发生反硝化反应，氮气逸出水面，反硝化也消耗了部分碳源。高密度气泡升流和射流器喷射动能促进了水体卷吸、翻腾，强化了动态循环，提高了生化反应的传质速率，使生化反应效率大幅度提高。本发明主曝气区设在污水入口，利用河道部分水体充当曝气区，不占用土地，同时省略了建设生化处理设施基建费用。

附图说明

图1为开放式水体净化装置主视图。

图2为开放式水体净化装置俯视图。

图3为多喷嘴辐向射流曝气器主视图。

图4为多喷嘴辐向射流曝气器俯视图。

具体实施方案

一种开放式水体净化装置，包括污水排出管1、固体垃圾过滤器2、集水池3、防堵滤网4、潜水泵5、压力水连接管6、多喷嘴辐向射流曝气器7、曝气器支架8、空气进入管9、软性半环形倒椎体导流板14、倒椎体导流板浮体23；

所述潜水泵5和多喷嘴辐向射流曝气器7，借助压力水连接管6组合成整体，通过曝气器支架8安装集水池3底部；

所述多喷嘴辐向射流曝气器7外喷嘴13外的水束喷射示意线15外侧、布设了软性半环形倒椎体导流板14、导流板上沿挂装椎体板浮体23；

所述软性半环形倒椎体导流板14内外的泥层20中装设了微生物着床填料串27和种植了生态水草21作为微生物附着物，生态水草21通过根系26固着在泥层20上；

所述多喷嘴辐向射流曝气器7包括内层压力水分配腔体10、外层气腔11、内喷嘴12和外混合流体喷嘴13；内层压力水分配腔体10嵌套安装在外层气腔11中；外层气腔顶面设有曝气器进气管9，多个外喷嘴13以曝气方向辐射状环绕安装在外层气腔环形器壁上；内层压力水分配腔体10一侧设有压力水连接管6，多个内喷嘴12以曝气方向辐射状环绕安装在内层压力水分配腔体10环形器壁上；各个内喷嘴的中心轴线与外喷嘴的中心轴线重合；曝气器进气管9的气体入口与外层气腔11连接、压力水连接管6与内层压力水分配腔体10连接；

所述内层压力水分配腔体10和外层气腔11焊接于共用底板29上，内层压力水分配腔体10顶端设置了下凹的上封板28。

所述微生物着床填料串27底部挂装固定重锤18、顶端系挂了浮子17、中部主绳上绞装有多个纤维串组成的填料19

工作原理及过程：

污水从污水排出管1流入经固体垃圾过滤2流进集水池3内，集水池3是一个比河道稍深平底水泥池，用于安装潜水泵1和多喷嘴辐向射流曝气器7，当启动潜水泵5、水体被加压注入能量，经压力水连接管6注入压力水分配腔体10内，水束从内喷嘴12高速喷出，射流吸附效应将周边的空气卷吸至水束内被水束动能切割搅拌转化成无数微气泡，水束流和空气转化成了气水混合流体，再度从外混合流体喷嘴13喷射出去。由于大量空气被抽走，外层气腔11内形成负气压，在气压差驱动下，大气从曝气器进气管9源源不断注入。从外混合流体喷嘴13喷射出气水混合流体束流从具有一定的冲刷能量，打破了池底沉泥的静态效应。喷嘴口的流体构成了强劲冲刷流、无数微气泡浮升力构成气提功能，加上流体卷吸回流现象的综合力作用下，组成了反应器内部水体强劲动态循环，使大量将要逸出水面的气泡又反复被卷入水体中，延长了气泡在水体中停留时间。促进了污水中有机质与活性污泥、溶解氧接触机会。强化了生化反应过程的传质速率，促使污水生化降解功能有了新的提高。

外混合流体喷嘴13是一个介于环形与半环形之间的喷嘴群，辐向喷射水束15射流引吸效应，造成多喷嘴辐向射流曝气器7中心区水位比软性半环形倒椎体导流板14上沿区域水位要低一些，形成了该区域表层水流向射流曝气器7中心区回流，下部通过潜水泵5、射流曝气器7离心束流和被该速流群所引射离心水流与上述表层向心水流构成水体大循环，经曝气区生化处理带有生物膜泥浆水体，伴随着污水排量增加逐渐向软性半环形倒椎体导流板14上沿口外扩散，当水体离开曝气区后逐渐平静下来，经曝气的水体具备絮凝沉淀功能，活性污泥沉下水底，清水向河道水体扩散，软性半环形倒椎体导流板14上沿口河流主水体是同曝气区水体连接在一起的，曝气过程内外水体相互流动，曝气区溶解氧高、微生物多的水体不断向外扩散，将活性污泥中微生物、溶解氧也同水体一并向外扩散，有利于外部水体溶解氧含量提高、有益微生物的增多，促进水体自身净化功能提高。半环形倒椎体导流板14设计成软性，填料串27上端设挂装浮子17的目的是河道水面航行船舶经时、它们能自由弯曲、船舶在水面能自由航行。

图1，图2中25为河旱，16是为水体折流示意线，22为水面线。24、地面线。