本發(fā)明涉及一種基于功能及容量模塊化設(shè)計(jì)的非點(diǎn)源水質(zhì)凈化生物反應(yīng)器及其制作方法，屬于水質(zhì)凈化環(huán)境領(lǐng)域，可以用于非點(diǎn)源污染源的治理。

背景技術(shù)：

生物法是廢水處理技術(shù)中應(yīng)用最久最廣且相當(dāng)有效的一種方法，主要是利用水中微生物以有機(jī)物為營養(yǎng)物質(zhì)將水中的有機(jī)物氧化分解轉(zhuǎn)化為無機(jī)物，采取一定的人工方法，創(chuàng)造一個(gè)有利于微生物生長、繁殖的環(huán)境，使微生物大量繁殖，通過微生物的代謝作用，使廢水中呈溶解、膠體以及細(xì)微懸浮狀態(tài)的有機(jī)污染物，轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定、無害的無機(jī)物的廢水處理方法。

從研究的范圍上來看，生物反應(yīng)器目前己經(jīng)在多個(gè)領(lǐng)域得到應(yīng)用，如垃圾填埋場/堆肥瀝濾液處理、城市污水處理及回用、糞便污水處理、工業(yè)廢水處理，和飲用水生產(chǎn)等，用于去除污水中的化學(xué)需氧量(cod)、總氮(tn),氨氮、總磷(tp),硝酸鹽、亞硝酸鹽等水質(zhì)指標(biāo)。目前，有一種新型分格復(fù)合填料曝氣生物濾池(專利號:zl201320648450.2)，通過分格創(chuàng)造了缺氧和好氧環(huán)境，進(jìn)而提高了脫氮效率，同時(shí)采用3種不同粒徑的填料(復(fù)合填料)，提高過濾性能，強(qiáng)化了懸浮物的去除。若所需處理的污染源不斷變化，上述專利則需每次都制造相對應(yīng)的生物濾池，工藝流程較為繁瑣且造價(jià)較高。

生物反應(yīng)器技術(shù)傳統(tǒng)上屬于污水處理和水處理領(lǐng)域，但是無論是廢水還是原水的水質(zhì)以及流量都相對穩(wěn)定，或者隨季節(jié)、晝夜有著規(guī)律性的變化。然而，無論是農(nóng)業(yè)還是城市暴雨性形成的非點(diǎn)源污染在水量還是水質(zhì)，變化都更為明顯，需要有著更為靈活的技術(shù)方案。利用生物反應(yīng)器技術(shù)凈化農(nóng)田排水是一種利用原來的水質(zhì)凈化技術(shù)的一種嘗試，但是以農(nóng)田排水和城市徑流為代表的非點(diǎn)源在水量和水質(zhì)上都差別很大，成套的生物反應(yīng)器往往難以做到經(jīng)濟(jì)有效。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，針對非點(diǎn)源污染的特點(diǎn)，結(jié)合以下3個(gè)問題點(diǎn):1）非點(diǎn)源污染水質(zhì)特點(diǎn)及相應(yīng)的處理需求、2）非點(diǎn)源污染水量變化、3）填料組成及模塊單元設(shè)計(jì)方案，本發(fā)明提出一種基于功能及容量模塊化設(shè)計(jì)的非點(diǎn)源水質(zhì)凈化生物反應(yīng)器及其制作方法。本發(fā)明根據(jù)不同地區(qū)的農(nóng)田排水特點(diǎn)，采用模塊化設(shè)計(jì)，對于不同流量和水質(zhì)的排水特性，通過不同填料、不同數(shù)量的模塊組合，達(dá)到最佳和最經(jīng)濟(jì)的水質(zhì)凈化效果；同時(shí)，模塊化的設(shè)計(jì)有利于系統(tǒng)的維護(hù)、保養(yǎng)及布置。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種基于功能及容量模塊化設(shè)計(jì)的非點(diǎn)源水質(zhì)凈化生物反應(yīng)器，其特征是，該反應(yīng)器為長方體結(jié)構(gòu)，該反應(yīng)器內(nèi)沿長度方向設(shè)有若干單元填料模塊盒；該反應(yīng)器右側(cè)下部設(shè)有入流管，入流管伸入反應(yīng)器內(nèi)部并連接于最右端的單元填料模塊盒右側(cè)下部，且入流管與該單元填料模塊盒連通；該反應(yīng)器左側(cè)下部設(shè)有出流管，出流管伸入反應(yīng)器內(nèi)部并與最左端的單元填料模塊盒左側(cè)下部連接，且出流管與該單元填料模塊盒連通；該反應(yīng)器內(nèi)相鄰兩個(gè)單元填料模塊盒之間通過連接管連通，連接管的一端與右側(cè)單元填料模塊盒的左側(cè)上部連接，連接管的另一端與左側(cè)單元填料模塊盒的右側(cè)下部連接。

進(jìn)一步地，每個(gè)單元填料模塊盒內(nèi)放置不同的填料。

進(jìn)一步地，所述填料為活性炭、木屑、礦渣、煤渣。

進(jìn)一步地，所述反應(yīng)器為敞口式結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步地，所述單元填料模塊盒為敞口式結(jié)構(gòu)。

上述一種基于功能及容量模塊化設(shè)計(jì)的非點(diǎn)源水質(zhì)凈化生物反應(yīng)器的制作方法，其特征是，包括以下步驟：

1）制作單元：根據(jù)污水處理量確定單元填料模塊盒個(gè)數(shù)及具體尺寸，確定生物反應(yīng)器尺寸；

2）調(diào)查水質(zhì)和水文：所需處理的非點(diǎn)源污染物種類和含量；

3）確定介質(zhì)材料：根據(jù)所需處理的污水類型確定填料的種類；

4）確定介質(zhì)水力特性：根據(jù)所需處理的污水污染程度選擇填料粒徑；

5）確定單元組成：確定填料濃度，合理制定確定單元填料模塊盒組合順序；

6）安裝系統(tǒng)：將填料按濃度放入單元填料模塊盒中，并將單元填料模塊盒按事先擬定順序連接；

7）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后實(shí)測污水處理效果，如果滿足要求可以按照該系統(tǒng)處理；若不滿足，更改單元填料模塊盒組成，即改變填料的種類、數(shù)量，直到滿足污水處理要求為止。

本發(fā)明根據(jù)當(dāng)?shù)乇┯晏卣饕约凹陞^(qū)特性確定入流過程,以及填料特性確定生物反應(yīng)器尺寸；根據(jù)不同的處理需求設(shè)計(jì)填料盒單元大小且針對不同的水質(zhì)狀況采用不同填料的模塊，如為了加強(qiáng)n的去除，可以增加添加了活性炭的單元；而為了改善p去除，則可以增加添加鐵礦渣的單元；根據(jù)不同的水力需求，合理確定不同透水特性的材質(zhì)組成，如通過選用不同顆粒大小的有機(jī)物及礦物材料，調(diào)節(jié)生物反應(yīng)器的水力性能。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明采用室內(nèi)模塊化的方式，簡單易行、花費(fèi)較低、耗時(shí)較少。最重要的是，可以根據(jù)不同污水處理量選取單元組合。完全用生物除磷很難達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)脫氮除磷會使系統(tǒng)變得更為復(fù)雜，可以針對不同污染物使用不同的填料單元，從而提高去除效率。多個(gè)單元自由組合可以更好地控制環(huán)境條件，如ph、溫度等。

相對于背景技術(shù)中的專利案例，本發(fā)明采用含有不同填料的單元，可根據(jù)實(shí)際情況組合使用，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，且單元化更利于裝置的維修與保養(yǎng)。

隨著我國水資源保護(hù)和水環(huán)境的深入，以農(nóng)業(yè)污染為代表的非點(diǎn)源污染逐漸成為水質(zhì)改善的焦點(diǎn)。但是由于非點(diǎn)源污染的特點(diǎn)，難以采用傳統(tǒng)水處理技術(shù)的生物反應(yīng)器。本專利進(jìn)行模塊化，可以更有針對性地適用于變化更大的非點(diǎn)源治理。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的生物反應(yīng)器模型；

圖2為本發(fā)明單元填料模塊盒組成的示意圖；

圖3為填充介質(zhì)（填料）的篩選(分堆圖)；

圖中：1.反應(yīng)器、2.單元填料模塊盒、3.入流管、4.出流管、5.連接管。

具體實(shí)施方式

如圖2所示，一種基于功能及容量模塊化設(shè)計(jì)的非點(diǎn)源水質(zhì)凈化生物反應(yīng)器，該反應(yīng)器1為長方體結(jié)構(gòu)（敞口式結(jié)構(gòu)），該反應(yīng)器內(nèi)沿長度方向設(shè)有若干單元填料模塊盒（敞口式結(jié)構(gòu)）2，每個(gè)單元填料模塊盒內(nèi)放置不同的填料，該填料為活性炭、木屑、礦渣、煤渣等。

該反應(yīng)器右側(cè)下部設(shè)有入流管3，入流管伸入反應(yīng)器內(nèi)部并連接于最右端的單元填料模塊盒右側(cè)下部，且入流管與該單元填料模塊盒連通；該反應(yīng)器左側(cè)下部設(shè)有出流管4，出流管伸入反應(yīng)器內(nèi)部并與最左端的單元填料模塊盒左側(cè)下部連接，且出流管與該單元填料模塊盒連通；該反應(yīng)器內(nèi)相鄰兩個(gè)單元填料模塊盒之間通過連接管5連通，連接管的一端與右側(cè)單元填料模塊盒的左側(cè)上部連接，連接管的另一端與左側(cè)單元填料模塊盒的右側(cè)下部連接。

一種基于功能及容量模塊化設(shè)計(jì)的非點(diǎn)源水質(zhì)凈化生物反應(yīng)器的制作方法，其特征是，包括以下步驟：

1）制作單元：根據(jù)污水處理量確定單元個(gè)數(shù)及具體尺寸。

2）調(diào)查水質(zhì)和水文：所需處理的非點(diǎn)源污染物種類和含量。

3）確定介質(zhì)材料：根據(jù)所需處理的污水類型確定填料的種類，例如活性炭、礦渣、煤渣、木屑等。

4）確定介質(zhì)水力特性：根據(jù)所需處理的污水污染程度選擇填料粒徑。

5）確定單元組成：確定填料濃度，合理制定單元組合順序。

6）安裝系統(tǒng)：將填料按濃度放入單元中，并將單元按事先擬定順序連接。

7）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后實(shí)測污水處理效果，如果滿足要求可以按照該系統(tǒng)處理。若不滿足，更改單元組成(填料的種類、數(shù)量等)，直到滿足要求為止。

以上結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式作了說明，但這些說明不能被理解為限制了本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的保護(hù)范圍由隨附的權(quán)利要求書限定，任何在本發(fā)明權(quán)利要求基礎(chǔ)上的改動都是本發(fā)明的保護(hù)范圍。