專利名稱：一種太陽能好氧/缺氧/好氧生物膜湖泊水體處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽能好氧/缺氧/好氧生物膜湖泊水體處理裝置，具體涉及一種由太陽能驅(qū)動，用于地表水體(諸如湖泊，河流，水庫及池塘)等面源污染處理凈化的廢水好氧/缺氧/好氧相結(jié)合的生物膜廢水處理裝置，該裝置具有增加水體溶解氧，降解水中有機污染物和去除氮和磷營養(yǎng)物，促進水流混合的作用。該裝置還可以用于廢水生物處理氧化塘和人工濕地的強化，以增強污染物的去除效果。
背景技術(shù)：
目前，應(yīng)用于諸如湖泊，河流和水庫等地表水體污染的技術(shù)主要是通過水體循環(huán)的物理作用以達到將不同水深處的水體混合，從而擾動藻類的生長環(huán)境，進而達到控制藻類生長的目的。例如，美國泵系統(tǒng)公司(Pumps Systems, Inc.)開發(fā)研制的SolarBee太陽能驅(qū)動遠距離循環(huán)技術(shù)籍通過太陽能電池驅(qū)動位于水中直筒內(nèi)的葉輪而造成水流從水體底部向上部的循環(huán)流動而達到改善水質(zhì)的目的。但是，該技術(shù)僅具有水流混合的物理作用，但不具有增加水體溶解氧，降解水中有機污染物和去除氮和磷營養(yǎng)物的作用。技術(shù)內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)的SolarBee太陽能驅(qū)動遠距離循環(huán)技術(shù)無法向水中充氧和去除有機物和氮磷的缺陷，本發(fā)明的技術(shù)目的在于提供一種新型的由太陽能驅(qū)動，用于地表水體面源污染處理的空氣充氧提升好氧/缺氧/好氧相結(jié)合的生物膜廢水處理裝置，使得該設(shè)備除了具有現(xiàn)有技術(shù)的太陽能驅(qū)動遠距離循環(huán)技術(shù)的循環(huán)地表水體的功能，還具有利用太陽能向地表水體直接充氧，進而去除有機物和氮磷營養(yǎng)物的作用。本發(fā)明實現(xiàn)其技術(shù)目的所采用的技術(shù)方案是:
一種由太陽能驅(qū)動的好氧/缺氧/好氧相結(jié)合的生物膜廢水處理裝置，包括置于水面上部分、水面下部分、和連接水面上部分和水面下部分的空氣管(5);其中，水面上部分包括太陽能電池組(I)、空氣泵(2)和水上浮臺(3)，且太陽能電池組(I)和空氣泵(2)分別固定連接水上浮臺(3)上，太陽能電池組(I)作為空氣泵(2)的動力提供單元和空氣泵(2)連接；水面下部分包括空氣/水流提升管(4)、生物膜流化床反應(yīng)器￠)、生物膜固定床反應(yīng)器(7)，篩板(8)，導(dǎo)流板(11)，柔性連接(13)，且空氣/水流提升管(4)頂部通過柔性連接(13)與生物膜固定床反應(yīng)器(7)相連通，生物膜固定床反應(yīng)器(7)與生物膜流化床反應(yīng)器(6)相連接，空氣/水流提升管(4)底部與導(dǎo)流板(11)連接；空氣管(5) —端連接水面上部分的空氣泵(2)的輸氣口，另一端連接水面下部分的空氣/水流提升管(4)底部接近導(dǎo)流板(11)的位置，以及生物膜流化床反應(yīng)器￠)以實現(xiàn)水面上部分和水面下部分的連接。其中，本發(fā)明所述的太陽能生物膜湖泊水體處理裝置，其中生物膜流化床反應(yīng)器(6)和生物膜固定床反應(yīng)器(7)相串連，且由2 4支填充有生物載體(9)的筒狀生物膜反應(yīng)器組成，且各筒狀生物膜固定床反應(yīng)器均通過柔性連接(13)連接在空氣/水流提升管(4)頂部外周；
所述的筒狀流化床反應(yīng)器和固定床反應(yīng)器的兩端以及流化床反應(yīng)器和固定床反應(yīng)器的連接處均安裝有篩板(8)；所述的太陽能生物膜湖泊水體處理裝置，其特征在于所述的筒狀生物膜反應(yīng)器的直徑為0.5m至Im,長5m至20m。所述的生物載體(9)為塑料空心小球或者半軟性填料；其中，本發(fā)明所述的柔性連接(8)應(yīng)理解為現(xiàn)有技術(shù)的任意可以連接空氣提升管
(4)頂部和生物膜固定床反應(yīng)器(7)的各個筒狀生物膜反應(yīng)器一端的連接方式；在本發(fā)明中，所述的柔性連接(13)的連接件可以是可伸縮管、軟管、或者其他。在本發(fā)明所述的好氧/缺氧/好氧生物膜處理裝置運行時，由太陽能電池產(chǎn)生的電流驅(qū)動同樣浮于水面上的空氣泵向位于水面下的空氣/水流提升管中注入空氣，從而形成空氣/水流提升管內(nèi)外的密度差，造成空氣/水流提升管外的水流從底部向上進入空氣/水流提升管內(nèi)部并向上流動；水流到達空氣/水流提升管的頂部后，再依次進入浸沒于水中的生物膜固定床反應(yīng)器和流化床反應(yīng)器。其中生物膜固定床反應(yīng)器的進口呈好氧狀態(tài)，中部及后部為缺氧狀態(tài)，而整個流化床反應(yīng)器呈好氧狀態(tài).通過以上原理，湖泊中的水流通過空氣泵系統(tǒng)高效的運轉(zhuǎn)形成水體內(nèi)部自下而上的流動而通過生物膜固定床反應(yīng)器(好氧和缺氧)和流化床反應(yīng)器(好氧)，水體中的有機污染物被生物載體上的微生物膜所降解(好氧)，氨氮被硝化形成硝酸鹽(好氧)，進而通過反硝化而被去除(缺氧)，而磷則通過交替的好氧_缺氧_好氧而從水中去除。除能夠同時去除有機物，總氮和總憐外，該裝置還具有使水體表面的富氧水體和底部的缺氧水體得以交換，從而提高水中氧含量，增強好氧生物的活性，加速了水中生物凈化的過程，最終達到迅速降解水體中的有機物，氮和磷以及控制藍綠藻生長的目的。本發(fā)明的有益效果是:利用太陽能為水處理設(shè)備動力，無需能耗、無污染、無運行成本、通用性好，不僅綠色環(huán)保，且環(huán)境相容性好，不破壞湖泊具有的景觀功能。可用于各種天然和人工地表水體的污染控制和水質(zhì)改善。此外，整個工藝運行操作簡單，安裝簡便，管理方便。


圖1是本發(fā)明所述的裝置的縱剖面構(gòu)造圖其中，1-太陽能電池；2_空氣泵；3_水上浮臺；4_空氣/水流提升管；5_空氣管；
6-生物膜流化床反應(yīng)器；7_生物膜固定床反應(yīng)器；8-篩板；9_生物載體；10_氣泡；11_導(dǎo)流板；12_水體底部；13_柔性連接；14_水面。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進一步說明。如附圖1所示，本發(fā)明所述的一種好氧/缺氧/好氧生物膜廢水處理裝置，包括置于水面上部分、水面下部分、和連接水面上部分和水面下部分的空氣管5 ;其中，水面上部分包括太陽能電池1、空氣泵2和水上浮臺3，且太陽能電池I和空氣泵2分別固定連接上水上浮臺3上，太陽能電池I作為空氣泵2的動力提供單元和空氣泵2連接；水面下部分包括空氣/水流提升管4、 生物膜流化床反應(yīng)器6、生物膜固定床反應(yīng)器7，導(dǎo)流板11，且空氣/水流提升管(4)頂部通過柔性連接(13)與生物膜固定床反應(yīng)器(7)相連通，生物膜固定床反應(yīng)器(7)與生物膜流化床反應(yīng)器(6)相連接，空氣/水流提升管(4)底部與導(dǎo)流板(11)連接；空氣管(5) —端連接水面上部分的空氣泵(2)的輸氣口，另一端連接水面下部分的空氣/水流提升管⑷底部接近導(dǎo)流板(11)的位置，以及生物膜流化床反應(yīng)器(6)以實現(xiàn)水面上部分和水面下部分的連接。其中，本發(fā)明所述的太陽能生物膜湖泊水體處理裝置，其中生物膜流化床反應(yīng)器
(6)和生物膜固定床反應(yīng)器(7)相串連，且由2 4支填充有生物載體(9)的筒狀生物膜反應(yīng)器組成，且各筒狀生物膜固定床反應(yīng)器均通過柔性連接(13)連接在空氣/水流提升管
(4)頂部外周；所述的筒狀流化床反應(yīng)器和固定床反應(yīng)器的兩端以及流化床反應(yīng)器和固定床反應(yīng)器的連接處均安裝有篩板(8)；所述的太陽能生物膜湖泊水體處理裝置，其特征在于所述的筒狀生物膜反應(yīng)器的直徑為0.5m至Im,長5m至20m。所述的生物載體(9)為塑料空心小球或者半軟性填料；其中，本發(fā)明所述的柔性連接⑶應(yīng)理解為現(xiàn)有技術(shù)的任意可以連接空氣提升管
(4)頂部和生物膜固定床反應(yīng)器(7)的各個筒狀生物膜反應(yīng)器一端的連接方式；在本發(fā)明中，所述的柔性連接(13)的連接 件可以是可伸縮管、軟管、或者其他。所述的生物載體9為塑料空心小球或者半軟性填料；在本發(fā)明所述的裝置運行時，除生物降解和去除氮磷的機理外，該裝置還具有在水體中不斷的對水體進行充養(yǎng)和循環(huán)的功能，有益于增加水中氧含量，從而去除藍藻和擴大水環(huán)境的自凈容量。
權(quán)利要求
1.一種太陽能生物膜湖泊水體處理裝置，包括置于水面上部分、水面下部分、和連接水面上部分和水面下部分的空氣管(5);其中，水面上部分包括太陽能電池組(I)、空氣泵(2)和水上浮臺(3)，且太陽能電池組(I)和空氣泵(2)分別固定連接水上浮臺(3)上，太陽能電池組(I)作為空氣泵(2)的動力提供單元和空氣泵(2)連接；水面下部分包括空氣/水流提升管(4)、生物膜流化床反應(yīng)器(6)、生物膜固定床反應(yīng)器(7)，篩板(8)，導(dǎo)流板(11)，柔性連接(13)，且空氣/水流提升管(4)頂部通過柔性連接(13)與生物膜固定床反應(yīng)器(7)相連通，且生物膜固定床反應(yīng)器(7)與生物膜流化床反應(yīng)器(6)相連接，空氣/水流提升管(4)底部與導(dǎo)流板(11)連接；空氣管(5) —端連接水面上部分的空氣泵(2)的輸氣口，另一端連接水面下部分的空氣/水流提升管(4)底部接近導(dǎo)流板(11)的位置，以及生物膜流化床反應(yīng)器(6)以實現(xiàn)水面上部分和水面下部分的連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能生物膜湖泊水體處理裝置，其中生物膜流化床反應(yīng)器(6)和生物膜固定床反應(yīng)器(7)相串連，且由2 4支填充有生物載體(9)的筒狀生物膜反應(yīng)器組成，且各筒狀生物膜固定床反應(yīng)器均通過柔性連接(13)連接在空氣/水流提升管(4)頂部外周。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能生物膜湖泊水體處理裝置，其特征在于所述的筒狀生物膜反應(yīng)器的直徑為0.5m至Im,長5m至20m。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能生物膜湖泊水體處理裝置，其特征在于所述的筒狀流化床反應(yīng)器和固定床反應(yīng)器的兩端以及流化床反應(yīng)器和固定床反應(yīng)器的連接處均安裝有篩板⑶。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能生物膜湖泊水體處理裝置，其特征在于所述的生物載體(9)為塑料空心小球或者半軟性填料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能生物膜湖泊水體處理裝置，其特征在于所述的柔性連接(13)的連接件是可伸縮管、或者 軟管。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種好氧/缺氧/好氧生物膜廢水處理裝置，包括置于水面上部分、水面下部分、和連接水面上部分和水面下部分的空氣管(5)；其中，水面上部分包括太陽能電池組(1)、空氣泵(2)和水上浮臺(3)，且太陽能電池組(1)和空氣泵(2)分別固定連接水上浮臺(3)上，太陽能電池組(1)作為空氣泵(2)的動力提供單元和空氣泵(2)連接；水面下部分包括空氣/水流提升管(4)、生物膜流化床反應(yīng)器(6)、生物膜固定床反應(yīng)器(7)，篩板(8)，導(dǎo)流板(11)，柔性連接(13)，且空氣/水流提升管(4)頂部通過柔性連接(13)與生物膜固定床反應(yīng)器(7)相連通，生物膜固定床反應(yīng)器(7)與生物膜流化床反應(yīng)器(6)相連接，空氣/水流提升管(4)底部與導(dǎo)流板(11)連接；空氣管(5)一端連接水面上部分的空氣泵(2)的輸氣口，另一端連接水面下部分的空氣/水流提升管(4)底部接近導(dǎo)流板(11)的位置，以及生物膜流化床反應(yīng)器(6)以實現(xiàn)水面上部分和水面下部分的連接。該裝置除生物降解和去除氮磷的作用外，還具有使水體表面的富氧水體和底部的缺氧水體得以交換，從而提高水中氧含量，增強好氧生物的活性，加速了水中生物凈化的過程，最終達到降解水體中的有機物，去除氮和磷以及控制藍綠藻生長的優(yōu)勢。
文檔編號C02F3/30GK103183410SQ20121000049
公開日2013年7月3日 申請日期2012年1月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月1日
發(fā)明者周平 申請人:周平