CN207158888U - 浸入式黑臭水体原位处理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种浸入式黑臭水体原位处理装置。所述浸入式黑臭水体原位处理装置包括微纳米曝气***及仿生填料***组合装置，所述纳米曝气***与水体连接，所述仿生填料***组合装置设于水体表面，所述仿生填料***组合装置包括芽孢杆菌菌株仿生填料片型结构。本实用新型提供的浸入式黑臭水体原位处理装置仿生填料***结合微纳米曝气***，大量培殖水体本土微生物，打破原水体微生物平衡状态，将整个水体转化为生物反应器***，实现了水体的原位修复，颠覆了传统将污染水通过净化处理好后再排入水体的旁通水净化工艺。
Description
技术领域
本实用新型属于污水处理设备技术领域，尤其涉及一种浸入式黑臭水体原位处理装置。
背景技术
关于黑臭水体内容包括：采取控源截污、垃圾清理、清淤疏浚、生态修复等措施。在前三项是黑臭水体治理的基本措施，第四项是黑臭水体治理长治久安的保证措施。目前“生态修复”主要采用异位修复加生物辅助修复相结合的方式，其方法是将黑臭水提升送至污水处理装置，黑臭水处理达到一定标准后，排回至下游水体，逐一改善黑臭水体水质。这个方法不足之处是：(1)从上游开始进行逐段治理，周期长，管理难度大；(2)黑臭水提升需要动力，污水处理也需要动力，***能耗高；(3)污水处理所产生的剩余污泥需要外运处理，增加运行费用。
实用新型内容
为了解决现有黑臭水体处理周期长，管理难度大，***能耗高，增加运行费用的技术问题，本实用新型针对性提供一种处理周期短，管理难度不大，***能耗不高，降低运行费用的浸入式黑臭水体原位处理装置。
本实用新型提供的浸入式黑臭水体原位处理装置包括微纳米曝气***及仿生填料***组合装置，所述纳米曝气***与水体连接，所述仿生填料***组合装置设于水体表面，所述仿生填料***组合装置包括芽孢杆菌菌株仿生填料片型结构，所述芽孢杆菌菌株仿生填料片型结构设于所述仿生填料***组合装置上。
在本实用新型提供的浸入式黑臭水体原位处理装置一种较佳实施例中，所述芽孢杆菌菌株仿生填料片型结构包括芽孢杆菌及改性悬浮填料，所述芽孢杆菌设于所述改性悬浮填料上。
在本实用新型提供的浸入式黑臭水体原位处理装置一种较佳实施例中，所述改性悬浮填料包括高孔隙率小孔，所述高孔隙率小孔设于所述改性悬浮填料上。
在本实用新型提供的浸入式黑臭水体原位处理装置一种较佳实施例中，所述微纳米曝气***数量为偶数个，对应两个所述微纳米曝气***分别设于水体两侧。
在本实用新型提供的浸入式黑臭水体原位处理装置一种较佳实施例中，所述微纳米曝气***还包括微纳米曝气***自控箱、支架、气体导管、微纳米气体曝气器及高速搅拌器，所述支架设于所述微纳米曝气***自控箱上，所述气体导管一端与所述微纳米曝气***自控箱连接，所述气体导体另一端与所述微纳米气体曝气器连接，所述高速搅拌器设于所述微纳米曝气***上，所述微纳米气体曝气器及所述高速搅拌器设于水体内。
在本实用新型提供的浸入式黑臭水体原位处理装置一种较佳实施例中，所述微纳米气体曝气器为间歇性曝气器。
本实用新型的浸入式黑臭水体原位处理装置具有如下有益效果：
浸入式黑臭水体原位处理装置主要包括微纳米曝气***和仿生填料***组合装置。技术核心就是通过激活水体本土微生物净化水质，达到原地修复黑臭水体的目的。技术特点是效果持续、显著、设施维护简便、运行成本低，无二次污染等。
(1)微纳米曝气***
微纳米曝气***是大面积气相、液相界面技术，这种方法的优点是耗能低，气泡产率高，而且不会产生任何二次污染。
①工艺原理
a微纳米曝气***采用剪切空气法，主要是通过高速搅拌、剪切等方式制造人工极端条件，把空气反复的剪切破碎，与水体混合形成粒径仅约0.1～10微米的微纳米气泡。
b微纳米气泡极大的增加了空气和水的接触面积，氧分子易溶入水的原子团间隙中，空气中约有85％的氧可充分溶解于水中，使水中的溶解氧达到过饱和，水中的有机物易发生氧化还原反应而被分解。
c微纳米气泡在沉降、破裂的过程中，能促使水的表面张力降低，水分子甚至发生分解，即H2O＝·H+·OH-，其中的氢氧基和水分子重新结合，形成新的水合物，即H2O+·OH-＝·H3O2-，这种水合物具有剧烈的氧化还原作用，·OH-自由基的氧化作用尤其明显，故该水合物能将水中有机物直接分解。
②工艺效果
微纳米曝气***具有氧化有机物、杀灭藻类、增加含氧量等作用，是水体净化充氧的理想工艺。
(2)仿生填料***
①工艺原理
芽孢杆菌菌株是异养菌，芽孢杆菌菌株仿生填料片型结构有利于反硝化过程，具有氧化氨氮及对亚硝酸态氮反硝化脱氮的功能，还有除碳作用，这些功能在一个空间可同时完成，采用间歇性曝气可节省能源，同时减少碱的消耗，显示了该菌株在环境治理中巨大的应用潛力。虽然开始时有一个适应过程，但其后反硝化速度加速，这与膜内的微氧环境及细菌细胞在膜内生长繁殖有关。
仿生填料***技术最大特点是改变了传统水体净化采用的旁通水处理工艺，结合传统水体净化的生物膜技术，利用芽孢杆菌具有氧化氨氮及对亚硝酸态氮反硝化脱氮的功能，将其菌种植入改性悬浮填料，驯化本土微生物中有益于去除污染物的优势菌种，打破水体中原有微生物的平衡状态；在微纳米曝气***支持下，应用间歇曝氣，转换好氧/微氧条件，可在同一空间内満足硝化反硝化两个反应所要求的条件，如此水体中连续不断激活本土微生物，使之不断大量繁殖，新增的微生物量逐级激活生态食物链中的上级消费者，达到强化水体的自身净化能力的目的；同时配合多样性水体物净化技术，逐步改善水生动植物***的生长环境，促使水体生态***恢复自净能力，实现整个水体生态***的恢复。
受污染的河道水自流进入仿生填料***，***由于填料的存在靠近外侧为好氧区，内分为缺氧区及厌氧区，仿生填料***包裹的经特殊培养驯化的微生物活性剂不仅可以有效提高河道水中的有效微生物，同时可以调控细胞的生长发育，并实现刺激细胞的快速生长，增强了水体***的生物活性，提高了微生物的有效生物量和功能性。仿生填料***为碳纤维悬浮填料，具有高孔隙率、高比表面积和低密度等物理特点；作为微生物生长的载体迅速形成高活性生物膜，微生物菌群能在其表面很快繁殖、有效吸收和降解有毒物质；同时，附着的生物膜对有害物质、酸碱度的变化以及温度的耐受性增强，相对于悬浮在水中的微生物，附着在载体上的生物膜存活时间显著增加，可以显著提高***的生物量。
②技术优势
a仿生填料***结合微纳米曝气***，大量培殖水体本土微生物，打破原水体微生物平衡状态，将整个水体转化为生物反应器***，实现了水体的原位修复，颠覆了传统将污染水通过净化处理好后再排入水体的旁通水净化工艺。
b仿生填料***结合微纳米曝气***可有效降解底泥中的有机物，同时抑制底泥中氮磷向水体中的释放，从而可以有效的避免由于富营养化而导致的蓝藻的爆发；同时可以使底泥的体积和重量逐步减少，达到生物清淤的效果，避免了人工或机械清淤工程量大，环境二次污染严重的不足。
c仿生填料***结合微纳米曝气***适用范围广，在pH范围 4.5～10.5，水温不超过40℃，高盐度的水体环境中均可应用。凡有生物的各种环境，乃至其他生物无法生存的极端环境中，都有微生物的存在，就可修复不同类型的水体污染，实现水环境的综合治理。
目前仿生填料***结合微纳米曝气***水污染治理和生态修复技术已成功应用于多处水域。***运行2个月后，水体黑臭现象消除，蓝藻消失，透明度大幅度提升。
可以全河道同步进行治理，协调、管理难度小；高效生物处理***，不会产生污泥，环境友好；采用高效微纳米曝气***，采用间歇曝气方式，能耗低；灵活的固定支架及悬挂方式，适应河道水流变化；可以实现无人值守、自动控制。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作显而易见的简单介绍，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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它的附图，其中：
图1是本实用新型提供的浸入式黑臭水体原位处理装置一较佳实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请并参阅图1，是本实用新型提供的浸入式黑臭水体原位处理装置一较佳实施例的结构示意图。
所述浸入式黑臭水体原位处理装置包括微纳米曝气***11及仿生填料***组合装置12。所述微纳米曝气***11与水体连接，所述仿生填料***组合装置12设于水体表面。所述微纳米曝气***11数量为偶数个，对应两个所述微纳米曝气***11分别设于水体两侧。
所述仿生填料***组合装置12包括芽孢杆菌菌株仿生填料片型结构20。所述芽孢杆菌菌株仿生填料片型结构20设于所述仿生填料***组合装置12上。
所述芽孢杆菌菌株仿生填料片型结构20包括芽孢杆菌21及改性悬浮填料22。所述芽孢杆菌21设于所述改性悬浮填料22上。
所述改性悬浮填料22包括高孔隙率小孔(图中未标注)。所述高孔隙率小孔(图中未标注)设于所述改性悬浮填料22上。
所述微纳米曝气***11包括微纳米曝气***自控箱111、支架 112、气体导管113、微纳米气体曝气器114及高速搅拌器(图中未标注)。所述支架112设于所述微纳米曝气***自控箱111上，所述气体导管113一端与所述微纳米曝气***自控箱111连接，所述气体导体113另一端与所述微纳米气体曝气器114连接，所述高速搅拌器(图中未标注)设于所述微纳米曝气***11上，所述微纳米气体曝气器 114及所述高速搅拌器115设于水体内。
所述微纳米气体曝气器114为间歇性曝气器。
本实用新型的浸入式黑臭水体原位处理装置具有如下有益效果：
浸入式黑臭水体原位处理装置主要包括微纳米曝气***11和仿生填料***组合装置12。技术核心就是通过激活水体本土微生物净化水质，达到原地修复黑臭水体的目的。技术特点是效果持续、显著、设施维护简便、运行成本低，无二次污染等。
(1)微纳米曝气***11
微纳米曝气***11是大面积气相、液相界面技术，这种方法的优点是耗能低，气泡产率高，而且不会产生任何二次污染。
①艺原理
a微纳米曝气***11采用剪切空气法，主要是通过高速搅拌、剪切等方式制造人工极端条件，把空气反复的剪切破碎，与水体混合形成粒径仅约0.1～10微米的微纳米气泡。
b微纳米气泡极大的增加了空气和水的接触面积，氧分子易溶入水的原子团间隙中，空气中约有85％的氧可充分溶解于水中，使水中的溶解氧达到过饱和，水中的有机物易发生氧化还原反应而被分解。
c微纳米气泡在沉降、破裂的过程中，能促使水的表面张力降低，水分子甚至发生分解，即H2O＝·H+·OH-，其中的氢氧基和水分子重新结合，形成新的水合物，即H2O+·OH-＝·H3O2-，这种水合物具有剧烈的氧化还原作用，·OH-自由基的氧化作用尤其明显，故该水合物能将水中有机物直接分解。
②工艺效果
微纳米曝气***11具有氧化有机物、杀灭藻类、增加含氧量等作用，是水体净化充氧的理想工艺。
(2)仿生填料***12
①工艺原理
芽孢杆菌菌株是异养菌，芽孢杆菌菌株仿生填料片型结构有利于反硝化过程，具有氧化氨氮及对亚硝酸态氮反硝化脱氮的功能，还有除碳作用，这些功能在一个空间可同时完成，采用间歇性曝气可节省能源，同时减少碱的消耗，显示了该菌株在环境治理中巨大的应用潛力。虽然开始时有一个适应过程，但其后反硝化速度加速，这与膜内的微氧环境及细菌细胞在膜内生长繁殖有关。
仿生填料***技术最大特点是改变了传统水体净化采用的旁通水处理工艺，结合传统水体净化的生物膜技术，利用芽孢杆菌具有氧化氨氮及对亚硝酸态氮反硝化脱氮的功能，将其菌种植入改性悬浮填料，驯化本土微生物中有益于去除污染物的优势菌种，打破水体中原有微生物的平衡状态；在微纳米曝气***支持下，应用间歇曝氣，转换好氧/微氧条件，可在同一空间内満足硝化反硝化两个反应所要求的条件，如此水体中连续不断激活本土微生物，使之不断大量繁殖，新增的微生物量逐级激活生态食物链中的上级消费者，达到强化水体的自身净化能力的目的；同时配合多样性水体物净化技术，逐步改善水生动植物***的生长环境，促使水体生态***恢复自净能力，实现整个水体生态***的恢复。
受污染的河道水自流进入仿生填料***，***由于填料的存在靠近外侧为好氧区，内分为缺氧区及厌氧区，仿生填料***包裹的经特殊培养驯化的微生物活性剂不仅可以有效提高河道水中的有效微生物，同时可以调控细胞的生长发育，并实现刺激细胞的快速生长，增强了水体***的生物活性，提高了微生物的有效生物量和功能性。仿生填料***为碳纤维悬浮填料，具有高孔隙率、高比表面积和低密度等物理特点；作为微生物生长的载体迅速形成高活性生物膜，微生物菌群能在其表面很快繁殖、有效吸收和降解有毒物质；同时，附着的生物膜对有害物质、酸碱度的变化以及温度的耐受性增强，相对于悬浮在水中的微生物，附着在载体上的生物膜存活时间显著增加，可以显著提高***的生物量。
②技术优势
a仿生填料***结合微纳米曝气***11，大量培殖水体本土微生物，打破原水体微生物平衡状态，将整个水体转化为生物反应器***，实现了水体的原位修复，颠覆了传统将污染水通过净化处理好后再排入水体的旁通水净化工艺。
b仿生填料***结合微纳米曝气***11可有效降解底泥中的有机物，同时抑制底泥中氮磷向水体中的释放，从而可以有效的避免由于富营养化而导致的蓝藻的爆发；同时可以使底泥的体积和重量逐步减少，达到生物清淤的效果，避免了人工或机械清淤工程量大，环境二次污染严重的不足。
c仿生填料***结合微纳米曝气***11适用范围广，在pH范围 4.5～10.5，水温不超过40℃，高盐度的水体环境中均可应用。凡有生物的各种环境，乃至其他生物无法生存的极端环境中，都有微生物的存在，就可修复不同类型的水体污染，实现水环境的综合治理。
目前仿生填料***结合微纳米曝气***11水污染治理和生态修复技术已成功应用于多处水域。***运行2个月后，水体黑臭现象消除，蓝藻消失，透明度大幅度提升。
可以全河道同步进行治理，协调、管理难度小；高效生物处理***，不会产生污泥，环境友好；采用高效微纳米曝气***，采用间歇曝气方式，能耗低；灵活的固定支架及悬挂方式，适应河道水流变化；可以实现无人值守、自动控制。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (6)
1.一种浸入式黑臭水体原位处理装置，其特征在于，包括微纳米曝气***及仿生填料***组合装置，所述纳米曝气***与水体连接，所述仿生填料***组合装置设于水体表面，所述仿生填料***组合装置包括芽孢杆菌菌株仿生填料片型结构，所述芽孢杆菌菌株仿生填料片型结构设于所述仿生填料***组合装置上。
2.根据权利要求1所述的浸入式黑臭水体原位处理装置，其特征在于，所述芽孢杆菌菌株仿生填料片型结构包括芽孢杆菌及改性悬浮填料，所述芽孢杆菌设于所述改性悬浮填料上。
3.根据权利要求2所述的浸入式黑臭水体原位处理装置，其特征在于，所述改性悬浮填料包括高孔隙率小孔，所述高孔隙率小孔设于所述改性悬浮填料上。
4.根据权利要求1所述的浸入式黑臭水体原位处理装置，其特征在于，所述微纳米曝气***数量为偶数个，对应两个所述微纳米曝气***分别设于水体两侧。
5.根据权利要求1所述的浸入式黑臭水体原位处理装置，其特征在于，所述微纳米曝气***还包括微纳米曝气***自控箱、支架、气体导管、微纳米气体曝气器及高速搅拌器，所述支架设于所述微纳米曝气***自控箱上，所述气体导管一端与所述微纳米曝气***自控箱连接，所述气体导体另一端与所述微纳米气体曝气器连接，所述高速搅拌器设于所述微纳米曝气***上，所述微纳米气体曝气器及所述高速搅拌器设于水体内。
6.根据权利要求5所述的浸入式黑臭水体原位处理装置，其特征在于，所述微纳米气体曝气器为间歇性曝气器。
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|---|---|---|---|---|
| CN108558037A (zh) * | 2018-05-23 | 2018-09-21 | 湖南省建筑设计院有限公司 | 移动式能源自供污染水体原位修复处理装置 |
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| CN113292152A (zh) * | 2021-05-31 | 2021-08-24 | 中交第三公路工程局有限公司 | 一种用于水底原位生态环境的修复***及方法 |
| CN115124182A (zh) * | 2022-03-21 | 2022-09-30 | 北京邦源环保科技股份有限公司 | 一种联合微生物扩培的污水深度处理设备 |
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2017
- 2017-07-06 CN CN201720818095.7U patent/CN207158888U/zh active Active
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