一种生物针膜水处理系统及水处理方法与流程

本发明涉及水处理领域，具体涉及一种生物针膜水处理系统及水处理方法。

背景技术：

近年来，我国的社会经济得到了迅速发展，城市化和工业化的进程不断加快，人民生活水平不断提高。然而，由于对环境污染的认识不足，使得在城市污水排放总量不断增加的情况下，相应的污水处理设施未能同步增长，城市内河、湖等接纳污染的负荷越来越大，超过了水体的自净能力，导致水体发黑发臭、氮磷超标、富营养化严重，给河流水体造成了严重的危害，因此对水体污染的治理刻不容缓。大型河流有重点监控，污水排放控制比较严格。但是中小型河流由于种种原因监管不够完善，污染问题较为严重，当水体水质急剧恶化或者要对于发黑发臭的中小型河流进行紧急处理的时候，化学法是较好的选择。化学法主要包括化学除藻，絮凝沉淀，重金属的化学固定以及化学消毒，目的在于快速降低河流中的藻类，悬浮物(ss)，重金属，细菌等物质的浓度，改善水体水质。随着技术的发展，利用生物处理水体污染的技术突飞猛进，针对江河湖泊的生物治理方法层出不穷，通过种植水生植物和播撒微生物是目前最为主流的方式，也成为了当下水体修复的重要部分，但是目前微生物通过播散的方式进入水体，在流速的冲击下，不能有效地建立微生物场，使得微生物没有完全发挥出其应该具有的净化功能。以上的方法虽然对水体的治理颇有成效，但对江河湖泊的底泥治理效果甚微。目前所采用的处理技术或者方法出现见效快、周期短、不能达到长效久治的目的。造成这种情况的根本原因在于没有对污染水体的底泥进行有效的治理，尤其是在流量比较大的河道。因此急需一种从水体到底泥一体化，多维度的治理系统，来解决上述技术缺陷。它应具有两大功能：一是能够原位取样和分析、将定制化的微生物制剂或处理药剂靶向注入到底泥污染点，调整底泥的原位有益微生物菌群，提高底泥自净能力，底泥减量；二是在水体中形成生物膜，将水体净化的功能微生物聚集在一起，建立水体净化的生物场，减少水力冲击，增大与水体污染物的接触。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：现有技术中污水处理无法兼顾水体和底泥治理的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种生物针膜水处理系统，包括收集罐、水体检测装置、原位生物培育装置、第一水泵，所述第一水泵的第一端与收集罐之间通过管路连接，且第一水泵与收集罐之间的管路上设置有第三阀门，所述第一水泵的第二端设置有采样投放管，所述收集罐与水体检测装置之间、收集罐与原位生物培育装置的入口之间、原位生物培育装置的出口与第一水泵和第三阀门连接管路之间均通过管路连通，且原位生物培育装置的出口与第一水泵和第三阀门连接管路之间的管路上设置有第四阀门。

优化的，所述采样投放管的端部设置有注射针头，所述注射针头的第一端与采样投放管的端部连通，注射针头的第二端设置尖头。

优化的，所述采样投放管为不锈钢伸缩管。

优化的，所述收集罐与水体检测装置之间的管路上设置有第三水泵。

优化的，所述水体检测装置与第三水泵之间的管路上设置有第一阀门，第三水泵与第一阀门之间的管路与原位生物培育装置的入口之间通过管路连通，且原位生物培育装置的入口处设置有第二阀门。

优化的，所述水体检测装置能够检测cod、bod、总氮、总磷、硫酸盐、ph、氧化还原电位、总细菌、硫酸盐还原菌、铁细菌、腐生菌中的一种或多种指标。

优化的，所述原位生物培育装置包括通过管路依次连通的水分流罐、调质罐、熟化罐，所述水分流罐上设置有原位生物培育装置的入口，熟化罐上设置有原位生物培育装置的出口。

优化的，所述原位生物培育装置的出口与第四阀门之间的管路上设置有储备罐，所述储备罐与原位生物培育装置的出口之间的管路上设置有第二水泵。

优化的，所述水处理系统设置在船或者车上。

本发明还公开一种应用于上述的一种生物针膜水处理系统的水处理方法，包括如下步骤：

a、将水处理系统移至待处理水域附近，将采样投放管放到待处理水域中，使采样投放管的头部进入相应水位或者底泥中；

b、关闭第四阀门，打开第三阀门，开启第一水泵，第一水泵带动采样投放管从水中或者底泥中抽取样品，抽取的样品进入收集罐中存放，抽取结束后关闭第一水泵；

c、收集罐中的样品经管路进入水体检测装置，水体检测装置对样品的cod、bod、总氮、总磷、硫酸盐、ph、氧化还原电位、总细菌、硫酸盐还原菌、铁细菌、腐生菌中的一种或多种指标进行检测；

d、对检测结果进行分析；

e、根据分析结果进行判断，若样品所属位置需投放水处理药剂，则将水处理药剂放置到收集罐中，随后开启第一水泵，第一水泵将收集罐中的水处理药剂通过采样投放管投放到水中或者底泥中；

f、根据分析结果进行判断，若样品所属位置需投放原位生物，则将收集罐中的样品经管路输送至原位生物培育装置中，原位生物培育装置对样品中的原位生物进行培育；

g、原位生物培育完成后，关闭第三阀门，打开第四阀门，并开启第一水泵，第一水泵将原位生物培育装置中的原位生物通过采样投放管投放到水中或者底泥中；

h、投放结束后，关闭第一水泵，并将采样投放管拉出水面，清洗系统的各个部件，回收整个系统。

本发明的有益效果在于：

1.本发明中的水处理系统在实际应用中，首先通过采样投放管从对应水位或者底泥中抽取样品，并通过水体检测装置对样品进行检测分析，以判断样品所属位置的水体或底泥需要投放水处理药剂还是原位生物，若样品所属位置需投放水处理药剂，则将水处理药剂通过采样投放管投放至水体或底泥中，进而形成生物针膜，若样品所属位置需投放原位生物，则将收集罐中的样品经管路输送至原位生物培育装置中，原位生物培育装置对样品中的原位生物进行培育，并通过采样投放管将培育的原位生物投放至水体或底泥中，进而形成生物针膜，能够同时兼顾水体和底泥的全方位治理，能够原位取样和分析、将定制化的微生物制剂或处理药剂靶向注入到底泥污染点，调整底泥的原位有益微生物菌群，提高底泥自净能力，从而使底泥减量，在水体中形成生物膜，将水体净化的功能微生物聚集在一起，建立水体净化的生物场，减少水力冲击，增大与水体污染物的接触，进而使水处理达到最优效果；

2.注射针头的设置便于穿过底泥，进而将水处理药剂定向注入底泥污染点中，调整底泥的原位有益微生物菌群，提高底泥自净能力，从而使底泥减量；

3.不锈钢伸缩管在经常接触污水的环境中不易锈蚀，且操作方便，制造成本较低；

4.第三水泵能够更加顺畅的将样品输送至水体检测装置中；

5.将水体检测装置和原位生物培育装置并联至第三水泵上，便于根据实际需求将样品输送至不同设备中，结构简单，操作方便；

6.水体检测装置能够全方位、多角度地检测样品的质量参数，进而能够真实地反映出样品的污染情况，进而对症下药，使治理效果更好；

7.样品进入水分流罐后，首先将多余的水分或杂质及不需要的微生物、藻类去除，保留的原位生物样品进入调质罐，根据实际需求添加外源的微生物制剂或者营养剂，对原位的微生物进行功能化的驯化，然后将驯化后的生物制剂传送到熟化罐，进行扩增，提高微生物数量和功能；

8.储备罐的作用在于，来自原位生物培育装置的原位生物或者另外添加的水处理药剂可暂存在储备罐中，当需要投入水体或底泥中时，只需将储备罐中的原位生物或水处理药剂投放至水体或底泥中即可；

9.将水处理系统设置在船或者车上，可根据实际治理需求，灵活的将系统移动到待检测治理的水域，使用方便，适用范围较广；

10.本发明公开的一种应用于上述水处理系统的水处理方法能够同时兼顾水体和底泥的全方位治理，能够原位取样和分析、将定制化的微生物制剂或处理药剂靶向注入到底泥污染点，调整底泥的原位有益微生物菌群，提高底泥自净能力，从而使底泥减量，在水体中形成生物膜，将水体净化的功能微生物聚集在一起，建立水体净化的生物场，减少水力冲击，增大与水体污染物的接触，进而使水处理达到最优效果。

附图说明

图1为本发明实施例中一种生物针膜水处理系统的示意图；

其中，收集罐-1、水体检测装置-2、原位生物培育装置-3、储备罐-4、第一水泵-11、采样投放管-12、注射针头-13、第三阀门-14、第三水泵-21、第一阀门-22、第二水泵-31、第二阀门-32、水分流罐-33、调质罐-34、熟化罐-35、第四阀门-36。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细的描述。

在本发明的描述中，需要说明的是，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。

如图1所示，一种生物针膜水处理系统，包括收集罐1、水体检测装置2、原位生物培育装置3、储备罐4、第一水泵11，所述第一水泵11的第一端与收集罐1之间通过管路连接，且第一水泵11与收集罐1之间的管路上设置有第三阀门14，所述第一水泵11的第二端设置有采样投放管12，所述收集罐1与水体检测装置2之间、收集罐1与原位生物培育装置3的入口之间、原位生物培育装置3的出口与第一水泵11和第三阀门14连接管路之间均通过管路连通，且原位生物培育装置3的出口与第一水泵11和第三阀门14连接管路之间的管路上设置有第四阀门36。

所述采样投放管12的端部设置有注射针头13，所述注射针头13的第一端与采样投放管12的端部连通，注射针头13的第二端设置尖头，注射针头13由不锈钢制成，注射针头13的设置便于穿过底泥，进而将水处理药剂定向注入底泥污染点中，调整底泥的原位有益微生物菌群，提高底泥自净能力，从而使底泥减量，本实施例中所述采样投放管12为不锈钢伸缩管，不锈钢伸缩管在经常接触污水的环境中不易锈蚀，且操作方便，制造成本较低。

如图1所示，所述收集罐1与水体检测装置2之间的管路上设置有第三水泵21，第三水泵21能够更加顺畅的将样品输送至水体检测装置2中，所述水体检测装置2与第三水泵21之间的管路上设置有第一阀门22，第三水泵21与第一阀门22之间的管路与原位生物培育装置3的入口之间通过管路连通，且原位生物培育装置3的入口处设置有第二阀门32，将水体检测装置2和原位生物培育装置3并联至第三水泵21上，便于根据实际需求将样品输送至不同设备中，结构简单，操作方便。

本实施例中的水体检测装置2能够检测cod、bod、总氮、总磷、硫酸盐、ph、氧化还原电位、总细菌、硫酸盐还原菌、铁细菌、腐生菌中的一种或多种指标，水体检测装置2能够全方位、多角度地检测样品的质量参数，进而能够真实地反映出样品的污染情况，进而对症下药，使治理效果更好，为检测上述参数，水体检测装置2为多种检测设备，如cod检测仪、bod测试仪、总氮水质自动分析仪等，用户根据实际需求及要检测的项目选取相应的检测设备即可。

如图1所示，所述原位生物培育装置3包括通过管路依次连通的水分流罐33、调质罐34、熟化罐35，所述水分流罐33上设置有原位生物培育装置3的入口，熟化罐35上设置有原位生物培育装置3的出口，样品进入水分流罐33后，首先将多余的水分或杂质及不需要的微生物、藻类去除，对原位生物进行浓缩，保留的原位生物样品进入调质罐34，根据实际需求添加外源的微生物制剂或者营养剂，对原位的微生物进行功能化的驯化，然后将驯化后的生物制剂传送到熟化罐35，熟化罐35中安装有自动控温器，为原位生物的训化、培育提供合适的温度环境，原位生物在熟化罐35中进行扩增，提高微生物数量和功能。

如图1所示，所述原位生物培育装置3的出口与第四阀门36之间的管路上设置有储备罐4，所述储备罐4与原位生物培育装置3的出口之间的管路上设置有第二水泵31，储备罐4的作用在于，来自原位生物培育装置3的原位生物或者另外添加的水处理药剂可暂存在储备罐4中，当需要投入水体或底泥中时，只需将储备罐4中的原位生物或水处理药剂投放至水体或底泥中即可。

本实施例中所述收集罐1、水分流罐33、调质罐34、熟化罐35和储备罐4均为不锈钢罐体，且上述罐体中均安装搅拌器，以对罐中物料进行搅拌，在实际使用过程中，可将本实施例中的水处理系统设置在船或者车上，将水处理系统设置在船或者车上，可根据实际治理需求，灵活的将系统移动到待检测治理的水域，使用方便，适用范围较广。

本发明还公开一种应用于上述的一种生物针膜水处理系统的水处理方法，包括如下步骤：

a、将水处理系统移至待处理水域附近，将采样投放管12放到待处理水域中，使采样投放管12的头部的注射针头13进入相应水位或者插入底泥中；

b、关闭第四阀门36、第二阀门32，打开第三阀门14、第一阀门22，开启第一水泵11，第一水泵11带动采样投放管12从水中或者底泥中抽取样品，抽取的样品进入收集罐1中存放，抽取结束后关闭第一水泵11；

c、关闭第三阀门14，打开第三水泵21，在第三水泵21的作用下，收集罐1中的样品经管路进入水体检测装置2，水体检测装置2对样品的cod、bod、总氮、总磷、硫酸盐、ph、氧化还原电位、总细菌、硫酸盐还原菌、铁细菌、腐生菌中的一种或多种指标进行检测；

d、对检测结果进行分析，主要分析样品被污染的情况，并根据污染情况采取针对性的对策；

e、根据分析结果进行判断，若样品所属位置需投放水处理药剂，则将水处理药剂放置到收集罐1或者储备罐4中，随后打开第三阀门14，开启第一水泵11，第一水泵11将收集罐1中的水处理药剂通过采样投放管12投放到水中或者底泥中，进而形成生物针膜，或者关闭第三阀门14，打开第四阀门36，开启第一水泵11，第一水泵11将储备罐4中的水处理药剂通过采样投放管12投放到水中或者底泥中；

收集罐1、水体检测装置2、原位生物培育装置3、储备罐4、第一水泵11、采样投放管12、注射针头13、第三阀门14、第三水泵21、第一阀门22、第二水泵31、第二阀门32、水分流罐33、调质罐34、熟化罐35、第四阀门36、

f、根据分析结果进行判断，若样品所属位置需投放原位生物，则将收集罐1中的样品经管路输送至原位生物培育装置3中，原位生物培育装置3对样品中的原位生物进行培育，具体的，关闭第一阀门22，打开第二阀门32，开启第三水泵21，样品在第三水泵21的作用下进入水分流罐33，样品进入水分流罐33后，首先将多余的水分或杂质及不需要的微生物、藻类去除，保留的原位生物样品进入调质罐34，根据实际需求添加外源的微生物制剂或者营养剂，对原位的微生物进行功能化的驯化，然后将驯化后的生物制剂传送到熟化罐35，进行扩增，提高微生物数量和功能；

g、原位生物培育完成后，开启第二水泵31，原位生物在第二水泵31的作用下被输送至储备罐4中进行储存，关闭第三阀门14，打开第四阀门36，并开启第一水泵11，第一水泵11将原位生物培育装置3或者储备罐4中的原位生物通过采样投放管12投放到水中或者底泥中，进而形成生物针膜；

h、投放结束后，关闭第一水泵11，并将采样投放管12拉出水面，清洗系统的各个部件，回收整个系统。

本发明中的水处理系统在实际应用中，首先通过采样投放管12从对应水位或者底泥中抽取样品，并通过水体检测装置2对样品进行检测分析，以判断样品所属位置的水体或底泥需要投放水处理药剂还是原位生物，若样品所属位置需投放水处理药剂，则将水处理药剂通过采样投放管12投放至水体或底泥中，进而形成生物针膜，若样品所属位置需投放原位生物，则将收集罐1中的样品经管路输送至原位生物培育装置3中，原位生物培育装置3对样品中的原位生物进行培育，并通过采样投放管12将培育的原位生物投放至水体或底泥中，进而形成生物针膜，能够同时兼顾水体和底泥的全方位治理，能够原位取样和分析、将定制化的微生物制剂或处理药剂靶向注入到底泥污染点，调整底泥的原位有益微生物菌群，提高底泥自净能力，从而使底泥减量，在水体中形成生物膜，将水体净化的功能微生物聚集在一起，建立水体净化的生物场，减少水力冲击，增大与水体污染物的接触，进而使水处理达到最优效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。