[发明专利]一种耦合生物膜净化技术的曝气装置及曝气方法

说明书

技术领域

本发明涉及生态环境中水体修复技术领域，具体而言，涉及一种耦合生物膜净化技术的曝气装置及曝气方法。

背景技术

长期以来由于水体周边的生活垃圾随意堆置、生活污水以及工业废水偷排或漏排进入水环境，使得水体遭到严重污染，导致长期缺氧，使原有的生态系统遭到破坏，直接影响到人类的生存环境安全和身心健康。

“绿水常在”是我国今后生态文明建设的一个重要目标，为缓解目前严重的水生态污染现状，各方都采取了积极的治理修复措施。在外源污染输入得到有效的控制后，内源污染成为水体污染的主要来源。相比较其他去除內源污染的修复治理措施，人工曝气因投资费用少、运行维护简单、见效快和不产生二次污染等原因，现成为水体修复一项重要技术措施。然而在人工曝气修复过程中，曝气时间和曝气强度成为了进一步降本增效的限制性因素，曝气时间长和曝气强度高并不一定能促进水体中硝化与反和谐的耦合作用，也不能确保內源污染得到更大程度的去除。因此，如何构建合理的调控措施对于水体修复和节能降耗具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种耦合生物膜净化技术的曝气装置，能够在人工曝气的基础上，结合自然环境本身的生物化学作用，耦合微生物强化水体修复技术，同时具有安装方便、曝气效率高的特点。

本发明的另一个目的是提供一种耦合生物膜净化技术的曝气方法。

本发明提供的技术方案如下：

一种耦合生物膜净化技术的曝气装置，其包括：

曝气单元，悬浮单元，微生物单元，控制单元；

所述曝气单元包括潜水泵、吸气管和气水排管，所述吸气管与所述潜水泵的入口连通，所述气水排管与所述潜水泵的出口连通；且所述吸气管露出于水体液面以上，所述潜水泵和所述气水排管位于水体液面以下；

所述悬浮单元套设于所述吸气管外部；

所述微生物单元包括框架及填充所述框架的用于在表面形成生物膜的悬浮填料，所述微生物单元位于水体液面以下，且设有用于容置所述潜水泵的容置腔；

所述潜水泵设于所述容置腔中；

所述控制单元包括溶解氧传感器和控制系统，所述溶解氧传感器设于所述微生物单元处，所述控制系统同时和所述溶解氧传感器和所述潜水泵电连接。

本技术方案的曝气装置能够通过露出于水体液面以上的吸气管吸气，并通过潜水泵将吸入的气体通过气水排管泵入水体中，使水体中的氧气增多。同时，微生物单元中的悬浮填料作为载体，结合流体力学，曝气区域正上方圆锥形区域中的载体会逐渐形成生物膜，在人工曝气提供充足的氧气同时，利用生物膜中的微生物去除被污染水体中的污染物，增加去除效率，从而达到净化水质和修复水体的效果。

优选地，所述吸气管露出于水体液面以上第一预设距离；

且所述吸气管露出于水体液面以上的侧壁上设有多个吸气孔。

本技术方案中，吸气管露出水体液面以上第一预设距离，例如10-30cm，能够吸入更多的氧气，同时，吸气管的侧壁上设置多个吸气孔也是为了能够吸入更多的氧气。

优选地，所述气水排管的一端延伸进所述微生物单元内部并与所述潜水泵的出口连通；

所述气水排管的另一端露出于所述微生物单元外部，且该露出部分的侧壁上设有多个气水排孔。

本技术方案中，气水排管的多个气水排孔设计能够增大气水排出的面积及空间，可以加快气体的排出及优化溶解氧的分布更为均匀。

优选地，所述气水排管包括主管道和多个支管道；

所述主管道的一端延伸进所述微生物单元内部并与所述潜水泵的出口连通；

所述主管道的另一端露出于所述微生物单元外部，且与多个所述支管道连通；

多个所述支管道围绕所述主管道排布，且向水体的底部延伸；

相邻的所述支管道之间互成夹角，且每个所述支管道与所述主管道成夹角设置；

多个所述支管道的侧壁上设有所述气水排孔。

本技术方案中，多个支管道的设计能够有效保证曝气的均匀性，并优化水体中溶解氧的水平分布，提高充氧效率。

优选地，所述气水排管包括所述主管道与两个所述支管道，所述气水排管成倒Y型结构。

本技术方案是对上一技术方案的优化，两个支管道及倒Y型结构的设计不仅结构简单，也能够有效保证曝气的均匀性，并优化水体中溶解氧的水平分布，提高充氧效率。

优选地，所述曝气单元还包括用于对所述气水排管的底部进行遮挡的挡流罩，其设置于所述气水排管的下方，并通过固定件与所述气水排管连接。