一种双模式低碳运行河湖生态水质净化装置及其方法与流程

1.本发明涉及污水处理技术领域，更具体地说，涉及一种双模式低碳运行河湖生态水质净化装置及其方法。


背景技术：

2.目前，河湖水体cod、氨氮、总磷、总氮、悬浮物及藻类等污染物超标严重，各类河湖水体净化设备应运而生。如“磁混凝净化设备”、“微砂沉淀净化设备”、“各类过滤净化设备”、“曝气增氧设备”及各种化学药剂等。上述设备对污染水体的总磷、及悬浮物去除效果很好，对cod、藻类也有一定的去除效果，但对于水体存在的氨氮、总氮类有机物无能为力。使用化学药剂再去除有机物的同时，又产生了二次污染。大量使用曝气增氧设备，运行能耗高、且产生碳排放。为此，研究一种既能去除水体的藻类、悬浮物、总磷等物质，又能降解水体的氨氮、总氮有机物，同时又能为水体增加微生物，且低碳运行的多功能的水体净化设备，迫在眉睫。
3.因此，针对这一现状，本发明提出一种双模式低碳运行河湖生态水质净化装置，尤其对水体处理量大的河湖高藻高浊水、高藻低浊水、黑臭水体、微污染水等水体，采用一种双模式低碳运行净化方式，再去除污染水体有机物的同时，循环净化水质，为水体增加大量微生物菌群，达到增加水体微生物菌群密度，快速降解有机物的目的。低碳运行模式分为常规运行模式和应急高速快滤模式，旨在去除雨季洪水、水体污染事故等对河湖水体污染，并快速去除泥沙及悬浮物，快速恢复水生态，净化水质。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.本发明旨在于在解决现有的净水处理装置对于水体存在的氨氮、总氮类有机物无能为力，使用化学药剂再去除有机物的同时，又产生了二次污染，大量使用曝气增氧设备，运行能耗高、且产生碳排放的问题。
6.(二)技术方案
7.本发明一种双模式低碳运行河湖生态水质净化装置及其方法的目的与功效，由以下具体技术手段达成：一种双模式低碳运行河湖生态水质净化装置，包括综合设备间，本发明还包括沉淀器系统、选择池、生物床孵化器、集水池、精密过滤、污泥池与污泥脱水间。
8.进一步地，综合设备间，包括旋流砂水分离器，旋流砂水分离器左侧设置有污水提升进水管，且其底部设置有集砂斗，右侧设置有砂水分离器出水管，砂水分离器出水管另一端设置有静态混合器，静态混合器右侧设置有供水管，静态混合器通过混凝剂加药管与混凝剂加药装置固定连接，综合设备间还包括助凝剂供药管、助凝剂加药装置、鼓风机、plc控制箱、风机供气管和精密过滤器，助凝剂加药装置上设置有助凝剂供药管，鼓风机上设置有风机供气管。
9.进一步地，沉淀器系统包括沉淀器隔板、选择池隔板和沉淀器椎体、选择池隔板和
沉淀器椎体，沉淀器中心筒中设置有沉淀器搅拌装置，容置空腔内左右两侧还设置有斜管，选择池隔板上方设置有出水槽，出水槽处的选择池隔板右侧设置有沉淀器出水管，沉淀器椎体，泥砂导出管另一端固定连接有微砂循环泵，微砂循环泵另一端通过旋流泥砂进砂管连接有旋流泥砂分流装置，旋流泥砂分流装置上方设有微砂加入斗，下方通过管道混合器与沉淀器中心筒固定连接，助凝剂供药管右端通过管道混合器与沉淀器中心筒，供水管右侧与沉淀中心筒固定连接，旋流泥砂分流装置上设置有污泥管，污泥管另一端通入到污泥池中。
10.进一步地，选择池包括生物床孵化器隔板，生物床孵化器隔板与选择池隔板组成腔室，该腔室内设置有提升泵，提升泵通过精密过滤器进水管与精密过滤器固定连接，精密过滤器输出端设置有精密过滤器出水管，选择池上方设置有选择池进水管。
11.进一步地，生物床孵化器包括集水池隔板，集水池隔板与生物床孵化器隔板组成腔室，该腔室内上侧设置有生层滤板，下侧设置有生物床孵化器下布水板，生层滤板与生物床孵化器下布水板之间设置有轻质滤料，生层滤板上设置有若干上布水滤头，生物床孵化器下布水板上设有若干下布水滤头，层滤板与生物床孵化器下布水板中间位置设置有中间隔板将空间分为左右两部分，左右两侧空间内均设置有微生物释放器与生物床孵化器曝气装置，生物床孵化器隔板上方右侧设置有导流管，导流管下端出口处位于生物床孵化器下布水板下方，精密过滤器出水管与导流管相连接，风机供气管上分支分别设置有生物床孵化器曝气装置供气管、微生物释放器供气管与生物床孵化器供气管，生物床孵化器曝气装置供气管连接右侧的生物床孵化器曝气装置，生物床孵化器供气管连接左侧的生物床孵化器曝气装置，微生物释放器供气管连接微生物释放器，生物床孵化器下方设置有反洗水排水口，集水池隔板上方上下分别设置有高位出水堰槽与低位出水堰槽。
12.进一步地，集水池包括精密滤池隔板，精密滤池隔板与集水池隔板组成空腔，该空腔底部设置有集水池提升泵，集水池提升泵上设置有集水池提升泵供水管，集水池提升泵供水管上设有两分支，分别固接有集水池进水管和反洗水管，反洗进水管出口处位于生物床孵化器上方，精密滤池隔板上侧设有集水池出水堰槽。集水池出水堰槽右侧设置有导流管。
13.进一步地，精密滤池包括污泥池隔板，污泥池隔板与精密滤池隔板组成空腔，该空腔内设置有纤维过滤装置，污泥池隔板上侧设置有出水堰槽，出水堰槽右侧设置有清水出水管。
14.进一步地，污泥池包括污泥脱水机房隔板，污泥脱水机房隔板与污泥池隔板组成空腔，该空腔内设置有污泥抽吸泵，污泥抽吸泵上设置有污泥抽吸泵供泥管。
15.进一步地，污泥脱水机房包括污泥脱水机，污泥抽吸泵供泥管连通至污泥脱水机进口处，污泥脱水机上设置有污泥排渣斗与污泥脱水机水排出口，污泥脱水机房中还设置有絮凝剂加药装置，絮凝剂加药装置通过管道与污泥抽吸泵供泥管一同连通至污泥脱水机进口处。
16.本发明还提供了一种双模式低碳运行河湖生态水质净化方法，包括以下模式：
17.s1：模式一为常规运行模式，具体为，污染河湖水经提升泵提升，经进水管进入砂水分离器中，分离水经静态混合器、供水管进入沉淀池中进行沉淀分离处理，沉淀池出水经选择池，出水可直接外排返回到河湖，生物床孵化器床体内微生物释放器，快速繁殖释放微
生物生物菌体，投放到水体，增加水体微生物菌群菌落，改善底泥生态环境，出水也可继续经集水池进入到精密滤池时对水体进行深度净化处理，以此净化水质；
18.s2：模式二为高速快滤模式，具体为，污染河湖水经提升泵提升，经进水管进入砂水分离器中，分离水经静态混合器、供水管进入沉淀池中进行沉淀分离处理，沉淀池出水一部分经选择池，出水直接外排返回到河湖，另一部分沉淀池出水直接进入到集水池进行深度净化处理，此时的产水量是模式一的5-10倍以上，满足在雨季洪水及污染事故等对河湖水体污染，快速去除泥沙及悬浮物，快速恢复水体水质净化水质的目的。
19.有益效果：
20.1、本发明提供了一种双模式低碳运行河湖生态水质净化装置，通过采用高效沉淀、高流速曝气生物滤池(生物床孵化器)及深度过滤工艺技术，达到快速净化河湖微污染水，去除水体的cod、氨氮、总磷、藻类等有机物的目的，修复河湖水体生态系统。
21.2、本发明提供了一种双模式低碳运行河湖生态水质净化装置，通过设置微生物释放器，大量繁殖、扩培微生物投放到自然水体，增强水体微生物密度，进一步净化水质。
22.3、本发明提供了一种双模式低碳运行河湖生态水质净化方法，通过双模式低碳运行，适用不同环境应急治理需求，高效、快捷净化水质。
23.4、本发明提供了一种双模式低碳运行河湖生态水质净化装置，其深度处理采用纤维滤布滤池，过滤精度高，出水水质好。
24.5、本发明提供了一种双模式低碳运行河湖生态水质净化装置，剩余污泥通过污泥脱水间同步净化处理，系统不产生二次污染。
25.6、本发明提供了一种双模式低碳运行河湖生态水质净化装置，布局紧凑，一体化设计，占地面积小，节省投资，且其智能化控制，可无人值守，运维管理简便。
附图说明：
26.图1为本发明整体的主视示意图。
27.图1中：1-综合设备间、101-污水提升进水管、102-旋流砂水分离器、103-集砂斗、104-砂水分离器出水管、105-静态混合器、106
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供水管、107-助凝剂供药管、108-助凝剂加药装置、109-混凝剂加药管、110-混凝剂加药装置、111-鼓风机、112-plc控制箱、113-风机供气管、2-沉淀器系统、201-斜管、202-沉淀器搅拌装置、203-出水槽、204-选择池隔板、205-沉淀器出水管、206-沉淀器中心筒、207
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泥砂导出管、208-沉淀器椎体、209-微砂循环泵、210-管道混合器、 211-沉淀器隔板、212-旋流泥砂进砂管、213-旋流泥砂分流装置、214
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微砂加入斗、215-污泥管、3-选择池、301-提升泵、302-精密过滤器进水管、303-精密过滤器出水管、304-精密过滤器、305-生物床孵化器隔板、4-生物床孵化器、401-导流管、402-上布水滤头、403-轻质滤料、404-微生物释放器、405-生物床孵化器下布水板、406-反洗水排水口、407-下布水滤头、408-生物床孵化器曝气装置供气管、409
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中间隔板、410-生物床孵化器曝气装置、411-微生物释放器供气管、 412-生物床孵化器供气管、413-生层滤板、414-高位出水堰槽、415
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低位出水堰槽、416-集水池隔板、5-集水池、501-集水池提升泵、502
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集水池提升泵供水管、503-反洗水管、504-选择池进水管，505-集水池出水堰槽、506-导流管、507-精密滤池隔板、6-精密过滤、601
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纤维过滤装置、602-出水堰槽、603-污泥池隔板、604-清水出水管、 7-污泥池、701-污泥抽吸泵、702-污泥脱水机房隔板、703-污
泥抽吸泵供泥管、8-污泥脱水间、801-污泥脱水机、802-污泥排渣斗、803
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污泥脱水机水排出口、804-絮凝剂加药装置、805-管道。
具体实施方式
28.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、完整的描述，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。
29.如附图1所示，一种双模式低碳运行河湖生态水质净化装置，包括综合设备间1、沉淀器系统2、选择池3、生物床孵化器4、集水池 5、精密过滤6、污泥池7和污泥脱水间8。
30.其中，本发明的各单元通过沉淀器隔板211、选择池隔板204、生物床孵化器隔板305、集水池隔板416、精密滤池隔板507、污泥池隔板603、污泥脱水机房隔板702构成上述一体化装置，材质可选用碳钢防腐材料，外部要求保温处理。
31.其中，综合设备间1，包括旋流砂水分离器102，旋流砂水分离器102左侧设置有污水提升进水管101，且其底部设置有集砂斗103，右侧设置有砂水分离器出水管104，砂水分离器出水管104另一端设置有静态混合器105，静态混合器105右侧设置有供水管106，静态混合器105通过混凝剂加药管109与混凝剂加药装置110固定连接，综合设备间1还包括助凝剂供药管107、助凝剂加药装置108、鼓风机111、plc控制箱112、风机供气管113和精密过滤器304，助凝剂加药装置108上设置有助凝剂供药管107，鼓风机111上设置有风机供气管113。
32.其中，沉淀器系统2包括沉淀器隔板211、选择池隔板204和沉淀器椎体208，沉淀器隔板211、选择池隔板204和沉淀器椎体208 三者构成容置空腔，其内设置有沉淀器中心筒206，沉淀器中心筒206 中设置有沉淀器搅拌装置202，容置空腔内左右两侧还设置有斜管 201，选择池隔板204上方设置有出水槽203，出水槽203处的选择池隔板204右侧设置有沉淀器出水管205，沉淀器椎体208底部设置有泥砂导出管207，泥砂导出管207另一端固定连接有微砂循环泵209，微砂循环泵209另一端通过旋流泥砂进砂管212连接有旋流泥砂分流装置213，旋流泥砂分流装置213上方设有微砂加入斗214，下方通过管道混合器210与沉淀器中心筒206固定连接，助凝剂供药管107 右端通过管道混合器210与沉淀器中心筒206，供水管106右侧与沉淀中心筒206固定连接，旋流泥砂分流装置213上设置有污泥管215，污泥管215另一端通入到污泥池7中。
33.其中，污染河湖水经提升泵提升，经污水提升进水管101进入旋流砂水分离器102中，分离水经静态混合器105、供水管106进入沉淀池中心筒206中进行沉淀分离处理，旋流砂水分离器102分离的泥砂进入集砂斗103中暂存排出。
34.其中，混凝剂经混凝剂加药装置110进入静态混合器105中，与来水混合进入沉淀池中心筒206中，具体的，混凝剂可以是聚合氯化铝、聚合硫酸铁、三氯化铁等铝盐或铁盐中的一种或几种混合物。
35.其中，助凝剂经助凝剂加药装置108、助凝剂供药管107与管道混合器210进入沉淀器中心筒206中，具体的，助凝剂为阴离子聚丙烯酰胺，分子量12000单位。
36.其中，plc电控箱112控制本装置系统的进水泵、电动阀门、加药装置、搅拌电机、微
砂循环泵209、鼓风机111、污泥脱水机801 等装置，实现智能化控制，无人值守，降低能耗。
37.其中，沉淀器系统2，内置斜管201，斜管管径为80mm，内置微砂循环沉淀器系统，加速絮凝沉淀分离，沉淀池底部沉积的微砂及污泥斗混合物，经微砂循环泵209提升至旋流泥沙分流装置213进行泥砂分离，分离后的微砂循环使用，分离出来的污泥进入污泥池7中，具体的，微砂为精制石英砂，粒径为150um。
38.其中，水流经过沉淀器系统2后，流经出水槽203、沉淀器出水管205进入选择池3中。
39.其中，选择池3包括生物床孵化器隔板305，生物床孵化器隔板 305与选择池隔板204组成腔室，该腔室内设置有提升泵301，提升泵301通过精密过滤器进水管302与精密过滤器304固定连接，精密过滤器304输出端设置有精密过滤器出水管303，选择池3上方设置有选择池进水管504。
40.其中，选择池3有两种运行模式，一是选择池3蓄水通过导流管 401进入生物床孵化器4中处理，二是当沉淀池3出水含有悬浮物时，通过提升泵301提升经精密过滤器进水管302进入精密过滤器304，之后经精密过滤器出水管303、导流管401进入生物床孵化器4中处理。
41.其中，生物床孵化器4包括集水池隔板416，集水池隔板416与生物床孵化器隔板305组成腔室，该腔室内上侧设置有生层滤板413，下侧设置有生物床孵化器下布水板405，生层滤板413与生物床孵化器下布水板405之间设置有轻质滤料403，生层滤板413上设置有若干上布水滤头402，生物床孵化器下布水板405上设有若干下布水滤头407，层滤板413与生物床孵化器下布水板405中间位置设置有中间隔板409将空间分为左右两部分，左右两侧空间内均设置有微生物释放器404与生物床孵化器曝气装置410，生物床孵化器隔板305上方右侧设置有导流管401，导流管401下端出口处位于生物床孵化器下布水板405下方，精密过滤器出水管303与导流管401相连接，风机供气管113上分支分别设置有生物床孵化器曝气装置供气管408、微生物释放器供气管411与生物床孵化器供气管412，生物床孵化器曝气装置供气管408连接右侧的生物床孵化器曝气装置410，生物床孵化器供气管412连接左侧的生物床孵化器曝气装置410，微生物释放器供气管411连接微生物释放器404，生物床孵化器4下方设置有反洗水排水口406，集水池隔板416上方上下分别设置有高位出水堰槽414与低位出水堰槽415。
42.其中，集水池5包括精密滤池隔板507，精密滤池隔板507与集水池隔板416组成空腔，该空腔底部设置有集水池提升泵501，集水池提升泵501上设置有集水池提升泵供水管502，集水池提升泵供水管502上设有两分支，分别固接有集水池进水管504和反洗水管503，反洗进水管503出口处位于生物床孵化器4上方，精密滤池隔板507 上侧设有集水池出水堰槽505。集水池出水堰槽505右侧设置有导流管506。
43.其中，生物床孵化器4中，处理水升流方式经下布水滤头407进入，穿过轻质滤料403经上布水滤头402出水到生物床孵化器4上端蓄水后经低液位出水堰槽415进入集水池5，当进水模式采用提升泵 301进水方式时，则出水采用高位出水堰槽414出水方式进入到集水池5中。
44.其中，生物床孵化器4中，布水滤头为短柄滤头，填料为轻质滤料403，浸水后密度为1.0kg/cm3，生物滤床高度为1.5m，生物滤床底部三分之一处，设置生物床孵化器曝气装
4床体内微生物释放器404，快速繁殖释放微生物生物菌体，投放到水体，增加水体微生物菌群菌落，改善底泥生态环境，出水也可继续经集水池5进入到精密滤池6时对水体进行深度净化处理，以此净化水质；
57.s2：模式二为高速快滤模式，具体为，污染河湖水经提升泵提升，经进水管101进入砂水分离器102中，分离水经静态混合器105、供水管106进入沉淀池2中进行沉淀分离处理，沉淀池2出水一部分经选择池3进入生物床孵化器4，出水直接外排返回到河湖，另一部分沉淀池2出水直接进入到集水池5、精密滤池6进行深度净化处理，此时的产水量是模式一的5-10倍以上，满足在雨季洪水及污染事故等对河湖水体污染，快速去除泥沙及悬浮物，快速恢复水体水质净化水质的目的。