本發(fā)明涉及污水處理，特別涉及移動式擴培投菌水處理裝置及方法。
背景技術：
在河道、湖泊等水體生態(tài)治理項目中，氮元素是影響河流、湖泊水質的重要指標，微生物在水體污染物降解中扮演著無可替代的重要角色，其對氮元素的硝化和反硝化脫除是實現水體凈化的重要的環(huán)節(jié)。因此，在河道、湖泊水質凈化工程上，急需一種以微生物技術為核心，適用于河道、湖泊水體的，能長期投放、擴培凈水微生物菌群的水質凈化設備。
目前，工程上實現微生物投放、培養(yǎng)的現有技術主要有三方面措施：
1.第一種方法是將菌種直接通過人工或簡單的微生物存儲設備投放入河(湖)水體中，使其在水體中自我繁殖，完成去除污染物的功能。該方法的真主要不足在于：
用人工或簡易的裝置將微生物制劑直接投放到河(湖)水體中，投放過程存在不均勻性、連續(xù)性較差；投放后由于水體的流動，微生物也容易隨水流流失或沉降水底，且長河段或大面積的水體由于外界干擾條件較多，微生物的生長繁殖率會受到影響，進而導致其污染物的去除能力不佳，凈化效率低。
2.第二種方法是通過將微生物反應箱與浮體組合，使其置于河道或湖泊水面上，利用水泵抽水，使河(湖)水流經微生物反應箱，將箱體中的營養(yǎng)物質釋放到水體中，激活河道水體的土著微生物，并結合曝氣等其他措施在河道中完成去除污染物的過程。該方法的主要不足在于：
由于微生物的激活載體反應箱設計了浮體、葉輪，使其能置于水面上移動，反應箱中營養(yǎng)物質被投放入水體后即可覆蓋一定范圍的水面，且隨著裝置的移動，其覆蓋面積逐漸擴大，在一定程度上提高了微生物投放的連續(xù)性；但由于土著微生物的激活過程在水中完成，其激活條件受水體及自然條件的影響并沒有改善，營養(yǎng)物質激活微生物的效率以及微生物在水體中的反應效率面臨著外界不確定條件的干擾，微生物的存活率不能保障，穩(wěn)定性較差；且氮元素在硝化過程中會消耗大量的氧氣，自然復氧或靠葉輪轉動攪動水體復氧效率低，不利于氮元素轉化，污染物去除效率不高。
3.第三種方法，是利用一體化污水處理裝置抽取河(湖)水體進行處理。該方法的主要不足在于：
裝置的特點是更適用于進水污染物濃度較高的生活污水或工業(yè)廢水，且由于其體量大，工藝相對復雜，如用于河(湖)水體處理成本高、移動運行不方便，處理效率也會隨之降低。
技術實現要素：
為了解決上述現有技術方案中的不足，本發(fā)明提供了一種可連續(xù)自動投放、培養(yǎng)微生物、微生物量高、污染物去除效率高的移動式擴培投菌水處理裝置。
本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現的：
一種移動式擴培投菌水處理裝置，所述移動式擴培投菌水處理裝置包括浮體；所述移動式擴培投菌水處理裝置還包括：
培養(yǎng)箱，所述培養(yǎng)箱與所述浮體連接，浮在水面上或懸在水中；所述培養(yǎng)箱內具有營養(yǎng)顆粒；
輸入單元，所述輸入單元用于向所述培養(yǎng)箱內送入河水或湖水；
輸出單元，所述輸出單元用于將培養(yǎng)箱內的水輸入河或湖中；
攪拌單元，所述攪拌單元用于混合營養(yǎng)顆粒和進入培養(yǎng)向內的水；
曝氣單元，所述曝氣單元向所述培養(yǎng)箱內送入氧氣；
溫控單元，所述溫控單元控制所述培養(yǎng)箱內的溫度。
本發(fā)明的目的還在于提供了移動式擴培投菌水處理方法，也即上述移動式擴培投菌水處理裝置的工作方法，該發(fā)明目的通過以下技術方案得以實現：
根據上述的移動式擴培投菌水處理裝置的移動式擴培投菌水處理方法，所述移動式擴培投菌水處理方法包括以下步驟：
(A1)移動式擴培投菌水處理裝置放置于工作區(qū)水體中；
(A2)輸入單元將河水或湖水進入培養(yǎng)箱內；曝氣單元在培養(yǎng)箱內的底部曝氣；攪拌單元混合培養(yǎng)箱內的營養(yǎng)顆粒和水；
培養(yǎng)箱內為好氧狀態(tài)，進行好氧的硝化反應，將氨氮轉化為硝酸鹽；
激活水中的土著微生物，并擴大培養(yǎng)；
(A3)停止攪拌和曝氣，反應箱變?yōu)槿毖鯛顟B(tài)，進行反硝化作用，將硝酸鹽轉化為氮氣；
激活水中的土著微生物，并擴大培養(yǎng)；
(A4)輸出單元將培養(yǎng)箱內的混合有微生物的水送回到河或湖中，以凈化河水或湖水。
與現有技術相比，本發(fā)明具有的有益效果為：
1.培養(yǎng)箱內，微生物的激活、擴培、投放、擴散有序進行，穩(wěn)定性、連續(xù)性好；
2.微生物的存活率高，實現了微生物原位擴培；
3.微生物的投放率高，在一個培養(yǎng)箱內實現了硝化、反硝化過程，提高了氮元素轉化效率；
4.浮體與培養(yǎng)箱為一整體，具備可移動性，可直接放置于水面運行，在工程應用中方便安裝；且隨著水體移動，覆蓋面積逐漸大，提升了單臺裝置處理河水或湖水面積，加之自動擴培的特點，使其整體運行成本低。
附圖說明
參照附圖，本發(fā)明的公開內容將變得更易理解。本領域技術人員容易理解的是：這些附圖僅僅用于舉例說明本發(fā)明的技術方案，而并非意在對本發(fā)明的保護范圍構成限制。圖中：
圖1是根據本發(fā)明實施例的移動式擴培投菌水處理裝置的結構簡圖。
具體實施方式
圖1和以下說明描述了本發(fā)明的可選實施方式以教導本領域技術人員如何實施和再現本發(fā)明。為了教導本發(fā)明技術方案，已簡化或省略了一些常規(guī)方面。本領域技術人員應該理解源自這些實施方式的變型或替換將在本發(fā)明的范圍內。本領域技術人員應該理解下述特征能夠以各種方式組合以形成本發(fā)明的多個變型。由此，本發(fā)明并不局限于下述可選實施方式，而僅由權利要求和它們的等同物限定。
實施例1：
圖1示意性地給出了本發(fā)明實施例的移動式擴培投菌水處理裝置的結構簡圖，如圖1所示，所述移動式擴培投菌水處理裝置包括：
浮體，如浮筒；
培養(yǎng)箱，所述培養(yǎng)箱與所述浮體連接，使培養(yǎng)箱浮在水面上或懸在水中；所述培養(yǎng)箱內具有營養(yǎng)顆粒，營養(yǎng)顆粒上附著細菌；
輸入單元，如泵和管道的組合，所述輸入單元用于向所述培養(yǎng)箱內送入河水或湖水；
輸出單元，如泵和管道的組合，所述輸出單元用于將培養(yǎng)箱內的水輸入河或湖中；
攪拌單元，如機械攪拌或氣體攪拌等，所述攪拌單元用于混合營養(yǎng)顆粒和進入培養(yǎng)向內的水；
曝氣單元，所述曝氣單元向所述培養(yǎng)箱內送入氧氣；
溫控單元，所述溫控單元控制所述培養(yǎng)箱內的溫度，適于細菌擴培。
本發(fā)明實施例的移動式擴培投菌水處理方法，也即根據上述的移動式擴培投菌水處理裝置的工作方法，所述移動式擴培投菌水處理方法包括以下步驟：
(A1)移動式擴培投菌水處理裝置放置于工作區(qū)水體中，如河中、湖中等；
(A2)輸入單元將河水或湖水進入培養(yǎng)箱內；曝氣單元在培養(yǎng)箱內的底部曝氣；攪拌單元混合培養(yǎng)箱內的營養(yǎng)顆粒和水；
培養(yǎng)箱內為好氧狀態(tài)，進行好氧的硝化反應，將氨氮轉化為硝酸鹽；
激活水中的土著好氧微生物，并擴大培養(yǎng)；
(A3)停止攪拌和曝氣，反應箱變?yōu)槿毖鯛顟B(tài)，進行反硝化作用，將硝酸鹽轉化為氮氣；
激活水中的土著缺氧微生物，并擴大培養(yǎng)；
(A4)輸出單元將培養(yǎng)箱內的混合有微生物的水送回到河或湖中，以凈化河水或湖水。
實施例2：
根據本發(fā)明實施例1的移動式擴培投菌水處理裝置及方法的應用例。
在該應用例中，曝氣單元包括：增氧泵，所述增氧泵通過管道與納米微孔曝氣圈連通；納米微孔曝氣圈，所述納米微孔曝氣圈所述培養(yǎng)箱內的底部；所述攪拌單元與所述曝氣單元共用，利用進入培養(yǎng)向內的空氣去攪拌營養(yǎng)顆粒和水；輸入單元包括：蠕動泵，所述進水端連通河水或湖水，出水端連通管道；管道，所述管道深入到培養(yǎng)箱內的水面下；所述輸入單元和輸出單元共用；防雨罩，所述防雨罩設置在所述培養(yǎng)箱的上部；所述防雨罩固定在所述浮體上。
實施例3：
根據本發(fā)明實施例1的移動式擴培投菌水處理裝置及方法的應用例。
在該應用例中，使用120L微生物培養(yǎng)箱，處理規(guī)模100m3，進水為杭州?？低暸赃叺暮铀?，通過恒流泵模擬連續(xù)進出水，并記錄去除效率。裝置參數：營養(yǎng)顆粒密度為1.2g/ml，填充60kg營養(yǎng)顆粒，水流自下而上。水力停留時間為1.5h，流速為34L/h。曝氣控制為連續(xù)曝氣，空氣流量為26ml/min。
根據監(jiān)測數據，進水總氮8.143mg/L，出水總氮0.854mg/L，總氮去除率89.5％，平均每克營養(yǎng)顆粒的總氮去除速率為0.145mg/d。