[发明专利]一种新型生物膜净水与喷泉曝气耦合装置

说明书

本发明公开了一种新型生物膜净水与喷泉曝气耦合装置，其技术方案要点是包括生物聚集塔、喷泉曝气系统和固定系统；生物聚集塔包括圆饼状中空底座、圆台状中空塔体、亲水性生物挂膜载体材料以及厌氧区环状罩；喷泉曝气系统包括带筛孔的不锈钢套筒、潜水泵、潜水泵固定装置、塑料软管、潜水泵供电电缆、输水管和喷泉头；固定系统包括不锈钢锚定杆、尼龙软绳及环状绑定孔；本装置利用设置于污染河流水体中的潜水泵提升低溶解氧含量河水，自喷泉头喷出后与空气充分接触，富氧后的河水洒落至生物聚集塔，并利用微生物、藻类和原生动物等构成的“好氧‑厌氧”生物膜净化河水。

技术领域

本发明涉及一种环保生态修复技术领域，更具体地说，它涉及一种新型生物膜净水与喷泉曝气耦合装置。

背景技术

近年来，河道水体受人类生活污水等有机污染的程度愈发严重，特别是城镇河流的黑臭现象，给人民群众带来了极差的感官体验，成为了直接影响群众生产生活的突出水环境问题。国务院颁布的《水污染防治行动计划》提出“到2020年，地级及以上城市建成区黑臭水体均控制在10%以内，到2030年，城市建成区黑臭水体总体得到消除”的控制性目标。河流黑臭现象的发生机理多数如下所述：当水体受到严重有机污染时（比如氮，化学需氧量的浓度大大提高），好氧微生物可大量分解有机物，当复氧速率小于耗氧速率时，将直接造成水体的缺氧现象，在有机物的分解过程中，胺、氨和硫化氢等难溶性臭气将逸出水面，从而使黑臭河道水体散发出难闻的臭气；同时，缺氧水体可使铁、锰等重金属还原，与硫元素形成致黑物质硫化亚铁（FeS）和硫化锰（MnS），从而导致水体黑臭现象。

当前，污染河流水体的微生物处理技术逐步引起了从业者的关注，该技术按照微生物的生长状态，可分为悬浮生长工艺和附着生长工艺，前者最典型的工艺为活性污泥法，后者的典型工艺则为生物膜法，即利用附着生长在某类载体表面的微生物净化污水，具有经济节能、运行可靠、抗冲击负荷、无污泥膨胀现象、兼具硝化反硝化功能等特点。通常，生物膜中的微生物群落包括好氧菌、厌氧菌和兼性菌，此外还有藻类、真菌和轮虫、蚊蝇幼虫等生物，从而共同发挥生物膜的污水净化功能。

喷泉曝气机是在污染河流特别是黑臭水体治理中应用非常广泛的设备。传统的喷泉曝气机一般通过喷泉的方式对水体进行复氧，以提高水体的溶解氧含量水平，从而强化好氧微生物对有机物的分解作用。喷泉曝气机对水体的复氧过程如下：水泵将河水提升至喷泉头，喷出的河水与空气充分接触后回到河道，从而提升污染河流水体的溶解氧含量水平。

公告号为CN205313208U的中国专利公开了一种接触氧化式喷泉曝气系统，它包括接触氧化式生态浮岛、喷泉曝气装置、水下微生物床以及浮动装置构成。这种接触氧化式喷泉曝气系统虽然利用曝气系统对污染水体进行增氧，而后通过悬挂在水下的微生物膜模块进行生物净化，将微生物净水和曝气技术进行了有机结合，生态浮岛、微生物床、喷泉曝气装置三者加以改进并进行有机融合，使其成为一个整体，四周的浮动装置则能保持该系统整体随水位涨落自由浮动，而发生的水平位移很小，通过在浮筒的底部设置格栅网，能将水体中漂浮的塑料垃圾、树叶、纸片等隔离开，防止这些漂浮物被卷入浮筒而引起机械故障，浮岛外框以及尼龙网的设计，能大大提高生态浮岛的抗风浪强度，延长使用寿命，减少维护成本，但是由于部分黑臭河流水位较浅且波动较大，可悬挂的微生物载体数量极其有限，且水体溶解氧含量较低，因此微生物的净水功效有限并最终导致其在浅水型河道中的应用受限问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种新型生物膜净水与喷泉曝气耦合装置，其优点在于通过潜水泵抽吸河水后经喷泉头喷出，经过空气复氧后，下落至浮于水面上的生物聚集塔（由微生物、藻类和原生动物等生物构成生物膜）以净化河水，通过在生物聚集塔设置挡板以隔绝空气，从而创造出厌氧的空间环境，使提升的污染水体经过“好氧-厌氧”处理过程，对污染物质如氨氮等进行很好的削减，有效的解决了微生物的净水功效有限并最终导致其在浅水型河道中的应用受限问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种新型生物膜净水与喷泉曝气耦合装置，其特征是，包括生物聚集塔、喷泉曝气系统和固定系统；