一種高效節(jié)能漂浮式載體微生物水體凈化裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開的高效節(jié)能漂浮式載體微生物水體凈化裝置，包括曝氣系統(tǒng)、微生物發(fā)生器、支架、擋板以及浮漂，其中微生物發(fā)生器為設(shè)置在曝氣系統(tǒng)內(nèi)且具有承載微生物載體的腔體，其特征在于：所述微生物載體具有多孔結(jié)構(gòu)并且微生物載體上的孔深入到微生物載體內(nèi)部，所述微生物載體的多孔表面用于承載微生物，所述微生物載體包括固化粉煤灰層包覆的芯部為焦化煤矸石的顆粒，所述顆粒中固化粉煤灰層的平均厚度占該顆粒半徑的1/3?1/2，焦化煤矸石在顆粒中為破碎的不規(guī)則顆粒形態(tài)。本發(fā)明方案的得到的高效節(jié)能漂浮式載體微生物水體凈化裝置，對水體環(huán)境凈化效率高，使用方便，便于運行維護，維護周期長，應(yīng)用成本低廉。
【專利說明】
一種高效節(jié)能漂浮式載體微生物水體凈化裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種水污染治理中水體凈化裝置，特別是一種高效節(jié)能漂浮式載體微生物水體凈化裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]水污染是由有害化學物質(zhì)造成水的使用價值降低或喪失，污染環(huán)境的水。污水中的酸、堿、氧化劑，以及銅、鎘、汞、砷等化合物，苯、二氯乙烷、乙二醇等有機毒物，會毒死水生生物，影響飲用水源、風景區(qū)景觀。污水中的有機物被微生物分解時消耗水中的氧，影響水生生物的生命，水中溶解氧耗盡后，有機物進行厭氧分解，產(chǎn)生硫化氫、硫醇等難聞氣體，使水質(zhì)進一步惡化。
[0003]水污染主要是由人類活動產(chǎn)生的污染物造成，它包括礦山污染源，工業(yè)污染源，農(nóng)業(yè)污染源和生活污染源四大部分。
[0004]工業(yè)廢水是水域的重要污染源，具有量大、面積廣、成分復雜、毒性大、不易凈化、難處理等特點。據(jù)1998年中國水資源公報資料顯示:這一年，全國廢水排放總量共539億噸(不包括火直電流冷卻水)，其中，工業(yè)廢水排放量409億噸，占69 %。實際上，排污水量遠遠超過這個數(shù)，因為許多鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)工業(yè)污水排放量難以統(tǒng)計。農(nóng)業(yè)污染源包括牲畜糞便、農(nóng)藥、化肥等。農(nóng)藥污水中，一是有機質(zhì)、植物營養(yǎng)物及病原微生物含量高，二是農(nóng)藥、化肥含量高。中國目前沒開展農(nóng)業(yè)方面的監(jiān)測，據(jù)有關(guān)資料顯示，在I億公頃耕地和220萬公頃草原上，每年使用農(nóng)藥110.49萬噸。中國是世界上水土流失最嚴重的國家之一，每年表土流失量約50億噸，致使大量農(nóng)藥、化肥隨表土流入江、河、湖、庫，隨之流失的氮、磷、鉀營養(yǎng)元素，使2/3的湖泊受到不同程度富營養(yǎng)化污染的危害，造成藻類以及其他生物異常繁殖，引起水體透明度和溶解氧的變化，從而致使水質(zhì)惡化。生活污染源主要是城市生活中使用的各種洗滌劑和污水、垃圾、糞便等，多為無毒的無機鹽類，生活污水中含氮、磷、硫多，致病細菌多。據(jù)調(diào)查，1998年中國生活污水排放量184億噸。中國每年約有I/3的工業(yè)廢水和90 %以上的生活污水未經(jīng)處理就排入水域，全國有監(jiān)測的1200多條河流中，目前850多條受到污染，90%以上的城市水域也遭到污染，致使許多河段魚蝦絕跡，符合國家一級和二級水質(zhì)標準的河流僅占32.2%。污染正由淺層向深層發(fā)展，地下水和近海域海水也正在受到污染，我們能夠飲用和使用的水正在不知不覺地減少。
[0005]隨著新的水污染防治法的頒布，國家的政策性導向以及人們?nèi)找嫔罨沫h(huán)保意識，為了生活質(zhì)量的提升和身體健康的保障，水污染治理已經(jīng)刻不容緩，微生物曝氣凈化技術(shù)作為一個重要的水處理治理發(fā)展方向，被廣泛關(guān)注和研究，其核心在于微生物群落的優(yōu)化和富集，而其載體陶瓷為陶瓷或者塑膠顆粒，成本相對較高，僅僅起到承載作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為解決上述問題，本發(fā)明公開的高效節(jié)能漂浮式載體微生物水體凈化裝置，對水體環(huán)境凈化效率高，使用方便，便于運行維護，維護周期長，應(yīng)用成本低廉，并且實現(xiàn)了固體廢棄物資源的重復再利用。
[0007]本發(fā)明公開的高效節(jié)能漂浮式載體微生物水體凈化裝置，包括曝氣系統(tǒng)、微生物發(fā)生器、支架、擋板以及浮漂，其中微生物發(fā)生器為設(shè)置在曝氣系統(tǒng)內(nèi)且具有承載微生物載體的腔體，微生物載體具有多孔結(jié)構(gòu)并且微生物載體上的孔深入到微生物載體內(nèi)部，微生物載體的多孔表面用于承載微生物，微生物載體包括固化粉煤灰層包覆的芯部為焦化煤矸石的顆粒，顆粒中固化粉煤灰層的平均厚度占該顆粒半徑的1/3-1/2，焦化煤矸石在顆粒中為破碎的不規(guī)則顆粒形態(tài)。本方案通過采用固化粉煤灰層與焦化煤矸石復合結(jié)構(gòu)的微生物載體吸附方案，同時借助粉煤灰和焦化煤矸石提供的大量活性基團來活化水體而提升顆粒的凈化性能，同時采用粉煤灰包覆層對焦化煤矸石進行包覆，實現(xiàn)對焦化煤矸石芯部進行保護，在載體顆粒內(nèi)部形成厭氧環(huán)境而刺激微生物群落的生長與繁殖，并且使得載體上附著的菌群不易流失，并且便于實現(xiàn)再生和重復利用，降低使用成本，便于大范圍推廣。
[0008]本發(fā)明公開的高效節(jié)能漂浮式載體微生物水體凈化裝置的一種改進，焦化煤矸石為煤矸石在富氧環(huán)境下經(jīng)高溫燃燒充分(富氧沸騰爐中，煤矸石燃料顆粒粒徑l_3mm)再經(jīng)破碎得到(破損后平均粒徑為0.3-lmm)。
[0009]本發(fā)明公開的高效節(jié)能漂浮式載體微生物水體凈化裝置的一種改進，焦化煤矸石具有細孔結(jié)構(gòu)，其上細孔的孔徑為2_3μπι，比表面積400-600m2/g。本方案中選取高表面性能的固化粉煤灰層與其內(nèi)包裹的焦化煤矸石相結(jié)合，從而在吸附性能和使用成本上得到很好的平衡，并且有效實現(xiàn)廢棄物的再利用。
[0010]本發(fā)明公開的高效節(jié)能漂浮式載體微生物水體凈化裝置的一種改進，微生物載體顆粒外層上的孔為貫通固化粉煤灰層的通孔，通孔的孔徑為10-100μπι。本方案通過設(shè)置的通孔可以與微生物載體的內(nèi)層焦化煤矸石結(jié)構(gòu)聯(lián)通，而在使用中能夠充分與污染水體充分接觸并在使用時借助水流起到凈化吸附有害物質(zhì)或者細菌的作用，從而提高凈化效率。
[0011]本發(fā)明公開的高效節(jié)能漂浮式載體微生物水體凈化裝置的一種改進，通孔在固化粉煤灰層上的平均分布密度為80-200個/平方英寸。本方案通過在固化粉煤灰層上設(shè)置密度合適的通孔數(shù)量，通過保證足夠大的通孔密度，利于內(nèi)層焦化煤矸石的發(fā)生效應(yīng)的同時，又避免通孔數(shù)量過多而損害微生物載體的強度而使其易損傷，從而保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和使用壽命內(nèi)的使用安全性。
[0012]本發(fā)明公開的高效節(jié)能漂浮式載體微生物水體凈化裝置的一種改進，顆粒的粒徑為I_5mmο
[0013]本發(fā)明公開的高效節(jié)能漂浮式載體微生物水體凈化裝置的一種改進，粒徑小于2mm的顆粒占微生物載體總體積的20-30%。本方案有利于充分利用填充間隙，同時又避免填充密度過高而堵塞流動，從而通過限定小粒度載體的含量，來提升有效菌群生長表面，從而在降低成本的同時，提升凈化效率。
[0014]本發(fā)明方案公開的高效節(jié)能漂浮式載體微生物水體凈化裝置，生產(chǎn)工藝簡單，操作方便，污水凈化效率高，成本低廉，對菌群聚落附著效果好，能耗低，重復利用率高，維護周期長。一臺設(shè)備平均每天可處理至少50千克B0D5，當污水的可生化性良好的時候，單臺的設(shè)備可處理85千克甚至是更多的B0D5。以城鎮(zhèn)污水處理的污水為例，單臺設(shè)備每天能處理污水800-1000噸。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合【具體實施方式】，進一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解下述【具體實施方式】僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。
[0016]實施例1
[0017]本實施例中高效節(jié)能漂浮式載體微生物水體凈化裝置，包括曝氣系統(tǒng)、微生物發(fā)生器、支架、擋板以及浮漂，其中微生物發(fā)生器為設(shè)置在曝氣系統(tǒng)內(nèi)且具有承載微生物載體的腔體，微生物載體具有多孔結(jié)構(gòu)并且微生物載體上的孔深入到微生物載體內(nèi)部，微生物載體的多孔表面用于承載微生物，微生物載體包括固化粉煤灰層包覆的芯部為焦化煤矸石的顆粒，顆粒中固化粉煤灰層的平均厚度占該顆粒半徑的1/3，焦化煤矸石在顆粒中為破碎的不規(guī)則顆粒形態(tài)。
[0018]實施例2
[0019]本實施例中高效節(jié)能漂浮式載體微生物水體凈化裝置，包括曝氣系統(tǒng)、微生物發(fā)生器、支架、擋板以及浮漂，其中微生物發(fā)生器為設(shè)置在曝氣系統(tǒng)內(nèi)且具有承載微生物載體的腔體，微生物載體具有多孔結(jié)構(gòu)并且微生物載體上的孔深入到微生物載體內(nèi)部，微生物載體的多孔表面用于承載微生物，微生物載體包括固化粉煤灰層包覆的芯部為焦化煤矸石的顆粒，顆粒中固化粉煤灰層的平均厚度占該顆粒半徑的2/5，焦化煤矸石在顆粒中為破碎的不規(guī)則顆粒形態(tài)。
[0020]實施例3
[0021]本實施例中高效節(jié)能漂浮式載體微生物水體凈化裝置，包括曝氣系統(tǒng)、微生物發(fā)生器、支架、擋板以及浮漂，其中微生物發(fā)生器為設(shè)置在曝氣系統(tǒng)內(nèi)且具有承載微生物載體的腔體，微生物載體具有多孔結(jié)構(gòu)并且微生物載體上的孔深入到微生物載體內(nèi)部，微生物載體的多孔表面用于承載微生物，微生物載體包括固化粉煤灰層包覆的芯部為焦化煤矸石的顆粒，顆粒中固化粉煤灰層的平均厚度占該顆粒半徑的0.35倍，焦化煤矸石在顆粒中為破碎的不規(guī)則顆粒形態(tài)。
[0022]實施例4
[0023]本實施例中高效節(jié)能漂浮式載體微生物水體凈化裝置，包括曝氣系統(tǒng)、微生物發(fā)生器、支架、擋板以及浮漂，其中微生物發(fā)生器為設(shè)置在曝氣系統(tǒng)內(nèi)且具有承載微生物載體的腔體，微生物載體具有多孔結(jié)構(gòu)并且微生物載體上的孔深入到微生物載體內(nèi)部，微生物載體的多孔表面用于承載微生物，微生物載體包括固化粉煤灰層包覆的芯部為焦化煤矸石的顆粒，顆粒中固化粉煤灰層的平均厚度占該顆粒半徑的0.45倍，焦化煤矸石在顆粒中為破碎的不規(guī)則顆粒形態(tài)。
[0024]實施例5
[0025]本實施例中高效節(jié)能漂浮式載體微生物水體凈化裝置，包括曝氣系統(tǒng)、微生物發(fā)生器、支架、擋板以及浮漂，其中微生物發(fā)生器為設(shè)置在曝氣系統(tǒng)內(nèi)且具有承載微生物載體的腔體，微生物載體具有多孔結(jié)構(gòu)并且微生物載體上的孔深入到微生物載體內(nèi)部，微生物載體的多孔表面用于承載微生物，微生物載體包括固化粉煤灰層包覆的芯部為焦化煤矸石的顆粒，顆粒中固化粉煤灰層的平均厚度占該顆粒半徑的0.39倍，焦化煤矸石在顆粒中為破碎的不規(guī)則顆粒形態(tài)。
[0026]實施例6
[0027]本實施例中高效節(jié)能漂浮式載體微生物水體凈化裝置，包括曝氣系統(tǒng)、微生物發(fā)生器、支架、擋板以及浮漂，其中微生物發(fā)生器為設(shè)置在曝氣系統(tǒng)內(nèi)且具有承載微生物載體的腔體，微生物載體具有多孔結(jié)構(gòu)并且微生物載體上的孔深入到微生物載體內(nèi)部，微生物載體的多孔表面用于承載微生物，微生物載體包括固化粉煤灰層包覆的芯部為焦化煤矸石的顆粒，顆粒中固化粉煤灰層的平均厚度占該顆粒半徑的0.5倍，焦化煤矸石在顆粒中為破碎的不規(guī)則顆粒形態(tài)。
[0028]與上述實施例(包括而不限于實施例1-6及其組合方案，下同)相區(qū)別的，焦化煤矸石為煤矸石在富氧環(huán)境下經(jīng)高溫燃燒充分再經(jīng)破碎得到。
[0029]與上述實施例相區(qū)別的，焦化煤矸石具有細孔結(jié)構(gòu)，其上細孔的孔徑為2μπι(細孔的孔徑還可以為2.]^1!1、2.24111、2.34111、2.44111、2.54111、2.64111、2.74111、2.84111、2.94111、3.(^1]1以及2-3μπι范圍內(nèi)的其它任意值)，細孔部分的比表面積400m2/g(細孔部分的比表面積還可以為W&410rrf/g、420ni/g、430ni/g、440ni/g、450ni/g、460ni/g、470ni/g、480ni/g、490ni/g、500rrf/g、510ni/g、520ni/g、530ni/g、540ni/g、550ni/g、560ni/g、570ni/g、580ni/g、590m2/g、600m7g以及400-600m2/g范圍內(nèi)的其它任意值)。細孔部分為普通放大狀態(tài)下對細孔在固化粉煤灰層上聚集區(qū)最外側(cè)孔向外延展Inm所形成區(qū)域的截取。
[0030]與上述實施例相區(qū)別的，微生物載體顆粒外層上的孔為貫通固化粉煤灰層的通孔，通孔的孔徑為1(^111(通孔的孔徑還可以為10.54111、2(^111、25.44111、3(^111、33.74111、4(^111、49.9ym、50ym、56.2ym、60ym、66.4ym、70ym、78.3ym、80ym、88.lym、90ym、92.9μηι、10ym以及ΙΟ-ΙΟΟμπι范圍內(nèi)的其它任意值)。
[0031]與上述實施例相區(qū)別的，通孔在固化粉煤灰層上的平均分布密度為80個/平方英寸(通孔在焦化煤矸石層上的平均分布密度還可以為82個/平方英寸、90個/平方英寸、93個/平方英寸、100個/平方英寸、101個/平方英寸、110個/平方英寸、115個/平方英寸、120個/平方英寸、124個/平方英寸、130個/平方英寸、137個/平方英寸、140個/平方英寸、146個/平方英寸、150個/平方英寸、159個/平方英寸、160個/平方英寸、168個/平方英寸、170個/平方英寸、177個/平方英寸、180個/平方英寸、189個/平方英寸、290個/平方英寸、196個/平方英寸、200個/平方英寸以及80-200個/平方英寸范圍內(nèi)的其它任意值)。
[0032]與上述實施例相區(qū)別的，顆粒的粒徑為lmm(顆粒的粒徑還可以為1.7mm、2mm、2.3mm、3mm、3.1mm、4mm、4.6mm、4.8mm、5mm以及l(fā)_5mm范圍內(nèi)的其它任意值)。
[0033]與上述實施例相區(qū)別的，粒徑小于2mm的顆粒占微生物載體總體積的20%(粒徑小于2mm的微生物載體占顆粒總體積的比例還可以為21%、22%、23%、24%、25%、26%、27%、28%、29%、30%以及20-30%范圍內(nèi)的其它任意值)。
[0034]本處實施例對本發(fā)明要求保護的技術(shù)范圍中點值未窮盡之處以及在實施例技術(shù)方案中對單個或者多個技術(shù)特征的同等替換所形成的新的技術(shù)方案，同樣都在本發(fā)明要求保護的范圍內(nèi)；同時本發(fā)明方案所有列舉或者未列舉的實施例中，在同一實施例中的各個參數(shù)僅僅表示其技術(shù)方案的一個實例(即一種可行性方案)，而各個參數(shù)之間并不存在嚴格的配合與限定關(guān)系，其中各參數(shù)在不違背公理以及本發(fā)明述求時可以相互替換，特別聲明的除外。
[0035]本發(fā)明方案包括而不限于上述實施例的實施，所有得到的高效節(jié)能漂浮式載體微生物水體凈化裝置，在單臺設(shè)備轉(zhuǎn)載微生物載體10千克時，污水一次通過時，COD去除率達到97.36%以上，總氮去除率達到97.37%以上，總磷去除率達到97.26%以上，TSS消減率達到85 %以上，BOD消減率達到85 %以上。
[0036]本發(fā)明方案所公開的技術(shù)手段不僅限于上述技術(shù)手段所公開的技術(shù)手段，還包括由以上技術(shù)特征任意組合所組成的技術(shù)方案。以上所述是本發(fā)明的【具體實施方式】，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種高效節(jié)能漂浮式載體微生物水體凈化裝置，包括曝氣系統(tǒng)、微生物發(fā)生器、支架、擋板以及浮漂，其中微生物發(fā)生器為設(shè)置在曝氣系統(tǒng)內(nèi)且具有承載微生物載體的腔體，其特征在于:所述微生物載體具有多孔結(jié)構(gòu)并且微生物載體上的孔深入到微生物載體內(nèi)部，所述微生物載體的多孔表面用于承載微生物，所述微生物載體為固化粉煤灰層包覆的芯部為焦化煤矸石的顆粒，所述顆粒中固化粉煤灰層的平均厚度占該顆粒半徑的1/3-1/2，焦化煤矸石在顆粒中為破碎的不規(guī)則顆粒形態(tài)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效節(jié)能漂浮式載體微生物水體凈化裝置，其特征在于:所述焦化煤矸石為煤矸石在富氧環(huán)境下經(jīng)高溫燃燒充分再經(jīng)破碎得到。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高效節(jié)能漂浮式載體微生物水體凈化裝置，其特征在于:所述微生物載體中芯部具有3-5顆焦化煤矸石顆粒。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高效節(jié)能漂浮式載體微生物水體凈化裝置，其特征在于:所述焦化煤矸石具有細孔結(jié)構(gòu)，其上細孔的孔徑為2-3μπι，比表面積400-600m2/g。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高效節(jié)能漂浮式載體微生物水體凈化裝置，其特征在于:所述微生物載體顆粒外層上的孔為貫通固化粉煤灰層的通孔，通孔的孔徑為10-100μπι。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高效節(jié)能漂浮式載體微生物水體凈化裝置，其特征在于:所述通孔在固化粉煤灰層上的平均分布密度為80-200個/平方英寸。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高效節(jié)能漂浮式載體微生物水體凈化裝置，其特征在于:所述顆粒的粒徑為l_5mm。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高效節(jié)能漂浮式載體微生物水體凈化裝置，其特征在于:所述粒徑小于2mm的顆粒占微生物載體總體積的20-30%。
【文檔編號】C02F3/34GK105858908SQ201610190399
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月30日
【發(fā)明人】陳寬, 袁云杰, 何明軍
【申請人】浙江清天地環(huán)境工程有限公司