一种兼具微生物激活与固载的原位水质净化装置及方法

本发明涉及水质净化，尤其涉及一种兼具微生物激活与固载的原位水质净化装置及方法。

背景技术：

1、目前，微生物水质净化技术主要包括：投放微生物菌剂、固定化微生物技术、生物膜法；

2、投放微生物菌剂

3、微生物菌剂生产的技术壁垒较高，且生产过程较为复杂，使其生产成本较高。一些微生物菌剂需要在较为特殊的环境和设备下进行生产，投入的人力、物力、财力成本较昂贵。同时，微生物菌剂的生产规模较小，再加上目前市场认知度不足，市场规模有限，进一步限制了该技术的大规模应用。

4、固定化微生物技术

5、固定化微生物的制备主要分为包埋法、载体结合法、吸附法和交联法等。作为固定化微生物技术的重要组成，载体的选择与使用至关重要。目前，载体的成本高昂，且技术运行过程中，为了保证较好的处理效果，要对载体及时和频繁更换，进一步加重了成本负担，并且对运行管理造成一定的负面影响；另一方面，污水中污染物的种类多，使用高效的单一菌种只能对单一污染物进行处置，而混合菌的应用效果则不够理想，从而影响了该技术的实际应用。

6、生物膜法

7、生物膜法微生物多样化，生物的食物链长，有利于提高水质净化效果，优势菌群分段运行，对水质、水量变动具有较强的适应性，耐冲击负荷力较强，同时，适合处理低污染的天然水体，易于维护，运行管理方便，耗能低。生物膜法存在的问题是对治理水体中微生物含量和活性要求较高，若治理水体中微生物量较少、活性较低，则挂膜效果和水质净化效果较差。另外，载体的比表面积对生物膜处理效果也有很大影响。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种兼具微生物激活与固载的原位水质净化装置及方法，解决如何对污染水体进行节能且便于调节水质净化的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

3、本发明提供了一种兼具微生物激活与固载的原位水质净化装置，包括微生物固载体、与所述微生物固载体的顶部连接并提供其在水体中浮力的多个浮头、与所述微生物固载体的底部连接并保持其在水体竖直状态的多个铅垂、可拆卸地设置在所述微生物固载体上的多个微生物激活模块、以及设置在所述铅垂的下方并为所述微生物激活模块提供空气的曝气管；

4、其中在所述微生物激活模块包括一网袋、填充于所述网袋内的微生物激活材料；其中所述网袋均匀地安装在所述微生物固载体上；

5、所述曝气管通过输气管连接有曝气机。

6、进一步的，所述微生物固载体为网片状结构，网孔径为1-8 mm，材质为碳纤维、聚氨酯纤维、尼龙、环保塑料中的一种；一方面拦截和吸附水体中的悬浮颗粒、藻类等物质，提高水体透明度；另一方面，为水体中微生物提供附着载体和营养物质，在微生物固载体表面形成生物膜，有效避免因水流造成微生物大量流失。

7、再进一步的，所述浮头为泡沫漂浮球，用于将所述微生物固载体上端可以向上漂浮，其下端利用所述铅锤，从而便于在水体中，将所述微生物固载体进行展开，增加与水体的接触面积。

8、再进一步的，所述微生物激活材料为块状或球状，主要成分为石蜡、微晶蜡、多种碳源、微量元素和矿物质等，可提供微生物生长中至关重要的碳源和100多种微量元素，缓释微生物促进因子，为水体特定有益土著细菌提供碳源和微量元素，刺激特定有益微生物菌种的倍数增殖，还可以吸引特定有益菌种，特别是芽孢杆菌、假单胞菌等菌种等，有效削减水体中的氮、磷等营养物质。

9、再进一步的，所述网袋通过悬挂扣均匀间隔地安装在所述微生物固载体上。

10、再进一步的，所述曝气机通过浮板设置在水面上，并在所述浮板上设置有为所述曝气机供电的太阳能储能装置；

11、所述太阳能储能装置包括设置在所述浮板上的太阳能电池板、逆变器、蓄电池、控制器；

12、从而便于利用所述太阳能储能装置为所述曝气机提供电能。

13、再进一步的，所述浮头与所述浮板固定连接或通过尼龙绳连接。

14、与现有技术相比，本发明的有益技术效果：

15、本发明首次将微生物激活技术与微生物固载技术进行有机组合，协同发挥水质净化作用，解决了固定化微生物技术对复合污染物处置效果不理想，以及生物膜法对待治理水体中微生物含量和活性要求较高的技术瓶颈。

技术特征：

1.一种兼具微生物激活与固载的原位水质净化装置，其特征在于：包括微生物固载体(1)、与所述微生物固载体(1)的顶部连接并提供其在水体中浮力的多个浮头(2)、与所述微生物固载体(1)的底部连接并保持其在水体竖直状态的多个铅垂(3)、可拆卸地设置在所述微生物固载体(1)上的多个微生物激活模块、以及设置在所述铅垂(3)的下方并为所述微生物激活模块提供空气的曝气管(10)；

2.根据权利要求1所述的兼具微生物激活与固载的原位水质净化装置，其特征在于：所述微生物固载体(1)为网片状结构，网孔径为1-8mm，材质为碳纤维、聚氨酯纤维、尼龙、环保塑料。

3.根据权利要求1所述的兼具微生物激活与固载的原位水质净化装置，其特征在于：所述浮头(2)为泡沫漂浮球。

4.根据权利要求1所述的兼具微生物激活与固载的原位水质净化装置，其特征在于：所述微生物激活材料(5)为块状或球状，主要成分为石蜡、微晶蜡、多种碳源、微量元素和矿物质等，可提供微生物生长中至关重要的碳源和100多种微量元素，缓释微生物促进因子，为水体特定有益土著细菌提供碳源和微量元素，刺激特定有益微生物菌种的倍数增殖，还可以吸引特定有益菌种，特别是芽孢杆菌、假单胞菌等菌种等，有效削减水体中的氮、磷等营养物质。

5.根据权利要求2所述的兼具微生物激活与固载的原位水质净化装置，其特征在于：所述网袋(6)通过悬挂扣(7)均匀间隔地安装在所述微生物固载体(1)上。

6.根据权利要求1所述的兼具微生物激活与固载的原位水质净化装置，其特征在于：所述曝气机(8)通过浮板(12)设置在水面上，并在所述浮板(12)上设置有为所述曝气机(8)供电的太阳能储能装置(9)；

7.根据权利要求6所述的兼具微生物激活与固载的原位水质净化装置，其特征在于：所述浮头(2)与所述浮板(12)固定连接或通过尼龙绳连接。

技术总结本发明公开了一种兼具微生物激活与固载的原位水质净化装置及方法，包括微生物固载体、与所述微生物固载体的顶部连接并提供其在水体中浮力的多个浮头、与所述微生物固载体的底部连接并保持其在水体竖直状态的多个铅垂、可拆卸地设置在所述微生物固载体上的多个微生物激活模块、以及设置在所述铅垂的下方并为所述微生物激活模块提供空气的曝气管；所述曝气管通过输气管连接有曝气机。本发明首次将微生物激活技术与微生物固载技术进行有机组合，协同发挥水质净化作用，解决了固定化微生物技术对复合污染物处置效果不理想，以及生物膜法对待治理水体中微生物含量和活性要求较高的技术瓶颈。技术研发人员：龙萌,王振华,胡艳平,张为,余婵,翟文亮,韩成受保护的技术使用者：长江水利委员会长江科学院技术研发日：技术公布日：2024/7/23