一种河道水质微泡曝气膜耦合生物修复技术及处理装置的制作方法

1.本发明涉及一种河道水质微泡曝气膜耦合生物修复技术及处理装置，属于污水处理技术领域。


背景技术：

2.河道黑臭水体的产生，主要由于生产生活中生活污水、工业废水的无组织排放及生活垃圾的随意丢弃，引起大量的污染物质积累，导致超出区域水体自净能力和环境容量，降低生态环境质量。这些污染物在微生物降解过程中需要消耗大量氧气，造成水体出现缺氧或厌氧状态，从而产生黑臭现象。目前国内外常采用曝气增氧技术、补水活水技术、生物膜技术、化学处理技术、人工湿地及生态浮床等治理黑臭水体，传统、单一的水污染治理技术成效低、见效慢，全面、系统地进行治理才能达到改善水质，恢复水体自净能力，并保持治理效果。
3.ehbr强化耦合微泡曝气膜技术是膜技术与生物技术相结合的一种新型水处理工艺，它通过膜的曝气作用与微生物的新陈代谢作用去除水体中的污染物。但由于天然水体环境条件比较复杂，容易导致膜组件损坏；而且一般河道长度较长，导致膜组件的长度相对较长，一旦安装好置于水中，后期维修更换难度大。
4.因此，针对上述问题提出一种河道水质微泡曝气膜耦合生物修复技术及处理装置。


技术实现要素：

5.本发明目的在于提供一种河道水质微泡曝气膜耦合生物修复技术及处理装置，实现工艺运行可靠、设备自动化控制程度高、膜组件维修简便。
6.为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供的技术方案：
7.一种河道水质微泡曝气膜耦合生物修复技术及处理装置，整个装置为圆柱形，由内至外依次为生态拦截池、微泡曝气膜池和高效生物修复池，所述生态拦截池底部与微泡曝气膜池底部连通，所述微泡曝气膜池侧壁的上部通过排水管连通并延伸至高效生物修复池底部；
8.所述生态拦截池内由上往下依次为溢流层、填料层、过滤层、淹没层、排水层构成，所述填料层为生物填料、过滤层为细砂、椰壳颗粒活性炭，淹没层为粗砂，排水层为碎石；
9.所述微泡曝气膜池内部安装有环形支架，环形支架上安装有微泡曝气膜组件；微泡曝气膜组件经曝气管道连接曝气装置；
10.所述高效生物修复池顶部设有集水槽，集水槽连接有出水管；
11.所述生态拦截池池上方设有进水管，进水管一端连接污水提升泵，污水提升泵将河水提升至生态拦截池内，进水管另一端位于生态拦截池上方；
12.河水经提升泵提升后以一定流速经进水管进入生态拦截池，污水中部分有机物被生物填料上富集的微生物吸收，随着污水不断向下渗透，污染物部分被椰壳颗粒活性炭吸
附、部分被砂石过滤，在微生物、活性炭与砂石的共同作用下污染物浓度降低，出水从底部排水层排出；生态拦截池出水进入微泡曝气膜池，污水中微生物附着在微泡曝气膜表面，随着曝气装置的开启不断为微生物供氧，水体中所含的有机物和氮磷进入微生物生物膜内，通过微生物的新陈代谢作用而分解；微泡曝气膜池出水进入高效生物修复池，高效生物修复池内投加复合生物菌剂，复合微生物菌种利用水体中的氮磷等污染物进行生长繁殖，从而降解水中污染物质，达到改善水质的效果；净化后的污水通过集水槽顶部溢流堰进入集水槽内部，顺着集水槽流道流至外侧出水管，出水排回河道。
13.所述环形支架由内而外设置三层及以上，可以提高微泡曝气膜分布，增大微泡曝气膜与微生物接触面。
14.集水槽顶端为呈锯齿状的溢流堰，当高效生物修复池水位达到溢流堰的锯齿的最低处时，水就溢出到集水槽内并通过出水管排出。
15.所述生物填料为hdpe材质，规格为φ30
×
10，孔数为25，比表面积大于1000m2/m3，孔隙率大于85％，挂膜时间1-10天。
16.所述微泡曝气膜组件包括中空纤维膜和疏水曝气膜，疏水曝气膜包覆于中空纤维膜外表面；所述疏水曝气膜沿长度方向均布有若干个曝气孔，相连两个曝气孔之间的间距为1-100μm；所述曝气孔的孔径为100-800nm；所述疏水性膜的疏水接触角为90-150
°
；所述中空纤维膜的外径为0.4-0.7mm，内径为0.3-0.6mm。
17.所述复合生物菌剂主要由红球菌属、假单胞菌属和酵母菌属组成，三种优势菌在复合生物菌剂中的比例分别为2∶1∶2，所述复合生物菌剂投加浓度为0.1
‰‑
0.5
‰
。
18.所述生态拦截池排水层距池底100mm范围内设置一圈固定网板，固定网板一方面可以固定碎石，避免碎石随水流出造成微泡曝气膜破损；另一方面可以保证出水从底部均匀向四周排出，河水径向流向曝气膜，可以最大程度增加与微泡曝气膜的接触面积。
19.所述微泡曝气膜池池壁外侧联通一根排水管，排水管设置于高效生物修复池内并延伸至池底。当污水到达排水管管口时，污水从排水管上端进入，底部排出，进入高效生物修复池内的污水在池内旋转流动充分混合。
20.所述微泡曝气膜池内设置溶解氧检测仪，溶解氧检测仪可以实时检测微泡曝气膜池内溶解氧浓度并反馈至控制系统，经控制系统调节曝气装置的运行时间和曝气强度。
21.本发明与现有技术相比具有如下优势：
22.1.采用的强化耦合微泡曝气膜疏水性好，通过环形布置，污水径向流向曝气膜时，可以充分接触强化耦合微泡曝气膜，显著提高污水的曝气效率。
23.2.采用生物修复技术，既可以通过活化的微生物降解有机物，又可以恢复河道生物菌群平衡。
24.3.建设周期短、安装方便。
25.4.维修简便，常规微泡曝气膜沿河道布置，膜组件长达20m，一旦安装后维修及更换难度较大。
附图说明
26.图1为本发明结构示意图；
27.图2为本发明立面示意图；
28.图3为本发明环形支架示意图；
29.图4为集水槽结构示意图；
30.图中：1、生态拦截池；2、微泡曝气膜池；3、高效生物修复池；4、控制系统；1-1、进水管；1-2固定网板；2-1、微泡曝气膜；2-2、环形支架；2-3、曝气装置；2-4、溶解氧检测仪；2-5、曝气管道；3-1、排水管；3-2、集水槽；3-3、出水管；3-4、溢流堰。
具体实施方式
31.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.实施例1
33.请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：
34.一种河道水质微泡曝气膜耦合生物修复技术及处理装置，整个装置为圆柱形，由内至外依次为生态拦截池1、微泡曝气膜池2和高效生物修复池3，所述生态拦截池1底部与微泡曝气膜池2底部连通，所述微泡曝气膜池2侧壁的上部通过排水管连通并延伸至高效生物修复池3底部；
35.所述生态拦截池1内由上往下依次为溢流层、填料层、过滤层、淹没层、排水层构成，所述填料层为生物填料、过滤层为细砂、椰壳颗粒活性炭，淹没层为粗砂，排水层为碎石；
36.所述微泡曝气膜池2内部安装有环形支架2-2，环形支架2-2上安装有微泡曝气膜组件；微泡曝气膜组件经曝气管道2-5连接曝气装置2-3；
37.所述高效生物修复池顶部设有集水槽3-2，集水槽连接有出水管3-3；
38.所述生态拦截池1池上方设有进水管1-1，进水管1-1一端连接污水提升泵，污水提升泵将河水提升至生态拦截池内，进水管1-1另一端位于生态拦截池1上方；
39.本发明运用时，河水经提升泵提升后以一定流速经进水管1-1进入生态拦截池1，污水中部分有机物被生物填料上富集的微生物吸收，随着污水不断向下渗透，污染物部分被椰壳颗粒活性炭吸附、部分被砂石过滤，在微生物、活性炭与砂石的共同作用下污染物浓度降低，出水从底部排水层排出；生态拦截池1出水进入微泡曝气膜池2，污水中微生物附着在微泡曝气膜2-1表面，随着曝气装置的开启不断为微生物供氧，水体中所含的有机物和氮磷进入微生物生物膜内，通过微生物的新陈代谢作用而分解；微泡曝气膜池2出水进入高效生物修复池3，高效生物修复池3内投加复合生物菌剂，复合微生物菌种利用水体中的氮磷等污染物进行生长繁殖，从而降解水中污染物质，达到改善水质的效果；净化后的污水通过集水槽顶部溢流堰进入集水槽3-2内部，顺着集水槽流道流至外侧出水管3-3，出水排回河道。
40.所述环形支架由内而外设置三层及以上，可以提高微泡曝气膜分布，增大微泡曝气膜与微生物接触面。
41.集水槽3-2顶端为呈锯齿状的溢流堰3-4，当高效生物修复池3水位达到溢流堰的锯齿的最低处l时，水就溢出到集水槽内并通过出水管3-3排出；一是维持集水槽液面高度，
二是出水更均匀。
42.所述生物填料为hdpe材质，规格为φ30
×
10，孔数为25，比表面积大于1000m2/m3，孔隙率大于85％，挂膜时间1-10天。
43.所述微泡曝气膜组件包括中空纤维膜和疏水曝气膜，疏水曝气膜包覆于中空纤维膜外表面。所述疏水曝气膜沿长度方向均布有若干个曝气孔，相连两个曝气孔之间的间距为1-100μm。所述曝气孔的孔径为100-800nm。所述疏水性膜的疏水接触角为90-150
°
。所述中空纤维膜的外径为0.4-0.7mm，内径为0.3-0.6mm。
44.所述复合生物菌剂主要由红球菌属、假单胞菌属和酵母菌属组成，三种优势菌在复合生物菌剂中的比例分别为2∶1∶2，所述复合生物菌剂投加浓度为0.1
‰‑
0.5
‰
。
45.实施例2
46.本实施例为实施例1的进一步改进，请参阅1-3，
47.所述生态拦截池1排水层距池底100mm范围内设置一圈固定网板1-2，固定网板1-2一方面可以固定碎石，避免碎石随水流出造成微泡曝气膜破损；另一方面可以保证出水从底部均匀向四周排出，河水径向流向曝气膜，可以最大程度增加与微泡曝气膜的接触面积。
48.实施例3
49.本实施例为实施例1的进一步改进，请参阅1-3，
50.所述微泡曝气膜池池壁外侧联通一根排水管3-1，排水管3-1设置于高效生物修复池3内并延伸至池底。当污水到达排水管管口时，污水从排水管上端进入，底部排出，进入高效生物修复池内的污水在池内顺时针旋转流动充分混合。
51.实施例4
52.本实施例为实施例1的进一步改进，请参阅1-3，
53.所述微泡曝气膜池2内设置溶解氧检测仪2-4，溶解氧检测仪2-4可以实时检测微泡曝气膜池内溶解氧浓度并反馈至控制系统4，经控制系统4调节曝气装置2-3的运行时间和曝气强度。

技术特征：
1.一种河道水质微泡曝气膜耦合生物修复技术及处理装置，整个装置为圆柱形，其特征在于：由内至外依次为生态拦截池、微泡曝气膜池和高效生物修复池，所述生态拦截池底部与微泡曝气膜池底部连通，所述微泡曝气膜池侧壁的上部通过排水管连通并延伸至高效生物修复池底部；所述生态拦截池内由上往下依次为溢流层、填料层、过滤层、淹没层、排水层构成，所述填料层为生物填料、过滤层为细砂、椰壳颗粒活性炭，淹没层为粗砂，排水层为碎石；所述微泡曝气膜池内部安装有环形支架，环形支架上安装有微泡曝气膜组件；微泡曝气膜组件经曝气管道连接曝气装置；所述高效生物修复池顶部设有集水槽，集水槽连接有出水管；所述生态拦截池池上方设有进水管，进水管一端连接污水提升泵，污水提升泵将河水提升至生态拦截池内，进水管另一端位于生态拦截池上方；河水经提升泵提升后以一定流速经进水管进入生态拦截池，污水中部分有机物被生物填料上富集的微生物吸收，随着污水不断向下渗透，污染物部分被椰壳颗粒活性炭吸附、部分被砂石过滤，在微生物、活性炭与砂石的共同作用下污染物浓度降低，出水从底部排水层排出；生态拦截池出水进入微泡曝气膜池，污水中微生物附着在微泡曝气膜表面，随着曝气装置的开启不断为微生物供氧，水体中所含的有机物和氮磷进入微生物生物膜内，通过微生物的新陈代谢作用而分解；微泡曝气膜池出水进入高效生物修复池，高效生物修复池内投加复合生物菌剂，复合微生物菌种利用水体中的氮磷等污染物进行生长繁殖，从而降解水中污染物质，达到改善水质的效果；净化后的污水通过集水槽顶部溢流堰进入集水槽内部，顺着集水槽流道流至外侧出水管，出水排回河道。2.根据权利要求1所述的一种河道水质微泡曝气膜耦合生物修复技术及处理装置，其特征在于：所述环形支架由内而外设置三层及以上，可以提高微泡曝气膜分布，增大微泡曝气膜与微生物接触面。3.根据权利要求1所述的一种河道水质微泡曝气膜耦合生物修复技术及处理装置，其特征在于：集水槽顶端为呈锯齿状的溢流堰，当高效生物修复池水位达到溢流堰的锯齿的最低处时，水就溢出到集水槽内并通过出水管排出。4.根据权利要求1所述的一种河道水质微泡曝气膜耦合生物修复技术及处理装置，其特征在于：所述生物填料为hdpe材质，规格为φ30
×
10，孔数为25，比表面积大于1000m2/m3，孔隙率大于85％，挂膜时间1-10天。5.根据权利要求1所述的一种河道水质微泡曝气膜耦合生物修复技术及处理装置，其特征在于：所述微泡曝气膜组件包括中空纤维膜和疏水曝气膜，疏水曝气膜包覆于中空纤维膜外表面；所述疏水曝气膜沿长度方向均布有若干个曝气孔，相连两个曝气孔之间的间距为1-100μm；所述曝气孔的孔径为100-800nm；所述疏水性膜的疏水接触角为90-150
°
；所述中空纤维膜的外径为0.4-0.7mm，内径为0.3-0.6mm。6.根据权利要求1所述的一种河道水质微泡曝气膜耦合生物修复技术及处理装置，其特征在于：所述复合生物菌剂主要由红球菌属、假单胞菌属和酵母菌属组成，三种优势菌在复合生物菌剂中的比例分别为2∶1∶2，所述复合生物菌剂投加浓度为0.1
‰‑
0.5
‰
。7.根据权利要求1所述的一种河道水质微泡曝气膜耦合生物修复技术及处理装置，其特征在于：所述生态拦截池排水层距池底100mm范围内设置一圈固定网板，固定网板一方面
可以固定碎石，避免碎石随水流出造成微泡曝气膜破损；另一方面可以保证出水从底部均匀向四周排出，河水径向流向曝气膜，可以最大程度增加与微泡曝气膜的接触面积。8.根据权利要求1所述的一种河道水质微泡曝气膜耦合生物修复技术及处理装置，其特征在于：所述微泡曝气膜池池壁外侧联通一根排水管，排水管设置于高效生物修复池内并延伸至池底。当污水到达排水管管口时，污水从排水管上端进入，底部排出，进入高效生物修复池内的污水在池内旋转流动充分混合。9.根据权利要求1所述的一种河道水质微泡曝气膜耦合生物修复技术及处理装置，其特征在于：所述微泡曝气膜池内设置溶解氧检测仪，溶解氧检测仪可以实时检测微泡曝气膜池内溶解氧浓度并反馈至控制系统，经控制系统调节曝气装置的运行时间和曝气强度。

技术总结
本发明公开了一种河道水质微泡曝气膜耦合生物修复技术及处理装置，整个装置为圆柱形，其特征在于：由内至外依次为生态拦截池、微泡曝气膜池和高效生物修复池，所述生态拦截池底部与微泡曝气膜池底部连通，所述微泡曝气膜池侧壁的上部通过排水管连通并延伸至高效生物修复池底部。本发明采用的强化耦合微泡曝气膜疏水性好，通过环形布置，污水径向流向曝气膜时，可以充分接触强化耦合微泡曝气膜，显著提高污水的曝气效率；采用生物修复技术，既可以通过活化的微生物降解有机物，又可以恢复河道生物菌群平衡；建设周期短、安装方便；维修简便。便。便。


技术研发人员：丰元 叶慧敏 左雄 栗勇田
受保护的技术使用者：润田环境工程有限公司
技术研发日：2023.05.24
技术公布日：2023/8/13