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    重庆时时彩输了3万: 一种全天候运行净化农村生活污水的控温高效藻类塘系统.pdf

    关 键 词:
    一种 全天候 运行 净化 农村 生活 污水 高效 藻类 系统
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    摘要
    申请专利号:

    CN201510867109.X

    申请日:

    2015.12.01

    公开号:

    CN105347500A

    公开日:

    2016.02.24

    当前法律状态:

    驳回

    有效性:

    无权

    法律详情: 发明专利申请公布后的驳回 IPC(主分类):C02F 3/32申请公布日:20160224|||实质审查的生效IPC(主分类):C02F 3/32申请日:20151201|||公开
    IPC分类号: C02F3/32 主分类号: C02F3/32
    申请人: 东华大学
    发明人: 王玮; 宋新山; 丁怡; 王宇晖; 王俊锋; 赵志淼
    地址: 201620上海市松江区人民北路2999号
    优先权:
    专利代理机构: 上海申汇专利代理有限公司31001 代理人: 翁若莹
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201510867109.X

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2019.03.15|||2016.03.23|||2016.02.24

    法律状态类型:

    发明专利申请公布后的驳回|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一种全天候运行净化农村生活污水的控温高效藻类塘系统,其特征在于,包括设有进水口、出水口的高效藻类塘,进水口设于高效藻类塘一侧的上部,出水口设于高效藻类塘另一侧的下部;高效藻类塘内设有至少一个绳式生物膜载体,绳式生物膜载体悬挂在高效藻类塘上方,微生物可利用生物膜载体迅速聚集生长;高效藻类塘外壁包裹有电热膜,电热膜与控制系统连接;高效藻类塘内壁均匀分布有内置式LED防水照明灯。本发明应用清洁无污染的太阳能为高效藻类塘昼夜供电、调控温度,不仅节能环保,而且显著增加了高效藻类塘的运行效率和处理效果,形成一种高效、稳定、节能的新型污水处理系统。

    权利要求书

    1.一种全天候运行净化农村生活污水的控温高效藻类塘系统,其特征在于,包
    括设有进水口(7)、出水口(14)的高效藻类塘(6),进水口(7)设于高效藻
    类塘(6)一侧的上部,出水口(14)设于高效藻类塘(6)另一侧的下部;高效
    藻类塘(6)内设有至少一个绳式生物膜载体(12);高效藻类塘(6)外壁包裹
    有电热膜(15),电热膜(15)与控制系统连接;高效藻类塘(6)内壁均匀分布
    有内置式LED防水照明灯(11)。
    2.如权利要求1所述的全天候运行净化农村生活污水的控温高效藻类塘系统,
    其特征在于,所述控制系统包括与太阳能电池板(1)连接的太阳能控制器(2),
    太阳能控制器(2)与蓄电池(3)的一端连接,蓄电池(3)的另一端连接电热
    膜温控器(4),电热膜温控器(4)与电热膜(15)连接;内置式LED防水照明
    灯(11)与太阳能控制器(2)连接;白天,采用太阳能为各部件供电,夜间,
    蓄电池(3)中储存的电能继续为各部件供电。
    3.如权利要求2所述的全天候运行净化农村生活污水的控温高效藻类塘系统,
    其特征在于,所述太阳能电池板(1)为单晶硅板或多晶硅板;所述蓄电池(3)
    为铅酸电池、镍氢电池、镍镉电池或锂电池。
    4.如权利要求2所述的全天候运行净化农村生活污水的控温高效藻类塘系统,
    其特征在于,所述高效藻类塘(6)内设有螺旋搅拌器(8),其与太阳能控制器
    (2)连接。
    5.如权利要求2所述的全天候运行净化农村生活污水的控温高效藻类塘系统,
    其特征在于,所述高效藻类塘(6)底部设有至少一个除藻泥器(10),高效藻类
    塘(6)底部的一侧设有沟槽(9),除藻泥器(10)开启时,紧贴高效藻类塘(6)
    底部向沟槽(9)方向运动,高效藻类塘(6)底部位于沟槽(9)处设有排藻阀
    (16);蓄电池(3)的另一端还连接除藻泥器控制系统(5),除藻泥器(10)与
    除藻泥器控制系统(5)连接。
    6.如权利要求1所述的全天候运行净化农村生活污水的控温高效藻类塘系统,
    其特征在于,所述高效藻类塘(6)内靠近出水口(14)的一侧设有过滤膜(13)。
    7.如权利要求6所述的全天候运行净化农村生活污水的控温高效藻类塘系统,
    其特征在于,所述过滤膜(13)上过滤孔的孔径为8-10μm。
    8.如权利要求1所述的全天候运行净化农村生活污水的控温高效藻类塘系统,
    其特征在于,所述绳式生物膜载体(12)采用聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维制成。

    说明书

    一种全天候运行净化农村生活污水的控温高效藻类塘系统

    技术领域

    本发明属于污水处理技术领域,涉及一种全天候运行的净化农村生活污水的
    控温高效藻类塘系统。

    背景技术

    农村生活污水引起的环境污染问题日益严重,目前,全国农村每年产生约
    80亿吨的生活污水且呈现不断增加趋势。由于90%以上的村庄缺少排水渠道或
    污水处理系统等设施,导致生活污水随意排放,处理情况并不理想。农村生活污
    水、农田径流和养殖污水成为湖泊水体富营养化的主要污染物来源??悸堑脚┐?br />的经济基础和管理水平的现状,应因地制宜的采用投资省、能耗低、管理简便的
    农村生活污水处理技术。

    高效藻类塘是传统稳定塘的改进形式,它通过连续搅拌装置促进污水的完全
    混合、调节塘内O2和CO2的浓度、均衡塘内水温以及促进氨氮的吹脱作用。高
    效藻类塘的结构特点使其内部便于形成有利于藻类和细菌生长繁殖的环境,强化
    藻类和细菌之间的相互作用,因此高效藻类塘内有着比一般稳定塘更加丰富的生
    物相,对有机物、氮和磷均有较好的去除效果。与传统的二级生物处理技术相比,
    高效藻类塘具有投资低、运行费用省的特点。

    高效藻类塘受环境因素的影响明显,光照和温度成为制约高效藻类塘处理效
    率的重要因素。藻类的光合作用使水中的溶解氧增加,而细菌降解有机物的过程
    是个耗氧过程。白天,由于藻类的光合作用旺盛,系统内总体呈好氧状态,pH
    值升高,这有利于有机物的去除和氨氮的硝化。晚上由于藻类和微生物的呼吸作
    用使溶解氧急剧下降,一般塘内会出现9-10个小时的厌氧状态,严重影响处理
    效果。因此,如何使藻类在夜间仍然可以进行光合作用是提高处理效率的关键措
    施。

    不少研究者试图通过人工外加光源的方法解决夜间藻类无法进行光合作用
    的问题。然而,人工外加光源的运行成本也不可避免的成为一个限制因素,如何
    降低光源成本,并提升光利用效率尤为重要。在所有光源中,太阳能是地球最丰
    富的天然资源之一,使用太阳能不仅可以解决人工光源耗电、耗能的问题,也减
    少了通过使用煤炭、石油等石化燃料发电而造成的环境污染问题。

    温度也是藻类去除污水中氮磷的重要影响因素之一。研究表明,在15-35℃,
    藻类对污水中的氮磷均具有去除作用,当温度在一定范围内升高,藻类生理活性
    和营养物质的利用率都会升高,当水温低于8℃时,藻类生长受到限制,也会
    影响细菌体内的酶活性,导致细菌对有机物的吸收降解作用降低,污染物的去除
    率下降。因此,控制高效藻类塘的温度使藻类在冬季低温情况下可以正常生长也
    是提高处理效率的关键措施。

    藻类在夏季高温情况下,生理活性和营养物质的利用率都会升高,容易疯长
    从而导致藻类浓度过高,竞争溶解氧后出现死亡状况,如何避免死亡藻类沉积和
    藻类局部浓度过高也是亟待解决的问题。另外,藻塘依靠藻菌共生系统从而达到
    净化污染物的目的,如何加速藻菌共生生物膜的繁殖,从而加速该生物膜吸收转
    化污水中的氮磷营养物和有机物,也是提高处理效率的关键。

    发明内容

    本发明所要解决的技术问题是提供一种全天候运行的净化农村生活污水的
    控温高效藻类塘系统,解决藻类在夜间无法进行光合作用、在低温条件下无法生
    长和在高温条件下生长过盛的问题。

    为了解决上述问题,本发明采用以下技术方案:一种全天候运行净化农村生
    活污水的控温高效藻类塘系统,其特征在于,包括设有进水口、出水口的高效藻
    类塘,进水口设于高效藻类塘一侧的上部,出水口设于高效藻类塘另一侧的下部;
    高效藻类塘内设有至少一个绳式生物膜载体,绳式生物膜载体悬挂在高效藻类塘
    上方,微生物可利用生物膜载体迅速聚集生长;高效藻类塘外壁包裹有电热膜,
    电热膜与控制系统连接;高效藻类塘内壁均匀分布有内置式LED防水照明灯。

    优选地,所述控制系统包括与太阳能电池板连接的太阳能控制器,太阳能控
    制器与蓄电池的一端连接,蓄电池的另一端连接电热膜温控器,电热膜温控器与
    电热膜连接;内置式LED防水照明灯与太阳能控制器连接;白天,采用太阳能
    为各部件供电,夜间,蓄电池中储存的电能继续为各部件供电。

    更优选地,所述太阳能电池板为单晶硅板或多晶硅板;所述蓄电池为铅酸电
    池、镍氢电池、镍镉电池或锂电池。

    更优选地,所述高效藻类塘内设有螺旋搅拌器,其与太阳能控制器连接。

    更优选地,所述高效藻类塘底部设有至少一个除藻泥器,高效藻类塘底部的
    一侧设有沟槽,除藻泥器开启时,紧贴高效藻类塘底部向沟槽方向运动,高效藻
    类塘底部位于沟槽处设有排藻阀;蓄电池的另一端还连接除藻泥器控制系统,除
    藻泥器与除藻泥器控制系统连接。

    优选地,所述高效藻类塘出水口前放置一张可拆卸过滤膜,避免藻类堵塞出
    水口,同时达到净化水质的效果。

    更优选地,所述过滤膜上过滤孔的孔径为8-10μm。

    所述的内置式LED防水照明灯分别嵌入高效藻类塘的底部和两侧,利用蓄
    电池储存的由太阳能转化而成的电能驱动LED防水照明灯工作,为高效藻类塘
    提供夜用光源,使藻类在夜间也可以进行光合作用,显著提升了高效藻类塘的运
    行效率和处理效果。

    所述的高效藻类塘底部的除藻泥器利用储存的太阳能驱动除藻泥器工作,藻
    类生长旺盛时可开启除藻泥器,将塘底部沉积的藻类分散,避免箱体内藻类浓度
    过高而导致竞争死亡,同时也可将塘底沉积的死亡藻类扫至沟槽内,通过排藻阀
    排出。

    所述的高效藻类塘上方悬挂绳式生物膜载体,材质为聚对苯二甲酸乙二醇酯
    纤维,为微生物提供附着位点,有利于藻菌共生系统的繁殖,在载体周围形成致
    密的藻菌共生体系,加速污染物分解。

    所述的高效藻类塘外壁包裹电热膜,通过温控器与蓄电池相连,调节塘内温
    度,低温条件下开启电热膜,控制藻塘温度维持在20-30℃,使藻类得以正常生
    长。

    所述的内置式LED防水照明灯为低电压直流驱动,蓄电池可通过控制器直
    接供电,无需逆变器。

    所述的太阳能控制器可以控制和?;ぬ裟艿绯匕宥孕畹绯氐某涞?、控制蓄
    电池的电流输出,并调节内置式LED防水照明灯的输出功率,通过脉宽调节的
    方式延长LED灯的使用寿命。

    本发明应用清洁无污染的太阳能为高效藻类塘昼夜供电、调控温度,不仅节
    能环保,而且显著增加了高效藻类塘的运行效率和处理效果,形成一种高效、稳
    定、节能的新型污水处理系统。

    与现有技术相比,本发明的有益效果在于:

    1.太阳能不仅可以解决人工光源耗电、耗能的问题,也减少了通过使用煤
    炭、石油等石化燃料发电而造成的环境污染问题;

    2.本系统应用太阳能驱动内置式LED防水照明灯为高效藻类塘提供夜用光
    源,解决藻类在夜间无法进行光合作用的技术难题,夜用光源提高了高效藻类塘
    在夜间pH值和溶解氧含量,为高效藻类塘在夜间净化污水创造了有利条件;

    3.本系统底部设置除藻泥器和排藻沟槽,解决了死亡藻类沉积和局部藻类浓
    度过高的技术难题;

    4.本系统上方悬挂绳式生物膜载体,解决了藻塘内藻菌共生生物膜浓度低的
    技术难题,利用附着藻菌共生体的生物膜快速降解污染物;

    5.本系统外壁包裹电热膜,低温条件下开启电热膜,解决了高效藻类塘在低
    温条件下无法正常工作的技术难题;

    6.本系统出水口前方放置一张可拆卸过滤膜,安装拆卸简便,可有效防止藻
    类堵塞出水口,同时进一步净化出水水质;

    7.本系统应用太阳能为高效藻类塘昼夜供电,显著增加了高效藻类塘的运行
    效率和处理效果,形成一种高效稳定、环保节能的全天候运行污水处理系统。

    附图说明

    图1为本发明提供的控温高效藻类塘系统的结构示意图;

    图2为本发明提供的控温高效藻类塘系统的俯视图。

    具体实施方式

    为使本发明更明显易懂,兹以优选实施例,并配合附图作详细说明如下。

    实施例1

    如图1、2所示,为本发明提供的控温高效藻类塘系统,包括设有进水口7、
    出水口14的高效藻类塘6,进水口7设于高效藻类塘6一侧的上部,出水口14
    设于高效藻类塘6另一侧的下部;高效藻类塘6内设有至少一个绳式生物膜载体
    12;高效藻类塘6外壁包裹有电热膜15,电热膜15与控制系统连接;高效藻类
    塘6内壁均匀分布有内置式LED防水照明灯11,内置式LED防水照明灯11与
    太阳能控制器2相连??刂葡低嘲ㄓ胩裟艿绯匕?连接的太阳能控制器2,
    太阳能控制器2与蓄电池3的一端连接,蓄电池3的另一端连接电热膜温控器4,
    电热膜温控器4与电热膜15连接;白天,采用太阳能为各部件供电,夜间,蓄
    电池3中储存的电能继续为各部件供电。太阳能电池板1为单晶硅板或多晶硅板,
    蓄电池3为铅酸电池、镍氢电池、镍镉电池或锂电池。高效藻类塘6内设有螺旋
    搅拌器8,其与太阳能控制器2连接。高效藻类塘6底部设有至少一个除藻泥器
    10,高效藻类塘6底部的一侧设有沟槽9,除藻泥器10开启时,紧贴高效藻类
    塘6底部向沟槽9方向运动,高效藻类塘6底部位于沟槽9处设有排藻阀16;
    蓄电池3的另一端还连接除藻泥器控制系统5,除藻泥器10与除藻泥器控制系
    统5连接。高效藻类塘6内靠近出水口14的一侧设有过滤膜13,过滤膜13上
    过滤孔的孔径为8-10μm。绳式生物膜载体12采用聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维
    制成。

    通过水泵从进水口7提升污水并导入高效藻类塘6内。白天,太阳能电池板
    1将收集后的太阳能转化为电能,通过控制器2送往蓄电池3中存储起来,同时
    驱动高效藻类塘6中的螺旋搅拌器8匀速运转,使导入高效藻类塘6内的污水进
    行循环流动、调节塘内O2和CO2的浓度并均衡塘内水温、水质,通过藻类和细
    菌的同化吸收和沉淀作用去除污水中的有机物、氮、磷及重金属等污染物质。夜
    间,通过控制器2使白天储电的蓄电池3为LED防水照明灯组11和螺旋搅拌器
    8继续供电,保证藻类在夜间仍然可以进行光合作用,提高水中溶解氧和pH值,
    增强对有机污染物、氮、磷等的生化降解和同化吸收以及对重金属的吸附和沉淀,
    提高高效藻类塘6的运行效率和处理效果。夏季高温时,开启除藻泥器10,通
    过控制系统5调节除藻泥器10的摆动频率,同时定期打开沟槽9的排藻阀16,
    使死亡的藻类排出。冬季低温时,开启电热膜15,通过温控器4调节塘内温度
    稳定在20-30℃,保证冬季低温情况下高效藻类塘6的正常工作。高效藻类塘6
    上方悬挂的绳式生物膜载体12,可为藻类和细菌等微生物提供附着点,藻菌共
    生体利用生物膜载体12迅速富集生长,有利于快速降解塘内的污染物质。出水
    口14前方设有过滤膜13,可有效拦截藻类和其它悬浮物质,净化出水水质。

    实验收集污水为上海市松江区某农村生活污水,污水中化学需氧量(CODCr)
    浓度为186.7-349.5mg/L,氨氮(NH3-N)浓度为21.9-63.5mg/L,总磷(TP)的
    浓度为2.8-7.3mg/L。高效藻类塘系统尺寸:长×宽×高=3.0m×2.0m×0.8m,有
    效水深0.6m,沟槽宽度0.2m,深度0.1m,水流速度为0.15-0.25m/s,水温为20-30
    ℃。高效藻类塘四周外壁包裹电热膜,内部设有1个螺旋搅拌器、2个除藻泥器
    和6个内置式LED防水照明灯,上方悬挂6条聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维材质
    生物膜载体,4个LED灯内嵌于藻塘底部,另外2个内嵌于藻塘两侧,用于在
    夜间为藻类光合作用提供夜用光源。内置式LED防水照明灯和螺旋搅拌器,通
    过太阳能控制器和铅酸蓄电池与太阳能电池板相连接,除藻泥器通过控制系统与
    铅酸蓄电池相连,电热膜温控器也与铅酸蓄电池相连。

    夏季,除藻泥器以2-3次/h的频率运行,水力停留时间2d,在夜间未使用内
    置式LED灯照明时,高效藻类塘系统内pH变化范围:6.8-7.3,溶解氧的变化范
    围:1.6-3.1mg/L,出水CODCr浓度52.6-109.1mg/L,NH3-N浓度4.7-8.9mg/L,
    TP浓度1.6-3.9mg/L;在夜间使用太阳能驱动内置式LED灯作为夜间光源时,
    高效藻类塘系统内pH变化范围:7.2-7.9,溶解氧的变化范围:2.8-4.9mg/L,出
    水CODCr浓度39.4-98.5mg/L,NH3-N浓度2.3-6.5mg/L,TP浓度1.4-3.6mg/L,
    对CODCr、NH3-N、TP的去除率提高7.4%、11.9%、6.5%,其中,CODCr排放
    浓度达到《污染物综合排放标准》(GB8978-1996)的二级标准,NH3-N排放浓
    度达到《污染物综合排放标准》(GB8978-1996)的一级标准。

    冬季,开启电热膜温控器,维持藻塘内温度20-25℃,水力停留时间4d,未
    使用电热膜的藻塘,出水CODCr浓度97.3-186.2mg/L,NH3-N浓度6.6-19.2mg/L,
    TP浓度1.8-4.2mg/L;使用电热膜控温的藻塘,出水CODCr浓度84.1-114.7mg/L,
    NH3-N浓度4.8-12.7mg/L,TP浓度1.5-3.7mg/L,对CODCr、NH3-N、TP的去
    除率提高13.5%、10.3%、6.2%,其中,CODCr排放浓度达到《污染物综合排放
    标准》(GB8978-1996)的二级标准,NH3-N排放浓度达到《污染物综合排放标
    准》(GB8978-1996)的一级标准。

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