一種抑制空調冷卻水軍團菌的裝置和方法
【專利摘要】本發明公開了一種抑制空調冷卻水軍團菌的裝置和方法。本發明裝置采用特殊的填料技術，并控制暗光條件，構造出有利于硝化菌等好氧有益微生物生長的環境，采用“在線篩選、在線培養有益生物，在線處理水體”的方法，構建微型生態系統，消化水體中的污染物，從根本上消除小球藻類生長的營養基礎，抑制藻類生長，破壞軍團菌的宿主阿米巴原蟲賴以生存的環境，從而達到抑制空調冷卻水軍團菌生長、水質改善、無害化治理的目的。本發明凈化空調冷卻水的同時，無污泥、無藻類產生，無化學添加，不造成二次污染。本發明抑制空調冷卻水軍團菌的裝置占地面積小，管理簡單，節約能耗，實現了水體就地凈化處理、高效處理的目的。
【專利說明】一種抑制空調冷卻水軍團菌的裝置和方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種抑制空調冷卻水軍團菌的裝置和方法。
【背景技術】
[0002]“軍團菌”最早是從美國退伍的老戰士身上發現的。1976年7月，在美國費城一間旅館內舉行退伍軍人會議，期間近200名與會者患上一種前所未見的肺炎和呼吸道感染病，導致29人死亡。病征是全身不適、頭痛、惡心嘔吐、腹瀉、肌肉疼痛、發燒、咳嗽，初時是干咳，其后有灰色或血色的濃痰，病情急促和猛烈，若不及時醫治，會死于肺炎及其他并發癥。經過幾個月的調查，并耗費200萬美元，終于發現病原是一種當時尚未被人認識的桿菌，后稱為“嗜肺性軍團菌”。由于這種病首次在退伍軍人身上發現，因此稱為“軍團病”。
[0003]集中空調系統冷卻塔水被軍團菌污染后，通過空調機入口、門窗和通風管被抽入室內或在冷卻塔一定范圍(200m內)形成氣溶膠，軍團菌通過含菌氣溶膠方式在空氣中播散并被人體吸入導致嚴重呼吸道感染。據世界衛生組織統計，截至2000年，世界各地因為中央空調造成的“軍團菌病”暴發已有30多起，感染2000多人，死亡幾百人。5月22日，廣東省衛生研究所公布的數據顯示，該所對廣州市的醫院、商場、地鐵、賓館等33處公共場所的中央空調進行檢測，結果14家被檢出軍團菌呈陽性。人體感染上這種病菌后極易引起肺部惡性疾病，這種肺病治療效果不佳，容易導致死亡。2003年SARS流行時期，國家疾控中心明令禁止開啟中央空調，就是這個原因。
[0004]采用傳統處理 方式滅殺、抑制軍團菌主要存在以下缺點:
1、使用氯消毒劑滅殺軍團菌雖有一定的效果，但長期投放含氯消毒劑進行消毒處理，藥效周期越來越短，微藻類和微生物的抗藥性不斷增強，藥量不斷加大，而消毒效果越來越差;
2、含氯消毒劑在露天冷卻塔的強烈散熱作用下極易揮發，難以維持穩定的含量，同時污染的冷卻塔的周邊環境；
3、長期投放消毒劑，會導致管道的嚴重及管件腐蝕；
4、化學加藥處理產生的污泥量大，污垢多，管道內生成的生物膜和水垢使消毒效果顯著下降；
5、化學加藥法傳統的靠人力來加藥對人體危害大，工作量大，難以實現合理的藥劑用量，存在滯后性；
6、化學加藥處理為了控制水中的鈣鎂離子，防止結垢，需經常跟換冷卻用水，造成水資源的浪費，且帶有化學物質的冷卻水排放將造成水環境污染。

【發明內容】

[0005]本發明的目的在于克服現有技術之不足，提供一種抑制空調冷卻水軍團菌的裝置和方法。
[0006]本發明所采取的技術方案是:一種抑制空調冷卻水軍團菌的裝置，包括封閉式的反應池，所述反應池自下至上用密布有孔洞的擋板分割為1#區、2#區和3#區；1#區側壁設有進水口，3#區側壁設有出水口，反應池底部設有曝氣系統；
所述1#區內設有花瓣狀填料、生物懸浮球填料和螺紋溝渠球形體填料，2#區內設有花瓣狀填料、YDT型彈性立體填料和螺旋條狀填料，3#區內設有螺紋溝渠球形體填料和螺旋條狀填料；
所述螺旋條狀填料包括成彎曲條狀的填料本體，填料本體包括呈連續“S”型的褶皺，所述褶皺的每個褶曲圍成供流體進入的半封閉空間；
所述螺紋溝渠球形體包括由若干連續且收縮卷曲的卷邊構成的球狀本體，所述球狀本體從中部向四周放射延伸，所述卷邊的表面密布有溝渠。
[0007]優選的，1#區、2#區和3#區的體積比為3~5:2~4:1。
[0008]優選的，1#區內花瓣狀填料、生物懸浮球填料和螺紋溝渠球形體填料的體積比為2~4:1:4~7，2#區內花瓣狀填料、YDT型彈性立體填料和螺旋條狀填料的體積比為1:4~6:2~3，3#區內螺紋溝渠球形體填料和螺旋條狀填料的體積比為6~8:1。
[0009]優選的，所述螺旋條狀填料的每個褶曲的內表面及外表面均密布設有溝渠。
[0010]優選的，1#區、2#區間擋板的孔徑大小為3~5mm ；2#區、3#區間擋板的孔徑大小為 0.1 ~Imnin
[0011]一種抑制空調冷卻 水軍團菌的方法，包括以下步驟:空調冷卻水自進水口進入抑制空調冷卻水軍團菌的裝置，開啟曝氣系統，水體自下而上依次溢流至1#區、2#區和3#區，處理完成后，由出水口排出；
抑制空調冷卻水軍團菌的裝置如上所述。
[0012]優選的，控制裝置內光線強度低于3001ux。
[0013]優選的，控制水流速度，使空調冷卻水在裝置內停留5~6h。
[0014]優選的，開啟曝氣系統，控制1#區產生的氣泡直徑為3.0~5.0mm, 2#區產生的氣泡直徑為0.5~1.5mm, 3#區產生的氣泡直徑為0.5~1.0_。
[0015]本發明的有益效果是:
本發明裝置采用特殊的填料技術，并控制暗光條件，構造出有利于硝化菌等好氧有益微生物生長的環境，采用“在線篩選、在線培養有益生物，在線處理水體”的方法，構建微型生態系統，消化水體中的污染物，從根本上消除小球藻類生長的營養基礎，抑制藻類生長，破壞軍團菌的宿主阿米巴原蟲賴以生存的環境，從而達到抑制空調冷卻水軍團菌生長、水質改善、無害化治理的目的。
[0016]本發明凈化空調冷卻水的同時，無污泥、無藻類產生，無化學添加，不造成二次污染。
[0017]本發明抑制空調冷卻水軍團菌的裝置占地面積小，管理簡單，節約能耗，實現了水體就地凈化處理、高效處理的目的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為抑制空調冷卻水車團囷的裝直不意圖。
[0019]圖2為生物填料示意圖，其中，A為花瓣狀填料，B為生物懸浮球填料，C為螺紋溝渠球形體填料，D為YDT型彈性立體填料，E為螺旋條狀填料。
[0020]圖3為螺旋條狀填料的結構示意圖。
[0021]圖4為螺紋溝渠球形體填料的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0022]如圖1所示，本發明抑制空調冷卻水軍團菌的裝置包括封閉式的反應池1，所述反應池自下至上用密布有孔洞的擋板8分割為1#區2、2#區3和3#區4 ;1#區2的側壁設有進水口 5，3#區4的側壁設有出水口 6，反應池底部設有曝氣系統7。空調冷卻水自進水口5進入該裝置，水體通過擋板的孔洞自下而上依次溢流至1#區、2#區和3#區，完成處理后，由出水口 6排出。
[0023]該裝置在1#區、2#區和3#區內設置了不同的生物填料9，其中，1#區內設有花瓣狀填料(圖2-A)、生物懸浮球填料(圖2-B)和螺紋溝渠球形體填料(圖2-C)，2#區內設有花瓣狀填料(圖2-A)、YDT型彈性立體填料(圖2-D)和螺旋條狀填料(圖2-E)，3#區內設有螺紋溝渠球形體填料(圖2-C)和螺旋條狀填料(圖2-E)； 如圖2所示，花瓣狀填料(一種新型生物填料及其制作方法，申請號201110385624.6)(A):花瓣狀填料比較面積較大，有利于具有脫氮作用的固氮弧菌屬、類硝化螺菌的生長，進行硝化反應，將水體中的氮轉換成硝酸氮。
[0024]生物懸浮球填料(B):該填料基質為松果狀，填料具有較大的內部空間，可使氣液在空腔內循環混合，利于水氣的充分接觸融合，當優勢菌種進入到生物懸浮球填料的空腔內時，其高氧環境容易使菌種迅速繁殖而形成種群優勢。
[0025]YDT型彈性立體填料(D):該填料為絨毛狀，每個單獨填料絨毛數約100~200，長約40~50cm。YDT型彈性立體填料有利于具有脫氮作用的反硝化生絲微菌屬的生長，將硝酸氮轉換成氮氣。
[0026]上述三種填料可通過商業渠道購買獲得，或可自主生產加工。
[0027]螺紋溝渠球形體填料(C):如圖3所示，該填料與常規花瓣狀填料不同，包括由若干連續且收縮卷曲的卷邊10構成的球狀本體，所述球狀本體從中部向四周放射延伸，所述卷邊10的表面密布有溝渠11。卷邊10表面密布的溝渠11極大的增加了填料表面的粗糙度，有利于截留環境中的有益生物，并在穩定附著在表面形成生物膜，即使在外界介質的沖刷下生物膜也不容易脫落，同時眾多的溝渠增加了填料的比表面積，增加填料中生物附著量，提高了處理效率。該填料球狀本體的比表面積達6~8 X 10_2m2/g，較常規花瓣狀填料增加了 40% ~50%ο
[0028]螺旋條狀填料(E):如圖4所示，該填料包括成彎曲條狀的填料本體，所述填料本體包括呈連續“S”型的褶皺，所述褶皺的每個褶曲12圍成供流體進入的半封閉空間，所述褶皺的表面形成微生物附著面，同時在填料內形成間隔的多個厭氧、缺氧、好氧區，可促進菌群高效穩定運作。更優化的，所述每個褶曲12的內表面及外表面均密布設有溝渠13，溝渠13的存在極大增加了填料本體的表面粗糙度，有利于截流水體環境中的有益生物，并且使得有益生物得以穩定附著在表面形成生物膜，即使在水流的沖刷下生物膜也不容易脫落導致水質受影響。同時眾多的溝渠13增加了填料的比表面積，從而增加填料中有益生物的附著量，提高處理效率。填料本體的比表面積達10~15X 10_2m2/g，較螺紋溝渠球形體填料增加了 10%~15%。當水流流經褶曲12時，在褶曲12圍成的半封閉空間內打轉而形成漩渦，并且與水、氣充分混合，有效的提高了水和氣體的利用率，提高處理效率。同時，彎曲條狀的填料本體在散裝堆填時，其彎曲與褶皺相互疊合，形成穩固的一體，在快速或大水量的沖擊下時，不易形成翻滾，可有效保護填料表面附著的生物膜，確保生物膜的穩定性。
[0029]本發明采用上述特別的生物填料，通過特殊的溝壑構造，形成多條彎曲水流，增加水、氣和填料的接觸時間，在填料表面迅速附著培養有益的生物群落，形成種群優勢，達到快速高效降解水體中污染物的目的，并提高抗沖擊的能力和水體處理能力。
[0030]優選的，控制裝置內光線強度低于300 lux，為了強化暗光效果，該裝置采用密閉系統，僅預留水進出口、出水口，與外部空間連接、連通，確保內部處于暗光狀態。
[0031]進一步的，利用曝氣系統進行底部集中曝氣，結合擋板孔徑的大小，控制各區溶解氧的變化，裝置內自下至上1#區的溶解氧含量最高，3#區的溶解氧含量最低，從而有效抑制厭氧微生物及病菌的生存、促進好氧微生物迅速生長、控制微生物種群結構及防止水質惡化。
[0032]通過擋板的孔徑大小來控制各分區的氣泡大小，優選的，1#區、2#區間擋板的孔徑大小為3~5mm ；2#區、3#區間擋板的孔徑大小為0.1~1mm。1#區產生的氣泡直徑為3~5_，2#區產生的氣泡直徑為0.5~1.5mm, 3#區產生的氣泡直徑為0.5~1.0_。
[0033]本發明水體處理過程中，通過控制暗光條件，在抑制空調冷卻水軍團菌的裝置的有限空間內，1#、2#、3#三個區域內的填料表面迅速附著富集了高級、中級及低級的生物群，形成完整的微型生態系統.Λ#區附著的生物以微生物群落為主，對污水中易降解的污染物進行快速降解以及將大分子降解成小分子物質;2#區附著的生物以細小動物為主，主要對微生物的排泄物、尸體及部分難降解物質進一步降解;3#區附著的生物以小動物為主，可對前兩個區域產生的微生物或細小動物的尸體進行吞噬，同時對難降解的物質進行再次分解,達到凈化水質和氣體的目的。
[0034]綜上所述，本發明裝置采用特殊的填料技術，并控制暗光條件，構造出有利于硝化菌等好氧有益微生物生長的環境，采用“在線篩選、在線培養有益微生物，在線處理水體”的方法，構建微型生態系統，消化水體中的污染物，從根本上消除小球藻類生長的營養基礎，抑制藻類的生長，破壞軍團菌的宿主阿米巴原蟲賴以生存的環境，從而達到空調冷卻水無害化治理、水質改善、抑制軍團菌的目的。
[0035]下面結合具體實施例，進一步闡述本
【發明內容】
。
[0036]實施例1
(I)工藝參數如下:
抑制空調冷卻水軍團菌的裝置1#區、2#區和3#區的體積比為4:3:1。
[0037]1#區:花瓣狀填料、生物懸浮球填料和螺紋溝渠球形體填料的體積比=4:1:4，曝氣產生的氣泡直徑為4_ ；
2#區:花瓣狀填料、YDT型彈性立體填料和螺旋條狀填料的體積比=1:5:3，曝氣產生的氣泡直徑為1mm ；
3#區:螺紋溝渠球形體填料和螺旋條狀填料的體積比=6:1，曝氣產生的氣泡直徑為
Imm0
[0038] 1#區、2#區間擋板孔徑為3mm ;2#區、3#區間擋板孔徑為1mm。
[0039]填料容積:共1.5m3。
[0040]處理溫度:28.3 °C。
[0041]光線強度低于300 lux。
[0042]處理污水總量:0.3m3/h。
[0043]污水停留時間:5h。
[0044](2)處理結果如下:
進水濃度:C0D:70.3mg/L ；TN:6.61mg/L ；TP:5.17mg/L ；TSS:130mg/L ;總葉綠素濃度:190.60ug/L。
[0045]出水濃度:C0D:12.4mg/L ；TN:2.lOmg/L ；TP:0.381mg/L ；TSS:10mg/L ;總葉綠素濃度:14.19ug/L。
[0046]空調冷卻水排出后，分別自1#區、2#區和3#區中的不同位置隨機取10個填料，顯微鏡下分析附著其上的生物群落，鏡檢發現，1#區附著有大量以菌膠團、聚磷菌、硝化菌為主的微生物;2#區附著有大量的鐘蟲、輪蟲、熊蟲、瓢體蟲等細小生物;3#區附著有大量鹵蟲、水蛭綱、多足綱幼蟲等小動物。
[0047]實施例2
(1)工藝參數如下:
抑制空調冷卻水軍團菌的裝置1#區、2#區和3#區的體積比為5:4:1。
[0048]1#區:花瓣狀填料、生物懸浮球填料和螺紋溝渠球形體填料的體積比=2:1:6，曝氣產生的氣泡直徑為3mm ；
2#區:花瓣狀填料、YDT型彈性立體填料和螺旋條狀填料的體積比=1:4:2，曝氣產生的氣泡直徑為0.8mm ；
3#區:螺紋溝渠球形體填料和螺旋條狀填料的體積比=8:1，曝氣產生的氣泡直徑為
0.5mmο
[0049]1#區、2#區間擋板孔徑為4mm ；
2#區、3#區間擋板孔徑為0.5mm。
[0050]填料容積:共2m3。
[0051]處理溫度:29.4°C。
[0052]光線強度低于300 lux。
[0053]處理污水總量:0.31m3/h。
[0054]污水停留時間:6h。
[0055](2)處理結果如下:
進水濃度:C0D:112mg/L ;TN:14.7mg/L ；TP:6.31mg/L ；TSS:98mg/L ;總葉綠素濃度:240.55ug/L。
[0056]出水濃度:C0D:15.3mg/L ；TN:2.84mg/L ；TP:0.292mg/L ；TSS:8mg/L ;總葉綠素濃度:16.58ug/L。
[0057]空調冷卻水排出后，分別自1#區、2#區和3#區中的不同位置隨機取10個填料，顯微鏡下分析附著其上的生物群落，鏡檢發現，1#區附著有大量以菌膠團、聚磷菌、類硝化螺菌、絲狀菌為主的微生物;2#區附著有大量的鐘蟲、輪蟲、熊蟲、鼬蟲等細小生物;3#區附著有大量鹵蟲、水蛭綱、多足綱幼蟲等小動物。
[0058]實施例3
(I)工藝參數如下:
抑制空調冷卻水軍團菌的裝置1#區、2#區和3#區的體積比為3:2:1。
[0059]1#區:花瓣狀填料、生物懸浮球填料和螺紋溝渠球形體填料的體積比=3:1:7，曝氣產生的氣泡直徑為5mm ；
2#區:花瓣狀填料、YDT型彈性立體填料和螺旋條狀填料的體積比=1:6:3，曝氣產生的氣泡直徑為1.5mm ;
3#區:螺紋溝渠球形體填料和螺旋條狀填料的體積比=7:1，曝氣產生的氣泡直徑為0.8mmο
[0060]1#區、2#區間擋板孔徑為5mm ;
2#區、3#區間擋板孔徑為0.1mm。
[0061]填料容積:共1.5m3。
[0062]處理溫度:32.6 °C。
[0063]光線強度低于300 lux。
[0064]處理污水總量:0.25m3/h。
[0065]污水停留時間:6h。
[0066](2)處理結果如下:
進水濃度:C0D:162mg/L ；TN:17.lmg/L ；TP:7.04mg/L ；TSS: 160mg/L ;總葉綠素濃度:282.54ug/L。
[0067]出水濃度:C0D:14.8mg/L ;TN:1.96mg/L ；TP:0.256mg/L ；TSS:10mg/L ;總葉綠素濃度:16.38ug/L。
【權利要求】
1.一種抑制空調冷卻水軍團菌的裝置，包括封閉式的反應池，所述反應池自下至上用密布有孔洞的擋板分割為1#區、2#區和3#區;1#區側壁設有進水口，3#區側壁設有出水口，反應池底部設有曝氣系統； 所述1#區內設有花瓣狀填料、生物懸浮球填料和螺紋溝渠球形體填料，2#區內設有花瓣狀填料、YDT型彈性立體填料和螺旋條狀填料，3#區內設有螺紋溝渠球形體填料和螺旋條狀填料； 所述螺旋條狀填料包括成彎曲條狀的填料本體，填料本體包括呈連續“S”型的褶皺，所述褶皺的每個褶曲圍成供流體進入的半封閉空間； 所述螺紋溝渠球形體包括由若干連續且收縮卷曲的卷邊構成的球狀本體，所述球狀本體從中部向四周放射延伸，所述卷邊的表面密布有溝渠。
2.根據權利要求1所 述的裝置，其特征在于:1#區、2#區和3#區的體積比為3~5:.2 ~4:1。
3.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于:1#區內花瓣狀填料、生物懸浮球填料和螺紋溝渠球形體填料的體積比為2~4:1:4~7，2#區內花瓣狀填料、YDT型彈性立體填料和螺旋條狀填料的體積比為1:4~6:2~3，3#區內螺紋溝渠球形體填料和螺旋條狀填料的體積比為6~8:1。
4.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于:所述螺旋條狀填料的每個褶曲的內表面及外表面均密布設有溝渠。
5.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于:1#區、2#區間擋板的孔徑大小為3~5_;.2#區、3#區間擋板的孔徑大小為0.1~1mm。
6.一種抑制空調冷卻水軍團菌的方法，包括以下步驟:空調冷卻水自進水口進入抑制空調冷卻水軍團菌的裝置，開啟曝氣系統，水體自下而上依次溢流至1#區、2#區和3#區，處理完成后，由出水口排出； 所述抑制空調冷卻水軍團菌的裝置如權利要求1~5任意一項所述。
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于:控制裝置內光線強度低于3001UX。
8.根據權利要求6所述的方法，其特征在于:控制水流速度，使空調冷卻水在裝置內停留5~6h。
9.根據權利要求6所述的方法，其特征在于:開啟曝氣系統，控制1#區產生的氣泡直徑為3.0~5.0mm, 2#區產生的氣泡直徑為0.5~1.5mm, 3#區產生的氣泡直徑為0.5~.1.0mm
【文檔編號】C02F3/02GK103951036SQ201410131250
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月2日 優先權日:2014年4月2日
【發明者】黃金洲, 林榮斌, 胡元成, 黃運鵬, 王利榮, 劉小苑 申請人:廣州市賽特檢測有限公司