一種物化-生化-植物聯(lián)合水處理裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種物化?生化?植物聯(lián)合水處理裝置，包括水處理池，該水處理池包括沿污水流動方向依次布置的進(jìn)水段(1)、污水處理段(2)和出水段(3)，所述的污水處理段(2)包括沿污水流動方向依次布置的電解段和生化植物處理段，所述的電解段處設(shè)有電解污水的第一電解水組件(21)，所述的生化植物處理段包括從下到上依次設(shè)置的曝氣層、微生物填料層和挺水植物床層。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有污水處理效果好、運(yùn)行穩(wěn)定、占地面積少等優(yōu)點。
【專利說明】
一種物化-生化-植物聯(lián)合水處理裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種聯(lián)合水處理裝置，尤其是涉及一種物化-生化-植物聯(lián)合水處理裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]水的微生物處理技術(shù)已經(jīng)沿用百年，在中國最早的城市污水處理廠上海東區(qū)污水處理廠也已有90年歷史，和近年建的200萬噸級城市污水廠如白龍崗污水處理廠的污水處理原理幾乎已經(jīng)是一樣的，在微生物處理機(jī)理上并沒有實質(zhì)的變化。隨著淡水水資源的缺乏，對地表水質(zhì)提出更高要求，但傳統(tǒng)的微生物污水處理工藝的出水很難進(jìn)一步提高水質(zhì)指標(biāo)，因為出水中所含污染物質(zhì)主要是微生物難降解有機(jī)物和氮磷等。地表水體在接納污水處理廠的排水后，加上原有的點、面源的污染所造成的污染物也是以難降解有機(jī)物和氮磷等為主。雖然采用人工濕地技術(shù)，可以較好的吸收水中的氮磷等污染物，但由于占地面積大、受低氣溫影響等原因，人工濕地實際運(yùn)行情況并不理想。
[0003]中國專利ZL201420028794.8公開了一種微生物污水處理單元，及包括至少一個該微生物污水處理單元的微生物污水處理系統(tǒng)，該微生物污水處理單元包括漂浮植物或浮葉植物、連結(jié)網(wǎng)和至少一個微生物生長區(qū)，該連結(jié)網(wǎng)系掛于漂浮植物或浮葉植物，該微生物生長區(qū)位于漂浮植物或浮葉植物下方，系掛于連結(jié)網(wǎng)，微生物生長區(qū)盛放含有微生物的活性污泥。該污水處理單元雖然能夠較好的吸收污水中的氮磷等污染物，但是其對于難降解的大分子有機(jī)污染物的處理效果不是很理想，其該污水處理單元在處理時因污水含氧量不足而導(dǎo)致微生物與植物等活性不夠。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種物化-生化-植物聯(lián)合水處理裝置。
[0005]本實用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0006]—種物化-生化-植物聯(lián)合水處理裝置，包括水處理池，該水處理池包括沿污水流動方向依次布置的進(jìn)水段、污水處理段和出水段，所述的污水處理段包括沿污水流動方向依次布置的電解段和生化植物處理段，所述的電解段處設(shè)有電解污水的第一電解水組件，所述的生化植物處理段包括從下到上依次設(shè)置的曝氣層、微生物填料層和挺水植物床層。
[0007]所述的水處理池的深度不小于3.5m，其中，微生物填料層的高度為1.9?2m，挺水植物床層的高度為0.35?0.5m。水處理池的保證足夠的深度，從而可以提高底部的曝氣層提供的氧氣的利用率。
[0008]所述的挺水植物床層由多個沿污水流動方向排列的種植槽組成，所述的種植槽內(nèi)裝填有供挺水植物生長的礦物填料。通過在水處理池的頂部橫向等間距架設(shè)橫梁，然后相鄰的兩橫梁之間即可放置種植槽，橫梁還可以形成便于植物管理的供人行走的走道。植物床采用多個種植槽并排組成的方式構(gòu)成，這樣相比于一個整體的植物床的優(yōu)點在于方便取下來更換種植內(nèi)的物料、植物，可以取下查看下部填料的情況，甚至方便取下填料網(wǎng)，對曝氣設(shè)備進(jìn)行維修和更換。
[0009]所述的挺水植物為根系發(fā)達(dá)的水生植物，其選自蘆葦、美人蕉、茭草、香蒲、燈心草、水蔥、莒蒲或野生水稻中的一種或幾種；
[0010]所述的礦物填料選自火山石、鐵礦石或鋼渣中的一種或幾種；
[0011]所述的種植槽的寬度為I?1.2m。
[0012]所述的微生物填料層包括懸掛在種植槽下方的填料網(wǎng)，在填料網(wǎng)內(nèi)裝填有微生物膜固著的懸浮球狀填料。微生物填料層中的填料采用填料網(wǎng)裝填的方式設(shè)置在挺水植物床層下方，可以有效的相對固定填料，并方便更換。填料網(wǎng)可以采用尼龍網(wǎng)等。
[0013]所述的懸浮球狀填料的材質(zhì)為聚丙烯材質(zhì)，其在填料網(wǎng)中的裝填量為60?80%。這樣在污水處理過程中，不僅可以提高懸浮球狀填料之間的摩擦機(jī)會，這樣可以促進(jìn)微生物膜的新舊更替，從而提高微生物膜的活性，同時還可以避免因碰撞而對池底的曝氣系統(tǒng)的損害。
[0014]所述的第一電解水組件為帶有納米金剛石電極的電解水設(shè)備；
[0015]所述的曝氣層包括由設(shè)置在水處理池底部的硅橡膠薄膜微孔管式曝氣器組成的曝氣系統(tǒng)，其供氧量滿足出水段處氧含量高于2mg/L;
[0016]所述的進(jìn)水段與污水處理段之間還設(shè)有分配水墻。納米金剛石電極的電解水設(shè)備可以有效的將污水中的有機(jī)污染物鏈?zhǔn)窖趸纸獬蒀O2、H20或礦物鹽以及小分子有機(jī)物。
[0017]所述的水處理池在出水段處還設(shè)有第二電解水組件。第二電解水組件能進(jìn)一步促進(jìn)出水段中的懸浮物凝聚下沉，從而保證出水的透明度好。
[0018]在水處理池外還設(shè)有連接出水段頂部出水口的水深0.4?0.6m的出水凈化池，該出水凈化池內(nèi)種有沉水植物。出水凈化池中的沉水植物起到澄清水質(zhì)的作用，進(jìn)一步保證出水的清澈，同時提供了水體的觀賞性。出水凈化池的水深不宜過深，以免影響沉水植物吸收的光照量，進(jìn)而影響沉水植物的凈水功能。
[0019]所述的聯(lián)合水處理裝置安裝在溫室內(nèi)，在溫室內(nèi)還設(shè)有照明燈;將聯(lián)合水處理裝置安裝在溫室內(nèi)，不僅可以有效的控制水處理時的溫度，避免低氣溫對微生物和挺水植物等的影響，同時照明燈的設(shè)置可以在夜晚等無光照或弱光照條件下提供燈光照明，使得植物光合作用得到強(qiáng)化，植物生長快，吸收水中的營養(yǎng)物質(zhì)也多，則水中污染物去除率提高。
[0020]所述的聯(lián)合水處理裝置在污水處理凈化時，在水處理池中還構(gòu)建有包括好氧微型動物、魚蝦和清潔工螺獅的食物鏈生態(tài)系統(tǒng)。
[0021]本實用新型在凈化處理污水時，先通過電解反應(yīng)(電解為低壓電解，PH略有升高0.5左右，但不會水池中的動物造成影響)在陽極可以直接或間接產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化活性的羥基自由基(.0H)，因其有極高的氧化電位(2.80EV)，其氧化能力極強(qiáng)，與大多數(shù)有機(jī)污染物都可以發(fā)生快速的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，把有害物質(zhì)氧化成C02、H20或礦物鹽以及小分子有機(jī)物，無二次污染，同時低壓電場降低水中細(xì)小膠粒的Zeta電位，使其更易聚合長大，通過沉淀去除，可以使得污水清澈透亮。同時，電解之后的水體堿度和氮含量會升高，正好配合微生物處理和植物凈化。為了保證微生物和植物的生長活性，保證較高的溫度和良好的光照是必備的條件(本實用新型優(yōu)選設(shè)置在溫室內(nèi))。
[0022]本實用新型的聯(lián)合水處理裝置的凈化處理污水時，既符合物理化學(xué)原理中將難降解有機(jī)物破解的原理、又是按照食物鏈構(gòu)建的生態(tài)系統(tǒng)，源水中的部分污染物以及變?yōu)樾》肿雍蟮挠袡C(jī)物首先是各種細(xì)菌的食物。細(xì)菌又可以成為好氧的微型原生動物和后生動物的食物，后者又是魚蝦的食物，池底有清潔工螺螄等，植物的根系和人工填料，成為微生物棲息的場所。水質(zhì)越好，體型大的微生物越多。植物的根系也可以直接吸收水中的碳氮磷等元素，同時通過光合作用將氧氣輸送到水里。以人工填料和植物根系為生物載體形成巨大的生物膜表面，構(gòu)建高度多樣化的生態(tài)系統(tǒng)，利用各次級生態(tài)系統(tǒng)的各種微生物、水生植物、水生動物等的交織生長，增強(qiáng)對水體中污染物的降解，特別是對氮磷的降解。由于水生植物種植在溫室中，而且夜晚由燈光照明，光合作用得到強(qiáng)化，植物生長快，吸收水中的營養(yǎng)物質(zhì)也多，則水中污染物去除率提高。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下優(yōu)點:
[0024](I)污水處理效果好:本實用新型通過采用電解污水-微生物-植物聯(lián)合處理的方式，可以有效的提高污水的處理凈化效果，特別適用于難降解污水的處理凈化。
[0025](2)運(yùn)行穩(wěn)定:本實用新型的水處理裝置由于是布置在溫室內(nèi)，可以控制裝置處理污水時的溫度等，從而保證微生物和植物等的生長活性，同時在溫室內(nèi)還設(shè)有補(bǔ)充光照的照明燈，多方面保證了整個裝置的穩(wěn)定高效運(yùn)行。
[0026](3)占地面積少:由于物化-生物-植物三種方式聯(lián)合處理，使得整個裝置運(yùn)行高效，進(jìn)而可以大大減少其占地面積，將其安裝在溫室中時，溫室內(nèi)除了安置水處理裝置外，還可以同時設(shè)置其他休閑教育設(shè)施，從而可以構(gòu)建成一個多功能的溫室系統(tǒng)。
【附圖說明】
[0027]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0028]圖中，1-進(jìn)水段，2-污水處理段，3-出水段，4-出水凈化池，5-照明燈，11-分配水墻，21-第一電解水組件，22-曝氣系統(tǒng)，23-填料網(wǎng)，24-種植槽，31-第二電解水組件，41-沉水植物。
【具體實施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0030]實施例1
[0031]一種物化-生化-植物聯(lián)合水處理裝置，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括安裝在溫室內(nèi)的水處理池，在溫室內(nèi)還設(shè)有照明燈5，水處理池包括沿污水流動方向依次布置的進(jìn)水段1、污水處理段2和出水段3，進(jìn)水段I與污水處理段2之間還設(shè)有分配水墻11，污水處理段2包括沿污水流動方向依次布置的電解段和生化植物處理段，電解段處設(shè)有電解污水的第一電解水組件21，第一電解水組件21為帶有納米金剛石電極的電解水設(shè)備。水處理池在出水段3處還設(shè)有第二電解水組件31 ο在水處理池外還設(shè)有連接出水段3頂部出水口的水深0.5m的出水凈化池4，該出水凈化池4內(nèi)種有沉水植物41。
[0032]生化植物處理段包括從下到上依次設(shè)置的曝氣層、微生物填料層和挺水植物床層，水處理池的深度為3.5m，其中，微生物填料層的高度為1.9m，挺水植物床層的高度為0.4m，曝氣層包括由設(shè)置在水處理池底部的硅橡膠薄膜微孔管式曝氣器組成的曝氣系統(tǒng)22，其供氧量滿足出水段3處氧含量高于2mg/L。水處理池的保證足夠的深度，從而可以提高底部的曝氣層提供的氧氣的利用率。水處理池上等間距橫向并排架設(shè)有橫梁，相鄰兩橫梁間放置有種植槽24，從而形成挺水植物床層，橫梁還兼作管理挺水植物的供人行走的走道，種植槽24內(nèi)裝填有供挺水植物生長的礦物填料，挺水植物為根系發(fā)達(dá)的水生植物，其為蘆葦，礦物填料為火山石。微生物填料層包括懸掛在種植槽24下方的填料網(wǎng)23，在填料網(wǎng)23內(nèi)裝填有微生物膜固著的懸浮球狀填料，懸浮球狀填料的材質(zhì)為聚丙烯材質(zhì)，其在填料網(wǎng)23中的裝填量為70 %。
[0033]聯(lián)合水處理裝置在污水處理凈化時，在水處理池中還構(gòu)建有包括好氧微型動物、魚蝦和清潔工螺獅的食物鏈生態(tài)系統(tǒng)。
[0034]上述聯(lián)合水處理裝置中，挺水植物蘆葦還可以替換成美人蕉、茭草、香蒲、燈心草、水蔥、莒蒲或野生水稻中的任意一種;礦物填料火山石還可以替換為鐵礦石或鋼渣。
[0035]在凈化處理污水時，裝置先通過電解反應(yīng)(電解為低壓電解，PH略有升高0.5左右，但不會水池中的動物造成影響)在陽極可以直接或間接產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化活性的羥基自由基(.0H)，因其有極高的氧化電位(2.80EV)，其氧化能力極強(qiáng)，與大多數(shù)有機(jī)污染物都可以發(fā)生快速的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，把有害物質(zhì)氧化成C02、H20或礦物鹽以及小分子有機(jī)物，無二次污染，同時低壓電場降低水中細(xì)小膠粒的Zeta電位，使其更易聚合長大，通過沉淀去除，可以使得污水清澈透亮。同時，電解之后的水體堿度和氮含量會升高，正好配合微生物處理和植物凈化。
[0036]實施例2
[0037]一種物化-生化-植物聯(lián)合水處理裝置，包括安裝在溫室內(nèi)的水處理池，在溫室內(nèi)還設(shè)有照明燈5，水處理池包括沿污水流動方向依次布置的進(jìn)水段1、污水處理段2和出水段3，進(jìn)水段I與污水處理段2之間還設(shè)有分配水墻11，污水處理段2包括沿污水流動方向依次布置的電解段和生化植物處理段，電解段處設(shè)有電解污水的第一電解水組件21，第一電解水組件21為帶有納米金剛石電極的電解水設(shè)備。水處理池在出水段3處還設(shè)有第二電解水組件31 ο在水處理池外還設(shè)有連接出水段3頂部出水口的水深0.4m的出水凈化池4，該出水凈化池4內(nèi)種有沉水植物41。
[0038]生化植物處理段包括從下到上依次設(shè)置的曝氣層、微生物填料層和挺水植物床層，水處理池的深度為3.8 m，其中，微生物填料層的高度為2 m，挺水植物床層的高度為0.35m，曝氣層包括由設(shè)置在水處理池底部的硅橡膠薄膜微孔管式曝氣器組成的曝氣系統(tǒng)22，其供氧量滿足出水段3處氧含量高于2mg/L。水處理池的保證足夠的深度，從而可以提高底部的曝氣層提供的氧氣的利用率。水處理池上等間距橫向并排架設(shè)有橫梁，相鄰兩橫梁間放置有種植槽24，從而形成挺水植物床層，橫梁還兼作管理挺水植物的供人行走的走道，種植槽24內(nèi)裝填有供挺水植物生長的礦物填料，挺水植物為根系發(fā)達(dá)的水生植物，其為蘆葦、美人蕉和茭草，礦物填料為火山石、鐵礦石和鋼渣的混合物。微生物填料層包括懸掛在種植槽24下方的填料網(wǎng)23，在填料網(wǎng)23內(nèi)裝填有微生物膜固著的懸浮球狀填料，懸浮球狀填料的材質(zhì)為聚丙烯材質(zhì)，其在填料網(wǎng)23中的裝填量為80%。
[0039]聯(lián)合水處理裝置在污水處理凈化時，在水處理池中還構(gòu)建有包括好氧微型動物、魚蝦和清潔工螺獅的食物鏈生態(tài)系統(tǒng)。
[0040]實施例3
[0041 ] 一種物化-生化-植物聯(lián)合水處理裝置，包括安裝在溫室內(nèi)的水處理池，在溫室內(nèi)還設(shè)有照明燈5，水處理池包括沿污水流動方向依次布置的進(jìn)水段1、污水處理段2和出水段3，進(jìn)水段I與污水處理段2之間還設(shè)有分配水墻11，污水處理段2包括沿污水流動方向依次布置的電解段和生化植物處理段，電解段處設(shè)有電解污水的第一電解水組件21，第一電解水組件21為帶有納米金剛石電極的電解水設(shè)備。水處理池在出水段3處還設(shè)有第二電解水組件31 ο在水處理池外還設(shè)有連接出水段3頂部出水口的水深0.6m的出水凈化池4，該出水凈化池4內(nèi)種有沉水植物41。
[0042]生化植物處理段包括從下到上依次設(shè)置的曝氣層、微生物填料層和挺水植物床層，水處理池的深度為4m，其中，微生物填料層的高度為1.95m，挺水植物床層的高度為
0.5m，曝氣層包括由設(shè)置在水處理池底部的硅橡膠薄膜微孔管式曝氣器組成的曝氣系統(tǒng)22，其供氧量滿足出水段3處氧含量高于2mg/L。水處理池的保證足夠的深度，從而可以提高底部的曝氣層提供的氧氣的利用率。水處理池上等間距橫向并排架設(shè)有橫梁，相鄰兩橫梁間放置有種植槽24，從而形成挺水植物床層，橫梁還兼作管理挺水植物的供人行走的走道，種植槽24內(nèi)裝填有供挺水植物生長的礦物填料，挺水植物為根系發(fā)達(dá)的水生植物，其選自茭草和香蒲，礦物填料為火山石和鐵礦石的混合物。微生物填料層包括懸掛在種植槽24下方的填料網(wǎng)23，在填料網(wǎng)23內(nèi)裝填有微生物膜固著的懸浮球狀填料，懸浮球狀填料的材質(zhì)為聚丙烯材質(zhì)，其在填料網(wǎng)23中的裝填量為60 %。
[0043]聯(lián)合水處理裝置在污水處理凈化時，在水處理池中還構(gòu)建有包括好氧微型動物、魚蝦和清潔工螺獅的食物鏈生態(tài)系統(tǒng)。
[0044]上述的對實施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和使用實用新型。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其他實施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動。因此，本實用新型不限于上述實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實用新型的揭示，不脫離本實用新型范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種物化-生化-植物聯(lián)合水處理裝置，包括水處理池，該水處理池包括沿污水流動方向依次布置的進(jìn)水段(I)、污水處理段(2)和出水段(3)，其特征在于，所述的污水處理段(2)包括沿污水流動方向依次布置的電解段和生化植物處理段，所述的電解段處設(shè)有電解污水的第一電解水組件(21)，所述的生化植物處理段包括從下到上依次設(shè)置的曝氣層、微生物填料層和挺水植物床層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種物化-生化-植物聯(lián)合水處理裝置，其特征在于，所述的水處理池的深度不小于3.5m，其中，微生物填料層的高度為1.9?2m，挺水植物床層的高度為0.35?0.5mο3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種物化-生化-植物聯(lián)合水處理裝置，其特征在于，所述的挺水植物床層由多個沿污水流動方向排列的種植槽(24)組成，所述的種植槽(24)內(nèi)裝填有固定挺水植物并供挺水植物生長的礦物填料。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種物化-生化-植物聯(lián)合水處理裝置，其特征在于，所述的挺水植物為根系發(fā)達(dá)的水生植物，其選自蘆葦、美人蕉、茭草、香蒲、燈心草、水蔥、莒蒲或野生水稻中的一種或幾種； 所述的礦物填料選自火山石、鐵礦石或鋼渣中的一種或幾種； 所述的種植槽的寬度為I?1.2m。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種物化-生化-植物聯(lián)合水處理裝置，其特征在于，所述的微生物填料層包括懸掛在種植槽(24)下方的填料網(wǎng)(23)，在填料網(wǎng)(23)內(nèi)裝填有微生物膜固著的懸浮球狀填料，其在填料網(wǎng)(23)中的裝填量為60?80%。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種物化-生化-植物聯(lián)合水處理裝置，其特征在于，所述的第一電解水組件(21)為帶有納米金剛石電極的電解水設(shè)備。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種物化-生化-植物聯(lián)合水處理裝置，其特征在于，所述的水處理池在出水段(3)處還設(shè)有第二電解水組件(31)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種物化-生化-植物聯(lián)合水處理裝置，其特征在于，所述的曝氣層包括由設(shè)置在水處理池底部的硅橡膠薄膜微孔管式曝氣器組成的曝氣系統(tǒng)(22)，其供氧量滿足出水段(3)處氧含量高于2mg/L; 所述的進(jìn)水段(I)與污水處理段(2)之間還設(shè)有分配水墻(11)。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種物化-生化-植物聯(lián)合水處理裝置，其特征在于，在水處理池外還設(shè)有連接出水段(3)頂部出水口的水深0.4?0.6m的出水凈化池(4)，該出水凈化池(4)內(nèi)種有沉水植物(41)。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種物化-生化-植物聯(lián)合水處理裝置，其特征在于，所述的聯(lián)合水處理裝置安裝在溫室內(nèi)，在溫室內(nèi)還設(shè)有照明燈(5); 所述的聯(lián)合水處理裝置在污水處理凈化時，在水處理池中還構(gòu)建有包括好氧微型動物、魚蝦和清潔工螺獅的食物鏈生態(tài)系統(tǒng)。
【文檔編號】C02F9/14GK205473255SQ201620188519
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月11日
【發(fā)明人】劉瑾, 陸偉宏
【申請人】同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計研究院(集團(tuán))有限公司