噴射渦旋流多元微生物的湖水淨化處理方法

2023-08-01 00:29:26

專利名稱：噴射渦旋流多元微生物的湖水淨化處理方法
技術領域：
本發明涉及一種微生物淨化湖水的方法。具體地說是一種在氣水噴射流作用下、以下搏 大，驅動湖水渦旋、同步進行著噴射曝氣充氧；激活多元微生物生化反應的活力；擴大生化 反應的空間，實施多元微生物的湖水淨化處理。
背景技術：
微生物附生的活性汙泥等顆粒長期沉澱於池底、活動能力很小，長期缺氧，抑制了微生 物的生長、加上自然因素，如乾旱、蒸發、藻類莬生以及全球氣候變暖等(注已排除或控 制人為直接汙染因素)，造成微生物生長力停滯，自然淨化速度緩慢。如果沒有好的處理方法， 長久以往，將使內陸的湖、泊、塘、池、水庫等淡水資源(以下簡稱湖水)匱乏、惡化，威
脅著人類的生存與健康。2007年曾有媒體報導美國科學家提出對湖水曝氣的方法進行淨化。
相對來講，這是限於單一微生物淨化理論，屬靜態湖水曝氣法，動力資源浪費大，效果不明 顯，措施不夠完整，還處於研究探索階段。因此，應用多元微生物化理論，激活微生物生化 反應的活力、擴大微生物生化反應的空間，以動態湖水的仿自然淨化處理，進行綜合的多元
微生物生化反應技術淨化湖水；使受汙染的湖、泊、塘、池、水庫等淡水資源，實施微生物 淨化和可持續淨化技術。這是當前世界範圍內迫切需要解決的問題。

發明內容
本發明的目的是要提出一個綜合性能良好、安全、高效、低成本運行、綠色環保的多元 微生物淨化方法和應用技術，實施微生物對淡水資源的淨化及其可持續淨化。它基於微生物 的廣泛性和可馴化性，依據多元微生物生長動力學和流體力學理論；採用將具有多功能的氣 水噴射裝置，選取湖水中心最大半徑，等分圓周角地環向多點布置；啟動氣水噴射裝置，噴 射出最高能水流，持續積累能量，以小搏大；通連能量的平衡與轉化，驅動湖水形成O字型 "阿基米德螺旋線"或8字型"迴旋曲線"渦旋流；同時，對湖水曝氣充氧，激活微生物多 元生化的活動；帶動動態載體三維運行，擴大微生物生化反應的空間和時間；實施綜合多元 的微生物的湖水淨化技術。又有渦旋流的向心側壓力，使汙泥向湖中心擠壓沉澱，自動進行 向心分離。也就是說，用"讓靜止的湖水動起來"的方法，創造仿自然淨化原理，實現綜合 的多元微生物的湖水淨化處理技術。本發明的噴射渦旋流多元微生物的湖水淨化處理方法，其特徵有-
1、 工藝原理其特徵在於所說的渦旋流處理方法，在氣水噴射的作用下，創造充沛的好 氧環境，激活好氧微生物快速生長，增加反應的活力同時驅動動態載體、擴大了微生物在 湖水三維中生化反應的空間，增加反應的速率；根據多元微生物平衡生長規律，它們相互補 充，相互制約，按照各自的生長活動和飽和特徵，"各取所需"地選擇對口汙染物進行多元生 化反應；也就是說讓渦旋使多元微生物在同一單元空間內，同步地進行多元的綜合生化反應， 提高效率。最後，通過渦旋流產生的側向壓力，使生化後汙泥沉積物向湖中心凝聚向心分離， 由設置於湖心的汙染泵排出。實施噴射渦旋流多元微生物的湖水淨化工藝。
2、 水動力學原理在於所說的渦旋流處理方法，是設置多功能的氣水噴射裝置，以湖水 中心最大半徑環向地多點布置；啟動氣水噴射裝置，驅動湖水形成O字型"阿基米德螺旋線" 或8字型"迴旋曲線"渦旋流。其作用是(1)同等的水動力，在最大環向半徑上產生最大 渦旋勢能；(2)連續噴射高能水流，積累能量，以小搏大，在動能的平衡與轉化中，逐步驅 動整個池內的湖水產生渦旋流；使多元微生物在同一單元空間內，同步地進行多元的綜合生 化反應。"流水不腐" 一這是自然界淨化水質的根基。
本發明的噴射渦旋流多元微生物的湖水淨化處理方法，積極效果是-
1、 由於根據多元微生物平衡生活規律，各種好氧微生物在充沛的好氧條件下，以及其它 微生物的渦旋流的運動中，迅速生長、恢復活動，將按照各自的生長活力和特徵，"各取所需" 地，選擇對口汙染物進行多元生化反應；這種在動態中使多元微生物在同一單元空間內進行 多元的生化反應，同步地、有效地去除氮、氨、有機、無機汙染物、色度、祛臭等有害物質， 其空間的利用率達到了盡致，具高效的生化反應速率。實現天然、高效、安全、綠色環保的 處理效果，稱期為多元微生物生化技術。
2、 由於設置具有多功能的氣水噴射裝置，以湖水中心最大半徑，環向地多點布置裝置； 其作用是(1)產生最大渦旋勢能；(2)積累能量，以小搏大，在動能的平衡與轉化中，逐 步驅動整個池內的湖水產生渦旋流。具設置簡約，措施有力，動力最小，節省能源、低成本 運行，效果顯著。稱其為噴射渦旋流技術。
3、 由於設置具有多功能的氣水噴射裝置，在驅動湖水的渦旋中，同步地實施噴射曝氣； 使空氣在髙壓氣水噴射流中具有很高的動能，增加了空氣在水中滯留的時間和距離，極大地 提高充氧率和充沛的微生物好氧條件在動態環境下，顯著地激活了好氧及缺氧、厭氧微生物的活力和三維的生化反應空間，稱其為噴射曝氣技術。
4、 由於設置具有多功能的氣水噴射裝置，在驅動湖水渦旋的運動中，存在內外環的水流 速、能量差，產生向心的側向壓力，對生化反應後的汙泥顆粒向湖水中心擠壓、凝聚、沉澱、 分離，在中心點汙泥密度最大處，設置喇叭吸口，汙泥由泥漿泵吸出。稱其為動態向心分離 技術。
5、 由於設置具有多功能的氣水噴射裝置，這個噴射裝置原理是水泵和球形噴射器連成一 體，可以是潛水式和浮塊式，啟動水泵產生高壓水射流，於球空腔內出現負壓，由空氣導管 自動吸入空氣，混合成高物理質量的氣水流，從球形噴射器噴出，通過動能傳遞與轉化，使 靜止的湖水形成渦旋流。稱其為氣水噴射技術。
6、 由於採用使"靜止的湖水動起來"的方法和措施，集合了噴射、曝氣充氧、產生渦旋 流，激活多元微生物的淨化空間與活力；自動地向心分離等多功能於一體，具有仿自然淨化 的原理，具有工藝先進、結構簡約、投資節省、運行費用低、管理方便。它廣泛地適用於內 陸廣大的湖、泊、池、塘、水庫等淡水資源的淨化；其單項功能還可以廣泛地用於工業、農 業、醫藥業、食品業等領域的應用。


圖1湖水渦旋流淨化過程及環形布置氣水噴射裝置示意圖 圖2兩種(潛水式、浮塊式)氣水噴射裝置構造示意圖 其中標號
1、湖水中心區；2、氣水噴射裝置區；3、湖水渦旋流方向；4、噴射曝氣充氧區；5、微 生物動態生化反應區；6、汙泥向中心擠壓沉澱區；7、淨化湖水區；8、汙泥排出口； 9、淨 水排出口； 10、泵體；11、進水管活絡接口； 12、射流導管；13、氣水噴射區；14、球腔負 壓區；15、空氣導管；16、空氣導管浮標；17、池底三角支架；18、池底汙泥區；19、 二半 球固定網詫；20、噴射球體；21、配重塊；22、錨腳；23、空氣導管與球體緊固件及支架； 24、泵體浮塊；25、錨索；26、浮塊與噴球連接支架；
具體實施例方式
以下結合實施例附圖對發明的技術方案作進一步說明。參見附圖。
如圖1,所示為本發明對湖水淨化過程基本示意圖。其特徵在於所說的，通過以湖中心l 將氣水噴射裝置2布置成等分圓角的環形圏；氣水噴射流以切向方式，具高動能、高壓力的驅動湖水渦旋3;夾入的空氣在水中長時間長距離地充氧形成曝氣充氧區4;同時帶動活動載 體(有活性汙泥、活動酶、活性炭末等)在湖水的三維空間裡，在好氧、少氧、厭氧環境下， 多元微生物根據生長平衡規律，各自的活性特徵，同步地進行多無的綜合生化反應，形成多 元生化反應區5;湖水渦旋流在其徑向的相鄰兩環產生能量差，產後向心的側向壓力，使生 化後的沉澱汙泥向湖中心方向移動成分離汙泥區6;分離汙泥後的湖水成為湖水淨化區7;湖 中心沉積的汙泥由泥漿排出8;淨化的湖水由排出口排放9。
如圖2,所示為兩種(潛水式、浮塊式)氣水噴射裝置構造示意圖。其特徵在於所說的, 泵體與噴球連成一體，其形態有兩途中(潛水式、浮塊式)10;啟動水泵產生髙壓水流，經 由進水管活絡接口 11與射流導管12連接，自噴射口射出13;其中高壓水流在噴球腔內產生 負壓14，出空氣導管15自動吸入的空氣，進入噴球腔內與高壓水流混合產生高能量的氣水
噴射流，出於連續噴射、積累能量，以小搏大，驅動靜止的湖水產生渦旋流。
如圖3所示為多元微生物綜合湖水淨化工藝流程示意圖。
權利要求
1. 一種綜合的多元微生物的湖水淨化處理方法。包括噴射裝置及其具多種綜合功能的處理方法；其工藝原理主要特徵是；通過環向布置的氣水噴射裝置向湖水噴射高壓高動量的射流進行曝氣充氧，同時通過動能的平衡與轉化驅使靜止的湖水轉動產生渦旋流，由渦旋流帶動湖水中的活動載體，多元微生物附生的活動載體有活性汙泥、活性酶、活性炭末以及氧氣等在湖水渦旋運動的三維空間中，多元微生物在充沛的好氧、少氧、厭氧環境中，在生物平衡生長的自然規則下，按各自活性特徵，各取所需地選擇對象進行多元的生化反應。這個方法以小搏大，顯著地提高了多元微生物的反應活力，以動態的方式擴大了反應空間。具有先進的工藝、合理的構造、有力的措施，提高淨化效率，節約能源顯著，保持純淨天然水品質。
2. 根據權利要求l,所述的綜合的多元微生物的湖水淨化處理方法，其特徵在於所說的噴 射裝置2產生氣水噴射水流具有高密度的質量、高運動能量，使混合在水流中的氧氣在 湖水裡有長時間、長距離地充氧保持了充沛的好氧條件，形成噴射曝氧區4，促使好氧 微生物快速生長恢復活力，高效地進行生化反應，形成生化反應區5;此單項技術稱為 噴射曝氧法。
3. 根據權利要求l,所述的綜合的多元微生物的湖水淨化處理方法，其特徵在於所說的噴 射裝置2產生氣水噴射水流驅動湖水產生渦旋流，在禍旋流徑向上產生向心的側壓力， 帶動生化反應後的汙泥向湖中心i移動，形成eil擠壓沉澱區6,汙泥分離後形成淨化 湖水區7;此單項技術稱為向心分離法。
4. 根據權利要求l，所述的綜合的多元微生物的湖水淨化處理方法，其特徵在於所說的噴 射裝置2 (含潛水式及浮塊式)，選擇湖中心l環向布置，產生氣水噴射水流驅動湖水 產生渦旋流；其裝置由泵體IO，噴射球體20,空氣導管15，射流導管12，氣水流噴口 13等主要部件組成；其工作原理是射流通過噴口在球空腔內14產生負壓，空氣由導管 自動吸入，混合成的氣水噴射水流具有高密度的質量、高運動能量，通過動能的平衡與 轉化，以小搏大，驅使靜止的湖水轉動產生鍋旋流；此單項技術稱為噴射渦旋流法。
全文摘要
一種綜合的多元微生物湖水淨化處理方法。包括噴射裝置及其具多種綜合功能的處理方法；其主要特徵是「讓靜止的湖水動起來」；通過環向布置的氣水噴射裝置向湖水噴射高能量氣水流向湖中曝氣充氧，通過動能的平衡與轉化規則，驅使靜止的湖水產生渦旋流，帶動活動載體運動；在渦旋的三維空間裡，在充沛的好氧、少氧、厭氧環境下，在生物平衡生長的自然法則下，附生於活動載體的多元微生物，按各自活性特徵各取所需地，進行多元的生化反應。這個方法以小搏大，顯著地提高了生物的反應活力、擴大了生化反應空間。具有先進的工藝、簡約的設施、有力的措施，高淨化的效率，顯著地節約能源，可靠地保持純淨天然水品質。它有效地解決了多元微生物湖水淨化和可持續淨化的水處理問題。它適用於不同規模的湖、泊、塘，池、水厙等淡水資源處理。其綜合的及單項技術還可以廣泛地在工業、農業、食品業、醫藥業等領域的應用。
文檔編號C02F3/30GK101531422SQ200810080830
公開日2009年9月16日 申請日期2008年2月18日 優先權日2008年2月18日
發明者汪一平 申請人:汪一平