一种悬浮式受污染水体原位净化处理方法及装置制造方法及图纸

技术编号:18998311 阅读:28 留言:0更新日期:2018-09-22 04:40
本发明专利技术公开了一种悬浮式受污染水体原位净化处理方法,其包括如下步骤:(1)制备中空纤维膜丝,(2)制备悬浮式净化处理装置;(3)将处理装置的供气主路、支路及出气端均设置到受污染水体中,并使其悬浮在水体中;(4)使压力空气到达中空纤维膜丝内并渗透到外侧表面,为表面的微生物提供氧气、分解水中的各类污染物,进行水体污染净化治理;且针对需要去除污染物具体类型及浓度,调整供气压力数值,调节氧气到达的传递深度以及施加在的膜丝透气微孔的压力大小,改变好氧层、缺氧层和厌氧层的厚度比例,使膜丝表面微生物形成不同的优势群体,以达到对不同污染物的快速净化效果。本发明专利技术还公开了实施上述方法的净化处理装置。

Method and device for in-situ purification of suspended polluted water body

The invention discloses a suspension type in-situ purification treatment method for polluted water body, which comprises the following steps: (1) preparing hollow fiber membrane filament, (2) preparing suspension type purification treatment device, (3) installing the main supply circuit, branch circuit and outlet of the treatment device into the polluted water body and suspending it in the water body, (4) making pressure The air reaches the hollow fiber membrane and penetrates into the outer surface to provide oxygen for the microorganisms on the surface, decompose various pollutants in the water, and purify the water; and according to the specific types and concentrations of pollutants to be removed, adjust the value of the supply pressure, adjust the depth of oxygen arrival and the membrane applied to it. The pressure of air permeable micropore changes the thickness ratio of aerobic layer, anoxic layer and anaerobic layer, so that microorganisms on the surface of the membrane can form different dominant groups to achieve rapid purification of different pollutants. The invention also discloses a purifying device for implementing the above method.

【技术实现步骤摘要】
一种悬浮式受污染水体原位净化处理方法及装置
本专利技术涉及一种污水处理装置,具体是涉及一种悬浮式针对受污染水体处理的原位净化处理方法及装置,属于流域水体污染治理

技术介绍
随着社会的进步和科技的发展,人类的过度干扰破坏了河流系统的水生环境,大量的污染物进入水体,致使水环境指标严重下降,造成河道自净能力下降、水质恶化、水体富营养化等问题,对环境造成极大危害,必须对受污染水体进行净化治理。现有的净化治理方法主要有物理方法、化学方法和生物方法三种。物理法对污染物去除不彻底,化学法会引入新的化学物质,生物法是利用微生物的代谢作用,使污水中的有机污染物氧化降解成无害物质的方法,投资小,效果明显,应用最多。生物法中,又分为异位净化和原位净化两种技术。异位净化是将污水从受污染水体抽出至污水处理装置,处理后再排回原水体。该法投资大、新增设施管理复杂,运营成本高,且无法适用于大流域的水体净化。生物法净化中的原位净化技术以其净化彻底、处理污染物种类多、运营成本低等优势在水污染净化领域得到了广泛的应用。生物法原位净化技术中常见的有3种,一种是利用植物的根系对营养的吸收,去除污染物,但该法对植物依赖性较大,植物死去或根系腐烂后又会污染水体;另一种是投加微生物菌种,利用微生物分解水中的污染物,但该法微生物没有固定的载体,随水流流出,利用率低,需要持续不断的投加;再一种是模拟污水处理中的生物膜法,在水中植入丝状人造纤维,为微生物提供生长载体,通过附着在人造纤维表面的微生物分解水中的污染物,具有微生物种类多样、生长稳定,净化效果好,可景观化的特点。申请号为201420006519.6的中国专利公开了一种水草式河道水体净化装置。但该专利方案将膜组件固定于河道底部,且膜组件形状固定,膜丝分布不均匀,覆盖面较小,部署时的移动灵活性小,不便于大面积施工,也不便于检查和维护。另外,该膜组件对材质及表面的疏水性及亲水性均没有提及,影响实际使用效果。同时,该专利方案不能区分不同污染物进行净化,其供气系统没有自动控制系统,无法及时调节和控制供气压力,供气不稳定,且易造成管路超压、损坏管路或者膜组件。
技术实现思路
为了克服现有技术中的净化方法及装置,不能覆盖大面积治理区域、不能移动灵活部署,以及膜丝表面特性不符合微生物生长要求,没有自动控制系统等不足,而提高一种新的悬浮式受污染水体原位净化处理方法与装置。本专利技术特别改进了中空纤维膜丝的材料及制备方法,使其内表面疏水而外表面亲水,以克服单纯采用疏水材料时微生物难以附着生长、而单纯采用亲水材料时膜丝强度低、寿命短的矛盾,在保证微生物附着生长良好的同时,延长膜丝的使用寿命和延展面积。本专利技术提供的悬浮式受污染水体原位净化方法及装置,采用中空纤维丝膜丛形成悬浮在水体中的曝气系统,为微生物提供一个持久的生长载体,且分布均匀、易于调整、便于移动部署,便于检查维护,持续稳定低成本的对大面积的受污染水体进行处理。该方法及装置,无需专人值守,同时可根据水体污染类型不同调整投放的微生物群体比例,以针对性处理受污染水体,且安装便捷灵活,维护管理方便、运行稳定。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:一种悬浮式受污染水体原位净化处理方法,其特征在于,其包括如下步骤:(1)制备中空纤维膜丝其包括一内部空腔、由疏水材料制成的内层与亲水材料制成的外层,其内部中空,始端开口、末端封闭,侧壁上设有多个均匀分布的透气微孔;(2)制备悬浮式受污染水体原位净化处理装置,其包括依次连接并连通的风机、多个供气管道及软管;其中风机为供气端,供气管道为供气主路,各软管连接在供气管道上形成供气支路;软管上设有多个出气接口,将所述中空纤维膜丝始端开口连接在该出气接口上,使各中空纤维膜丝作为出气端;(3)将悬浮式受污染水体原位净化处理装置的供气主路、支路及出气端均设置到受污染水体中,并使其悬浮在水体中;(4)使风机工作,向供气管道及软管通入压力空气,该压力空气经过各软管后到达中空纤维膜丝的空腔,通过压力打开透气微孔,气体逐渐通过该透气微孔渗透到中空纤维膜丝的外侧表面,为附着生长在中空纤维膜丝表面的微生物提供氧气,由微生物借助氧气分解水中的各类污染物,进行水体污染净化治理;且针对需要去除含碳污染物、含氮污染物或含磷污染物的具体类型及浓度,调整供气压力数值,调节氧气到达中空纤维膜丝(1)空腔内传递深度以及施加在的膜丝透气微孔的压力大小,和/或同时调节持续通入的时长及中间停止通入压力空气的时间间隔,以改变好氧层、缺氧层和厌氧层的厚度比例,使膜丝表面微生物形成不同的优势群体,以达到对不同污染物的快速净化效果;所述的步骤(4)其还包括如下步骤:(41)将气路工作时压力区间为0.027MPa~0.04MPa,风机供气压力设定为0.03MPa;(42)当以去除COD为主要任务时,将供气压力区间调整为0.03MPa~0.04MPa,使气路的充气量增大、好氧层相对厚度提高,好氧微生物群体占据优势。(43)当以去除氨氮、总氮为主要任务时,将供气压力区间调整为0.027MPa~0.03MPa并采取间歇曝气,充气/停滞时间比为取4~10:1,使好氧、缺氧微生物群体共同发挥作用;(5)设置一自动控制系统,该系统包括一控制器,及设置在供气管道上的压力传感器、泄压阀和电动阀门;其中压力传感器用来监视供气压力,将信号传给控制器;控制器控制电动阀门的开度,调节供气压力在设定范围内;泄压阀在超压时打开释放部分气体,避免供气管路内气体超压损坏气路或部件,具体步骤为:(51)所述的控制系统将气路工作时压力区间为0.027MPa~0.04MPa,风机供气压力设定为0.03MPa;(52)当压力超过0.033MPa时,控制器关小供气电动阀门,使气路内压力下降到设定的区间;(53)当压力低于0.027MPa时,控制器开大供气电动阀门,使气路内压力上升到设定的区间;(54)当压力超过0.04MPa时,泄压阀打开,使气路内压力下降到设定的区间。(6)对当前水域污染治理完成时,可将装置整体移动到下一个待治理污染水域,进行移动式部署,依次完成对多个污染区域的治理。所述的步骤(1),具体包括如下步骤(各组分按照重量百分比计算):(11)由聚偏氟乙烯材质经热致相分离法加工制成膜丝内层基膜,该内膜疏水性强,便于压力空气穿透膜丝;内层基膜材料由如下组分制成:聚偏氟乙烯(PVDF)与聚乙烯醇(PVA)的混合物15~40%溶剂50~80%成孔剂5~20%;在聚偏氟乙烯(PVDF)与聚乙烯醇(PVA)的混合物中,聚偏氟乙烯(PVDF):聚乙烯醇(PVA)=20~40%:60~80%;(12)由砜聚合物与聚乙烯醇混合物,采用浸渍提拉法与膜丝内层基膜耦合,制成膜丝外层,该外层亲水性强,便于微生物附着及水流靠近:外层材料由如下组分制成:砜聚合物与聚乙烯醇混合物15~40%;溶剂50~80%;成孔剂5~20%;砜聚合物与聚乙烯醇混合物中,砜聚合物:聚乙烯醇重量=20~40%:60~80%。一种实施前述方法的悬浮式受污染水体原位净化处理装置,其特征在于,其包括中空纤维膜丝、软管、供气管道、风机;其中所述的中空纤维膜丝为弹性材料制成的,一端封闭、另一端开口的中空管状结构,管壁上设有多数个弹性开闭的微小透气孔,其开口本文档来自技高网
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一种悬浮式受污染水体原位净化处理方法及装置

【技术保护点】
1.一种悬浮式受污染水体原位净化处理方法,其特征在于,其包括如下步骤:(1)制备中空纤维膜丝(1),其包括一内部空腔、由疏水材料制成的内层与亲水材料制成的外层,其内部中空,始端开口、末端封闭,侧壁上设有多个均匀分布的透气微孔;(2)制备悬浮式受污染水体原位净化处理装置,其包括依次连接并连通的风机(4)、多个供气管道(3)及软管(2);其中风机(4)为供气端,供气管道为供气主路,各软管连接在供气管道上形成供气支路;软管(2)上设有多个出气接口,将所述中空纤维膜丝(1)始端开口连接在该出气接口上,使各中空纤维膜丝(1)作为出气端;(3)将悬浮式受污染水体原位净化处理装置的供气主路、支路及出气端均设置到受污染水体中,并使其悬浮在水体中;(4)使风机工作,向供气管道(3)及软管(2)通入压力空气,该压力空气经过各软管后到达中空纤维膜丝(1)的空腔,通过压力打开透气微孔,气体逐渐通过该透气微孔渗透到中空纤维膜丝(1)的外侧表面,为附着生长在中空纤维膜丝(1)表面的微生物提供氧气,由微生物借助氧气分解水中的各类污染物,进行水体污染净化治理;且针对需要去除含碳污染物、含氮污染物或含磷污染物的具体类型及浓度,调整供气压力数值,调节氧气到达中空纤维膜丝(1)空腔内传递深度以及施加在的膜丝透气微孔的压力大小,和/或同时调节持续通入的时长及中间停止通入压力空气的时间间隔,以改变好氧层、缺氧层和厌氧层的厚度比例,使膜丝表面微生物形成不同的优势群体,以达到对不同污染物的快速净化效果。...

【技术特征摘要】
1.一种悬浮式受污染水体原位净化处理方法,其特征在于,其包括如下步骤:(1)制备中空纤维膜丝(1),其包括一内部空腔、由疏水材料制成的内层与亲水材料制成的外层,其内部中空,始端开口、末端封闭,侧壁上设有多个均匀分布的透气微孔;(2)制备悬浮式受污染水体原位净化处理装置,其包括依次连接并连通的风机(4)、多个供气管道(3)及软管(2);其中风机(4)为供气端,供气管道为供气主路,各软管连接在供气管道上形成供气支路;软管(2)上设有多个出气接口,将所述中空纤维膜丝(1)始端开口连接在该出气接口上,使各中空纤维膜丝(1)作为出气端;(3)将悬浮式受污染水体原位净化处理装置的供气主路、支路及出气端均设置到受污染水体中,并使其悬浮在水体中;(4)使风机工作,向供气管道(3)及软管(2)通入压力空气,该压力空气经过各软管后到达中空纤维膜丝(1)的空腔,通过压力打开透气微孔,气体逐渐通过该透气微孔渗透到中空纤维膜丝(1)的外侧表面,为附着生长在中空纤维膜丝(1)表面的微生物提供氧气,由微生物借助氧气分解水中的各类污染物,进行水体污染净化治理;且针对需要去除含碳污染物、含氮污染物或含磷污染物的具体类型及浓度,调整供气压力数值,调节氧气到达中空纤维膜丝(1)空腔内传递深度以及施加在的膜丝透气微孔的压力大小,和/或同时调节持续通入的时长及中间停止通入压力空气的时间间隔,以改变好氧层、缺氧层和厌氧层的厚度比例,使膜丝表面微生物形成不同的优势群体,以达到对不同污染物的快速净化效果。2.根据权利要求1所述的悬浮式受污染水体原位净化处理方法,其特征在于,所述的步骤(4)其还包括如下步骤:(41)将气路工作时压力区间为0.027MPa~0.04MPa,风机供气压力设定为0.03MPa;(42)当以去除COD为主要任务时,将供气压力区间调整为0.03MPa~0.04MPa,使气路的充气量增大、好氧层相对厚度提高,好氧微生物群体占据优势。(43)当以去除氨氮、总氮为主要任务时,将供气压力区间调整为0.027MPa~0.03MPa并采取间歇曝气,充气/停滞时间比为取4~10:1,使好氧、缺氧微生物群体共同发挥作用。3.根据权利要求1或2所述的悬浮式受污染水体原位净化处理方法,其特征在于,其包括如下步骤:(5)设置一自动控制系统,该系统包括一控制器(8),及设置在供气管道(3)上的压力传感器(5)、泄压阀(6)和电动阀门(7);其中压力传感器(5)用来监视供气压力,将信号传给控制器(8);控制器(8)控制电动阀门(7)的开度,调节供气压力在设定范围内;泄压阀(6)在超压时打开释放部分气体,避免供气管路内气体超压损坏气路或部件。4.根据权利要求3所述的悬浮式受污染水体原位净化处理方法,其特征在于,所述的步骤(5),具体包括如下步骤:(51)所述的控制系统将气路工作时压力区间为0.027MPa~0.04MPa,风机供气压力设定为0.03MPa;(52)当压力超过0.033MPa时,控制器(8)关小供气电动阀门(7),使气路内压力下降到设定的区间;(53)当压力低于0.027MPa时,控制器(8)开大供气电动阀门(7),使气路内压力上升到设定的区间;(54)当压力超过0.04MPa时,泄压阀(6)打开,使气路内压力下降到设定的区间。5.根据权利要求1所述的悬浮式受污染水体原位净化处理方法,其特征在于,所述的步骤(1),具体包括如下步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈思莉常莎虢清伟冯立师王骥潘超逸王丽
申请(专利权)人:环境保护部华南环境科学研究所
类型:发明
国别省市:广东,44

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