專利名稱：用于水體修復(fù)的抗水力負(fù)荷微生物成膜裝置及反應(yīng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及環(huán)境生物技術(shù)以及水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于水體修復(fù) 的抗水力負(fù)荷微生物成膜裝置及反應(yīng)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
日趨嚴(yán)重的環(huán)境污染正威脅著人類賴以生存的水源水體。面對(duì)我國(guó)水資源現(xiàn)狀， 國(guó)家在出臺(tái)更為切實(shí)可行的治污減排相關(guān)措施和法規(guī)之外，對(duì)于已受污染或者正面臨污染 的水資源進(jìn)行修復(fù)更是重點(diǎn)。然而，現(xiàn)有的許多實(shí)驗(yàn)室研究成果在運(yùn)用于實(shí)際治理中遇到 瓶頸、我國(guó)遼闊的疆土使水資源治理所面臨的客觀條件差異較大以及較為落后的配套實(shí)施 等都是局限我國(guó)水資源保護(hù)及修復(fù)的重要原因，研發(fā)適合我國(guó)國(guó)情的水資源修復(fù)新技術(shù)及 思路是迫在眉睫的。目前在水體修復(fù)方面，國(guó)內(nèi)外運(yùn)用生物膜技術(shù)進(jìn)行修復(fù)因其高效快速、還可避開(kāi) 航運(yùn)、應(yīng)對(duì)突發(fā)水域事件的特點(diǎn)，正逐步取代傳統(tǒng)的水生植物修復(fù)技術(shù)。但現(xiàn)有的生物膜技 術(shù)對(duì)于地表水體流動(dòng)帶來(lái)的對(duì)于生物膜造成的水力負(fù)荷尚無(wú)應(yīng)對(duì)措施，限制生物膜修復(fù)技 術(shù)大范圍推廣，使得許多實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的成果無(wú)法應(yīng)用于實(shí)踐。因此，研究開(kāi)發(fā)出一種抗水力 負(fù)荷的高效微生物成膜裝置及反應(yīng)系統(tǒng)對(duì)保護(hù)地表水具有十分重要的意義。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種用于水體修復(fù)的抗水力負(fù)荷微生物 成膜裝置及反應(yīng)系統(tǒng)。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是該用于水體修復(fù)的抗水力負(fù)荷 微生物成膜裝置主要包括硬壁箱體和擋板，箱體內(nèi)盛放有多孔生物填料，箱體的側(cè)壁設(shè)有 與所述填料相匹配的填料孔，所述側(cè)壁中的迎水壁還設(shè)有疏水孔，迎水壁的兩側(cè)分別設(shè)有 滑槽軌道，所述擋板傾斜安裝于滑槽軌道上，該擋板位于迎水壁的下端。進(jìn)一步地，本實(shí)用新型所述箱體的迎水壁的外壁面呈內(nèi)凹形。進(jìn)一步地，本實(shí)用新型所述迎水壁的外表面設(shè)有豎直的凹槽，所述疏水孔分布于 該凹槽內(nèi)。本實(shí)用新型的含有微生物成膜裝置的反應(yīng)系統(tǒng)主要包括所述微生物成膜裝置和 坡?tīng)钜w，該坡?tīng)钜w的坡面與微生物成膜裝置的迎水壁相對(duì)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，構(gòu)建過(guò)程具有高重復(fù)性；2)運(yùn)用范疇廣，可根據(jù)實(shí)際治理需要選擇適合不同微生物吸附的多孔生物填料；3)裝置耐壓性強(qiáng)，擋板對(duì)于裝置基部的保護(hù)以及疏水孔的分流作用使得裝置可在 水力負(fù)荷達(dá)45 m3 πΓ2 Cf1的水流中穩(wěn)定運(yùn)行，硬壁箱體還可抵御小型沖擊物的撞擊；4)由于內(nèi)凹形側(cè)壁設(shè)計(jì)，水流受到迎水壁的阻擋后回旋形成一漩渦帶，達(dá)到進(jìn)一 步卸力的效果，增強(qiáng)了裝置內(nèi)生物膜的耐受性，不易脫落，具有持續(xù)修復(fù)效果；[0014]5)運(yùn)行成本低廉、可循環(huán)利用，裝置所有部件皆可經(jīng)加工處理后循環(huán)使用。
圖1是本實(shí)用新型微生物成膜裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型微生物成膜裝置的結(jié)構(gòu)俯瞰圖；圖3是本實(shí)用新型微生物成膜裝置的安裝有擋板的內(nèi)凹形迎水壁的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型含有微生物成膜裝置的反應(yīng)系統(tǒng)示意圖；圖中，1.硬壁箱體、2.擋板、3.多孔生物填料、4.填料孔、5.疏水孔、6.滑槽、7.豎 直凹槽、8.迎水壁、9.坡?tīng)钜w圖5是本實(shí)用新型微生物成膜裝置的工作原理圖。圖中，__ 水流方向，—— 水流在擋板阻擋下的受力分解，___^反作用力，》漩渦帶形成的位置。
具體實(shí)施方式
在圖1-2中，硬壁箱體1的各壁為硬質(zhì)材料，可以采用有機(jī)玻璃材質(zhì)。選擇硬壁箱 體1的至少一個(gè)側(cè)壁為裝置的迎水壁8 (迎水壁8正對(duì)水流方向)。在每個(gè)迎水壁8的兩側(cè) 分別設(shè)有滑槽軌道6，例如可以如圖1至圖3所示，在迎水壁8與其他相鄰側(cè)壁的結(jié)合處各 開(kāi)設(shè)一滑槽軌道6。相應(yīng)地，在擋板2上沿的兩側(cè)也各開(kāi)有一凹槽以與滑槽軌道6相匹配， 使得當(dāng)擋板2傾斜安裝于滑槽軌道6時(shí)，擋板2可以沿著滑槽軌道6滑動(dòng)。擋板2 —般位 于迎水壁8的下端。通過(guò)使擋板2沿滑槽軌道6滑動(dòng)可以調(diào)整硬壁箱體1直接承受水力沖 擊的面積及擋板2與迎水壁8之間的角度(一般情況下，當(dāng)水流水力負(fù)荷小于15 m3 HT2CT1, 可控制該角度大于60°以增大生物膜與水體直接接觸的面積；當(dāng)水流水力負(fù)荷大于35 m3 m_2 cf1，則可控制該角度小于45°以減小生物膜直接受到的水力負(fù)荷沖擊)。硬壁箱體1內(nèi) 部放置有多孔生物填料3 (可根據(jù)所需微生物理化性質(zhì)選擇多孔生物填料的種類)。硬壁箱 體1的側(cè)壁設(shè)有若干與多孔生物填料3相匹配的填料孔4，以使硬壁箱體1內(nèi)的多孔生物填 料3的末梢可通過(guò)側(cè)壁伸出硬壁箱體1 ；若硬壁箱體1選用有機(jī)玻璃材質(zhì)，則填料孔4可通 過(guò)粘有有機(jī)溶劑氯仿的大鋼針點(diǎn)扎而成。迎水壁8上設(shè)有疏水孔5，以使水流可經(jīng)疏水孔5 灌入硬形箱體1內(nèi)。疏水孔5的大小以硬壁箱體1中的多孔生物填料3整體無(wú)法脫離出該 箱體為宜。在圖1至圖3所示的結(jié)構(gòu)中，硬壁箱體1的四個(gè)側(cè)壁可由一正圓柱體等分為四個(gè) 部分后再反向相互結(jié)合而成，硬形箱體1的四個(gè)側(cè)壁的外壁面均呈內(nèi)凹形。若硬形箱體1 選用有機(jī)玻璃材質(zhì)，各側(cè)壁的結(jié)合處可通過(guò)有機(jī)溶劑氯仿涂布后黏合。作為側(cè)壁之一的迎 水壁8的內(nèi)凹形外表面上還設(shè)有豎直凹槽7，疏水孔5集中分布于豎直凹槽7內(nèi)。在圖4所示的實(shí)施例中，將本實(shí)用新型微生物成膜裝置安裝到具有一定水流速度 的河道內(nèi)，使迎水壁8面向水流的來(lái)向。在成膜裝置的上游設(shè)有坡?tīng)钜w9 (坡?tīng)钜w 9可以是具有一定落勢(shì)差的天然河床，也可以人工鋪著)，坡?tīng)钜w9的坡面與微生物成 膜裝置的迎水壁8相對(duì)。如圖5所示的工作原理圖中，根據(jù)具體水流負(fù)荷大小通過(guò)調(diào)節(jié)擋板2與硬壁箱體1 的相對(duì)位置，以形成較為穩(wěn)定的三個(gè)漩渦帶為宜，這樣可以較好地達(dá)到對(duì)水流的卸力效果， 保護(hù)本實(shí)用新型的整個(gè)微生物成膜裝置以及裝置內(nèi)的生物膜。具體地說(shuō)，坡?tīng)钜w9引導(dǎo)水流沖擊到位于迎水壁8底部的擋板2，水流受到擋板2的阻擋卸力分解后分為三個(gè)方 向流動(dòng)，一部分水流直接回旋形成一漩渦帶；另一部分水流則沿?fù)醢?直接與硬壁箱體1的 迎水壁8接觸，經(jīng)疏水孔5進(jìn)一步卸力的同時(shí)，由于硬壁箱體1的迎水壁8的外壁面呈內(nèi)凹 形，這部分水流受到迎水壁8的阻擋后回旋形成一漩渦帶；最后一部分水流經(jīng)擋板2避開(kāi)與 迎水壁8的直接接觸，同時(shí)造成該部分水流與未接觸的水流出現(xiàn)流向差異形成一漩渦帶。
權(quán)利要求一種用于水體修復(fù)的抗水力負(fù)荷微生物成膜裝置，其特征是包括硬壁箱體和擋板，所述箱體內(nèi)盛放有多孔生物填料，箱體的側(cè)壁設(shè)有與所述填料相匹配的填料孔，所述側(cè)壁中的迎水壁還設(shè)有疏水孔，迎水壁的兩側(cè)分別設(shè)有滑槽軌道，所述擋板傾斜安裝于滑槽軌道上，該擋板位于迎水壁的下端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于水體修復(fù)的抗水力負(fù)荷微生物成膜裝置，其特征是所 述箱體的迎水壁的外壁面呈內(nèi)凹形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于水體修復(fù)的抗水力負(fù)荷微生物成膜裝置，其特征是所 述迎水壁的外表面設(shè)有豎直的凹槽，所述疏水孔分布于該凹槽內(nèi)。
4.一種含有權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)的微生物成膜裝置的反應(yīng)系統(tǒng)，其特征是包括 所述微生物成膜裝置和坡?tīng)钜w，該坡?tīng)钜w的坡面與微生物成膜裝置的迎水壁相 對(duì)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于水體修復(fù)的抗水力負(fù)荷微生物成膜裝置及反應(yīng)系統(tǒng)，包括硬壁箱體和擋板，所述箱體內(nèi)盛放有多孔生物填料，箱體的側(cè)壁設(shè)有與所述填料相匹配的填料孔，所述側(cè)壁中的迎水壁還設(shè)有疏水孔，迎水壁的兩側(cè)分別設(shè)有滑槽軌道，所述擋板傾斜安裝于滑槽軌道上，該擋板位于迎水壁的下端。本實(shí)用新型可借助水體流動(dòng)本身的水力負(fù)荷形成多個(gè)漩渦帶，能夠在水力負(fù)荷小于等于45m3m-2d-1的條件下成功實(shí)現(xiàn)掛膜并達(dá)到修復(fù)效果；本實(shí)用新型可高效快速用于各種地表水體的原位生物膜修復(fù)，也可用于各種對(duì)抗水力負(fù)荷有要求的異位水體生物膜修復(fù)。
文檔編號(hào)C02F3/34GK201678509SQ20102004973
公開(kāi)日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2010年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月12日
發(fā)明者呂鎮(zhèn)梅, 孟智奇, 閔航 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)