[發明專利]一種用于開放水體原位脫除氮磷的微曝氣生物凈化裝置

在審

• 申請號: 201710859365.3
• 申請日: 2017-09-21
• 公開（公告）號: CN107487849A
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發明（設計）人: 夏銀鋒;耿楠;盧德寶;朱麗芳;王蕙;歐劍
• 申請（專利權）人: 浙江水利水電學院
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30
• 代理公司: 北京華仲龍騰專利代理事務所(普通合伙)11548
• 代理人: 李靜

技術領域

本發明涉及河湖水庫水質凈化技術領域，具體是一種用于開放水體原位脫除氮磷的微曝氣生物凈化裝置。

背景技術

隨著人類社會活動的不斷發展，人類對水體的污染越來越大，不僅使眾多的大江大河受到了污染，也使湖泊和水庫的富營養化程度急劇上升。近30年來，富營養化已成為世界范圍內湖泊和水庫面臨的主要問題之一。中國江河湖庫水體富營養化發展速度加快，全國富營養狀態湖泊（水庫）比例達到53.8％。富營養化水體中氮、磷等濃度上升，導致水體理化性質發生改變，生態系統平衡遭到破壞，有害藻類大量繁殖，發生水華，最終給人類生產和生活帶來巨大影響，甚至會威脅到人體健康。

最近幾年來，由于水體富營養化問題的日益嚴峻，使得國內對氮、磷的危害性認識日漸深入。目前，我國水庫、湖泊的富營養化控制仍處于發展階段，尚沒有成熟可靠的技術能夠解決開放性水體原位脫除氮磷的難題。人工浮島、生物濾墻和曝氣增氧技術是目前工程上運用較多的原位修復技術。人工浮島技術通過原位構建水生植物體系，利用植物根系的吸附、吸收作用，削減水中的氮、磷等營養元素，從而實現水質凈化。然而人工浮島主要利用植物根系，覆蓋范圍受到限制，并且植物受到季節性影響，處理效果不穩定。

現有的曝氣盤往往設置于裝置底部，氣泡行程長，能耗高，較大的剪切力不利于微生物掛膜，且容易造成過量曝氣，導致后續反硝化效果不明顯，影響了總氮、總磷的去除效果。人工曝氣可以使水體在短時間內復氧，但是對于氮、磷等營養元素的去除效果有限，而且可能對沉積物產生擾動，造成有機物的再釋放。而且現有曝氣技術采用空氣曝氣，氧含量低，氣泡大，傳質速率低，能耗較高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于開放水體原位脫除氮磷的微曝氣生物凈化裝置，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種用于開放水體原位脫除氮磷的微曝氣生物凈化裝置，包括太陽能光伏模塊、浮體、主體框架，所述太陽能光伏模塊固定安裝在浮體上部，主體框架固定安裝在浮體下部，所述主體框架內部沿水流方向設有由不銹鋼板和不銹鋼網隔斷而成的好氧區、兼氧區和厭氧區，所述好氧區內設有微曝氣柱承托盤，微曝氣柱承托盤上設有若干個微曝氣柱。

作為本發明的一種改進方案：所述主體框架為網籠狀結構，主體框架采用不銹鋼材質制作而成；所述主體框架頂部焊接固定安裝有工作平臺，工作平臺上設有曝氣設備、太陽能電池板、蓄電池和遠程控制模塊。

作為本發明的一種改進方案：所述太陽能電池板、蓄電池均和太陽能光伏模塊電性連接，曝氣設備、遠程控制模塊均和太陽能電池板、蓄電池電性連接。

作為本發明的一種改進方案：所述浮體內部為中空結構，浮體采用塑料材質制作而成。

作為本發明的一種改進方案：所述微曝氣柱包括不銹鋼底座、通氣軟管和曝氣膜片，曝氣膜片的氣孔密度大于68000個/米。

作為本發明的一種改進方案：所述好氧區內填裝有立體彈性填料，兼氧區內填裝有多孔空心球組合填料，所述多孔空心球組合填料包括多孔懸浮球和聚氨酯組合填料。

作為本發明的一種改進方案：所述主體框架下側部設有推流裝置，推流裝置與太陽能光伏模塊電性連接。

作為本發明的一種改進方案：所述遠程控制模塊包括GPRS通信模塊、曝氣強度控制模塊和推流裝置控制模塊，推流裝置控制模塊與推流裝置電性連接，曝氣強度控制模塊與微曝氣柱電性連接。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

本發明的微曝氣生物凈化裝置結合了微孔曝氣技術、好氧硝化、厭氧反硝化和反硝化除磷技術，水質凈化效果顯著。

本發明采用太陽能提供動力，清潔環保，不受供電限制，可廣泛應用于城市河道或湖泊、水庫等開闊水域。

本發明采用遠程控制系統實現數據的遠程采集、運行狀態獲取，還可以通過遠程控制設備運行，提高設備的運行效率，簡化管理流程。

本發明根據好氧微生物和厭氧微生物的不同特點選擇不同的填料形式，好氧區采用立體彈性填料，提高了好氧微生物與氧氣的接觸面積，為好氧微生物生長提供了條件；兼氧區采用多孔懸浮球加聚氨酯的組合填料，增加了厭氧微生物的掛膜面積，提高了生物量，強化了厭氧環境。

本發明通過微孔曝氣提高曝氣效率，強化好氧硝化作用，同時避免過量曝氣，為厭氧反硝化和反硝化除磷提供條件。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。

圖2為本發明的的俯視示意圖。