公布日：2022.07.12
申請日：2022.06.15
分類(lèi)號：C02F3/34(2006.01)I;C02F3/32(2006.01)I;C02F101/10(2006.01)N;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本發(fā)明提供一種模塊式污水處理系統，包括一個(gè)或多個(gè)單元模塊，所述單元模塊包括生物膜固載裝置、設置在生物膜固載裝置底部的曝氣裝置、以及設置在生物膜固載裝置中的功能菌劑；其中，所述生物膜固載裝置的四個(gè)側面安裝有鏤空擋板，以使得污水圍繞擋板形成環(huán)流。本發(fā)明通過(guò)耦合功能菌劑定向發(fā)酵、微生物固定化、氣提環(huán)流反應器等多項技術(shù)，形成高效的生物膜法水質(zhì)提升處理模塊，再輔以高度集約化產(chǎn)品設計手段，將光伏曝氣系統、水生植物景觀(guān)單元集成于模塊一體，實(shí)現微生物與植物協(xié)同作用下的污染物快速降解、底泥微生態(tài)修復、水域環(huán)境美化等多重功能。
權利要求書(shū)
1.一種模塊式污水處理系統，其特征在于，包括一個(gè)或多個(gè)單元模塊，所述單元模塊包括生物膜固載裝置、設置在生物膜固載裝置底部的曝氣裝置、以及設置在生物膜固載裝置中的功能菌劑；其中，所述生物膜固載裝置的四個(gè)側面分別安裝有擋板，所述擋板上設置有鏤空部，所述鏤空部對稱(chēng)地布置在各個(gè)擋板上，每個(gè)鏤空部的鏤空面積占其所在擋板面積的20-40%，且鏤空區域集中在生物膜固載裝置的中間區域；所述曝氣裝置設置為雙層；所述多個(gè)單元模塊排布成環(huán)形陣列或方形陣列。
2.根據權利要求1所述的模塊式污水處理系統，其特征在于，所述生物膜固載裝置布置為多層結構。
3.根據權利要求1所述的模塊式污水處理系統，其特征在于，若干個(gè)所述單元模塊依次連接排布成環(huán)形陣列，所述環(huán)形陣列具有支撐每個(gè)單元模塊的承載平臺，所述承載平臺下方安裝有浮塊，所述浮塊彼此連接形成內環(huán)陣列，內環(huán)陣列中心部設置有設備箱。
4.根據權利要求1所述的模塊式污水處理系統，其特征在于，若干個(gè)所述單元模塊排布成方形陣列，所述方形陣列具有支撐每個(gè)單元模塊的承載平臺，所述承載平臺下方安裝有浮塊。
5.根據權利要求1至4任一所述的模塊式污水處理系統，其特征在于，所述曝氣裝置布置在所述單元模塊的下框體內，第一層曝氣裝置呈單元模塊投影中心對稱(chēng)型布置，第二層曝氣裝置呈平面鋪滿(mǎn)布置。
6.根據權利要求5所述的模塊式污水處理系統，其特征在于，還包括新能源供氣系統，所述新能源供氣系統包括光伏發(fā)電系統和氣泵。
7.根據權利要求5所述的模塊式污水處理系統，其特征在于，還包括在生物膜固載裝置上懸掛固體碳源。
8.根據權利要求1所述的模塊式污水處理系統，其特征在于，所述生物膜固載裝置中的填料使用聚酯纖維、聚丙烯、聚乙烯、聚氨酯中的一種或多種；所述填料經(jīng)過(guò)改性處理，先將濃硫酸、高錳酸鉀或氫氧化鈉的濃液噴淋在其表面，再將聚合氯化鋁、聚合硫酸鋁、聚合硫酸鐵、聚合硫酸鋁鐵中的一種或幾種材料附著(zhù)于所述填料上；所述填料制作成卷狀，填料邊緣打孔壓花，經(jīng)過(guò)Z形折疊后懸掛在生物膜固載裝置中，且折疊的填料層與層間距不少于2mm；或者，所述填料制作成帶狀或繩式，以簾式結構懸掛在生物膜固載裝置中。
9.權利要求1至8任一所述的模塊式污水處理系統的污水處理方法，將污水通過(guò)進(jìn)水管道引入污水處理池，進(jìn)入到所述污水處理系統，其特征在于，根據不同應用場(chǎng)景組裝單元模塊，將單元模塊排布成環(huán)形陣列或方形陣列；污水進(jìn)入后在曝氣裝置和擋板的作用下翻越鏤空區域可圍繞擋板形成環(huán)流，與生物膜固載裝置中的填料和功能菌劑充分接觸；預先設計曝氣裝置的曝氣管與擋板的高度及相對位置，通過(guò)設計不同的環(huán)流量及調整每個(gè)單元模塊上的曝氣管道閥門(mén)，分別控制每個(gè)單元模塊下方的曝氣量，將部分單元模塊設置為強曝氣區域，部分單元模塊設置為弱曝氣區域，使得整個(gè)污水處理池的混合方式在完全混合和推流式混合兩種情況下切換；通過(guò)配置的新能源供氣系統提供能源。10.權利要求1至8任一所述的模塊式污水處理系統的應用，其特征在于，將所述模塊式污水處理系統放置在生物凈化池中，作為旁路處理的污水生化系統對引入污水進(jìn)行處理；或者，將所述模塊式污水處理系統置于池塘湖泊中，對水體進(jìn)行原位治理。
發(fā)明內容
為此，本發(fā)明提供一種模塊式污水處理系統、處理方法及其應用，解決現有技術(shù)中沒(méi)有能夠同時(shí)有效對農村污水快速處理和污染坑塘、河湖的水體修復的技術(shù)問(wèn)題。
本發(fā)明提供的一個(gè)技術(shù)方案為一種模塊式污水處理系統，包括一個(gè)或多個(gè)單元模塊，所述單元模塊包括生物膜固載裝置、設置在生物膜固載裝置底部的曝氣裝置、以及設置在生物膜固載裝置中的功能菌劑；
其中，所述生物膜固載裝置的四個(gè)側面分別安裝有擋板，所述擋板上設置有鏤空部，以使得污水圍繞擋板形成環(huán)流；所述鏤空部對稱(chēng)地布置在各個(gè)擋板上，每個(gè)鏤空部的鏤空面積占其所在擋板面積的20-40%，且鏤空區域集中在生物膜固載裝置的中間區域。
優(yōu)選的，所述生物膜固載裝置布置為多層結構。
優(yōu)選的，若干個(gè)所述單元模塊依次連接排布成環(huán)形陣列，所述環(huán)形陣列具有支撐每個(gè)單元模塊的承載平臺，所述承載平臺下方安裝有浮塊，所述浮塊彼此連接形成內環(huán)陣列，內環(huán)陣列中心部設置有設備箱。
優(yōu)選的，若干個(gè)所述單元模塊排布成方形陣列，所述方形陣列具有支撐每個(gè)單元模塊的承載平臺，所述承載平臺下方安裝有浮塊。
優(yōu)選的，所述曝氣裝置設置為雙層，布置在所述單元模塊的下框體內，第一層曝氣裝置呈單元模塊投影中心對稱(chēng)型布置，第二層曝氣裝置呈平面鋪滿(mǎn)布置。
優(yōu)選的，還包括新能源供氣系統，所述新能源供氣系統包括光伏發(fā)電系統和氣泵。
優(yōu)選的，還包括在生物膜固載裝置上懸掛固體碳源。
優(yōu)選的，所述生物膜固載裝置中的填料使用聚酯纖維、聚丙烯、聚乙烯、聚氨酯中的一種或多種；
所述填料經(jīng)過(guò)改性處理，先將濃硫酸、高錳酸鉀或氫氧化鈉的濃液噴淋在其表面，再將聚合氯化鋁、聚合硫酸鋁、聚合硫酸鐵、聚合硫酸鋁鐵中的一種或幾種材料附著(zhù)于所述填料上；
所述填料制作成卷狀，填料邊緣打孔壓花，經(jīng)過(guò)Z形折疊后懸掛在生物膜固載裝置中，且折疊的填料層與層間距不少于2mm；或者，所述填料制作成帶狀或繩式，以簾式結構懸掛在生物膜固載裝置中。
本發(fā)明提供的另一個(gè)技術(shù)方案為一種模塊式污水處理系統的污水處理方法，將污水通過(guò)進(jìn)水管道引入污水處理池，進(jìn)入到所述污水處理系統，根據不同應用場(chǎng)景組裝單元模塊，將單元模塊排布成環(huán)形陣列或方形陣列；污水進(jìn)入后在曝氣裝置和擋板的作用下翻越鏤空區域可圍繞擋板形成環(huán)流，與生物膜固載裝置中的填料和功能菌劑充分接觸；預先設計曝氣裝置的曝氣管與擋板的高度及相對位置，通過(guò)設計不同的環(huán)流量及調整每個(gè)單元模塊上的曝氣管道閥門(mén)，分別控制每個(gè)單元模塊下方的曝氣量，將部分單元模塊設置為強曝氣區域，部分單元模塊設置為弱曝氣區域，使得整個(gè)污水處理池的混合方式在完全混合和推流式混合兩種情況下切換；通過(guò)配置的新能源供氣系統提供能源。
本發(fā)明還提供一個(gè)技術(shù)方案為一種模塊式污水處理系統的應用，將所述模塊式污水處理系統放置在生物凈化池中，作為旁路處理的污水生化系統對引入污水進(jìn)行處理；或者，將所述模塊式污水處理系統置于池塘湖泊中，對水體進(jìn)行原位治理。
有益效果：
本發(fā)明提供的模塊式污水處理系統，通過(guò)耦合功能菌劑定向發(fā)酵、微生物固定化、氣提環(huán)流反應器等多項技術(shù)，形成高效的生物膜法水質(zhì)提升處理模塊，再輔以高度集約化產(chǎn)品設計手段，將光伏曝氣系統、水生植物景觀(guān)單元集成于模塊一體，實(shí)現微生物與植物協(xié)同作用下的污染物快速降解、底泥微生態(tài)修復、水域環(huán)境美化等多重功能。在農村污水處理應用中，具有處理效果好，抗沖擊能力強，適合分散、小水量處理，運行成本低，管理方便等優(yōu)點(diǎn)，在污染坑塘河湖水體修復應用中，具有模塊靈活拼裝、運行成本低、水質(zhì)提升同步景觀(guān)美化等優(yōu)勢。
針對農村污水和污染封閉水域的典型污染物主要是COD、氨氮、總磷的現狀，本發(fā)明以城鎮生活污水處理廠(chǎng)根據生物膜固載裝置采用了新型填料，填料上附著(zhù)生長(cháng)著(zhù)大量的功能菌群，可實(shí)現對污水中氨氮、總磷和有機物等污染物的高效快速去除。填料生物相容性好，生物膜附著(zhù)量大且不易脫落，在水量小、污染程度低的水質(zhì)條件下也能穩定運行。同時(shí)模塊采取了標準化、小型化的設計思路，可根據水量規模靈活調整單元模塊的使用數量。單元模塊配合新能源供氣系統和浮島，可組成低碳型的生態(tài)浮島，直接投放于湖泊河流中對水體進(jìn)行原位治理，也可放置于生化反應池中作為旁路治理的生物凈化池使用。新能源供氣系統可對水體進(jìn)行補氧，無(wú)需接電，極大節省運營(yíng)成本。浮島安裝在單元模塊頂部，提供浮力，栽種的植物也起到凈化水質(zhì)和美化環(huán)境的作用。本發(fā)明提供的模塊式污水處理系統，可用于低污染水體的快速生化處理，農村灰水出水水質(zhì)達到一級A排放標準，污染坑塘、小河溝、湖泊等水體處理水質(zhì)達到地表Ⅲ標準。
（發(fā)明人：李赟;彭嘉銳;陳福明;劉淑杰）
