一种生活污水处理实验装置

1.本发明涉及环境工程技术领域，具体为一种生活污水处理实验装置。


背景技术：

2.生活污水生物处理技术和设备从早期单纯的好氧生物氧化法，到单纯的厌氧法，到ao组合法，直到目前广泛流行的a2o法，已经能够相当好地清除污水中的氮和碳污染物。对于污水中的磷a2o法声称通过聚磷细菌的作用可以去除污水中的磷。大型污水处理系统通过精细运维控制或可以通过纯生物处理较好地除磷，但实践表明许多中小型a2o系统的生物除磷很不稳定，大都需要依靠末端化学沉淀才能真正达到磷的排放标准。
3.生物除磷是利用聚磷菌的超量磷吸收现象。聚磷菌在好氧条件下吸收的磷大大超过在厌氧条件下释放的磷。通过排放剩余污泥，被细菌过量摄取的磷也将随之排出系统，从而达到除磷效果。为了达到好的除磷效果，除了必须满足厌氧区严格的厌氧环境和好氧区充足的溶解氧条件，硝态氮的存在也会消耗有机基质而抑制聚磷菌对磷的释放，进而影响好氧条件下聚磷菌对磷的吸收。总之欲达到满意的除磷效果，从厌氧、好氧到硝化和反硝化各个阶段都必须处于最佳状态，这对流量和养分不稳定的中小型污水处理系统而言往往难以满足，因而中小型a2o系统实际除磷效果离理想状态往往很远。
4.河湖水体中磷含量高的最明显后果是蓝藻爆发，造成蓝藻水华所带来的一系列污染后果。蓝藻对磷及其敏感，只要水温和光照合适，磷就是蓝藻爆发的控制因素，因为蓝藻生长所需的碳和氮都能够从空气中获得。蓝藻也是磷含量最高的一类植物，理论上应该可以利用蓝藻吸收污水中的磷从而达到除磷的目的，就像利用湿地就能除磷。但湿地需要占据广大的水域面积，其除磷效果受到气候、季节和地域限制。能否将藻类除磷开发成像厌氧和好氧处理类似效率的过程，需要专门的实验研究。为了通过系统实验获知藻类处理污水的条件和效率，需要专门的实验装置。目前尚未见有任何针对藻类特点实验装置。


技术实现要素：

5.本部分的目的在于概述本发明的实施方式的一些方面以及简要介绍一些较佳实施方式。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
6.鉴于现有的技术中存在的问题，提出了本发明。
7.因此，本发明的目的是提供一种生活污水处理实验装置，特别为实验研究蓝藻爆发式生长而研发，具备实验研究藻类爆发式生长条件及其污水处理效果的各种功能。
8.为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：一种生活污水处理实验装置，其包括藻类生长水池，水循环装置，充气和气浮装置，恒温装置，人工光照装置以及固废收集槽；其中，
所述藻类生长水池具有衡定的平面面积和体积，其一侧设溢流水槽和溢流隔板，所述溢流隔板的一侧设置有固废溢流口，所述藻类生长水池的底部设置有水循环装置，所述藻类生长水池中层均匀设置人工光照装置，所述溢流水槽的前表面设置有恒温装置，所述固废收集槽设置于溢流水槽外侧壁上。
9.作为本发明所述的一种生活污水处理实验装置的一种优选方案，其中：所述水循环装置包括循环管道、进水管、循环泵和分配管。
10.作为本发明所述的一种生活污水处理实验装置的一种优选方案，其中：所述充气和气浮装置包括加气管、分配气管、气泵。
11.作为本发明所述的一种生活污水处理实验装置的一种优选方案，其中：所述恒温装置包括电热棒，温度传感器和可预设温控电源。
12.作为本发明所述的一种生活污水处理实验装置的一种优选方案，其中：所述人工光照装置主要包括光照管，所述光照管内部安装有多种光源包括荧光灯，led灯珠。
13.作为本发明所述的一种生活污水处理实验装置的一种优选方案，其中：所述藻类生长水池中均匀放置填料。
14.作为本发明所述的一种生活污水处理实验装置的一种优选方案，其中：所述藻类生长水池和溢流隔板上沿高度不高于固废溢流口的高度。
15.作为本发明所述的一种生活污水处理实验装置的一种优选方案，其中：所述藻类生长水池可以方便地用透光材料覆盖上方进行保温保湿，其四周和底板可以方便地用保温材料保温以减少低温季节和时段的能耗。
16.与现有技术相比，本发明的有益效果是：将藻类生长的研究带到实验室，便于详细观察，采样，研究藻类生长，尤其爆发式生长的各种条件，为开发藻类爆发式生长用于污水处理工艺提供参考。
17.藻类生长水池具有规则而确定的平面面积，便于实验所得污水处理参数的计算和应用。
18.藻类生长水池具有填料存在状况下阳光所能到达的全部深度，极大地减小了藻类生长水池的深度，同时仍可以最大程度地利用自然太阳光进行光合作用，使得实验所得结果更准确并具实用参考价值。
19.藻类生长水池中层设置高透光密封管，方便试验各种人工光源的光合作用效果和参数。
20.藻类生长水池底部均匀设置布水管网，循环进水管为多孔通长管道，因而水循环更为均匀，更好地保证水体的成分和温度均匀，不仅优化藻类生长和污水处理条件，由此得到的实验结果也更为准确并具实用参考价值。
21.藻类生长水池水循环从底部均匀向上流动，可以通过循环水流和充气及时将衰老的藻类带至水面并溢流排出，因而本发明实验装置除了可用于批次处理研究藻类生长条件和速率外，也可用于动态和连续研究藻类生长及其污水处理的效果。
22.藻类生长水池侧边设置溢流隔板，水体循环时能有效阻止填料流失，并保持藻类生长水池中活性藻类的浓度。
23.藻类生长水池通过上方加盖方便地达到保温防蒸发的效果，配合以加热装置，使得气温较低的季节和时段也能进行实验研究，研究人工加热和人工光照条件下藻类处理污
水的能力。加热管位于循环槽，使得水温更为均匀。
24.实验装置侧壁设置藻类固废收集槽，方便全量收集藻类固废，以便更好地进行固废排放量和应用研究，为工程计算和设计提供准确参数。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将结合附图和详细实施方式对本发明进行详细说明，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：图1为本发明的左侧立体示意图。
26.图2为本发明的右侧立体示意图。
27.图3为本发明装置的上视示意图。
28.图中；1-藻类生长池，2-溢流水槽，3-溢流隔板，4-固废溢流口，5-循环管道，6-循环泵，7-分配管，8-进液管，9-吹气接口，10-固废收集槽，11-光照管，12-加热管。
实施方式
29.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
30.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。
31.其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施方式时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
32.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
33.本发明提供如下技术方案：一种生活污水处理实验装置，特别为实验研究蓝藻爆发式生长而研发，具备实验研究藻类爆发式生长条件及其污水处理效果的各种功能；图1至图3示出的是本发明一种生活污水处理实验装置一种实施例的结构示意图；实时1一种生活污水处理实验装置，其包括藻类生长水池1，水循环装置，充气和气浮装置，恒温装置12，人工光照装置以及固废收集槽10；其中，所述藻类生长水池1具有衡定的平面面积和体积，其一侧设溢流水槽2和溢流隔板3，所述溢流隔板3的一侧设置有固废溢流口4，所述藻类生长水池1的底部设置有水循环装置，所述藻类生长水池1中层均匀设置人工光照装置，所述溢流水槽2的前表面设置有恒温装置12，所述固废收集槽10设置于溢流水槽2外侧壁上。
34.所述水循环装置包括循环管道5、进水管8、循环泵6和分配管7。
35.所述充气和气浮装置包括加气管、分配气管、气泵。
36.所述恒温装置12包括电热棒，温度传感器和可预设温控电源。
37.所述人工光照装置主要包括光照管11，所述光照管11内部安装有多种光源包括荧光灯，led灯珠。
38.所述藻类生长水池1中均匀放置填料。
39.所述藻类生长水池1和溢流隔板3上沿高度不高于固废溢流口4的高度。
40.所述藻类生长水池1可以方便地用透光材料覆盖上方进行保温保湿，其四周和底板可以方便地用保温材料保温以减少低温季节和时段的能耗。
41.实例1是应用本发明实验装置进行生活污水批次处理的实验，研究藻类品种、生长条件、生长速率。
42.将实验装置置于室外露天阳光充足处，于藻类生长水池1中放入填料，使得填料均匀充满整个藻类生长水池。取化粪池上清液注满藻类生长水池1和溢流水槽2，水位高于溢流隔板3的上沿而低于固废溢流口4；同时取水样测定各类参数，包括各类污染物浓度；加入实验所选藻类菌种，开动循环泵进行初始水循环，使得藻类菌种均匀分布。设置循环泵6的运行程序，连续或间歇性定时水循环，每天至少循环6次。
43.定时测定水体中不同深度和位置的各类物理参数，包括光照强度，温度，溶氧度，ph和各阶段化学参数。视蒸发情况及时对水池补水确保水循环正常。
44.每天测定藻类浓度，可以发现水温稳定在30度左右时藻类浓度作指数式增长，并在一周左右达到动态平衡而不再增加。
45.实例2是实例1的延续。在高温条件下生长一周后，藻类开始部分死亡，其尸体会漂浮于水面形成水华。此后每天进行不少于一次的藻类固体排污，在傍晚太阳落山后进行。此时慢慢加入新的废水直至水位与固废溢流口4持平，开启水循环并同时充气。在藻类生长水池底部的均匀分布的分配管7的作用下能观察到藻类全面均匀地上浮并流入溢流水槽，那些维持漂浮的藻类被方便地刮入固废收集槽10。
46.实例3是实例2的延续。在实例2采用自然光光合作用的实验后，夜间增加人工光和作用研究。采用加热管12对水体进行恒温加热，通过加盖和保温降低电加热功耗。于光照管11中放入欲试验之光源，分别就光源类型，光源密度，波长，功率等进行实验研究，通过取样分析人工光源时段内各污染物浓度的变化求得特定藻类最经济有效的人工光特征，包括波长和功率。
47.虽然在上文中已经参考实施方式对本发明进行了描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的实施方式中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施方式，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

技术特征：
1.一种生活污水处理实验装置，其特征在于：包括藻类生长水池（1），水循环装置，充气和气浮装置，恒温装置（12），人工光照装置以及固废收集槽（10）；其中，所述藻类生长水池（1）具有衡定的平面面积和体积，其一侧设溢流水槽（2）和溢流隔板（3），所述溢流隔板（3）位于溢流槽与藻类生长池的中间溢流隔板的一侧设置有固废溢流口（4），所述藻类生长水池（1）的底部设置有水循环装置，所述藻类生长水池（1）中层均匀设置人工光照装置，所述溢流水槽（2）的前表面设置有恒温装置（12），所述固废收集槽（10）设置于溢流水槽（2）外侧壁上。2.根据权利要求1所述的一种生活污水处理实验装置，其特征在于：所述水循环装置包括循环管道（5）、进水管（8）、循环泵（6）和分配管（7）。3.根据权利要求1所述的一种生活污水处理实验装置，其特征在于：所述充气和气浮装置包括加气管、分配气管、气泵。4.根据权利要求1所述的一种生活污水处理实验装置，其特征在于：所述恒温装置（12）包括电热棒，温度传感器和可预设温控电源。5.根据权利要求1所述的一种生活污水处理实验装置，其特征在于：所述人工光照装置主要包括光照管（11），所述光照管（11）内部安装有多种光源包括荧光灯，led灯珠。6.根据权利要求1所述的一种生活污水处理实验装置，其特征在于：所述藻类生长水池（1）中均匀放置填料。7.根据权利要求1所述的一种生活污水处理实验装置，其特征在于：所述藻类生长水池（1）和溢流隔板（3）上沿高度均高于固废溢流口（4）的高度。8.根据权利要求1所述的一种生活污水处理实验装置，其特征在于：所述藻类生长水池（1）可以方便地用透光材料覆盖上方进行保温保湿，其四周和底板可以方便地用保温材料保温以减少低温季节和时段的能耗。

技术总结
本发明属于环境工程技术领域，具体为一种生活污水处理实验装置，包括藻类生长水池，水循环装置，充气和气浮装置，恒温装置，人工光照装置以及固废收集槽；其中，所述藻类生长水池具有衡定的平面面积和体积，其一侧设溢流水槽和溢流隔板，所述溢流隔板的一侧设置有固废溢流口，所述藻类生长水池的底部设置有水循环装置，所述藻类生长水池中层均匀设置人工光照装置，所述溢流水槽的前表面设置有加热恒温装置，所述固废收集槽设置于溢流水槽外侧壁上；其结构合理，特别为实验研究蓝藻爆发式生长而研发，具备实验研究藻类爆发式生长条件及其污水处理效果的各种功能。水处理效果的各种功能。水处理效果的各种功能。


技术研发人员：陈琪新 张宇杰 刘良英
受保护的技术使用者：暨南大学
技术研发日：2023.05.23
技术公布日：2023/8/23