氧化沟污水净化系统及其使用方法与流程

本发明涉及污水处理领域，具体为氧化沟污水净化系统及其使用方法。

背景技术：

我国是一个水资源分布极不平衡的国家，各个地方拥有的水资源很不均衡，总体上是一个缺水国家，全国有70%的城市处于缺水状态；同时我国还是一个水污染严重的国家，每年因为水污染造成的损失约占GDP的2%，水污染情况不断加剧，使得污水处理和再生行业受到空前的关注。

氧化沟利用连续环式反应池作生物反应池，混合液在该反应池中一条闭合曝气渠道进行连续循环，氧化沟通常在延时曝气条件下使用。氧化沟使用一种带方向控制的曝气和搅动装置，向反应池中的物质传递水平速度，从而使被搅动的液体在闭合式渠道中循环。氧化沟结合推流和完全混合的特点，有利于克服短流和提高缓冲能力，氧化沟具有明显的溶解氧浓度梯度，特别适用于硝化－反硝化生物处理工艺。氧化沟沟内功率密度的不均匀配备，有利于氧的传质，液体混合和污泥絮凝。氧化沟的整体功率密度较低，可节约能源。

在污水处理领域中，膜起着很大的作用，如何提高膜的过滤效率，以及膜净化污水时间久了出现的污泥附着在膜表面的解决方案都是需要考虑与亟待解决的，常用的用高压气体或水流从膜内部进行冲击，对膜造成的危害较大，采用不同周期与大小的交流电使电磁铁产生间歇性的磁性，可以更加有效地使污泥难以附着在膜表面，而且能够去除已经附着于膜表面的污泥。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供氧化沟污水净化系统及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：氧化沟污水净化系统，包括粗细格栅、氧化沟和膜池；污水经过粗细格栅的过滤，进入氧化沟，再经过膜池净化后排出，所述的膜池能够将一部分的固定化微生物球回流至氧化沟，另一部分排出至收集装置中；

所述的氧化沟中包括容器和磁场发生器，所述的膜池中包括进水管、出水管、曝气装置、收集装置、回流管和膜组件；

所述的氧化沟中的容器用于盛装固定化微生物球；所述的膜池中的膜组件连接出水管；所述的膜池的底部设有收集装置，用于收集固定化微生物球；所述的膜池的底部连接回流管，用于将一部分固定化微生物球回流至氧化沟中；

所述的固定化微生物球包括磁介质和活性污泥，所述的磁介质不带有磁性，但是能够在磁场的作用下发生磁化，所述的活性污泥富含微生物；所述的活性污泥包裹着磁介质，形成球状；所述的磁场发生器产生磁场，进而使固定化微生物球在氧化沟中处于悬浮状态；

所述的膜组件包括膜本体、顶盖、底座和弹簧；所述的膜本体包括输水管、出水口和膜；所述的顶盖内设置有电磁铁和流速测量仪，所述的电磁铁为中空环形结构，中间穿过输水管，所述的电磁铁连接导线，导线连接交流电电源，从而使电磁铁产生间歇性的磁性，吸引位于底座的磁介质，所述的磁介质能够被电磁铁吸引；所述的流速测量仪用于测量污水水流流速；所述的弹簧位于膜内，输水管的四周，所述的弹簧连接顶盖与底座，所述的顶盖内的电磁铁间接性的吸引位于底座内的磁介质，在吸引的过程中压缩弹簧，使膜也产生间接性的压缩，通过膜间歇性的压缩与恢复原状的过程中，使污泥难以附着在膜表面，而且能够去除已经附着于膜表面的污泥；

通过在不同水流流速与交流电压的情况下，检测不同周期的交流电的较佳除污效果，得出如下公式：

当0≤v＜0.5m/s时，T=900s；

当0.5≤v＜1.0m/s时，T=600s；

当1.0≤v＜1.5m/s时，T=300s；

I=600v；其中

T为交流电周期，单位为s；

I为交流电大小，单位为mA；

v为污水水流速度，单位为m/s。

优选的，所述的氧化沟污水净化系统中的固定化微生物球的制备与回收是通过将富含微生物的活性污泥通过溶剂溶解成粘稠状后与磁介质充分混合，再将混合物通过模具制作成小球并进行风干；再将风干后的小球置于磁场之中，在磁场的作用力下，内部含有磁介质的小球与内部不含有磁介质的小球分离，内部含有磁介质的小球即为固定化微生物球；将固定化微生物球用于所述的氧化沟污水净化系统中，且在氧化沟周围通过设置磁场发生器产生磁场，使固定化微生物球在氧化沟中处于悬浮状态；固定化微生物球在长时间使用中，表面的活性污泥渐渐失去活性，流入到周围不设置有磁场的膜池中的固定化微生物球通过自身的重力下沉到底部进行回收，最后将回收的固定化微生物球通过浸泡，碾压，离心的方式回收磁介质；再将回收到的磁介质与活性污泥充分混合重新制成固定化微生物球。

优选的，所述的固定化微生物球的直径为10~20mm。

优选的，所述的磁介质为金属镍。

优选的，所述的金属镍为经过钝化处理后的金属镍。

优选的，所述的磁介质的直径为1~4mm。

所述的氧化沟污水净化系统，其使用方法为：

第一步、打开容器，使固定化微生物球流入到氧化沟中；

第二步、打开磁场发生器和曝气装置，使氧化沟内部产生磁场，进而使固定化微生物球在氧化沟中处于悬浮状态；

第三步、将膜池中的出水管连接上输水管一端的出水口；

第四步、打开管道阀门，污水经过粗细格栅过滤后流入到氧化沟中，再流入膜池中；

第五步、将所述的膜组件放置于膜池中，位于顶盖内的流速测速仪能够检测出水流速度；

第六步、将电磁铁连接的导线连接上交流电源，并通过流速测速仪能够检测出水流速度大小，结合公式调节交流电的周期与大小，使电磁铁在交流电的作用下，产生间歇性的磁性，吸引磁介质，在吸引的过程中压缩弹簧，使膜也产生间接性的压缩，通过膜间歇性的压缩与恢复原状的过程中，使污泥难以附着在膜表面，而且能够去除已经附着于膜表面的污泥；

第七步、污水经过所述的氧化沟污水净化系统中的膜池过滤后排出；固定化微生物球在所述的氧化沟污水净化系统中使用一段时间后流入到周围不设置有磁场的膜池中，通过自身的重力下沉到膜池底部，并进入收集装置中，部分固定化微生物球通过回流管回流至氧化沟中。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：所述的氧化沟污水净化系统及其使用方法中所使用的固定化微生物球采用固定化的方式能够使微生物固定起来，这种方式不仅能够保持住微生物的活性，更好地净化水质，而且能够更好地使泥水分离；固定化微生物球的直径为10~20mm，不会阻塞膜孔，而且能够降低膜污染，固定化微生物球的直径不会因为太大而需要较大的磁场才能使固定化微生物球悬浮，污水也不会因为固定化微生物球的直径太大而难以接触到固定化微生物球里面的微生物，固定化微生物球也不会因为直径太小而难以制备和回收；二、固定化微生物球包括磁介质和活性污泥，磁介质能够在外加磁场的作用下使磁介质发生磁化，使固定化微生物球能够在磁场的作用下处于悬浮状态，从而有利于促进微生物的循环以及提高微生物活性，可以更好地净化水质；通过磁场控制固定化微生物球的方式还不会使固定化微生物球发生损坏；三、固定化微生物球能够回收利用，一方面由于固定化微生物球中的微生物新陈代谢以及长时间的处理污水，导致固定化微生物球中的微生物慢慢老死，采用回收的方式定期排出和补充固定化微生物球，可以使固定化微生物球中的微生物始终处于高活性状态；另一方面水中絮凝状或漂浮的微生物能够随着固定化微生物球一起排出，可以防止微生物阻塞膜孔，排出的微生物还可以作为制备固定化微生物球的原材料；四、所述的膜组件通过在顶盖内部设置有电磁铁，底座内部设置有磁介质，顶盖与底座之间设置有弹簧，根据不同的污水水流速将电磁铁通以除污效果较佳的交流电周期与大小使膜组件产生间歇性的收缩，进而使污泥难以附着在膜表面，而且能够去除已经附着于膜组件表面的污泥，操作简单，效果明显。

附图说明

图1为本发明的系统结构示意图；

图2为本发明膜池的结构示意图；

图3为本发明的固定化微生物球的结构示意图；

图4位本发明膜组件的结构示意图；

图5为本发明工作情况下示意图；

图6为本发明的俯视图。

图中：1、粗细格栅，2、氧化沟，3、膜池，4、进水管，5、出水管，6、曝气装置，7、收集装置，8、固定化微生物球，9、磁介质，10、活性污泥，11、回流管，12、膜组件，13、膜本体，14、输水管，15、出水口，16、膜，17、顶盖，18、电磁铁，19、流速测量仪，20、底座，21、磁介质，22、弹簧。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：氧化沟污水净化系统，包括粗细格栅1、氧化沟2和膜池3；污水经过粗细格栅1的过滤，进入氧化沟2，再经过膜池3净化后排出，膜池3能够将一部分的固定化微生物球8回流至氧化沟2，另一部分排出至收集装置7中；

氧化沟2中包括容器和磁场发生器，膜池3中包括进水管4、出水管5、曝气装置6、收集装置7、回流管11和膜组件12；

氧化沟2中的容器用于盛装固定化微生物球4；膜池3中的膜组件12连接出水管7；膜池3的底部设有收集装置7，用于收集固定化微生物球8；膜池3的底部连接回流管11，用于将一部分固定化微生物球8回流至氧化沟2中；

固定化微生物球8包括磁介质9和活性污泥10，固定化微生物球8的直径为10mm；磁介质9为经过钝化处理后的金属镍；磁介质9的直径为1mm，磁介质9不带有磁性，但是能够在磁场的作用下发生磁化，活性污泥10富含微生物；活性污泥10包裹着磁介质9，形成球状；磁场发生器产生磁场，进而使固定化微生物球8在氧化沟中处于悬浮状态；

膜组件12包括膜本体13、顶盖17、底座20和弹簧22；膜本体13包括输水管14、出水口15和膜16；顶盖17内设置有电磁铁18和流速测量仪19，电磁铁18为中空环形结构，中间穿过输水管14，电磁铁18连接导线，导线连接交流电电源，从而使电磁铁18产生间歇性的磁性，吸引位于底座20的磁介质21，磁介质21能够被电磁铁18吸引；流速测量仪19用于测量污水水流流速；弹簧22位于膜16内，输水管14的四周，弹簧22连接顶盖17与底座20，顶盖17内的电磁铁18间接性的吸引位于底座20内的磁介质21，在吸引的过程中压缩弹簧22，使膜16也产生间接性的压缩，通过膜16间歇性的压缩与恢复原状的过程中，使污泥难以附着在膜16表面，而且能够去除已经附着于膜16表面的污泥；

通过在不同水流流速与交流电压的情况下，检测不同周期的交流电的较佳除污效果，得出如下公式：

当0≤v＜0.5m/s时，T=900s；

当0.5≤v＜1.0m/s时，T=600s；

当1.0≤v＜1.5m/s时，T=300s；

I=600v；其中

T为交流电周期，单位为s；

I为交流电大小，单位为mA；

v为污水水流速度，单位为m/s。

氧化沟污水净化系统中的固定化微生物球8的制备与回收是通过将富含微生物的活性污泥10通过溶剂溶解成粘稠状后与磁介质9充分混合，再将混合物通过模具制作成小球并进行风干；再将风干后的小球置于磁场之中，在磁场的作用力下，内部含有磁介质9的小球与内部不含有磁介质9的小球分离，内部含有磁介质9的小球即为固定化微生物球8；将固定化微生物球8用于氧化沟污水净化系统中，且在氧化沟2周围通过设置磁场发生器产生磁场，使固定化微生物球8在氧化沟中处于悬浮状态；固定化微生物球8在长时间使用中，表面的活性污泥10渐渐失去活性，流入到周围不设置有磁场的膜池3中的固定化微生物球7通过自身的重力下沉到底部进行回收，最后将回收的固定化微生物球8通过浸泡，碾压，离心的方式回收磁介质9；再将回收到的磁介质9与活性污泥10充分混合重新制成固定化微生物球8。

氧化沟污水净化系统，其使用方法为：

第一步、打开容器，使固定化微生物球8流入到氧化沟2中；

第二步、打开磁场发生器和曝气装置6，使氧化沟2内部产生磁场，进而使固定化微生物球8在氧化沟2中处于悬浮状态；

第三步、将膜池3中的出水管5连接上输水管14一端的出水口15；

第四步、打开管道阀门，污水经过粗细格栅1过滤后流入到氧化沟2中，再流入膜池3中；

第五步、将膜组件15放置于膜池3中，位于顶盖17内的流速测速仪19能够检测出水流速度为0.1m/s；

第六步、将电磁铁18连接的导线连接上交流电源，并通过流速测速仪19能够检测出水流速度大小，结合公式调节交流电的周期为900s，交流电大小I=600v=600*0.1=60mA，使电磁铁18在交流电的作用下，产生间歇性的磁性，吸引磁介质21，在吸引的过程中压缩弹簧22，使膜16也产生间接性的压缩，通过膜16间歇性的压缩与恢复原状的过程中，使污泥难以附着在膜16表面，而且能够去除已经附着于膜16表面的污泥；

第七步、污水经过氧化沟污水净化系统中的膜池3过滤后排出；固定化微生物球8在氧化沟污水净化系统中使用一段时间后流入到周围不设置有磁场的膜池3中，通过自身的重力下沉到膜池3底部，并进入收集装置7中，部分固定化微生物球通过回流管11回流至氧化沟2中。

虽然增大交流电的大小与减小交流电的周期能够增强除污效果，但是对于增大交流电的大小或减小交流电的周期而带来的除污效果增加程度不明显的情况下，则认为增大后的交流电大小与增大后的交流电大小并不是最佳的。

实施例2：

请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：氧化沟污水净化系统，包括粗细格栅1、氧化沟2和膜池3；污水经过粗细格栅1的过滤，进入氧化沟2，再经过膜池3净化后排出，膜池3能够将一部分的固定化微生物球8回流至氧化沟2，另一部分排出至收集装置7中；

氧化沟2中包括容器和磁场发生器，膜池3中包括进水管4、出水管5、曝气装置6、收集装置7、回流管11和膜组件12；

氧化沟2中的容器用于盛装固定化微生物球4；膜池3中的膜组件12连接出水管7；膜池3的底部设有收集装置7，用于收集固定化微生物球8；膜池3的底部连接回流管11，用于将一部分固定化微生物球8回流至氧化沟2中；

固定化微生物球8包括磁介质9和活性污泥10，固定化微生物球8的直径为20mm；磁介质9为经过钝化处理后的金属镍；磁介质9的直径为4mm，磁介质9不带有磁性，但是能够在磁场的作用下发生磁化，活性污泥10富含微生物；活性污泥10包裹着磁介质9，形成球状；磁场发生器产生磁场，进而使固定化微生物球8在氧化沟中处于悬浮状态；

膜组件12包括膜本体13、顶盖17、底座20和弹簧22；膜本体13包括输水管14、出水口15和膜16；顶盖17内设置有电磁铁18和流速测量仪19，电磁铁18为中空环形结构，中间穿过输水管14，电磁铁18连接导线，导线连接交流电电源，从而使电磁铁18产生间歇性的磁性，吸引位于底座20的磁介质21，磁介质21能够被电磁铁18吸引；流速测量仪19用于测量污水水流流速；弹簧22位于膜16内，输水管14的四周，弹簧22连接顶盖17与底座20，顶盖17内的电磁铁18间接性的吸引位于底座20内的磁介质21，在吸引的过程中压缩弹簧22，使膜16也产生间接性的压缩，通过膜16间歇性的压缩与恢复原状的过程中，使污泥难以附着在膜16表面，而且能够去除已经附着于膜16表面的污泥；

通过在不同水流流速与交流电压的情况下，检测不同周期的交流电的较佳除污效果，得出如下公式：

当0≤v＜0.5m/s时，T=900s；

当0.5≤v＜1.0m/s时，T=600s；

当1.0≤v＜1.5m/s时，T=300s；

I=600v；其中

T为交流电周期，单位为s；

I为交流电大小，单位为mA；

v为污水水流速度，单位为m/s。

氧化沟污水净化系统中的固定化微生物球8的制备与回收是通过将富含微生物的活性污泥10通过溶剂溶解成粘稠状后与磁介质9充分混合，再将混合物通过模具制作成小球并进行风干；再将风干后的小球置于磁场之中，在磁场的作用力下，内部含有磁介质9的小球与内部不含有磁介质9的小球分离，内部含有磁介质9的小球即为固定化微生物球8；将固定化微生物球8用于氧化沟污水净化系统中，且在氧化沟2周围通过设置磁场发生器产生磁场，使固定化微生物球8在氧化沟中处于悬浮状态；固定化微生物球8在长时间使用中，表面的活性污泥10渐渐失去活性，流入到周围不设置有磁场的膜池3中的固定化微生物球7通过自身的重力下沉到底部进行回收，最后将回收的固定化微生物球8通过浸泡，碾压，离心的方式回收磁介质9；再将回收到的磁介质9与活性污泥10充分混合重新制成固定化微生物球8。

氧化沟污水净化系统，其使用方法为：

第一步、打开容器，使固定化微生物球8流入到氧化沟2中；

第二步、打开磁场发生器和曝气装置6，使氧化沟2内部产生磁场，进而使固定化微生物球8在氧化沟2中处于悬浮状态；

第三步、将膜池3中的出水管5连接上输水管14一端的出水口15；

第四步、打开管道阀门，污水经过粗细格栅1过滤后流入到氧化沟2中，再流入膜池3中；

第五步、将膜组件15放置于膜池3中，位于顶盖17内的流速测速仪19能够检测出水流速度为0.7m/s；

第六步、将电磁铁18连接的导线连接上交流电源，并通过流速测速仪19能够检测出水流速度大小，结合公式调节交流电的周期为600s，交流电大小I=600v=600*0.7=420mA，使电磁铁18在交流电的作用下，产生间歇性的磁性，吸引磁介质21，在吸引的过程中压缩弹簧22，使膜16也产生间接性的压缩，通过膜16间歇性的压缩与恢复原状的过程中，使污泥难以附着在膜16表面，而且能够去除已经附着于膜16表面的污泥；

第七步、污水经过氧化沟污水净化系统中的膜池3过滤后排出；固定化微生物球8在氧化沟污水净化系统中使用一段时间后流入到周围不设置有磁场的膜池3中，通过自身的重力下沉到膜池3底部，并进入收集装置7中，部分固定化微生物球通过回流管11回流至氧化沟2中。

虽然增大交流电的大小与减小交流电的周期能够增强除污效果，但是对于增大交流电的大小或减小交流电的周期而带来的除污效果增加程度不明显的情况下，则认为增大后的交流电大小与增大后的交流电大小并不是最佳的。

实施例3：

请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：氧化沟污水净化系统，包括粗细格栅1、氧化沟2和膜池3；污水经过粗细格栅1的过滤，进入氧化沟2，再经过膜池3净化后排出，膜池3能够将一部分的固定化微生物球8回流至氧化沟2，另一部分排出至收集装置7中；

氧化沟2中包括容器和磁场发生器，膜池3中包括进水管4、出水管5、曝气装置6、收集装置7、回流管11和膜组件12；

氧化沟2中的容器用于盛装固定化微生物球4；膜池3中的膜组件12连接出水管7；膜池3的底部设有收集装置7，用于收集固定化微生物球8；膜池3的底部连接回流管11，用于将一部分固定化微生物球8回流至氧化沟2中；

固定化微生物球8包括磁介质9和活性污泥10，固定化微生物球8的直径为15mm；磁介质9为经过钝化处理后的金属镍；磁介质9的直径为3mm，磁介质9不带有磁性，但是能够在磁场的作用下发生磁化，活性污泥10富含微生物；活性污泥10包裹着磁介质9，形成球状；磁场发生器产生磁场，进而使固定化微生物球8在氧化沟中处于悬浮状态；

膜组件12包括膜本体13、顶盖17、底座20和弹簧22；膜本体13包括输水管14、出水口15和膜16；顶盖17内设置有电磁铁18和流速测量仪19，电磁铁18为中空环形结构，中间穿过输水管14，电磁铁18连接导线，导线连接交流电电源，从而使电磁铁18产生间歇性的磁性，吸引位于底座20的磁介质21，磁介质21能够被电磁铁18吸引；流速测量仪19用于测量污水水流流速；弹簧22位于膜16内，输水管14的四周，弹簧22连接顶盖17与底座20，顶盖17内的电磁铁18间接性的吸引位于底座20内的磁介质21，在吸引的过程中压缩弹簧22，使膜16也产生间接性的压缩，通过膜16间歇性的压缩与恢复原状的过程中，使污泥难以附着在膜16表面，而且能够去除已经附着于膜16表面的污泥；

通过在不同水流流速与交流电压的情况下，检测不同周期的交流电的较佳除污效果，得出如下公式：

当0≤v＜0.5m/s时，T=900s；

当0.5≤v＜1.0m/s时，T=600s；

当1.0≤v＜1.5m/s时，T=300s；

I=600v；其中

T为交流电周期，单位为s；

I为交流电大小，单位为mA；

v为污水水流速度，单位为m/s。

氧化沟污水净化系统中的固定化微生物球8的制备与回收是通过将富含微生物的活性污泥10通过溶剂溶解成粘稠状后与磁介质9充分混合，再将混合物通过模具制作成小球并进行风干；再将风干后的小球置于磁场之中，在磁场的作用力下，内部含有磁介质9的小球与内部不含有磁介质9的小球分离，内部含有磁介质9的小球即为固定化微生物球8；将固定化微生物球8用于氧化沟污水净化系统中，且在氧化沟2周围通过设置磁场发生器产生磁场，使固定化微生物球8在氧化沟中处于悬浮状态；固定化微生物球8在长时间使用中，表面的活性污泥10渐渐失去活性，流入到周围不设置有磁场的膜池3中的固定化微生物球7通过自身的重力下沉到底部进行回收，最后将回收的固定化微生物球8通过浸泡，碾压，离心的方式回收磁介质9；再将回收到的磁介质9与活性污泥10充分混合重新制成固定化微生物球8。

氧化沟污水净化系统，其使用方法为：

第一步、打开容器，使固定化微生物球8流入到氧化沟2中；

第二步、打开磁场发生器和曝气装置6，使氧化沟2内部产生磁场，进而使固定化微生物球8在氧化沟2中处于悬浮状态；

第三步、将膜池3中的出水管5连接上输水管14一端的出水口15；

第四步、打开管道阀门，污水经过粗细格栅1过滤后流入到氧化沟2中，再流入膜池3中；

第五步、将膜组件15放置于膜池3中，位于顶盖17内的流速测速仪19能够检测出水流速度为1.2m/s；

第六步、将电磁铁18连接的导线连接上交流电源，并通过流速测速仪19能够检测出水流速度大小，结合公式调节交流电的周期为300s，交流电大小I=600v=600*1.2=720mA，使电磁铁18在交流电的作用下，产生间歇性的磁性，吸引磁介质21，在吸引的过程中压缩弹簧22，使膜16也产生间接性的压缩，通过膜16间歇性的压缩与恢复原状的过程中，使污泥难以附着在膜16表面，而且能够去除已经附着于膜16表面的污泥；

第七步、污水经过氧化沟污水净化系统中的膜池3过滤后排出；固定化微生物球8在氧化沟污水净化系统中使用一段时间后流入到周围不设置有磁场的膜池3中，通过自身的重力下沉到膜池3底部，并进入收集装置7中，部分固定化微生物球通过回流管11回流至氧化沟2中。

虽然增大交流电的大小与减小交流电的周期能够增强除污效果，但是对于增大交流电的大小或减小交流电的周期而带来的除污效果增加程度不明显的情况下，则认为增大后的交流电大小与增大后的交流电大小并不是最佳的。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。