一種包含折疊式分層生物濾池的凈化系統(tǒng)及利用該系統(tǒng)凈化水體的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種具有生物濾池的凈化系統(tǒng)和利用該系統(tǒng)進(jìn)行凈化水體的方法。一種包含折疊式分層生物濾池的凈化系統(tǒng)，包括（a）育苗池或養(yǎng)殖池、（b）生物濾池和（c）反沖洗池，所述（b）生物濾池中設(shè)有隔板，所述隔板使所述（b）生物濾池中的水從上層到下層折疊流向；所述隔板上設(shè)有沉性填料，所述（b）生物濾池的水體上層還設(shè)有浮性填料。本發(fā)明只涉及一個(gè)生物濾池，通過對(duì)生物濾池的改造，利用隔板將生物濾池的中下層分層，有效利用生物濾池的水體空間，節(jié)省面積，操作方便。本發(fā)明在培養(yǎng)生物膜時(shí)，還采用了養(yǎng)殖池池壁和池底刮下的污泥進(jìn)行生物膜培養(yǎng)，有利于水體中特定的營養(yǎng)鹽降解細(xì)菌的生長繁殖，掛膜時(shí)間短，運(yùn)行穩(wěn)定。
【專利說明】一種包含折疊式分層生物濾池的凈化系統(tǒng)及利用該系統(tǒng)凈化水體的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種凈化系統(tǒng)和一種凈化水體的方法，尤其涉及一種具有生物濾池的凈化系統(tǒng)和利用該系統(tǒng)進(jìn)行凈化水體的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]生物膜法是將廢水通過好氧微生物、原生動(dòng)物、后生動(dòng)物等在載體填料上生長繁殖形成的生物膜，吸附降解有機(jī)物，使廢水得到凈化。在20世紀(jì)50年代以前，生物膜法一直未被人們重視，主要原因是最 早采用的生物膜法以碎石為填料，碎石比表面積小，能夠?yàn)槲⑸锔街L的面積小，因而濾池占地面積龐大。50年代，塑料工業(yè)的發(fā)展以及塑料填料引入生物膜處理系統(tǒng)，使生物膜法出現(xiàn)了許多具有重要意義的發(fā)展，出現(xiàn)了許多新型的生物膜法設(shè)備。20世紀(jì)70年代末，為強(qiáng)化生物膜法反應(yīng)器中的傳質(zhì)，流化床系統(tǒng)被引入生物膜處理中，生物流化床兼有活性污泥法和生物膜法的待點(diǎn)。生物膜法降解有機(jī)物的機(jī)理如下:①微生物:沿水流方向?yàn)榧?xì)菌——原生動(dòng)物——后生動(dòng)物的食物鏈或生態(tài)系統(tǒng)，具體生物以菌膠團(tuán)為主、輔以球衣菌、藻類等，含有大量固著型纖毛蟲(鐘蟲、等枝蟲、獨(dú)縮蟲等)和游泳型纖毛蟲(楣纖蟲、豆形蟲、斜管蟲等)，它們起到了污染物凈化和清除池內(nèi)生物(防堵塞)作用；②污染物:重一輕(重污帶一α中污帶一β中污帶一寡污帶)；③供氧:借助流動(dòng)水層厚薄變化以及氣水逆向流動(dòng)，向生物膜表面供氧；④傳質(zhì)與降解:有機(jī)物降解主要是在好氧層進(jìn)行，部分難降解有機(jī)物經(jīng)兼氧層和厭氧層分解，分解后產(chǎn)生的H2S,NH3等以及代謝產(chǎn)物由內(nèi)向外傳遞而進(jìn)入空氣中，好氧層形成的NO3—N、NO2—N等經(jīng)厭氧層發(fā)生反硝化，產(chǎn)生的N2也向外而散入大氣中；⑤生物膜更新:經(jīng)水力沖刷，使膜表面不斷更新(D0及污染物)，維持生物活性(老化膜固著不緊)。與本發(fā)明較接近的現(xiàn)有技術(shù)(CN101759325A——折流式曝氣生物濾池處理系統(tǒng)及應(yīng)用其凈化污水的方法)如下描述:該系統(tǒng)包括進(jìn)水泵、混凝沉淀區(qū)、反硝化區(qū)、曝氣區(qū)、清水區(qū)和回流泵。進(jìn)水泵的水口連接水源，其出水口連接混凝沉淀區(qū)入水口 ；加藥箱的出料口連接位于混凝沉淀區(qū)底部的混凝沉淀區(qū)入水口，混凝沉淀區(qū)的上端開口與一個(gè)厭氧生物濾池底部的入水口連通。反硝化區(qū)包括相互串聯(lián)的至少兩個(gè)厭氧生物濾池，曝氣區(qū)包括相互串聯(lián)的至少兩個(gè)曝氣生物濾池。厭氧生物濾池內(nèi)部由下至上依次包括布?xì)獍濉⑸暗[層和親水性多孔懸浮型介質(zhì)的填料；曝氣生物濾池的結(jié)構(gòu)與上述厭氧生物濾池相同，曝氣區(qū)末端出水口與清水區(qū)連通，出水口依次連接回流泵和反硝化區(qū)的入水口。污水通過折流方式依次進(jìn)入混凝沉淀區(qū)、反硝化區(qū)、曝氣區(qū)和清水區(qū)。該發(fā)明涉及的生物濾池較多，厭氧和曝氣生物濾池至少需要4個(gè)，占地面積較大，水體連接管道也較多，構(gòu)造復(fù)雜，操作維護(hù)困難。該發(fā)明中生物膜的培養(yǎng)為非定向培養(yǎng)，培養(yǎng)時(shí)間較長，由于曝氣，好氧菌的生長可控性差，從而使生物膜易老化，待生物膜老化時(shí)生物濾池處理能力下降，凈化效果難以長期保持，且生物膜難以重新掛膜培養(yǎng)。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明要解決上述技術(shù)問題，從而提供一種包含折疊式分層生物濾池的凈化系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明解決上述問題的技術(shù)方案如下:
一種包含折疊式分層生物濾池的凈化系統(tǒng)，包括(a)育苗池或養(yǎng)殖池、(b)生物濾池和(C)反沖洗池，所述(b)生物濾池中設(shè)有隔板，所述隔板使所述(b)生物濾池中的水從上層到下層折疊流向；所述隔板上設(shè)有沉性填料，所述(b)生物濾池的水體上層還設(shè)有浮性填料；還包括循環(huán)水泵、反沖洗水泵和連接管路，循環(huán)水泵和連接管路使水體循環(huán)于(a)育苗池或養(yǎng)殖池和(b)生物濾池，反沖洗水泵和連接管路使反沖洗池中的水體從(b)生物濾池的底部對(duì)著(b)生物濾池中的填料進(jìn)行反沖洗；所述(b)生物濾池的進(jìn)水口設(shè)于池中水體上層，所述(b)生物濾池的出水口設(shè)于池中水體下層，所述(b)生物濾池的反沖洗口設(shè)于所述(b)生物濾池底部；所述隔板上設(shè)有便于反沖洗水通過的孔。
[0005]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述浮性填料為彈性毛刷填料，漂浮在水體表面形成生化流床。
[0006]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述沉性填料為陶瓷十字環(huán)。
[0007]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述彈性毛刷填料的每段毛刷的長度為5~8cm。
[0008]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述彈性毛刷由聚烯烴和/或聚酰胺材質(zhì)構(gòu)成的。
[0009]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述陶瓷十字環(huán)的直徑為I~5cm。
[0010]作為上述技 術(shù)方案的優(yōu)選，所述陶瓷十字環(huán)的直徑為2~4cm。
[0011]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題，還提供了一種利用上述凈化系統(tǒng)凈化水體的方法。
[0012]一種利用上述凈化系統(tǒng)凈化水體的方法，包括以下步驟:
①生物膜的培養(yǎng):利用(a)育苗池或養(yǎng)殖池中的污泥培養(yǎng)生物膜，將污泥和養(yǎng)殖廢水以1: 5~15的比例混勻，制成培養(yǎng)生物膜的營養(yǎng)液，引入(b)生物濾池，靜置培養(yǎng)3~8天后，改為連續(xù)進(jìn)水，進(jìn)水量逐步增加到穩(wěn)定值，在此過程中，水體中的微生物附著在填料表面，吸收水中的有機(jī)物進(jìn)行生長繁殖，進(jìn)水量逐步增加到穩(wěn)定值后，填料上形成穩(wěn)定的生物膜，掛膜培養(yǎng)25-35天；
②生物膜培養(yǎng)成熟后，開啟連接(b)生物濾池和(a)育苗池或養(yǎng)殖池的連接管道和循環(huán)水泵，形成循環(huán)水體，凈化系統(tǒng)開始工作；
③隨著運(yùn)行時(shí)間的延長，當(dāng)生物膜脫落速度大于生長速度時(shí)，生物膜老化，生物濾池凈化能力下降，此時(shí)，打開(c)反沖洗池的連接管道和水泵，對(duì)所述浮性填料和/或沉性填料進(jìn)行反沖洗，再進(jìn)行生物膜的重培養(yǎng)，循環(huán)步驟①~③。
[0013]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選,步驟①中，污泥和養(yǎng)殖廢水的比例為1: 8~12;掛膜培養(yǎng)26-32天。
[0014]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選,步驟①中，污泥和養(yǎng)殖廢水的比例為1: 9~10;掛膜培養(yǎng)28-30天。
[0015]本發(fā)明具有以下有益效果:
本發(fā)明只涉及一個(gè)生物濾池，通過對(duì)生物濾池的改造，利用隔板將生物濾池的中下層分層，有效利用生物濾池的水體空間，節(jié)省面積，操作方便。在生物濾池里填充兩種不同性質(zhì)的生物填料，水體中下層的隔板上填充陶瓷填料，陶瓷填料中心為十字型，孔隙率大，除了可以截留水體中的懸浮物和藻類外，內(nèi)部還會(huì)生長厭氧細(xì)菌；水體表面放置彈性毛刷，漂浮在水面形成流化床，該彈性毛刷充氧性好，比表面積大，啟動(dòng)掛膜快，不堵塞，廢水處理效果顯著。因此本發(fā)明根據(jù)不同填料的生物特性，在一個(gè)生物濾池中同時(shí)存在厭氧和好氧反應(yīng)，處理效果明顯。另外，本發(fā)明還涉及一個(gè)反沖洗池，當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間，生物膜老化時(shí)，開啟反沖洗系統(tǒng)，對(duì)生物填料進(jìn)行清洗再培養(yǎng)，維持生物濾池的處理能力。本發(fā)明在培養(yǎng)生物膜時(shí)，還采用了養(yǎng)殖池池壁和池底刮下的污泥進(jìn)行生物膜培養(yǎng)，有利于水體中特定的營養(yǎng)鹽降解細(xì)菌的生長繁殖，掛膜時(shí)間短，運(yùn)行穩(wěn)定。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖中，1- (a)育苗池或養(yǎng)殖池，2- (b)生物濾池，3- (C)反沖洗池，4-循環(huán)水泵，5-反沖洗水泵，6-隔板，7-浮性填料，8-沉性填料。
【具體實(shí)施方式】
[0017]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說明。
[0018]本【具體實(shí)施方式】僅僅是對(duì)本發(fā)明的解釋，并不是對(duì)本發(fā)明的限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀了本發(fā)明的說明書之后所作出的任何改變，只要在權(quán)利要求書的保護(hù)范圍內(nèi)都將受到專利法的保護(hù)。
[0019]實(shí)施例一
如圖1所示，一種包含折疊式分層生物濾池的凈化系統(tǒng)，包括(a)育苗池或養(yǎng)殖池、(b)生物濾池和(c)反沖洗池，所述(b)生物濾池中設(shè)有隔板，所述隔板使所述(b)生物濾池中的水從上層到下層折疊流向；所述隔板上設(shè)有沉性填料，所述(b)生物濾池的水體上層還設(shè)有浮性填料；還包括循環(huán)水泵、反沖洗水泵和連接管路，循環(huán)水泵和連接管路使水體循環(huán)于(a)育苗池或養(yǎng)殖池和(b)生物濾池，反沖洗水泵和連接管路使反沖洗池中的水體從(b)生物濾池的底部對(duì)著(b)生物濾池中的填料進(jìn)行反沖洗；所述(b)生物濾池的進(jìn)水口設(shè)于池中水體上層,所述(b )生物濾池的出水口設(shè)于池中水體下層，所述(b )生物濾池的反沖洗口設(shè)于所述(b)生物濾池底部；所述隔板上設(shè)有便于反沖洗水通過的孔。所述浮性填料為彈性毛刷填料，漂浮在水體表面形成生化流床。所述沉性填料為陶瓷十字環(huán)，直徑為2cm。所述彈性毛刷由聚烯烴和/或聚酰胺材質(zhì)構(gòu)成的，每段毛刷的長度為5cm。
[0020]利用上述凈化系統(tǒng)凈化水體的方法，包括以下步驟:
生物膜的培養(yǎng):利用(a)育苗池或養(yǎng)殖池中的污泥培養(yǎng)生物膜,將污泥和養(yǎng)殖廢水以I: 10的比例混勻，制成培養(yǎng)生物膜的營養(yǎng)液，引入(b)生物濾池，靜置培養(yǎng)3~8天后，改為連續(xù)進(jìn)水，進(jìn)水量逐步增加到穩(wěn)定值，在此過程中，水體中的微生物附著在填料表面，吸收水中的有機(jī)物進(jìn)行生長繁殖，進(jìn)水量逐步增加到穩(wěn)定值后，填料上形成較穩(wěn)定的生物膜，掛膜培養(yǎng)28-30天；
生物膜培養(yǎng)成熟后，開啟連接(b)生物濾池和(a)育苗池或養(yǎng)殖池的連接管道和循環(huán)水泵，形成循環(huán)水體，凈化系統(tǒng)開始工作；
隨著運(yùn)行時(shí)間的延長，當(dāng)生物膜脫落速度大于生長速度時(shí)，生物膜老化，生物濾池凈化能力下降，此時(shí)，打開(c)反沖洗池的連接管道和水泵，對(duì)所述浮性填料和/或沉性填料進(jìn)行反沖洗，再進(jìn)行生物膜的重培養(yǎng)，重復(fù)上述步驟。[0021]2013年5月，我們在育苗車間進(jìn)行了相關(guān)對(duì)比實(shí)驗(yàn)。在蝦類育苗車間進(jìn)行了單個(gè)生物填料對(duì)育苗水體凈化作用的研究，結(jié)果表明:當(dāng)填充填料為聚乙烯小球時(shí)，生物濾池對(duì)育苗水體有一定的去除效果，但是在育苗后期，水質(zhì)又出現(xiàn)較差現(xiàn)象。同年8月，我們構(gòu)造了上述含有折疊式分層生物濾池的凈化系統(tǒng)。利用折疊板將生物濾池中下層分層，折疊板上鋪撒陶瓷顆粒，上層為聚烯烴和聚酰胺材質(zhì)的彈性毛刷流化床。從養(yǎng)殖池(或育苗池)流出的水經(jīng)生物濾池的進(jìn)水管道流入生物濾池，經(jīng)過處理后經(jīng)出水管道流回養(yǎng)殖池(或育苗池)，如此循環(huán)。在我們的試驗(yàn)中，通過自身污泥兌養(yǎng)殖廢水的掛膜方式，培養(yǎng)優(yōu)勢細(xì)菌群，生物膜約30天成熟，掛膜時(shí)間明顯縮短。在生物膜成熟之后開始處理養(yǎng)殖廢水，在處理的30天中，其對(duì)氣氣的最聞去除率達(dá)58%,對(duì)亞硝酸鹽的最聞去除率達(dá)52%,總氣最聞清除率達(dá)78%，總磷最高清除率可達(dá)60%，且在處理過程中，生物濾池凈化能力穩(wěn)定，系統(tǒng)運(yùn)行良好，沒有明顯的前后期波動(dòng)，水質(zhì)符合養(yǎng)殖動(dòng)物生長需要。[0022]我們還并列做了多項(xiàng)試驗(yàn)，污泥和養(yǎng)殖廢水的比例為1: 7、1: 8、1: 9、1: 11、I: 12、1: 13 ;掛膜培養(yǎng)時(shí)間依次為25、28、29、30、30、35天，對(duì)氨氮、亞硝酸鹽、總氮的最高清除率依次達(dá) 45%、42%、65%，52%、48%、78%, 55%、51%, 80%, 62%、53%、85%，48%、50%、72%,53%、42%、75%。效果明顯。本發(fā)明方法的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在凈化后期，后期生物濾池凈化能力穩(wěn)定，系統(tǒng)運(yùn)行良好，沒有明顯的前后期波動(dòng)，水質(zhì)符合養(yǎng)殖動(dòng)物生長需要。
【權(quán)利要求】
1.一種包含折疊式分層生物濾池的凈化系統(tǒng)，包括(a)育苗池或養(yǎng)殖池、(b)生物濾池和(C)反沖洗池，其特征在于:所述(b)生物濾池中設(shè)有隔板，所述隔板使所述(b)生物濾池中的水從上層到下層折疊流向；所述隔板上設(shè)有沉性填料，所述(b)生物濾池的水體上層還設(shè)有浮性填料；還包括循環(huán)水泵、反沖洗水泵和連接管路，循環(huán)水泵和連接管路使水體循環(huán)于(a)育苗池或養(yǎng)殖池和(b)生物濾池，反沖洗水泵和連接管路使反沖洗池中的水體從(b)生物濾池的底部對(duì)著(b)生物濾池中的填料進(jìn)行反沖洗；所述(b)生物濾池的進(jìn)水口設(shè)于池中水體上層,所述(b )生物濾池的出水口設(shè)于池中水體下層，所述(b )生物濾池的反沖洗口設(shè)于所述(b)生物濾池底部；所述隔板上設(shè)有便于反沖洗水通過的孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種包含折疊式分層生物濾池的凈化系統(tǒng)，其特征在于:所述浮性填料為彈性毛刷填料，漂浮在水體表面形成生化流床。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種包含折疊式分層生物濾池的凈化系統(tǒng)，其特征在于:所述沉性填料為陶瓷十字環(huán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種包含折疊式分層生物濾池的凈化系統(tǒng)，其特征在于:所述彈性毛刷填料的每段毛刷的長度為5~8cm。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種包含折疊式分層生物濾池的凈化系統(tǒng)，其特征在于:所述彈性毛刷由聚烯烴和/或聚酰胺材質(zhì)構(gòu)成的。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種包含折疊式分層生物濾池的凈化系統(tǒng)，其特征在于:所述陶瓷十字環(huán)的直徑為I~5cm。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種包含折疊式分層生物濾池的凈化系統(tǒng)，其特征在于:所述陶瓷十字環(huán)的直徑為2~4cm。
8.一種利用上述權(quán)利要求所述的凈化系統(tǒng)凈化水體的方法，包括以下步驟: (O生物膜的培養(yǎng):利用(a)育苗池或養(yǎng)殖池中的污泥培養(yǎng)生物膜,將污泥和養(yǎng)殖廢水以1: 5~15的比例混勻，制成培養(yǎng)生物膜的營養(yǎng)液，引入(b)生物濾池，靜置培養(yǎng)3~8天后，改為連續(xù)進(jìn)水，進(jìn)水量逐步增加到穩(wěn)定值，在此過程中，水體中的微生物附著在填料表面，吸收水中的有機(jī)物進(jìn)行生長繁殖，進(jìn)水量逐步增加到穩(wěn)定值后，填料上形成穩(wěn)定的生物膜，掛膜培養(yǎng)25-35天； (2)生物膜培養(yǎng)成熟后，開啟連接(b)生物濾池和(a)育苗池或養(yǎng)殖池的連接管道和循環(huán)水泵，形成循環(huán)水體，凈化系統(tǒng)開始工作； (3)隨著運(yùn)行時(shí)間的延長，當(dāng)生物膜脫落速度大于生長速度時(shí)，生物膜老化，生物濾池凈化能力下降，此時(shí)，打開(c)反沖洗池的連接管道和水泵，對(duì)所述浮性填料和/或沉性填料進(jìn)行反沖洗，再進(jìn)行生物膜的重培養(yǎng)，循環(huán)步驟①~③。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種凈化水體的方法，其特征在于:步驟①中，污泥和養(yǎng)殖廢水的比例為1: 8~12 ;掛膜培養(yǎng)26-32天。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種凈化水體的方法，其特征在于:步驟①中，污泥和養(yǎng)殖廢水的比例為1: 9~10 ;掛膜培養(yǎng)28-30天。
【文檔編號(hào)】C02F3/30GK103739072SQ201410015490
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年1月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月14日
【發(fā)明者】李倩, 周志明, 胡廷尖, 辛建美, 王雨辰 申請人:浙江省淡水水產(chǎn)研究所