一種微生態基質和汙水淨化裝置的製作方法

2024-04-02 06:21:05 4

本發明涉及一種水處理裝置，具體涉及一種微生態基質和汙水淨化裝置。

背景技術：

水環境是人居環境和生態環境的重要基礎，而當今世界，水資源已成為一種緊缺的寶貴資源。目前，我國大多數城鎮、農村地域面積較廣，由於規劃滯後、無序排汙、治理缺失等原因，水環境質量普遍較差，已嚴重影響到城鎮、農村居民的居住環境，繼而影響到人們的身體健康。加強城鎮、農村汙水治理不僅關係到社會主義新農村建設和城鄉一體化發展進程，也關係到由於發展工業而騰出環境容量等基礎性問題，因而具有重大而深遠的意義。

目前的城鎮、農村，其汙水主要由大量生活汙水、工業廢水和禽畜養殖廢水構成，在現階段未能分隔對單一汙水水體實施獨立有效處理的情況下，勢必形成多種汙染混合水域，對水資源和水環境造成更嚴重的破壞，因而對水資源的治理、修復難度也越來越大。

而目前城鎮、農村的經濟基礎比較薄弱，在汙水治理上，亟需開發建設成本少、運行成本低、處理效果好，並且適合分散型處理的治理技術。

現有的汙水治理技術一般包括物理法、化學法和生物法，物理法和化學法都存在處理成本較高、處理效果及持續性較差，易於引發二次汙染等問題，難以實現大規模的推廣使用。因此，生物法以其建設成本、運行成本相對較低，無二次汙染的優點而得到較為廣泛地推廣應用。生物法又分為溼地處理技術和微生物處理技術，比較而言，微生物處理技術在建設成本的投入上具有一定優勢，但就目前城鎮、農村的經濟狀況，仍然屬於負擔偏高。而且，對汙水處理的效果還不夠穩定。

專利號：ZL201510025033.6採用點源處置的方式，在汙水水域安裝微生物菌群母液發生器，由自動運行程序控制器的調控，就地將一些汙水吸入，經該發生器中新型生物填料與科學增氧及相關核心配置的共同作用，對原位土著微生物有選擇性地進行激活、培殖，生成優良微生物菌株並進行馴化，進而以微生物菌群母液的形式回輸到受汙染水體。人為創造一個集中培養、馴化優良微生物菌落環境的載體，並在原位連續輸送出優勢微生物菌液，對汙水就地進行修復處理。由於該項技術突破了汙水生物處理的傳統模式，微生物菌群母液發生器對微生物的培殖、馴化功能得以足夠強化，微生物菌群母液輸出後又在汙染水體中得以成功構建微生物修復生態鏈，且投入成本和運行成本都較低，治理效果較為明顯，設備運行持續穩定，操作維護簡單方便，故從示範應用到推廣應用都得到社會的高度好評和肯定，從而該項技術和產品明確定位應用於廣大城鄉分散型複合汙染水體的修復。

為了保障優良微生物回輸到受汙染水體後，能趨於可控性、保持穩定性，發揮功能性，加速成功構建微生物修復生態鏈，提高微生物修復生態鏈的功能效率，考慮在被處理的汙染水域構建微生態基質，形成與以微生物菌群母液發生器為內載體相對應的外載體，從而更有效承接微生物菌群母液發生器優良微生物菌群的輸出，使其往復再繁殖、再降解的功能得以成倍放大，達到更快速、明顯的修復處理效果。

技術實現要素：

本發明的目的在於克服現有技術存在的不足之處而提供一種施工方便、與水體接觸良好、成本低廉的微生態基質以及應用所述微生態基質的汙水淨化裝置。

為實現上述目的，本發明採取的技術方案為：一種微生態基質，所述微生態基質包括微生物載體和中心繩，多個所述微生物載體串連於中心繩上，所述中心繩的上端連接有浮體，所述中心繩的下端連接有墜塊。

微生態基質的主體是在水體中呈立體分布的微生物載體，微生物載體沿垂直於水體方向分布於水體中，俯視看是每一個微生物載體都經過一個點呈放射狀分布。為了使微生態基質能長期固定於水中某一固定位置的以及使該微生態基質垂直於水體分布，在所述微生物載體的上連接浮體，所述微生物載體的下端連接墜塊。這樣，當該串微生態基質被拋入水中後，墜塊端自然墜入池底，浮體端自然向上浮至最高位或浮出水面，從而完成微生態基質的安裝。

微生態基質是微生物的載體，為微生物和藻類呈高生物量的空間立體分布附著提供了一個空間載體，進而為菌藻共生系統的呼吸生存和繁殖、硝化、降解創造了必要的條件。微生態基質投入自然水體後在微生物、藻類、陽光等作用下，在微生物載體上逐漸附著上菌類、藻類，形成一個生物量遠遠高於天然水體的淨水生態系統，此生態系統在太陽光的照射下，藻類光合作用產生氧氣，氧氣供微生物載體上附著的好氧微生物呼吸，好氧微生物代謝作用將水體中的營養物質、汙染物轉化為二氧化碳及水，從而實現水體的自淨，它利用了好氧微生物的特性及藻類光合作用產氧的特性，好氧微生物和藻類兩者共同結成一對，再和太陽光一起組成一個水質淨化系統，它無需消耗電力曝氣供氧，而是由太陽光為原動力而間接供氧。它沒有外源的微生物投入，不至於造成生物入侵。微生態基質不溶於水，本身不造成水體汙染。微生態基質為水體的自淨提供了一種施工方便、價廉、比表面巨大、掛膜快速、生物量豐富，且與水體接觸良好的生物載體。

優選地，墜塊的密度大於2500kg/m3；這樣墜塊能帶動微生態基質的一端很快墜入池底。更優選地，所述微生態基質的墜塊由鍍鋅鐵線加混凝土塊或浸塑鐵線加混凝土塊組成。

優選地，所述微生物載體為纖維絲。纖維絲不溶於水，也不容易腐爛，不會造成水體的再次汙染，比表面積大，與水體接觸良好。

優選地，所述纖維絲的長度為200mm。綜合使用效果和生產成本，當纖維絲的長度為200mm時最佳。

優選地，所述微生物載體為聚酯纖維絲。聚酯纖維絲不溶於水，不會腐爛，不會造成水體的再次汙染，且生產成本低。

優選地，所述微生物載體通過絞織的方式固定在中心繩上。

優選地，所述中心繩為尼龍繩。為了使纖維絲沿水平及沿垂直方向均勻分布固定在尼龍繩上，用二股或三股尼龍繩將其絞織成為一串，上、下方各留一段尼龍繩用於綁結浮體和墜塊。

優選地，所述浮體為聚酯泡沫；所述浮體為圓柱形或者圓球形，所述中心繩穿過所述浮體的幾何中心。

本發明還提供了一種汙水淨化裝置，包括上述微生態基質和微生物菌群母液培殖發生器，所述微生態基質位於所述微生物菌群母液培殖發生器的外周。

微生物菌群母液培殖發生器安裝於水中，優選安裝於水面，在其周邊及外圍布設微生態基質，發生器產生的微生物母液從水面輸入汙染水體，而微生態基質從水底到水面垂直於水體方向的立體分布，有利於菌群(微生物)呈現自上而下的附著。微生態基質是一種浸泡於水中提供微生物、藻類等附著生長以構建一個在水體中呈立體分布的水質淨化微生態系統的淨水裝置。對於有機汙染嚴重的水體，水中的溶解氧整體幾乎為零，好氧微生物無法存活。但表面與空氣接觸形成氧覆蓋的表層水尚有一定量的溶解氧。受有機汙染嚴重的水體發黑髮臭，透明度極低，陽光很難穿透水體到達水下，而水體表層是陽光能到達之處，因而安裝於水面的微生物菌群母液培殖發生器和人工構築於水體中的微生態基質，加上水面的溶解氧及水面的陽光，共同為水體自淨過程最關鍵的微生物菌群及藻類創造了有利的條件。微生物菌群母液培殖發生器培植出優勢的微生物母液並輸送出微生物母液，微生態基質為微生物及藻類提供了附著的「床」，水表面微量的溶解氧為好氧微生物提供了氧氣，太陽光提供了藻類產氧的源動力，隨著菌藻共生系不斷地向縱深生長，水體的水質自上而下逐步得到淨化，隨著水體透明度逐步提高，藻類從上到下逐漸地附著生長在微生態基質上並獲得更多的日照，在陽光照射下藻類產生氧氣供微生物呼吸，微生物在有氧代謝下消耗掉有機汙染物，產生二氧化碳和水，藻類在日夜交替的陽光照射下，持續周期性地產氧、耗氧，微生物不斷地利用水體中的溶解氧代謝淨水，這樣受有機汙染的水體得到淨化，同時沉積於底泥中的有機汙染物也不斷地被消耗掉，這樣可做到治理水體有機汙染而不必清淤，一箭雙鵰，節能高效，水與泥同治。隨著水體中溶解氧的提高及毒物氨和硫化物的降低，原生動物、後生動物、魚類等高等生物依期而至，形成一條淨化修復生態鏈。另外，藻類在白天陽光的照射下產生氧，夜間由呼吸作用消耗氧，這樣在微生態基質附著的藻類為硝化菌製造了一個交替厭好氧的微生態環境，提供了微生物硝化和反硝化的必備條件，因而又在硝化菌的代謝作用下實現水體的脫氮。

優選地，本發明所述微生物菌群母液培殖發生器為專利號：ZL201510025033.6所述微生物菌群母液培殖發生器。

優選地，所述微生態基質均勻分布於微生物菌群母液培殖發生器的四周。微生態基質均勻分布於微生物菌群母液培殖發生器的四周有利於充分利用水域的空間。

優選地，所述汙水淨化裝置包括多組微生態基質，每組微生態基質由至少一個微生態基質組成。

優選地，所述汙水淨化裝置包括6組微生態基質，每組微生態基質包括6個微生態基質。當汙水淨化裝置包括6組微生態基質，每組微生態基質包括6個微生態基質時，對局部水域的汙水淨化效果最佳。

優選地，所述微生物菌群母液培殖發生器中的上部設有排液口。所述排液口的作用是將微生物菌群母液培殖發生器中的微生物母液排出至水中。將排液口設置於微生物菌群母液培殖發生器的上部，可以使排出的微生物母液較多地分布在汙染水體的上部，上部溶解氧更多，更有利於微生物的繁殖。

本發明的有益效果在於：本發明提供了一種微生態基質和汙水淨化裝置。與現有技術相比，本發明所述微生態基質具有以下優點：

1、本發明所述微生態基質為水體的自淨提供了一種施工方便、價廉、比表面巨大、掛膜快速、生物量豐富，且與水體接觸良好的生物載體。

2、本發明所述微生態基質上的微生物載體為附著於其上的微生物創造了呼吸生存和繁殖、硝化、降解的必要條件。藻類光合作用出現巨量放氧，在可控條件下的一定量藻類，經光合作用產生的氧氣可以滿足微生物硝化、降解的需氧量，因而實現了自然充氧增氧、自然繁殖代謝、自然硝化降解，而且連續不斷、往復再現的生態鏈特徵。

與現有技術相比，本發明所述汙水淨化裝置具有以下優點：

1、本發明所述汙水淨化裝置結合了本發明所述微生態基質和微生物菌群母液發生器，微生物菌群母液發生器具有培殖、馴化原位優質微生物菌群的功能，並能向受汙染水體源源不斷地輸出這種優質微生物，同時又能衍生適量可控的藻類，在汙染水體中成功構建微生物汙水修復淨化生態鏈，從而為汙水的微生物治理提供了關鍵的主體條件；微生態基質，作為相對於微生物菌群母液發生器的外部微生物載體，能夠主動式形成廣泛的立體分布整體。經微生物菌群母液發生器培殖、馴化後輸出的優良微生物和水體中的藻類能夠在微生態基質上得到共同寄主的新載體，同時依照人工合理布局體現立體式科學分布，間接引導優勢微生物均勻擴散，豐富生物量，並促使優勢微生物增強活性，凸顯其繁殖、降解功能的快速成倍放大，達到有效承接微生物菌群母液發生器微生物輸出的功能優化。

2、本發明所述汙水淨化裝置的能耗低。本發明所述汙水淨化裝置可以在不需要能耗或極低能耗情況下(微生物菌群母液發生器單機24小時能耗僅為3度電)，完全依託自然能量轉換增強微生物修復生態鏈的功能和效率，實現了高效率、低成本對複合汙染水體的修復。

3、本發明所述汙水淨化裝置的投資成本極低，操作簡單方便。本發明所述汙水淨化裝置可以針對具體水域，結合微生物菌群母液發生器的安裝，或滿足水域水流和排澇等要求，靈活進行多種形式的配置。

附圖說明

圖1為本發明所述微生態基質的一種實施例的結構示意圖；

圖2為本發明所述汙水淨化裝置的一種實施例的結構示意圖；

圖3為本發明所述汙水淨化裝置的一種實施例的主視圖；

圖4為本發明所述汙水淨化裝置的一種實施例的仰視圖。

其中：1、微生態基質；2、微生物菌群母液培殖發生器；3、進水口；4、排液口；11、繩結；12、浮體；13、中心繩；14、微生物載體；15、繩結；16、鐵線；17、墜塊。

具體實施方式

為更好的說明本發明的目的、技術方案和優點，下面將結合具體實施例對本發明作進一步說明。

實施例1

本發明提供的微生態基質的一種實施例，如圖1所示，所述微生態基質包括中心繩13和微生物載體14，多個所述微生物載體14串連於中心繩13上，所述中心繩13的上端連接有浮體12，所述中心繩13的下端連接有墜塊17。

如圖1所示，微生物載體14的固定在中心繩13上，中心繩13的上端從圓柱形的浮體12的柱心穿過，通過繩結11將浮體12限位，中心繩13的下端連接墜塊17，墜塊17與中心繩13通過鐵線16連接，鐵線16通過繩結15限位。

較佳地，所述微生物載體14為纖維絲，所述纖維絲的長度為200mm。更佳地，所述微生物載體14為聚酯纖維絲。

較佳地，所述微生物載體14通過絞織的方式固定在中心繩13上。

較佳地，所述中心繩13為尼龍繩。為了使纖維絲沿水平及沿垂直方向的均勻分布地固定在尼龍繩上，用二股或三股尼龍繩將其絞織成為一串，上、下方各留一段尼龍繩用於綁結浮體12和墜塊17。

較佳地，所述浮體12為聚酯泡沫；所述浮體12為圓柱形或者圓球形，所述中心繩13穿過所述浮體12的幾何中心，所述浮體也可以為任意形狀的聚酯泡沫。

較佳地，所述墜塊17的密度大於2500kg/m3。更佳地，所述微生態基質的墜塊17由鍍鋅鐵線加混凝土塊或浸塑鐵線加混凝土塊組成。

本實施例所述微生態基質，使用時，將組裝好的微生態基質投入需要淨化的水體中，墜塊端自然墜入池底，浮體端自然向上浮至最高位或浮出水面，從而完成微生態基質的安裝。微生態基質投入到需要淨化的水體後在微生物、藻類、陽光等作用下，在纖維絲上逐漸附著上菌類、藻類，形成一個生物量遠遠高於天然水體的淨水生態系統。

實施例2

本發明提供的汙水淨化裝置的一種實施例，如圖2～4所示所述汙水淨化裝置包括微生態基質1和微生物菌群母液培殖發生器2，所述微生態基質1位於所述微生物菌群母液培殖發生器2的外周；所述微生物菌群母液培殖發生器2上設有進水口3和排液口4。

較佳地，所述微生態基質1均勻分布於微生物菌群母液培殖發生器2的四周。

較佳地，所述汙水淨化裝置包括多組微生態基質，每組微生態基質包括至少一個微生態基質。更佳地，所述汙水淨化裝置包括6組微生態基質，每組微生態基質包括6個微生態基質。所述汙水淨化裝置也可以根據需要設置多組微生態基質，每組設置多個微生態基質。

較佳地，每組微生態基質由中的微生態基質的浮體串連於硬質塑料杆上。

較佳地，所述微生物菌群母液培殖發生器2中的上部設置排液口4。通過在所述微生物菌群母液培殖發生器2為上部外周向上設置環形浮箱(圖中未示出)，環形浮箱使得微生物菌群母液培殖發生器2能夠在汙水水域水面上保持漂浮狀態並達到平衡。

本實施例所述汙水淨化裝置，使用時，將所述微生物菌群母液培殖發生器2投入水中，微生物菌群母液培殖發生器2部分浮於水面上，在微生物菌群母液培殖發生器2的周圍布設多組微生態基質1。開啟微生物菌群母液培殖發生器2，汙水水域的汙水從進水口3進入微生物菌群母液培殖發生器2中，微生物菌群母液培殖發生器2中培殖出更強活力、生物量更多的微生物菌群，富含優勢微生物菌群的母液從排液口4排出。排液口4設置於微生物菌群母液培殖發生器2的上部，排出的微生物母液較多地分布在汙染水體的上部，上部溶解氧更多，更有利於微生物的繁殖。

最後所應當說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對本發明保護範圍的限制，儘管參照較佳實施例對本發明作了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的實質和範圍。