一種江河湖水的生物淨化方法
2023-08-01 00:41:21 1
專利名稱：一種江河湖水的生物淨化方法
技術領域：
本發明屬於汙水生物處理技術，更具體地說，是一種江河湖水的生物淨化方法。
眾所周知，隨著經濟的發展，全球性的江湖水體的汙染問題也越來越突出。我國每年排入江湖水體的廢水量達300多億立方米，工業廢水約佔80％，其中約85％的汙廢水未經處理就直接排放，使有限的江湖水資源受到嚴重汙染。據1981年對我國53000km的河段調查結果表明，其中47000km的河段受到不同程度汙染的達89％，有的河段魚蝦絕跡，水藻叢生，水質惡劣的「死水」河段為2400km，佔4.5％；水質汙染不能灌溉的河段佔23.3％；水質符合飲用標準的僅佔14.9％。由於缺水和水汙染，給我國經濟發展和人民健康帶來極大危害，估計每年水汙染造成的經濟損失達300多億元，因此，如何經濟地、簡便地、有效地治理江湖河水，已是人們迫切需要研究解決的現實問題。
本發明的目的是提供一種方法簡便、高效淨化的江河湖水的生物淨化方法。
本發明的主要技術方案是利用內裝附著有優質菌種的球形填料的生物箱，組成不同形狀的淨化設備，將其固定或漂浮在江河湖中的適當位置上，使汙染的水質通過該設備達到對江河湖水的淨化目的。
本發明的具體淨化方法首先將上遊的江河湖水經隔板或格柵，滯留水面漂浮物、油脂等物質，然後進入由裝有附著菌種的球狀填料的多個生物箱構成的不同形狀的一個、兩個、多個平行排列的生物淨化設備，經過一級、兩級或多級淨化處理，淨化後的水最後通過已知的橡膠壩或水壩流往下遊。
所述的隔板或格柵是汙水處理常用的設備。當水面油脂較多時可採用隔板，當水面漂浮物等較多時可採用格柵，其目的是防止堵塞生物箱中的填料。隔板或格柵與淨化設備的距離通常為1～2米。
所述的生物箱的結構包括由高分子材料、不鏽鋼或經表面處理的金屬在內的抗腐材料製成長方形且為網狀的箱體，箱體四周裝有固定在箱體上的包括改性聚丙烯、尼龍在內的塑料織物，箱體內置有表面附著有菌種的直徑為100～500mm的球狀填料，箱體的兩側的四邊還設置對稱排列的3組以上的陰、陽接頭，所述的塑料織物的孔徑＜100mm，所述的填料為郎泰克(LANTEC)公司生產的針狀球形填料，該填料的牌號為Q-PAC，其生產方法的專利號為USP4,668,442，其比表面為125m2/m3，該填料耐光、耐水、耐腐蝕、耐寒以及強韌性，易於沉積生物膜；填料孔隙率為95～98％，有利於水的流動，水力條件好，較好地提供營養物及氧。所述的菌種是自然菌種，即將填料置於被處理的汙水中1～2個月(水的溫度1～30℃)，表面自然產生一層生物膜，通常膜厚為2-4mm。在汙水處理過程中，填料表面上不斷增厚的生物膜能夠提供一個不斷擴大的表面與汙水接觸，當生物膜生長一定厚度時，它就會脫落下來，這樣就不會妨礙填料與生物膜交界處的細菌吸入氧氣再繼續生成新的膜。一個新的填料生物膜生長基比表面為250m2/m3，當生物膜生長時，擴張的表面能夠使填料的有效比表面積達到500m2/m3，所形成的自然菌種選擇性、降解能力、適應性和附著力都很強。
生物箱箱體的尺寸由江河湖的結構、材料重量以及運輸情況等因素來決定，通常為長×寬×高為1～4×1～3×1～2m。
所述生物淨化設備是由多個生物箱連接而成，為適應不同的江河湖水的水流速度設計成包括固定生物壩、漂浮生物島、固定生物島、固定生物弧在內的不同形狀的淨化設備。所有的淨化設備的表面與水平面持平或略低於水平面。根據江河湖水的汙染程度可以安裝1個、2個或多個同一種的平行排列的淨化設備，對水質進行一級、二級或多級淨化處理。
下面結合附圖進一步描述生物箱和不同形狀的生物淨化設備的結構。
圖1為生物箱結構示意圖；圖2為固定生物壩結構示意圖；圖3為漂浮生物島結構示意圖；圖4為固定生物島結構示意圖；圖5為固定生物弧結構弧示意圖。
由圖1所示，由抗腐材料製成長方形且為網狀的生物箱體1，箱體1四周固定有塑料織物2、箱體1內置有附著菌種的填料3，箱體1的下部安裝有防止被水流衝跨或漂移的4個定位重物4，箱體1的兩側四邊設有對稱排列的3組陰接頭5和陽接頭6。
由圖2所示，固定生物壩由若干個生物箱1連接成的安裝於橫跨江河的且距橡膠壩或水壩上遊1～1.5m處的呈壩形的生物淨化設備，生物箱的底部均設有防止被水衝跨或漂移的定位重物4。固定生物壩的長度即生物箱的個數由江河的堤岸寬度設定。該淨化設備適用於水流速度為10～20米3/秒緩流的江河水的淨化處理。圖中I為江河水面。
由圖3所示，漂浮生物島是在湖面8設有按一定規則排列的生物箱1且呈孤島狀。通常根據湖水汙染程度設置1～5個/100m2生物箱1。生物島可隨機處理流經該淨化設備的有機汙染物。圖中II為湖。
由圖4所示，固定生物島是在經常幹、溼交替的江河水道上的汙水坑III設置定位的由生物箱1構成的淨化市畝且呈孤島形。圖中I為汙水面。
由圖5所示，固定生物橋是在大江大河的汙水入口處IV安裝互相連接的若干個生物箱且呈橋形狀，生物橋是由生物箱1底部的重物定位，該淨化設備適用於水流湍急的大江大河的汙水入口處進行局部汙水處理。
本發明的優點和效果1.本發明的生物箱由於採用先進的填料，該填料比表面大，易於沉積生物膜，而且填料的孔隙率高達98％，因此，有利於水的流動，較好的提供營養物及氧，使生物膜上的生物相當豐富，除細菌外，還有絲狀菌、原生動物和後生動物，易形成穩定的生態系，通過細菌的代謝活動，使有機汙染物氧化分解，從而使水體得以淨化。
2.採用的菌種是優質自然菌種，其選擇性、降解能力、適應性、附著力都很強。
3.由於生物箱中的生物膜受江河水的攪動，加速了生物膜的更新，不僅生物膜活性高，而且不易堵塞。
4.本發明不需要曝氣裝置，細菌所需的氧氣來源於江湖水面大氣復氧以及由江湖水中繁殖的藻類供應。藻類不僅有利於細菌呼吸作用的代謝產物CO2、NH3等作原料進行光合作用，促使藻類繁殖，而且向水中釋放氧，形成細菌與藻類的共生關係。
5.本發明所述淨化設備安裝方便靈活，可根據江湖水的溶解氧、水深、流量、COD、濁度以及水面寬度等條件組裝多種形式的淨化設備，而且可以現場組裝，另外使用過程中部分箱體損壞時，可隨時單獨更換。
6.本發明的方法無需處理汙泥，當生物膜更新脫落時，受江湖水的水流衝擊順流而下。
7.本發明的方法可根據江河湖水中汙染物量，可採用多級處理，直到達到所需的標準，而且還可以將淨化設備置於大江大河排汙入口處，進行局部處理。
綜上所述，本發明的方法可以有效地改善江河湖水的水質，改善生態環境，保護江河湖水資源，具有重要的經濟效益和社會效益。
下面通過具體實例進一步說明本發明的特點。
實施例本實施例是用本發明的生物壩處理Upstate New York的一個乳酪加工廠排入江河的汙水。
原來乳酪加工廠的300萬加侖汙水池中在排放管道安裝有兩個5馬力的濺灑器，後來用本發明的4個生物箱(3×3×2m)連成的生物壩代替濺灑器。在生物壩中廢水的連續再循環以及對廢水的連續充氣，在填料表面產生生物膜。在處理廢水過程中，填料表面的生物膜不斷增厚，這樣就可以擴大與汙水接觸的表面，使廢水得到處理。
試驗結果本發明生物壩1999年3月8日投入使用，3月8日從廢水池中取樣分析BOD含量為1950毫克/升，油脂含量為71.5毫克/升，PH為6.22，廢水溫度為1℃。經兩個多月即7月2日(正值紐約的夏天)用本發明的生物壩處理後取樣分析結果BOD含量為463毫克/升，油脂含量11.5毫克/升，PH值7.71。在7月21測試結果為BOD含量為251毫克/升。
權利要求
1.一種江河湖水的淨化方法，包括可滯留水面漂浮物及油脂物質的隔板或格柵，其特徵在於通過隔板或格柵的江湖河水後進入由多個生物箱連接構成的不同形狀並置於與水面持平或略低於水面的淨化設備，經過一級、兩級或多級處理，最後淨化的水通過橡膠壩或水壩流往下遊，所述的淨化設備包括生物壩、漂浮生物島、固定生物島、固定生物弧。
2.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的生物箱結構包括由高分子材料、不鏽鋼或經表面處理後的金屬在內的抗腐材料製成的長方形且為網狀的箱體，箱體四周裝有固定在網上的包括改性的聚丙烯、尼龍在內的塑料織物，箱體內置有表面附著有菌種的直徑為100～500mm的球狀填料，箱體兩側四邊設置對稱排列的3組以上的陰、陽接頭，所述的塑料織物的孔徑＜100mm，所述的填料的比表面為125m2/m3，孔隙率為95～98％，所述的菌種為自然菌種，即將填料置於被處理的1～30℃汙水中1～2個月，表面自然產生一層生物膜，通常膜厚為2～4mm，所述的長方形箱體的尺寸包括長×寬×高為1～4×1～3×1～2m的箱體。
3.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的生物壩是由多個生物箱連接成可安裝於橫跨江河的且距橡膠壩或水壩上遊1～1.5m處，呈壩形，橫跨在江河水面的每個生物箱的底部設置有防止被水衝跨或漂移的任何形狀的固定重物。
4.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的漂浮生物島是安裝在湖面上的由多個生物箱構成的不定位的按一定規則排列的且呈孤島狀，生物箱的數量為1～5個/100m2。
5.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的固定生物島是安裝在幹、溼交替的江河水道上並由多個生物箱連接成定位的且呈孤島狀。
6.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的固定生物弧是牢固地安裝在水流湍急的大江大河的廢水排汙口處且由多個生物箱連接成的呈弧的形狀。
全文摘要
本發明是一種江河湖水的淨化方法,其特點是將上遊江河湖水經隔板或格柵滯留水面漂浮物和油脂等物質後進入由裝有表面附著菌種的球狀填料的生物箱構成的不同形狀的淨化設備,經過一級或多級處理後通過橡膠壩或水壩流往下遊。本發明的方法所用淨化設備安裝方便靈活,可根據江湖水的溶解氧、水深、流量等條件,設計不同的形式的淨化設備,而且淨化效果好。
文檔編號C02F3/10GK1368480SQ0110243
公開日2002年9月11日 申請日期2001年2月2日 優先權日2001年2月2日
發明者張德麟, 郎果傑, 章振玞 申請人:哈爾濱郎泰克環保科技有限公司