CN112940908A - 一种可持续利用的煤化工废水处理池用微生物附着桩 - Google Patents

一种可持续利用的煤化工废水处理池用微生物附着桩 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可持续利用的煤化工废水处理池用微生物附着桩，属于煤化工废水处理领域，一种可持续利用的煤化工废水处理池用微生物附着桩，在本方案正常工作过程中，存放在固着腔内的微生物菌落，吸收营养液生长，随着上述微生物菌落的体积增加，直至穿过渗透孔生长到微生物附着桩主体的外侧生长成较大体积的微生物菌落，在污水冲击下，位于微生物附着桩主体外侧的微生物菌落被冲到污水中进行污水处理工作，而在停止污水处理时，固着腔和微生物生长腔内的微生物菌落处于密闭的环境中，微生物菌落大部份会陷入休眠期，可以实现长时间保持污水处理的微生物群落的活性，不易长时间的工作间断造成污水处理微生物活性降低。

Description

一种可持续利用的煤化工废水处理池用微生物附着桩
技术领域
本发明涉及煤化工废水处理领域，更具体地说，涉及一种可持续利用的 煤化工废水处理池用微生物附着桩。
背景技术
煤化工是指以煤为原料，经化学加工使煤转化为气体、液体和固体燃料 以及化学品的过程。主要包括煤的气化、液化、干馏以及焦油加工和电石乙 炔化工等。煤化学加工过程。煤中有机质的化学结构，是以芳香族为主的稠 环为单元核心，由桥键互相连接，并带有各种官能团的大分子结构，通过热 加工和催化加工，可以使煤转化为各种燃料和化工产品。
煤化工生产的废水包括大量的芳香烃和各类长链有机物，这些有机物直 接排放会导致水体富营养化，爆发蓝藻等自然灾害，因此出于环保的需求， 需将煤化工生产过程产生的废水进行处理后才能排放到自然界中，其中最长 件的处理方法便是微生物处理，首先进行气浮除油，然后进行缺氧-好氧生化 处理，经过多年的处理菌落的选育，已经出现能够同时处理酚类、烷烃类、 芳香烃类、氰类、杂环类、和氨氮类各类型有机物，也同时孕育出活性污泥 技术来增加微生物处理废水的能力。
然而活性污泥技术的核心因素活性污泥需要长时间不间断的处于工作状 态来保持自身的活性，一旦工作状态中断，易出现活性污泥疯长而造成自身 活性下降，影响污水处理效果，甚至因为养分的断供造成活性污泥内的微生 物大量死亡，也对活性污泥的污水处理效果造成影响。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种可持续利用的 煤化工废水处理池用微生物附着桩，可以实现长时间保持污水处理的微生物 群落的活性，不易长时间的工作间断造成污水处理微生物活性降低，不易影 响微生物的整体污水处理效果。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种可持续利用的煤化工废水处理池用微生物附着桩，包括微生物附着 桩主体，所述微生物附着桩主体内开凿有填充腔，所述填充腔的内壁上固定 连接有分隔环，所述填充腔内空间以分隔环为边界被分为补充腔、交换通道、 废料区和固着腔三个部分，所述补充腔和废料区分别位于交换通道和浮球的 上下两侧，所述交换通道连通补充腔和废料区，所述固着腔位于浮球的外侧， 所分隔环上固定连接有与自身相匹配的交换半透膜，所述交换半透膜位于交 换通道内，所述微生物附着桩主体内开凿有微生物生长腔，所述微生物生长 腔套设在补充腔的外侧，所述微生物生长腔内设置有附着金属网络，所述附 着金属网络包括多个弹性金属缚索，多个所述弹性金属缚索的两端分别与微 生物生长腔的内壁固定连接，且相邻所述弹性缚索相互交错编织成网状，所 述微生物生长腔的内壁固定连接有与自身相匹配的附着胶套，所述附着胶套 内埋设有弹性金属网，所述弹性金属网始终具有向外扩张的趋势，使的附着 胶套可以紧贴微生物生长腔的内壁，且微生物生长腔靠近附着胶套的一端贯 穿附着胶套并与微生物生长腔内壁固定连接，所述微生物附着桩主体的侧壁 上开凿有多个与微生物生长腔相匹配的渗透孔，所述渗透孔贯穿微生物附着 桩主体，且连通微生物生长腔与外界空间，所述附着胶套、微生物生长腔与 固着腔和固着腔与交换通道之间的分隔板上均开凿有毛细裂纹，所述毛细裂 纹分别连通附着胶套内外两侧、微生物生长腔与固着腔和固着腔与交换通道， 所述微生物菌落放置在固着腔内，所述填充腔内放置有微生物生长所需的营 养液，所述补充腔的开口端连接有与自身相匹配的密封帽，可以实现长时间 保持污水处理的微生物群落的活性，不易长时间的工作间断造成污水处理微 生物活性降低，不易影响微生物的整体污水处理效果。
进一步的，所述密封帽插接有一对固定钉，所述固定钉的一端贯穿密封 帽并与补充腔内壁固定连接，所述固定钉的外侧套设有压缩弹簧，所述压缩 弹簧的两端分别与补充腔内壁和密封帽固定连接，所述密封帽的侧壁上开凿 有注射孔，在需要向填充腔内注入营养液时，可以将交换半透膜提起，利用 注射器通过注射孔向填充腔内注入营养液，可以通过控制营养液的量来控制 微生物的生长速率，进而控制微生物对污水的处理效果。
进一步的，所述密封帽的上端开凿有把手槽，方便工作人员提起密封帽。
进一步的，所述密封帽与固定钉之间连接有耐磨环，所述耐磨环与密封 帽固定连接，减小密封帽与固定钉之间的磨损，使得密封帽与固定钉之间的 连接不易出现晃动，不易影响密封帽与固定钉的连接效果。
进一步的，所述注射孔内固定连接有多个与自身相匹配的密封胶帘，多 个所述密封胶帘均包括扇形胶片，所述扇形胶片内开凿有弹性空腔，工作人 员在通过注射孔注射营养液时，可以通过扇形胶片的形变使得密封胶帘整体 贴合注射器，增加密封性，使得填充腔内的营养液以及污水处理菌株不易被 感染失效。
进一步的，所述扇形胶片内埋设有与弹性空腔相匹配的强化网，所述强 化网与扇形胶片固定连接，增加扇形胶片整体的强度，使得扇形胶片不易因 过量弹性形变而折断。
进一步的，所述扇形胶片的外壁上固定连接有填充纤维簇，相邻所述填 充纤维簇之间相互缠绕，用于填补相邻扇形胶片之间的间隙，增加密封胶帘 整体的密封性。
进一步的，所述填充纤维簇靠近扇形胶片的一端贯穿扇形胶片并与强化 网固定连接，增加填充纤维簇与扇形胶片之间的连接强度，使填充纤维簇不 易从扇形胶片上脱落。
进一步的，所述填充纤维簇靠近强化网的一端贯穿强化网并延伸至扇形 胶片内，并在扇形胶片内相互纠缠形成多个空间三维立体结构，利用填充纤 维簇的填充增加扇形胶片的强度，使得扇形胶片不易在外力作用下发生过量 形变。
进一步的，所述废料区内放置有多个浮球，多个所述浮球的密度均小于 营养液的密度，有微生物菌落代谢产生的废物落回到营养液中时，会因为自 重逐渐沉积到浮球的地步，浮于营养液表面的浮球可以起到隔离作用，使注 入补充腔和交换通道内的营养液不易激起原有营养液的液面，不易造成上述 代谢废物重新上浮到营养液中，不易造成营养液污染。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
在本方案正常工作过程中，存放在固着腔内的微生物菌落，隔着交换半 透膜吸收交换通道内存放的营养液生长，随着上述微生物菌落的体积增加， 部分微生物菌落会生长到微生物生长腔内，并攀附附着金属网络继续生长， 直至将微生物生长腔填充满，之后微生物菌落继续生长，将附着胶套撑开， 沿附着胶套上开凿的毛细裂纹生长，最后穿过渗透孔生长到微生物附着桩主 体的外侧，并在微生物附着桩主体的外侧继续生长成较大体积的微生物菌落， 此时在污水水流的冲击下，位于微生物附着桩主体外侧的微生物菌落被从微 生物附着桩主体的表面冲掉，落到污水中进行污水处理工作，由于附着金属 网络对微生物菌落具有一定的附着效果，微生物菌落在断裂时会沿附着胶套 内壁处断裂，之后在附着胶套内埋设的弹性金属网作用下，附着胶套快速贴 合到微生物生长腔的内壁上，防止大量污水涌入微生物生长腔内，之后微生 物生长腔内菌落重复上述过程，源源不断的向污水中输入微生物菌落，用于 污水处理。
而在停止污水处理工作时，由于固着腔和微生物生长腔内的微生物菌落 处于相对密闭的环境中，微生物菌落大部份会陷入休眠期，在重新获取足够 养料复苏前，始终保持休眠状态。
可以实现长时间保持污水处理的微生物群落的活性，不易长时间的工作 间断造成污水处理微生物活性降低，不易影响微生物的整体污水处理效果。
附图说明
图1为本发明的微生物附着桩的结构示意图；
图2为本发明的微生物附着桩的正面剖视图；
图3为图2中A处的结构示意图；
图4为图2中B处的结构示意图；
图5为图2中C处的结构示意图；
图6为本发明的密封帽的结构示意图；
图7为本发明的密封扇形胶片的剖面结构示意图。
图中标号说明：
1微生物附着桩主体、2补充腔、3交换通道、4废料区、5浮球、6固着腔、7交换半透膜、8微生物生长腔、9附着胶套、10弹性金属网、11渗透孔、12密封帽、13固定钉、14压缩弹簧、15耐磨环、16把手槽、17密封胶帘、1701扇形胶片、1702弹性空腔、1703强化网、1704填充纤维簇、18附着金属网络。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而 不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、 “顶/底端”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 是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的 限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示 或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语 “安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连 接”，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， 可以是适配型号元件内部的连通。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发明中的具体含义。
实施例1：
请参阅图1-6，一种可持续利用的煤化工废水处理池用微生物附着桩，包 括微生物附着桩主体1，微生物附着桩主体1内开凿有填充腔，填充腔的内壁 上固定连接有分隔环，填充腔内空间以分隔环为边界被分为补充腔2、交换通 道3、废料区4和固着腔6三个部分，补充腔2和废料区4分别位于交换通道 3和浮球5的上下两侧，交换通道3连通补充腔2和废料区4，固着腔6位于 浮球5的外侧，所分隔环上固定连接有与自身相匹配的交换半透膜7，交换半 透膜7位于交换通道3内，微生物附着桩主体1内开凿有微生物生长腔8，微 生物生长腔8套设在补充腔2的外侧，微生物生长腔8内设置有附着金属网 络18，附着金属网络18包括多个弹性金属缚索，多个弹性金属缚索的两端分 别与微生物生长腔8的内壁固定连接，且相邻弹性缚索相互交错编织成网状， 微生物生长腔8的内壁固定连接有与自身相匹配的附着胶套9，附着胶套9内 埋设有弹性金属网10，弹性金属网10始终具有向外扩张的趋势，使的附着胶 套9可以紧贴微生物生长腔8的内壁，且微生物生长腔8靠近附着胶套9的一端贯穿附着胶套9并与微生物生长腔8内壁固定连接，微生物附着桩主体1 的侧壁上开凿有多个与微生物生长腔8相匹配的渗透孔11，渗透孔11贯穿微 生物附着桩主体1，且连通微生物生长腔8与外界空间，附着胶套9、微生物 生长腔8与固着腔6和固着腔6与交换通道3之间的分隔板上均开凿有毛细 裂纹，毛细裂纹分别连通附着胶套9内外两侧、微生物生长腔8与固着腔6 和固着腔6与交换通道3，微生物菌落放置在固着腔6内，填充腔内放置有微 生物生长所需的营养液，补充腔2的开口端连接有与自身相匹配的密封帽12。
可以实现长时间保持污水处理的微生物群落的活性，不易长时间的工作 间断造成污水处理微生物活性降低，不易影响微生物的整体污水处理效果。
附着金属网络18的外壁上镀有耐腐蚀镀层，使得附着金属网络18不易 被微生物代谢产生的废物腐蚀失效。
请参阅图2-3，密封帽12插接有一对固定钉13，固定钉13的一端贯穿 密封帽12并与补充腔2内壁固定连接，固定钉13的外侧套设有压缩弹簧14， 压缩弹簧14的两端分别与补充腔2内壁和密封帽12固定连接，密封帽12的 侧壁上开凿有注射孔，在需要向填充腔内注入营养液时，可以将交换半透膜7 提起，利用注射器通过注射孔向填充腔内注入营养液，可以通过控制营养液 的量来控制微生物的生长速率，进而控制微生物对污水的处理效果，密封帽 12的上端开凿有把手槽16，方便工作人员提起密封帽12，密封帽12与固定 钉13之间连接有耐磨环15，耐磨环15与密封帽12固定连接，减小密封帽 12与固定钉13之间的磨损，使得密封帽12与固定钉13之间的连接不易出现 晃动，不易影响密封帽12与固定钉13的连接效果。
请参阅图6-7，注射孔内固定连接有多个与自身相匹配的密封胶帘17， 多个密封胶帘17均包括扇形胶片1701，扇形胶片1701内开凿有弹性空腔 1702，工作人员在通过注射孔注射营养液时，可以通过扇形胶片1701的形变 使得密封胶帘17整体贴合注射器，增加密封性，使得填充腔内的营养液以及 污水处理菌株不易被感染失效，扇形胶片1701内埋设有与弹性空腔1702相 匹配的强化网1703，强化网1703与扇形胶片1701固定连接，增加扇形胶片 1701整体的强度，使得扇形胶片1701不易因过量弹性形变而折断，扇形胶片 1701的外壁上固定连接有填充纤维簇1704，相邻填充纤维簇1704之间相互 缠绕，用于填补相邻扇形胶片1701之间的间隙，增加密封胶帘17整体的密 封性，填充纤维簇1704靠近扇形胶片1701的一端贯穿扇形胶片1701并与强 化网1703固定连接，增加填充纤维簇1704与扇形胶片1701之间的连接强度， 使填充纤维簇1704不易从扇形胶片1701上脱落，填充纤维簇1704靠近强化 网1703的一端贯穿强化网1703并延伸至扇形胶片1701内，并在扇形胶片1701 内相互纠缠形成多个空间三维立体结构，利用填充纤维簇1704的填充增加扇 形胶片1701的强度，使得扇形胶片1701不易在外力作用下发生过量形变。
请参阅图2，废料区4内放置有多个浮球5，多个浮球5的密度均小于营 养液的密度，有微生物菌落代谢产生的废物落回到营养液中时，会因为自重 逐渐沉积到浮球5的地步，浮于营养液表面的浮球5可以起到隔离作用，使 注入补充腔2和交换通道3内的营养液不易激起原有营养液的液面，不易造 成上述代谢废物重新上浮到营养液中，不易造成营养液污染。
在本方案正常工作过程中，存放在固着腔6内的微生物菌落，隔着交换 半透膜7吸收交换通道3内存放的营养液生长，随着上述微生物菌落的体积 增加，部分微生物菌落会生长到微生物生长腔8内，并攀附附着金属网络18 继续生长，直至将微生物生长腔8填充满，之后微生物菌落继续生长，将附 着胶套9撑开，沿附着胶套9上开凿的毛细裂纹生长，最后穿过渗透孔11生 长到微生物附着桩主体1的外侧，并在微生物附着桩主体1的外侧继续生长 成较大体积的微生物菌落，此时在污水水流的冲击下，位于微生物附着桩主 体1外侧的微生物菌落被从微生物附着桩主体1的表面冲掉，落到污水中进 行污水处理工作，由于附着金属网络18对微生物菌落具有一定的附着效果， 微生物菌落在断裂时会沿附着胶套9内壁处断裂，之后在附着胶套9内埋设 的弹性金属网10作用下，附着胶套9快速贴合到微生物生长腔8的内壁上， 防止大量污水涌入微生物生长腔8内，之后微生物生长腔8内菌落重复上述 过程，源源不断的向污水中输入微生物菌落，用于污水处理，特别的，本方 案中的微生物附着桩主体1在设置到污水处理池前，需先对微生物菌落进行 培育，直至微生物菌落填充满固着腔6和微生物生长腔8内，并在微生物附 着桩主体1表面形成少量的菌落，而在停止污水处理工作时，由于固着腔6 和微生物生长腔8内的微生物菌落处于相对密闭的环境中，微生物菌落大部 份会陷入休眠期，在重新获取足够养料复苏前，始终保持休眠状态，可以实 现长时间保持污水处理的微生物群落的活性，不易长时间的工作间断造成污水处理微生物活性降低，不易影响微生物的整体污水处理效果。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不 局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根 据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明 的保护范围内。

Claims (10)

1.一种可持续利用的煤化工废水处理池用微生物附着桩，包括微生物附着桩主体(1)，其特征在于：所述微生物附着桩主体(1)内开凿有填充腔，所述填充腔的内壁上固定连接有分隔环，所述填充腔内空间以分隔环为边界被分为补充腔(2)、交换通道(3)、废料区(4)和固着腔(6)三个部分，所述补充腔(2)和废料区(4)分别位于交换通道(3)和浮球(5)的上下两侧，所述交换通道(3)连通补充腔(2)和废料区(4)，所述固着腔(6)位于浮球(5)的外侧，所分隔环上固定连接有与自身相匹配的交换半透膜(7)，所述交换半透膜(7)位于交换通道(3)内，所述微生物附着桩主体(1)内开凿有微生物生长腔(8)，所述微生物生长腔(8)套设在补充腔(2)的外侧，所述微生物生长腔(8)内设置有附着金属网络(18)，所述附着金属网络(18)包括多个弹性金属缚索，多个所述弹性金属缚索的两端分别与微生物生长腔(8)的内壁固定连接，且相邻所述弹性缚索相互交错编织成网状，所述微生物生长腔(8)的内壁固定连接有与自身相匹配的附着胶套(9)，所述附着胶套(9)内埋设有弹性金属网(10)，所述弹性金属网(10)始终具有向外扩张的趋势，使的附着胶套(9)可以紧贴微生物生长腔(8)的内壁，且微生物生长腔(8)靠近附着胶套(9)的一端贯穿附着胶套(9)并与微生物生长腔(8)内壁固定连接，所述微生物附着桩主体(1)的侧壁上开凿有多个与微生物生长腔(8)相匹配的渗透孔(11)，所述渗透孔(11)贯穿微生物附着桩主体(1)，且连通微生物生长腔(8)与外界空间，所述附着胶套(9)、微生物生长腔(8)与固着腔(6)和固着腔(6)与交换通道(3)之间的分隔板上均开凿有毛细裂纹，所述毛细裂纹分别连通附着胶套(9)内外两侧、微生物生长腔(8)与固着腔(6)和固着腔(6)与交换通道(3)，所述微生物菌落放置在固着腔(6)内，所述填充腔内放置有微生物生长所需的营养液，所述补充腔(2)的开口端连接有与自身相匹配的密封帽(12)。
2.根据权利要求1所述的一种可持续利用的煤化工废水处理池用微生物附着桩，其特征在于：所述密封帽(12)插接有一对固定钉(13)，所述固定钉(13)的一端贯穿密封帽(12)并与补充腔(2)内壁固定连接，所述固定钉(13)的外侧套设有压缩弹簧(14)，所述压缩弹簧(14)的两端分别与补充腔(2)内壁和密封帽(12)固定连接，所述密封帽(12)的侧壁上开凿有注射孔。
3.根据权利要求1所述的一种可持续利用的煤化工废水处理池用微生物附着桩，其特征在于：所述密封帽(12)的上端开凿有把手槽(16)。
4.根据权利要求2所述的一种可持续利用的煤化工废水处理池用微生物附着桩，其特征在于：所述密封帽(12)与固定钉(13)之间连接有耐磨环(15)，所述耐磨环(15)与密封帽(12)固定连接。
5.根据权利要求1所述的一种可持续利用的煤化工废水处理池用微生物附着桩，其特征在于：所述注射孔内固定连接有多个与自身相匹配的密封胶帘(17)，多个所述密封胶帘(17)均包括扇形胶片(1701)，所述扇形胶片(1701)内开凿有弹性空腔(1702)。
6.根据权利要求5所述的一种可持续利用的煤化工废水处理池用微生物附着桩，其特征在于：所述扇形胶片(1701)内埋设有与弹性空腔(1702)相匹配的强化网(1703)，所述强化网(1703)与扇形胶片(1701)固定连接。
7.根据权利要求5所述的一种可持续利用的煤化工废水处理池用微生物附着桩，其特征在于：所述扇形胶片(1701)的外壁上固定连接有填充纤维簇(1704)，相邻所述填充纤维簇(1704)之间相互缠绕。
8.根据权利要求7所述的一种可持续利用的煤化工废水处理池用微生物附着桩，其特征在于：所述填充纤维簇(1704)靠近扇形胶片(1701)的一端贯穿扇形胶片(1701)并与强化网(1703)固定连接。
9.根据权利要求7所述的一种可持续利用的煤化工废水处理池用微生物附着桩，其特征在于：所述填充纤维簇(1704)靠近强化网(1703)的一端贯穿强化网(1703)并延伸至扇形胶片(1701)内，并在扇形胶片(1701)内相互纠缠形成多个空间三维立体结构。
10.根据权利要求1所述的一种可持续利用的煤化工废水处理池用微生物附着桩，其特征在于：所述废料区(4)内放置有多个浮球(5)，多个所述浮球(5)的密度均小于营养液的密度。
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