公布日：2022.07.12
申請日：2022.06.15
分類號：C02F3/34(2006.01)I;C02F3/32(2006.01)I;C02F101/10(2006.01)N;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本發(fā)明提供一種模塊式污水處理系統(tǒng)，包括一個或多個單元模塊，所述單元模塊包括生物膜固載裝置、設(shè)置在生物膜固載裝置底部的曝氣裝置、以及設(shè)置在生物膜固載裝置中的功能菌劑；其中，所述生物膜固載裝置的四個側(cè)面安裝有鏤空擋板，以使得污水圍繞擋板形成環(huán)流。本發(fā)明通過耦合功能菌劑定向發(fā)酵、微生物固定化、氣提環(huán)流反應(yīng)器等多項(xiàng)技術(shù)，形成高效的生物膜法水質(zhì)提升處理模塊，再輔以高度集約化產(chǎn)品設(shè)計(jì)手段，將光伏曝氣系統(tǒng)、水生植物景觀單元集成于模塊一體，實(shí)現(xiàn)微生物與植物協(xié)同作用下的污染物快速降解、底泥微生態(tài)修復(fù)、水域環(huán)境美化等多重功能。
權(quán)利要求書
1.一種模塊式污水處理系統(tǒng)，其特征在于，包括一個或多個單元模塊，所述單元模塊包括生物膜固載裝置、設(shè)置在生物膜固載裝置底部的曝氣裝置、以及設(shè)置在生物膜固載裝置中的功能菌劑；其中，所述生物膜固載裝置的四個側(cè)面分別安裝有擋板，所述擋板上設(shè)置有鏤空部，所述鏤空部對稱地布置在各個擋板上，每個鏤空部的鏤空面積占其所在擋板面積的20-40%，且鏤空區(qū)域集中在生物膜固載裝置的中間區(qū)域；所述曝氣裝置設(shè)置為雙層；所述多個單元模塊排布成環(huán)形陣列或方形陣列。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊式污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述生物膜固載裝置布置為多層結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊式污水處理系統(tǒng)，其特征在于，若干個所述單元模塊依次連接排布成環(huán)形陣列，所述環(huán)形陣列具有支撐每個單元模塊的承載平臺，所述承載平臺下方安裝有浮塊，所述浮塊彼此連接形成內(nèi)環(huán)陣列，內(nèi)環(huán)陣列中心部設(shè)置有設(shè)備箱。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊式污水處理系統(tǒng)，其特征在于，若干個所述單元模塊排布成方形陣列，所述方形陣列具有支撐每個單元模塊的承載平臺，所述承載平臺下方安裝有浮塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述的模塊式污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述曝氣裝置布置在所述單元模塊的下框體內(nèi)，第一層曝氣裝置呈單元模塊投影中心對稱型布置，第二層曝氣裝置呈平面鋪滿布置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的模塊式污水處理系統(tǒng)，其特征在于，還包括新能源供氣系統(tǒng)，所述新能源供氣系統(tǒng)包括光伏發(fā)電系統(tǒng)和氣泵。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的模塊式污水處理系統(tǒng)，其特征在于，還包括在生物膜固載裝置上懸掛固體碳源。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊式污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述生物膜固載裝置中的填料使用聚酯纖維、聚丙烯、聚乙烯、聚氨酯中的一種或多種；所述填料經(jīng)過改性處理，先將濃硫酸、高錳酸鉀或氫氧化鈉的濃液噴淋在其表面，再將聚合氯化鋁、聚合硫酸鋁、聚合硫酸鐵、聚合硫酸鋁鐵中的一種或幾種材料附著于所述填料上；所述填料制作成卷狀，填料邊緣打孔壓花，經(jīng)過Z形折疊后懸掛在生物膜固載裝置中，且折疊的填料層與層間距不少于2mm；或者，所述填料制作成帶狀或繩式，以簾式結(jié)構(gòu)懸掛在生物膜固載裝置中。
9.權(quán)利要求1至8任一所述的模塊式污水處理系統(tǒng)的污水處理方法，將污水通過進(jìn)水管道引入污水處理池，進(jìn)入到所述污水處理系統(tǒng)，其特征在于，根據(jù)不同應(yīng)用場景組裝單元模塊，將單元模塊排布成環(huán)形陣列或方形陣列；污水進(jìn)入后在曝氣裝置和擋板的作用下翻越鏤空區(qū)域可圍繞擋板形成環(huán)流，與生物膜固載裝置中的填料和功能菌劑充分接觸；預(yù)先設(shè)計(jì)曝氣裝置的曝氣管與擋板的高度及相對位置，通過設(shè)計(jì)不同的環(huán)流量及調(diào)整每個單元模塊上的曝氣管道閥門，分別控制每個單元模塊下方的曝氣量，將部分單元模塊設(shè)置為強(qiáng)曝氣區(qū)域，部分單元模塊設(shè)置為弱曝氣區(qū)域，使得整個污水處理池的混合方式在完全混合和推流式混合兩種情況下切換；通過配置的新能源供氣系統(tǒng)提供能源。10.權(quán)利要求1至8任一所述的模塊式污水處理系統(tǒng)的應(yīng)用，其特征在于，將所述模塊式污水處理系統(tǒng)放置在生物凈化池中，作為旁路處理的污水生化系統(tǒng)對引入污水進(jìn)行處理；或者，將所述模塊式污水處理系統(tǒng)置于池塘湖泊中，對水體進(jìn)行原位治理。
發(fā)明內(nèi)容
為此，本發(fā)明提供一種模塊式污水處理系統(tǒng)、處理方法及其應(yīng)用，解決現(xiàn)有技術(shù)中沒有能夠同時有效對農(nóng)村污水快速處理和污染坑塘、河湖的水體修復(fù)的技術(shù)問題。
本發(fā)明提供的一個技術(shù)方案為一種模塊式污水處理系統(tǒng)，包括一個或多個單元模塊，所述單元模塊包括生物膜固載裝置、設(shè)置在生物膜固載裝置底部的曝氣裝置、以及設(shè)置在生物膜固載裝置中的功能菌劑；
其中，所述生物膜固載裝置的四個側(cè)面分別安裝有擋板，所述擋板上設(shè)置有鏤空部，以使得污水圍繞擋板形成環(huán)流；所述鏤空部對稱地布置在各個擋板上，每個鏤空部的鏤空面積占其所在擋板面積的20-40%，且鏤空區(qū)域集中在生物膜固載裝置的中間區(qū)域。
優(yōu)選的，所述生物膜固載裝置布置為多層結(jié)構(gòu)。
優(yōu)選的，若干個所述單元模塊依次連接排布成環(huán)形陣列，所述環(huán)形陣列具有支撐每個單元模塊的承載平臺，所述承載平臺下方安裝有浮塊，所述浮塊彼此連接形成內(nèi)環(huán)陣列，內(nèi)環(huán)陣列中心部設(shè)置有設(shè)備箱。
優(yōu)選的，若干個所述單元模塊排布成方形陣列，所述方形陣列具有支撐每個單元模塊的承載平臺，所述承載平臺下方安裝有浮塊。
優(yōu)選的，所述曝氣裝置設(shè)置為雙層，布置在所述單元模塊的下框體內(nèi)，第一層曝氣裝置呈單元模塊投影中心對稱型布置，第二層曝氣裝置呈平面鋪滿布置。
優(yōu)選的，還包括新能源供氣系統(tǒng)，所述新能源供氣系統(tǒng)包括光伏發(fā)電系統(tǒng)和氣泵。
優(yōu)選的，還包括在生物膜固載裝置上懸掛固體碳源。
優(yōu)選的，所述生物膜固載裝置中的填料使用聚酯纖維、聚丙烯、聚乙烯、聚氨酯中的一種或多種；
所述填料經(jīng)過改性處理，先將濃硫酸、高錳酸鉀或氫氧化鈉的濃液噴淋在其表面，再將聚合氯化鋁、聚合硫酸鋁、聚合硫酸鐵、聚合硫酸鋁鐵中的一種或幾種材料附著于所述填料上；
所述填料制作成卷狀，填料邊緣打孔壓花，經(jīng)過Z形折疊后懸掛在生物膜固載裝置中，且折疊的填料層與層間距不少于2mm；或者，所述填料制作成帶狀或繩式，以簾式結(jié)構(gòu)懸掛在生物膜固載裝置中。
本發(fā)明提供的另一個技術(shù)方案為一種模塊式污水處理系統(tǒng)的污水處理方法，將污水通過進(jìn)水管道引入污水處理池，進(jìn)入到所述污水處理系統(tǒng)，根據(jù)不同應(yīng)用場景組裝單元模塊，將單元模塊排布成環(huán)形陣列或方形陣列；污水進(jìn)入后在曝氣裝置和擋板的作用下翻越鏤空區(qū)域可圍繞擋板形成環(huán)流，與生物膜固載裝置中的填料和功能菌劑充分接觸；預(yù)先設(shè)計(jì)曝氣裝置的曝氣管與擋板的高度及相對位置，通過設(shè)計(jì)不同的環(huán)流量及調(diào)整每個單元模塊上的曝氣管道閥門，分別控制每個單元模塊下方的曝氣量，將部分單元模塊設(shè)置為強(qiáng)曝氣區(qū)域，部分單元模塊設(shè)置為弱曝氣區(qū)域，使得整個污水處理池的混合方式在完全混合和推流式混合兩種情況下切換；通過配置的新能源供氣系統(tǒng)提供能源。
本發(fā)明還提供一個技術(shù)方案為一種模塊式污水處理系統(tǒng)的應(yīng)用，將所述模塊式污水處理系統(tǒng)放置在生物凈化池中，作為旁路處理的污水生化系統(tǒng)對引入污水進(jìn)行處理；或者，將所述模塊式污水處理系統(tǒng)置于池塘湖泊中，對水體進(jìn)行原位治理。
有益效果：
本發(fā)明提供的模塊式污水處理系統(tǒng)，通過耦合功能菌劑定向發(fā)酵、微生物固定化、氣提環(huán)流反應(yīng)器等多項(xiàng)技術(shù)，形成高效的生物膜法水質(zhì)提升處理模塊，再輔以高度集約化產(chǎn)品設(shè)計(jì)手段，將光伏曝氣系統(tǒng)、水生植物景觀單元集成于模塊一體，實(shí)現(xiàn)微生物與植物協(xié)同作用下的污染物快速降解、底泥微生態(tài)修復(fù)、水域環(huán)境美化等多重功能。在農(nóng)村污水處理應(yīng)用中，具有處理效果好，抗沖擊能力強(qiáng)，適合分散、小水量處理，運(yùn)行成本低，管理方便等優(yōu)點(diǎn)，在污染坑塘河湖水體修復(fù)應(yīng)用中，具有模塊靈活拼裝、運(yùn)行成本低、水質(zhì)提升同步景觀美化等優(yōu)勢。
針對農(nóng)村污水和污染封閉水域的典型污染物主要是COD、氨氮、總磷的現(xiàn)狀，本發(fā)明以城鎮(zhèn)生活污水處理廠根據(jù)生物膜固載裝置采用了新型填料，填料上附著生長著大量的功能菌群，可實(shí)現(xiàn)對污水中氨氮、總磷和有機(jī)物等污染物的高效快速去除。填料生物相容性好，生物膜附著量大且不易脫落，在水量小、污染程度低的水質(zhì)條件下也能穩(wěn)定運(yùn)行。同時模塊采取了標(biāo)準(zhǔn)化、小型化的設(shè)計(jì)思路，可根據(jù)水量規(guī)模靈活調(diào)整單元模塊的使用數(shù)量。單元模塊配合新能源供氣系統(tǒng)和浮島，可組成低碳型的生態(tài)浮島，直接投放于湖泊河流中對水體進(jìn)行原位治理，也可放置于生化反應(yīng)池中作為旁路治理的生物凈化池使用。新能源供氣系統(tǒng)可對水體進(jìn)行補(bǔ)氧，無需接電，極大節(jié)省運(yùn)營成本。浮島安裝在單元模塊頂部，提供浮力，栽種的植物也起到凈化水質(zhì)和美化環(huán)境的作用。本發(fā)明提供的模塊式污水處理系統(tǒng)，可用于低污染水體的快速生化處理，農(nóng)村灰水出水水質(zhì)達(dá)到一級A排放標(biāo)準(zhǔn)，污染坑塘、小河溝、湖泊等水體處理水質(zhì)達(dá)到地表Ⅲ標(biāo)準(zhǔn)。
（發(fā)明人：李赟;彭嘉銳;陳福明;劉淑杰）
