[發明專利]一種循環水生化處理動態模擬試驗裝置及方法

有效

• 申請號: 202210729921.6
• 申請日: 2022-06-24
• 公開（公告）號: CN114988648B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 葉春松;王宇;王天平;賈旭翔
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: C02F3/12
• 分類號: C02F3/12;C02F1/50;C12Q1/6869
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 黃靖

本發明公開了一種循環水生化處理動態模擬試驗裝置及方法。通過滅殺原有微生物、掛膜培養功能菌和降低換熱強度等方式實現微生物功能菌的優勢生長。采用微生物基因測序方法，分析微生物功能菌代謝通路和作用機理以篩選微生物菌劑種類，分析微生物群落結構隨時間變化情況以優化加藥頻率。本發明還包括一種試驗裝置，包含循環水池單元、冷卻單元、管路控制單元、監測單元和模擬換熱單元。

技術領域

本發明涉及循環水處理技術領域，具體涉及一種循環水生化處理動態模擬試驗裝置及方法。

背景技術

循環水系統存在的主要問題有結垢、腐蝕和生物黏泥滋生等，國內外傳統的處理方法是向循環水中加入阻垢劑、緩蝕劑、殺菌滅藻劑等水質穩定劑的化學法處理。目前常用的水質穩定劑有磷酸鹽、鋅鹽、聚磷酸鹽、鉬酸鹽、唑類，使用最多的是有機磷酸鹽和鋅鹽。化學法具有良好的防垢、防腐和防生物黏泥效果，但由于化學法阻垢緩蝕會給環境帶來二次污染，且藥劑費用也對電廠的運行造成一定經濟負擔，故人們開始積極探索新的無危害方法。

近年來，一種利用微生物對循環水進行水質調節的生化處理方法逐漸受到人們的關注。循環水生化處理通過加入微生物菌劑，利用微生物功能菌的新陳代謝作用實現對循環水防垢、防腐、防生物黏泥和水質降污的效果。微生物功能菌防垢可通過吸附鈣鎂離子、碳酸酐酶CA溶垢、產酸增溶和胞外聚合物EPS絡合增溶等途徑實現；防腐可通過降低腐蝕電流、抑制硫酸鹽還原菌SRB腐蝕、群體感應淬滅QQ抑制腐蝕和形成生物膜等途徑實現；防生物黏泥可通過酶降解生物黏泥、競爭生態位、QQ抑制生物黏泥和絮凝沉降等途徑實現；降污可通過功能菌的氧化分解作用和絮凝沉降作用等途徑實現。生化處理法與傳統的化學處理法相比具有節水減排、對環境無二次污染、運行參數控制穩定、綜合運營成本較低等優點。

循環水動態模擬試驗通過模擬循環水系統的水平衡和換熱效果等主要參數，可以實現對循環水系統實際工況在實驗室條件下最大程度的模擬。但目前的循環水動態模擬試驗裝置主要針對的是化學藥劑效果評價，而微生物在作用機理和操作方式等方面均不同于傳統的化學法。例如化學藥劑的使用對溫度不敏感，而當使用微生物菌劑時，換熱管換熱強度過大或水溫過高會導致微生物死亡。此外，加入的微生物功能菌種與循環水的原有菌種會存在“競爭”作用，導致處理效果不佳。投加微生物菌劑后，游離狀態的微生物還可能會隨排水而流失，導致藥劑投入成本增加。

因此，開發一種適用于評價生化處理循環水效果的動態模擬試驗裝置及方法具有顯著意義。此外，目前對于生化處理防垢、防腐、防生物黏泥和降污效果的評價方法未有報道，對于微生物菌劑種類和加藥頻率的優化方法也未有說明。

發明內容

針對目前存在的技術問題，本發明提供一種循環水生化處理動態模擬試驗裝置及方法，使其適用于評價生化處理效果，同時優化菌劑種類和加藥頻率。

本發明的上述技術問題主要是通過下述的技術方案得以解決的：

一種循環水生化處理動態模擬試驗裝置，所述試驗裝置包括循環水池單元、冷卻單元、管路控制單元、監測單元和模擬換熱單元；

所述循環水池單元包含循環水池和澄清水池，冷卻單元包含裝有聚丙烯填料的冷卻塔，所述循環水池內設有生物掛膜架為功能菌種提供生長附著點；

循環水依次經過所述冷卻塔、循環水池、澄清水池、模擬換熱單元、檢測單元、冷卻塔進行循環；所述模擬換熱單元以控制循環水進、出口溫差，防止因溫差過大導致微生物死亡。

放置于循環水池內的生物掛膜架和液位器，與液位器相連的補水電磁閥和補水池，循環水池底部的排污電磁閥，循環水池出口處的擋泥網。

進一步地，所述循環水池單元還包括設置于循環水池內用于控制補水的液位器，與液位器相連的用于儲存補充循環水的補水池，循環水池底部有用于控制排水和污泥的排污電磁閥，所述澄清水池接在循環水池后，連接處有擋泥網。

進一步地，所述冷卻塔頂部設有布水器和散熱風扇。