一种地表水无机有机物非典型八卦阵多级深度生物处理系统及处理方法技术领域
本发明涉及一种地表水处理领域，其特征是采用八卦阵型厌氧/缺氧/好氧多种处理模式共存、多模式相互协同的生物处理方法与装置，特别对河道水的处理效果最佳。
背景技术
近年来，随着我国水污染治理的力度不断加大，水环境不断得到改善，但是地表水污染，尤其是河道、湖泊水污染仍十分严重。为了有效去除地表水中的污染物质，人们一直在研究地表水的处理方法,并取得了很好的效果。传统的河道曝气技术处理效果好、见效快,但需投入较多设备,且动力消耗大，运行成本高。200810058565.x公开了一种建在河流上的城市污水处理系统及设备，此发明在河流上设置拦污栅，接着拦污栅依次设置厌氧处理段、好氧处理段、分离段和排渣段，清水再经人工湿地进一步净化后流入湖泊或排除。201010298530.0公开了一种受污染地表水深度净化组合工艺方法及装置，污水通过管道泵入充填两种多孔悬浮型填料的多层滤料高效生物滤池，进行同步硝化反硝化反应；随后污水进入生物强化缺氧生物滤池反应器，进行缺氧条件下生化反应；随后处理液进入混凝沉淀池，在混凝剂作用下去除大部分悬浮物及部分有机物；沉淀池的上清液进入臭氧接触池，经臭氧氧化后进入好氧生物强化活性炭滤池反应器，污染物被活性炭吸附的同时被强化好氧微生物降解；最终，滤池出水进入清水池。本发明提出了一种地表水无机有机物非典型八卦阵多级深度生物处理系统和方法，工艺过程简单，设备构造简单，污染物在设备中停留时间长，处理效果好等优点，同时，整个设备是撬装式、可移动，并且具有旋转功能，特别适合河道水、湖泊水污染物的深度处理。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，解决现有的地表水治理技术存在的氮磷去除效果不充分、治理技术运行成本高等难题，提供一种能耗低、成本低，微生物主动挂膜、吹脱代谢产物，厌氧/缺氧/好氧多种处理模式共存、多种模式转变，并且整个过程自动控制的地表水多级深度生物处理方法。
为实现上述目的，本发明提供了一种地表水多级生物多级深度生物处理系统，其特征在于包括预处理系统、非典型八卦阵型多级深度生物处理系统。预处理系统主要过滤水中悬浮物，接着水逐步进入一组所述八卦阵型多级深度生物处理装置，使污染物逐级处理净化。
该发明的预处理系统是由一组或多组栅网过滤或大孔滤布组件组成的过滤系统。八卦阵型多级生物处理系统为由多个装置组成。所述缺氧、好氧模式均为曝气处理系统，可自动控制调节该模式的含氧量，厌氧装置设置工程菌种供给通道以及反洗通道。采用太阳光的光伏作用或风能转化为电能，为八卦阵型多级生物处理装置及整个装置直接提供动力，不需外加动力。
本发明提供的一种地表水多级深度生物处理方法，包括如下步骤：
（1）地表水经预处理系统过滤后进入多级生物系统，经过厌氧/缺氧/好氧多模式、多级组合处理，在厌氧阶段的水力停留时间为30-80min；
（2）生物处理装置的缺氧、好氧阶段中含氧量均由外置空气装置提供，并实现其含氧量的自动控制，水力停留时间分别为30-80min、30-80min,此外定期对生物处理装置进行反冲洗与微生物菌种的供给，以吹脱微生物代谢产物等杂质，以及保持生物膜净化装置中的生物量。
本发明所述非典型八卦阵型多级深度生物处理装置的填料采用浮石、活性炭等，颗粒大小为50-100mm3，填料高度为1-3m。所述的厌氧、缺氧、好氧阶段可以实现多模式组合，以及自动调节含氧量的比例。 所述的微生物代谢产物的吹脱采用水体自然流动。所述的厌氧、缺氧、好氧三层的菌种供给通道与反洗通道分别为一个通道，减少空间利用。
本发明的有益效果：针对现有地表水体治理技术存在的氮磷去除效果一般、治理技术运行成本高、治理周期长的难题，将厌氧/缺氧/好氧多种处理模式组合起来，通过多级生物处理与过滤的方法去除氨氮、有机物以及颗粒物和微生物，使其出水达到水标准。本发明采用八卦阵型多级生物处理方法及装置，实现厌氧/缺氧/好氧多种处理模式共存、多种模式转变，微生物主动挂膜、吹脱代谢产物，整个过程自动控制，降低能耗、成本低。
说明书附图
图1为本发明一种地表水无机有机物非典型八卦阵多级深度生物处理系统及处理方法工艺示意图。图1的生物处理系统由多个非典型八卦阵设备组成，每一个设备是一个单元结构，若干个单元结构组成了一个设备群，根据河道宽度、水深度和污染物状况，选择并安装不同数目的非典型八卦阵单元组件，普通河道选择10-100个，大型河道可以选择50-300个单元组件，每个单元组件之间有一定的距离。在运行中，单元组件之间相互协同，联合共同处理污染物。
图2为单个八卦阵设备组件的结构示意图。每一个非典型八卦阵设备由若干个浮动床单片箱体组件组成，每一个浮动床单片箱体组件为多孔通道结构，水可以自如流动通过，浮动床单片箱体内装有填料，若干个浮动单片箱体拼装成一个非典型八卦阵设备。每个八卦阵设备直径大约1-5m，每个浮动床单片箱体的高度、宽度和厚度随河道水深、水流速及污染物状况变化而变化。图2中1表示对浮动床单片厌氧、缺氧和好氧区域提供注入微生物、空气的管线；图2中2位固定旋转抽，应用于设备旋转和提供管线通道；图2中3为气囊，用于支撑设备浮力；图2中4为浮动床单片；图2中5为骨架，用于连接整个设备。图3为浮动床单片的详细结构，根据在水中浸入深度，形成厌氧区、缺氧区和好氧区，图3中6为给好氧区鼓空气；图3中7为缺氧区鼓空气；图3中8为给厌氧区提供工业微生物。浮动床单片靠骨架连接和气囊或浮力球支撑，同时，他们也可以通过此管道吹脱代谢物。图4为浮动床单片放入填料的示意图，根据河道水的特点确定填料的类型。图4中A为浮动床单片放入填料的刨面图，图4中B为其俯视图，图4中C为其侧面图，图4中D为浮动床单片与骨架连接方式。
具体实施方式
下面结合附图1和图2对本发明作进一步说明。
图1和图2给出了本发明一种地表水无机有机物非典型八卦阵多级深度生物处理系统及处理方法示意图。地表水处理过程如下：当污染水经过预处理系统后再进入图1的设备群，污染水依次经过一系列设备，这样污染物就相当于进入多级处理系统，可以根据污染物的特点以及河道水的特点旋转设备群的多少，同时设备属于旋转状态，大大强化了处理过程。经过此设备群污染物被有效降解。
下面进一步通过具体实例说明实施案例：
实施例1：A地区一河道应用于本发明组件进行处理。河道宽30米，水深2米，流速10米/分钟，沿着河道边缘安装本发明的设备组件5组，形成一个处理设备群，每个设备八卦阵组件直径3米，采用每一排放置两个八卦阵设备组件，每一组共放置10排，共放置20个八卦阵设备组件，间隔100米后放置另一组设备，共放置5组，总计达100个八卦阵设备组件，形成大约1公里的设备处理群。本实验中浮动床单片中放置活性炭填料，每隔7天给厌氧区注入一次工业微生物，好氧区通过不间断鼓空气促进污染物的降解。处理时间30天后，河道水清澈透亮，河道床上建立起了明显的生态系统，河道水的COD去除率为65%，TN去除率为70%。
实施例2：B地区一河道应用于本发明组件进行处理。河道宽50米，水深3米，流速10米/分钟，沿着河道边缘安装本发明的设备组件10组，形成一个处理设备群，每个设备八卦阵组件直径5米，采用每一排放置两个八卦阵设备组件，每一组共放置10排，共放置20个八卦阵设备组件，间隔100米后放置另一组设备，共放置10组，总计达200个八卦阵设备组件，形成大约1公里的设备处理群。本实验中浮动床单片中放置活性炭填料，每隔7天给厌氧区注入一次工业微生物，好氧区通过不间断鼓空气促进污染物的降解。处理时间50天后，河道水清澈透亮，河道床上建立起了明显的生态系统，河道水的COD去除率为75%，TN去除率为60%。
实施例3：C地区一河道应用于本发明组件进行处理。河道宽50米，水深3米，流速20米/分钟，沿着河道边缘安装本发明的设备组件15组，形成一个处理设备群，每个设备八卦阵组件直径4米，采用每一排放置两个八卦阵设备组件，每一组共放置10排，共放置20个八卦阵设备组件，间隔300米后放置另一组设备，共放置15组，总计达300个八卦阵设备组件，形成大约3公里的设备处理群。本实验中浮动床单片中放置活性炭填料，每隔7天给厌氧区注入一次工业微生物，好氧区通过不间断鼓空气促进污染物的降解。处理时间60天后，河道水清澈透亮，河道床上建立起了明显的生态系统，河道水的COD去除率为75%，TN去除率为60%。