專利名稱：城市污水功能菌降解處理的層析載體新裝置的制作方法
城市污水功能菌降解處理的層析載體新裝置
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)保領(lǐng)域中的污水處理裝置，尤其是指污水處理中的利用微生物技術(shù)處理污水的層析載體裝置。
背景技術(shù)：
微生物和動物植物一樣，是自然界三大物種之一，且在整個生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)中，微生物是動植物殘體有機(jī)廢棄物的分解者。因此，微生物在生態(tài)循環(huán)及環(huán)保領(lǐng)域中扮演了一個十分重要的角色，即污水和垃圾的處理者。幾乎所有的污水處理都是靠微生物的作用完成的，且在污水和污物處理中，不但需要微生物分解和除掉各種有害物質(zhì)，還要靠微生物進(jìn)行除臭。而微生物的種類和功能及數(shù)量在很大程度上決定了污水與污物的處理速度與處理效^ ο傳統(tǒng)的污水處理方法均為沉淀、厭氧、好氧曝氣等工藝，所用的功能菌取自自然界的活性污泥，即通過自然界天然的厭氧、好氧微生物來降解污水中的有機(jī)廢棄物。傳統(tǒng)污水處理工藝的出水效果常常受環(huán)境因素(氣候、季節(jié)、污水不同來源等)的影響而顯得不穩(wěn)定，幾乎所有污水處理廠面臨的同樣問題就是沉積后的污泥處置及帶來的二次污染問題。 此外，有些特殊來源污水的處理尚需要采取特殊的化學(xué)手段，這對于環(huán)境的污染更加嚴(yán)重。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于提供一種城市污水功能菌降解處理的層析載體新裝置，其可有效分解污水中的有害物質(zhì)，減少污泥排放量。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種城市污水功能菌降解處理的層析載體新裝置，包括吸附功能菌的軟性載體、支撐所述軟性載體的載體支架及容納所述軟性載體與載體支架的高效生化池，所述軟性載體經(jīng)功能菌吸附后形成由好氧區(qū)、兼氧區(qū)及厭氧區(qū)構(gòu)成的生物膜結(jié)構(gòu)，其中，緊貼載體表面積的那層微生物形成厭氧區(qū)，中間層為淺層兼氧區(qū)，載體外層形成好氧區(qū)。作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述軟性載體上設(shè)有供污水流通的網(wǎng)孔，所述功能菌形成于所述網(wǎng)孔內(nèi)側(cè)。作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述高效生化池以底部進(jìn)水，上部出水為原則，所述軟性載體上負(fù)載高效好氧菌。作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述高效生化池底部設(shè)有曝氣管，曝氣管的曝氣孔朝下。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的層析載體新裝置結(jié)合了高效功能微生物菌群，使污水的處理效果達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)，大大減少污泥排放量，實(shí)現(xiàn)城市工業(yè)與生活污水治理的生態(tài)化、減量化，資源化處置。


圖1為本發(fā)明所述污水生態(tài)化處理的基本原理圖。圖2為本發(fā)明所述好氧有機(jī)物分解途徑示意圖。圖3為本發(fā)明所述功能菌種的篩選及選育流程圖。圖4為本發(fā)明所述污水處理工藝的流程圖。圖5為圖4中的部分污水處理工藝的流程圖。圖6為本發(fā)明層析載體新裝置的剖面示意圖。圖7為本發(fā)明層析載體表面結(jié)構(gòu)及功能菌附著層形成的生物膜結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式請參閱圖1至圖7所示，本發(fā)明提供了城市污水功能菌降解處理工藝，其包括篩選、選育功能菌種及利用所述功能菌種對污水生態(tài)化處理。其中，對污水生態(tài)化處理過程中，本發(fā)明利用了新的層析載體裝置，以對污水進(jìn)行高效的生態(tài)化處理。首先，請參圖1及圖2所示的污水生態(tài)化處理的基本原理。生物物質(zhì)其主要成分為多糖、蛋白質(zhì)和脂肪等。自然情況下，這些物質(zhì)依靠環(huán)境中的微生物等將它們緩慢分解以維持整個生態(tài)環(huán)境的平衡。污水生態(tài)化處理即利用這一基本原理，從自然界中分離出一批對污水中有機(jī)廢棄物有特定降解能力的微生物菌群，經(jīng)分離鑒定后組合成一組組合功能菌。 在適宜的條件下(溫度、濕度及空氣等)，這些特殊的組合菌群能夠有效地產(chǎn)生蛋白酶，脂肪酶、水解酶，纖維素酶、淀粉酶等，使高分子物質(zhì)分解成能夠被微生物分解的低分子物質(zhì)， 并將其轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水、酒精、有機(jī)酸和少量氨，最后以氣體和水的形態(tài)釋放。簡言之， 就是一些特殊的細(xì)菌能把污水(及其沉淀的污泥)中有機(jī)廢棄物分解成無污染的二氧化碳和水；有機(jī)氮經(jīng)氨化菌氨化成NH4,經(jīng)硝化菌氧化形成硝酸鹽，再經(jīng)反硝化菌在厭氧條件下進(jìn)行脫氮。上述微生物生化降解過程，使污水的處理達(dá)到減量化、無害生態(tài)化的目標(biāo)。其次，如圖3所示的所述功能菌種的篩選及選育過程，其包括菌種的分離及高效功能菌菌種的篩選與配伍。所述高效功能菌菌種的分離過程中需滿足如下條件第一，所用菌種的來源處理城市污水所使用的微生物組合功能菌全部由自然界中分離、篩選、培育和優(yōu)化組成，未作任何遺傳誘變和基因改造工作。第二，所用的培養(yǎng)基牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基和經(jīng)特殊設(shè)計(jì)的培養(yǎng)基。第三，菌種的分離在較為廣泛的采集各類菌種樣品的基礎(chǔ)上，對采集的樣品進(jìn)行增富培養(yǎng)后進(jìn)行斜面接種，分離到的菌株采用?！搬槍?yīng)法(水解法)”和“鳥槍法”等方法作初步檢測，再經(jīng)特殊設(shè)計(jì)的培養(yǎng)基分離、篩選，得到大量的菌株，收集其中具備符合目的要求的菌株作為試驗(yàn)菌種。所述高效微生物功能菌的篩選與配伍是一個復(fù)雜的過程，通常需要多年的時間投入才能得到優(yōu)良目的菌種組合。因此，在本發(fā)明的污水處理工藝中，對所述活性功能菌菌株進(jìn)行篩選時，采用有利于功能微生物快速生長的公益設(shè)施，以污水COD下降速度、下降指標(biāo)和除臭效果等作為篩選高效處理菌種的指標(biāo)，從而較快的得到了所需的菌株。篩選處理過程包括各單菌株降解率測定以及調(diào)配各組合菌試驗(yàn)。根據(jù)各單菌株在小型生化處理機(jī)及小型AOS系統(tǒng)中多次試驗(yàn)結(jié)果，配伍成組合菌，進(jìn)行動態(tài)中試。最終，結(jié)合動態(tài)中試，以出水COD值、污泥排放量的大幅減少以及除臭效果為目的，經(jīng)組合、優(yōu)化多菌種的配比，最終獲得一組“高效活性人類糞便處理組合菌”。篩選出高效的微生物功能菌群，其相應(yīng)的分解轉(zhuǎn)化功能技術(shù)關(guān)鍵所在包括種屬(芽孢桿菌、枯草桿菌等)、遺傳穩(wěn)定性(經(jīng)過連續(xù)傳代培養(yǎng)和對比試驗(yàn)，所有菌的分類性狀和對藥物的敏感性理化性狀等保持穩(wěn)定)、抗藥性(指對50多種抗生素藥品的敏感性試驗(yàn)，如糞產(chǎn)堿菌對洛美沙星、環(huán)丙沙星、青霉素等敏感S；對紅霉素、諾氟沙星、利福平等中度敏感[M]對四環(huán)素、麥迪霉素、頭孢呋新等具有抗性R及生物安全性(對個人、群體健康和生態(tài)環(huán)境沒有危害)。以下詳細(xì)介紹本發(fā)明利用所述“高效活性人類糞便處理組合菌”來進(jìn)行污水生態(tài)化處理的新工藝及其中所用到的層析載體裝置。請參閱圖4至圖7所示，污水通過格柵除去較大的顆粒物后進(jìn)入配水井，配水井調(diào)節(jié)水質(zhì)水量，使PH值維持在6. 5-8. 5之間，溫度在55°C以下，然后進(jìn)入細(xì)隔柵及沉砂池，除去較小的顆粒物及沉淀沙礫等物質(zhì)，污水進(jìn)入兼氧池，進(jìn)行水體酸化，然后進(jìn)入富含高效微生物功能菌的高效生化池，該高效生化池以底部進(jìn)水，上部出水為原則，且內(nèi)設(shè)含高效軟性載體的層析載體裝置，請配合參閱圖6及圖7所示，所述層析載體是由載體支架所固定，所述高效生化池內(nèi)的軟性載體結(jié)構(gòu)，使功能微生物大量地滯留吸附在載體表面上并設(shè)有供污水流通的網(wǎng)孔，所述微生物形成于所述網(wǎng)孔內(nèi)側(cè)，提高了功能菌降解有機(jī)廢棄物的效率及載體的表面積。所述載體上負(fù)載高效好氧菌，曝氣管置于高效生化池底部，曝氣孔朝下，池內(nèi)使用新型載體，載體的表面積很大，廢水流經(jīng)載體，所述微生物吸附在載體上經(jīng)過不斷的脫落與吸附過程，在池內(nèi)形成了無數(shù)的由好氧區(qū)、淺層兼氧區(qū)及厭氧區(qū)構(gòu)成的生物膜結(jié)構(gòu) (參圖7)。緊貼載體表面積的那層微生物形成厭氧區(qū)；中間層為淺層兼氧區(qū)(或稱為缺氧區(qū))；載體外層形成好氧區(qū)。經(jīng)過充氧的污水以一定的流速流到填料時，生物膜中的好氧菌吸收分解水中的有機(jī)物，使污水得到凈化，同時微生物得到增殖，生物膜隨之增厚。由于微生物的吸附作用，生物膜表面形成一層薄薄的水層，水層中的有機(jī)物已經(jīng)被生物膜氧化分解，COD濃度比進(jìn)水有機(jī)物濃度要低得多，當(dāng)廢水在膜的表面流過時，有機(jī)物就會從運(yùn)動的廢水中轉(zhuǎn)移到附著在生物膜表面的水層去，并進(jìn)一步被生物膜吸附。同時空氣中的氧經(jīng)過廢水進(jìn)入生物膜水層并向內(nèi)部轉(zhuǎn)移，對有機(jī)物進(jìn)行分解和機(jī)體本身進(jìn)行新陳代謝，因此產(chǎn)生的二氧化碳等無機(jī)物從生物膜水層轉(zhuǎn)移到廢水中，進(jìn)入空氣。對于氨氮的處理，先利用好氧條件下，經(jīng)亞硝化細(xì)菌和硝化細(xì)菌的硝化作用，將氨氣轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮；再利用缺氧段， 經(jīng)反硝化細(xì)菌將硝酸鹽氮還原為氮?dú)猓绯鏊驷尫诺酱髿庵?，參與自然界物質(zhì)循環(huán)。因此，通過厭氧、兼氧、好氧過程，高效微生物在降解有機(jī)物的同時進(jìn)行硝化、反硝化作用(無需再另設(shè)硝化、反硝化池，全部在生化池中就可以進(jìn)行)。生化處理后的污水進(jìn)入沉淀池，經(jīng)沉淀后少量沉積物回流到兼氧池(參圖5)，這種回流方式可以保證沉積物中附著的部分高效菌被添加到兼氧池，進(jìn)行分解一部分有毒有害物質(zhì)，確保了沉淀物中的微生物菌群以及部分原生動物被重新回流利用，繼續(xù)發(fā)揮凈化污水的作用，而上清液則標(biāo)排放。本發(fā)明涉及的好氧細(xì)菌在分解有機(jī)物過程中增殖快，將70-80%水體中的有機(jī)物用于合成自身細(xì)胞組織，因此對水體中的營養(yǎng)物質(zhì)要求高，特別是對氮和磷的吸收效果明顯。同時由于高效微生物自身活性強(qiáng)，需要消耗大量的ATP(三磷酸腺苷，微生物體內(nèi)特定物質(zhì)的量能夠反映微生物的活性)，而磷是特定物質(zhì)中ATP的重要組成元素。因此，水體中磷的消耗量大，除磷效果明顯。如有剩余，通過微生物的礦化作用形成磷酸鈣沉積后回流到兼氧池，由于兼氧菌需大量酶繼續(xù)生物處理，在好氧生物處理過程中，池中的溶解氧要保證 2mg/l以上。本發(fā)明采用層析載體技術(shù)，結(jié)合高效功能微生物菌群，軟性載體(參圖6、7所示)， 使高效功能微生物菌群地滯留吸附在載體表面上，提高了功能菌降解有機(jī)廢棄物的效率， 使污水的處理效果達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)，大大減少污泥排放量，實(shí)現(xiàn)了城市工業(yè)與生活污水治理的生態(tài)化、減量化，資源化處置，且本發(fā)明采用的微生物均具有高效轉(zhuǎn)化降解有機(jī)廢棄物的功能。另外，因本發(fā)明涉及的工程裝置中不投放活性污泥，而是采用工程發(fā)酵的方式生產(chǎn)城市污水處理中所需要的優(yōu)勢功能菌群，并通過菌罐投放至高效生化池(參圖5)，因此能快速達(dá)到污水凈化功效。當(dāng)功能菌在層析載體上成功富集以后，可以停止向生化池中投放功能菌，因此高效功能菌的投放是一勞永逸的。以上所述，僅是本發(fā)明的最佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，利用上述揭示的方法內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，均屬于權(quán)利要求書保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1.一種城市污水功能菌降解處理的層析載體新裝置，包括吸附功能菌的軟性載體、支撐所述軟性載體的載體支架及容納所述軟性載體與載體支架的高效生化池，其特征在于 所述軟性載體經(jīng)功能菌吸附后形成由好氧區(qū)、兼氧區(qū)及厭氧區(qū)構(gòu)成的生物膜結(jié)構(gòu)，其中，緊貼載體表面積的那層微生物形成厭氧區(qū)，中間層為淺層兼氧區(qū)，載體外層形成好氧區(qū)。
2.如權(quán)利要求1所述的城市污水功能菌降解處理的層析載體新裝置，其特征在于所述軟性載體上設(shè)有供污水流通的網(wǎng)孔，所述功能菌形成于所述網(wǎng)孔內(nèi)側(cè)。
3.如權(quán)利要求2所述的城市污水功能菌降解處理的層析載體新裝置，其特征在于所述高效生化池以底部進(jìn)水，上部出水為原則，所述軟性載體上負(fù)載高效好氧菌。
4.如權(quán)利要求3所述的城市污水功能菌降解處理的層析載體新裝置，其特征在于所述高效生化池底部設(shè)有曝氣管，曝氣管的曝氣孔朝下。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種城市污水功能菌降解處理的層析載體新裝置，包括吸附功能菌的軟性載體、支撐所述軟性載體的載體支架及容納所述軟性載體與載體支架的高效生化池，所述軟性載體經(jīng)功能菌吸附后形成由好氧區(qū)、兼氧區(qū)及厭氧區(qū)構(gòu)成的生物膜結(jié)構(gòu)，其中，緊貼載體表面積的那層微生物形成厭氧區(qū)，中間層為淺層兼氧區(qū)，載體外層形成好氧區(qū)。本發(fā)明層析載體裝置結(jié)合了高效功能微生物菌群，使污水的處理效果達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)，大大減少污泥排放量。
文檔編號C02F3/30GK102267761SQ201010193838
公開日2011年12月7日 申請日期2010年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月7日
發(fā)明者姚維華 申請人:姚維華