[發明專利]一種新型生物膜凈水與噴泉曝氣耦合裝置

有效

• 申請號: 201710124641.1
• 申請日: 2017-03-03
• 公開（公告）號: CN106830339B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 聶澤宇;王阿華;袁忠偉;任云;黃偉;李國瑞;林洪;汪麗;魏玲霞;李軍;桂衍武
• 申請（專利權）人: 南京市市政設計研究院有限責任公司
• 主分類號: C02F3/32
• 分類號: C02F3/32;C02F3/30
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司 11508
• 代理人: 黃勇

本發明公開了一種新型生物膜凈水與噴泉曝氣耦合裝置，其技術方案要點是包括生物聚集塔、噴泉曝氣系統和固定系統；生物聚集塔包括圓餅狀中空底座、圓臺狀中空塔體、親水性生物掛膜載體材料以及厭氧區環狀罩；噴泉曝氣系統包括帶篩孔的不銹鋼套筒、潛水泵、潛水泵固定裝置、塑料軟管、潛水泵供電電纜、輸水管和噴泉頭；固定系統包括不銹鋼錨定桿、尼龍軟繩及環狀綁定孔；本裝置利用設置于污染河流水體中的潛水泵提升低溶解氧含量河水，自噴泉頭噴出后與空氣充分接觸，富氧后的河水灑落至生物聚集塔，并利用微生物、藻類和原生動物等構成的“好氧?厭氧”生物膜凈化河水。

技術領域

本發明涉及一種環保生態修復技術領域，更具體地說，它涉及一種新型生物膜凈水與噴泉曝氣耦合裝置。

背景技術

近年來，河道水體受人類生活污水等有機污染的程度愈發嚴重，特別是城鎮河流的黑臭現象，給人民群眾帶來了極差的感官體驗，成為了直接影響群眾生產生活的突出水環境問題。國務院頒布的《水污染防治行動計劃》提出“到2020年，地級及以上城市建成區黑臭水體均控制在10%以內，到2030年，城市建成區黑臭水體總體得到消除”的控制性目標。河流黑臭現象的發生機理多數如下所述：當水體受到嚴重有機污染時（比如氮，化學需氧量的濃度大大提高），好氧微生物可大量分解有機物，當復氧速率小于耗氧速率時，將直接造成水體的缺氧現象，在有機物的分解過程中，胺、氨和硫化氫等難溶性臭氣將逸出水面，從而使黑臭河道水體散發出難聞的臭氣；同時，缺氧水體可使鐵、錳等重金屬還原，與硫元素形成致黑物質硫化亞鐵（FeS）和硫化錳（MnS），從而導致水體黑臭現象。

當前，污染河流水體的微生物處理技術逐步引起了從業者的關注，該技術按照微生物的生長狀態，可分為懸浮生長工藝和附著生長工藝，前者最典型的工藝為活性污泥法，后者的典型工藝則為生物膜法，即利用附著生長在某類載體表面的微生物凈化污水，具有經濟節能、運行可靠、抗沖擊負荷、無污泥膨脹現象、兼具硝化反硝化功能等特點。通常，生物膜中的微生物群落包括好氧菌、厭氧菌和兼性菌，此外還有藻類、真菌和輪蟲、蚊蠅幼蟲等生物，從而共同發揮生物膜的污水凈化功能。

噴泉曝氣機是在污染河流特別是黑臭水體治理中應用非常廣泛的設備。傳統的噴泉曝氣機一般通過噴泉的方式對水體進行復氧，以提高水體的溶解氧含量水平，從而強化好氧微生物對有機物的分解作用。噴泉曝氣機對水體的復氧過程如下：水泵將河水提升至噴泉頭，噴出的河水與空氣充分接觸后回到河道，從而提升污染河流水體的溶解氧含量水平。

公告號為CN205313208U的中國專利公開了一種接觸氧化式噴泉曝氣系統，它包括接觸氧化式生態浮島、噴泉曝氣裝置、水下微生物床以及浮動裝置構成。這種接觸氧化式噴泉曝氣系統雖然利用曝氣系統對污染水體進行增氧，而后通過懸掛在水下的微生物膜模塊進行生物凈化，將微生物凈水和曝氣技術進行了有機結合，生態浮島、微生物床、噴泉曝氣裝置三者加以改進并進行有機融合，使其成為一個整體，四周的浮動裝置則能保持該系統整體隨水位漲落自由浮動，而發生的水平位移很小，通過在浮筒的底部設置格柵網，能將水體中漂浮的塑料垃圾、樹葉、紙片等隔離開，防止這些漂浮物被卷入浮筒而引起機械故障，浮島外框以及尼龍網的設計，能大大提高生態浮島的抗風浪強度，延長使用壽命，減少維護成本，但是由于部分黑臭河流水位較淺且波動較大，可懸掛的微生物載體數量極其有限，且水體溶解氧含量較低，因此微生物的凈水功效有限并最終導致其在淺水型河道中的應用受限問題。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的在于提供一種新型生物膜凈水與噴泉曝氣耦合裝置，其優點在于通過潛水泵抽吸河水后經噴泉頭噴出，經過空氣復氧后，下落至浮于水面上的生物聚集塔（由微生物、藻類和原生動物等生物構成生物膜）以凈化河水，通過在生物聚集塔設置擋板以隔絕空氣，從而創造出厭氧的空間環境，使提升的污染水體經過“好氧-厭氧”處理過程，對污染物質如氨氮等進行很好的削減，有效的解決了微生物的凈水功效有限并最終導致其在淺水型河道中的應用受限問題。

為實現上述目的，本發明提供了如下技術方案：一種新型生物膜凈水與噴泉曝氣耦合裝置，其特征是，包括生物聚集塔、噴泉曝氣系統和固定系統；