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[推广]河南亚神环保科技有限公司关于《YSH北方垂直潜流式人工湿地净化污水技术》和《YSH高效微生物菌群组合剂技术》发明专利技术简介
http://www.chinaenvironment.com  2009-6-4  中国环保网   
 
  董事长  王培名

  中国经济专家

  我公司在学习借鉴国内外先进的污水处理技术和利用微生物处理污水技术的基础上,利用学、研、产相结合的办法,经过六年多研发、试验,自主创新发明了先进科学的YSH北方垂直潜流式人工湿地技术系统,简称北方人工湿地(附件1)(专利号200610107078.9)和先进的YSH高效微生物菌群组合剂技术(附件2)(专利号200610128356.9),并把两项技术有机科学地组合起来应用,即使高效微生物菌群利用人工湿地中的介质快速形成立体微生物网络,与生物膜技术的理论(附件3),经六年来的反复研究试验取得了人工湿地与微生物技术在组合治理水环境污染中的高效应用工艺技术与方法。六年来,通过对造纸工业废水、淀粉工业废水、城镇污水等治理试验,探索、自主创新出一套先进的人工湿地技术系统,并已获得成功,取得了显著的治除污效率与效果,也显著地降低了治污投资成本与运营费用,极大地提高了经济效益与社会效益。因此国家环境保护部环发(2008)91号文已确定YSH北方人工湿地技术系统和高效微生物菌群组合剂技术为我国目前最先进的污水治理技术。其突出贡献特点是:

  1、投资成本是国内所有污水处理工程投资成本的40-60%,其投资最低,可为国家节约大量投资。

  2、治理效率最高,除污率为96-99%以上,出水BOD、COD为60-30%左右,二级湿地处理可达100%饮水标准。

  3、处污速度快,对各种污水的处理30-40天可形成生物膜,其出水BOD、COD可实现50-30%左右,比国内其它技术快6倍以上。

  4、运行费用为零,所有企业都用得起。每3-4个月投入一次高效微生物菌群组合剂,平均每月为0.5分至1角钱。如果把治理后的出水全部回用,还节约水费2元以上,所以等于零费用。

  5、治理后的出水清澈透明,似矿泉水。最有价值的是无二次污染,可全部回用,实现零排放,可为国家节约巨大水资源。

  专利技术简介如下:

  A、YSH北方垂直潜流式人工湿地净化污水的技术简介。

  该系统特别解决了人工湿地结构的物理化学反应难题,人工湿地与高效生物菌群组合剂组合应用,快速生成生物膜的技术难题。同时还解决了广大北方地区冬季寒冷、冰冻期较长,微生物生长所需的保温技术难题(南方地区也适用)。更为重要的是自主创新完善了人工湿地应用的三点一线技术系统(区别传统的自然人工湿地和国内其它人工湿地),可以独立作为一个高效治理水污染的技术系统(而不是只可作为深处理应用),使人工湿地技术在我国完全走向成熟。该发明是根据污水的多样性复杂性创新了填料种类、深度及配置比例参数,并配置保温增生层,组成科学的微生物载体网络,在投加高效微生物菌群组合剂后,能够快速形成立体微生物膜网络系统,使湿地系统在冬季无法依赖湿地植物净化功能的情况下,也可依靠湿地基质填料、生物膜功能系统达到高效去除有害物质、净化水质的目的;其次采用深层潜伏式多层布水管网布局结构,解决了冬季结冰期的防冻、防裂、防溢、防渗的治理技术问题;总之采用的多种保温技术措施,冬季可保持填料床内被处理的废水温度在15~20℃左右,很好地解决了人工湿地在北方不能过冬使用或冬季治理效果差的难题。

  具体创新解决了六大关键技术难题:

  1、创新确定了适应我国北方广大地区气候变化的人工湿地技术系统的设计运行参数。创新完善了人工湿地技术系统,YSH人工湿地系统包括:生物预处理系统---湿地结构系统---微生物菌群组合剂与生物膜系统(菌剂注入后)三大部分组成。从而使人工湿地形成一个完整的治污技术系统。其更具科学性、先进性、系统性、实用性、使用的广泛性及普遍适应性。同时解决了越冬难题,使人工湿地的应用技术系统在我国走向完全成熟。可作为独立治污技术应用,直接高效处理各种污水,治理各种污染,节能减排,实现零排放目标,快速促进环境自然修复。

  2、创新解决了人工湿地系统内部结构技术难题。即根据不同污水水质、水量、水速,在湿地中使用不同质的介质填料及搭配方式与搭配比例,组成科学的生物载体网络,投注微生物菌群组合剂后,能够促使生物膜的快速形成,加快降解速度,从而解决了人工湿地与微生物联合降解污水的关键技术,同时也提高了人工湿地高效去除污染物的效率与效果的应用价值。

  3、创新解决了人工湿地三大系统的相互关系规律,即生物预处理作用---人工湿地系统作用---微生物菌群组合剂形成生物膜之间的相互配合关联作用的规律,从而解决了对污水治理的效率与速度两大难题,使治理效率提高150-200%左右,治理速度提高300--600%左右,最快速度10天见效,40-60天生物膜形成即高效降解污染,可达标排放,出水水质清澈似矿泉水质,无二次污染。

  4、创新解决了人工湿地离不开水草植物作用的问题,其净化污水主要靠介质填料物理化学反应与生物膜生化反应作用降解。达标排放无需再栽植水草植物及根系等作用来降解,从而解决了北方因冬季水草植物不生长带来的影响去污效果的难题。

  5、确定了YSH北方人工湿地技术生物预处理系统,一般采用AB工艺、AO工艺作为预处理系统,由于湿地采用的是立体结构,可根据污水质的不同灵活把握使用不同的预处理工艺,使投资更加节省,与其它污水处理技术相比,也并不会多用浪费土地。

  6、YSH北方人工湿地的突出先进科学特点主要体现在:(1)占地虽与氧化沟技术相等,但可大量节省投资成本40-60%;(2)节省营运费60-70%,每m3水运行费用约在0.5-0.2元左右;(3)与其它技术相比,所有企业、所有城市都能建得起污水处理厂,并保持正常营运,还可大量减少污泥量或无污泥(生物分解去除掉);(4)工艺流程与设置简单易操作、用人少、易管理;(5)使治理速度提高200-600%,治理效率提高150-200%;(6)治理效果优良,出水技术指标COD降至50-20%以下,经二级湿地处理COD可降至0,实现100%除污,观赏效果似矿泉水,光明剔透,清澈见底。最关键的是出水无二次污染,可全部回用,节约大量水资源,实现国家节能减排零排放的目标,对缺乏水资源的我国经济发展来讲具有战略意义。

  B、YSH高效微生物菌群组合剂简介。

  该发明公开了一种高效微生物菌群组合剂的生产方法。该方法是从光合菌、酵母菌、镰刀菌、放线菌、球衣菌、梭状菌、拟杆菌、牙胞菌、荚膜菌、硝化菌、小口钟菌、无色菌、甲烷菌中任选八种或八种以上的菌株殖入混合培养基中,在10~45℃下培养驯化增殖10~30天。所述混合培养基由纤维素55~75%、木质素13~25%、矿物质3~5%、动物粉5~15%等物质素、有机酸4~11%等加待治理污水本身经混合发酵过滤而成。本发明创新了混合培养基原料组成,通过混合培养基培养、驯化优势菌群,提高组合剂中菌群对环境的耐受力,突破了普通微生物复合制剂中的微生物易发生蜕化、生物活性易下降、增生扩展缓慢的技术瓶颈。

  注:YSH高效微生物菌群组合剂的诞生,可以说是我国利用微生物高效治理水污染,保护水资源、保护环境的一项技术性革命。它利用微生物治理水污染,保护自然生态环境平衡提升到一个新的高级阶段,该技术关键突破有以下几点:

  1、具有菌群组合优势:该技术虽然也是由好氧、厌氧、兼氧菌种组合剂,但它区别于、高优于目前国内其它复合菌剂。既包含了复合菌剂的优秀菌种,更包括了较大范围的优秀菌种的优化组合,尤为重要的是对某种污水性质调配至少8种---12种以上菌种进行组合培养训化而成,也可称是复合菌种的组合之冠。也就是说目前国内流行使用的复合菌剂无法比拟。

  2、研制创新了优质丰富的菌群培养基,由于菌群培养基的变革,从根本上解决了微生物易蜕化;活性下降、生长缓慢的瓶颈难题,从而解决运行中加快生物膜形成的速度难题,其形成速度比率提高了150-200%左右,10天可见效,生物膜40天至60天基本形成,比一年时间提高了6倍,600%左右。所以应是我国目前最好、最高效的生物菌剂。

  3、由于该技术可以根据复杂多样的污水性质,随时灵活调配菌群组合进行培养训化,从而使高效微生物菌群组合剂适应范围广泛,治理污水速度快、效率高、效果好,耐受力强、负荷大、稳定性好。在适应范围方面可适应各种工业污水、城市污水、城市垃圾渗透液,河流直接净化,公厕化粪池直接净化等,也因此奠定了该技术的使用推广的巨大经济社会价值。

  4、高效微生物菌群组合剂与YSH北方人工湿地配合使用效果更佳,生物膜形成快、降解效率更高,可使治理污水效果提高200-300%左右,称得上是最好的搭档,是处理高浓度污染最经济、最好技术方式,可成为国内各种污水处理的最好技术,完全可以取代其它污水处理技术。

  5、其突出优势特点:

  (1)既具有菌群组合优势,防蜕化优势,由于活性高,又具有抗负荷耐冲力优势,更具有高质高速、高效率优势,无害化优势,与国际相比还具有价格较低优势,可节约大量工程投资40-60%,由于用电很少、用人少、混剂少、运行费用低60-90%以上,其推广经济与社会价值极大。

  (2)由于高效微生物菌群的作用,去污效率高,治理速度快,可大量减少污泥或最终实现无污泥。由于生物膜是立体多层次网络式的,除污效率可高达98%以上,二级湿地处理可达100%,达饮水标准,其它污水处理技术无法比拟。治理速度可提高6倍,别的技术需6个月,该技术只需1个月。

  (3)更为重要的是用其净化后排出的水,水质优良清澈透明(似矿泉水)可长期不变质,出水无二次污染,可全部回用,为我国节约大量水资源。也是目前国内污水处理厂各种处污技术无法比拟的。

  (4)该技术可对河流、湖泊、池塘、沟渠等直接净化,其意义更大,它既可以又快又好净化达标,还可以随时净化中途各支流流入的污水或含毒污水,保持河流自然环境自动及时修复,流到哪里,修复到哪里,其意义深远,其经济价值更极大,如尽早在全国普及推广,可早日实现建立和谐环保社会之目标。所以该技术具有极大的推广价值和巨大的经济社会价值。

  总之,YSH北方人工湿地技术系统与YSH高效微生物菌群组合剂技术,是目前国内外较为领先的一项废污水处理技术。其科技技术含量高、成熟稳定、投资少、运行费用低廉、适用范围广、治理速度快、治理效率高、环境修复快,特别是它能充分发挥资源再生的潜力(净化水全部回用),解决了出水二次污染的难题,每回用一吨水可节俭水费1.5元左右,实现污水与资源性效益双并举的目的。

  由于该技术的先进性、科学性、广泛适用性和效益最大化,对促进我国经济建设又好又快发展,促进人类社会进步与自然环境和谐相处,具有深远、重大的战略意义。

  C、关于YSH高效微生物菌群在湿地中形成的立体微生物网络生物膜概述:

  一、人工湿地介质填料网络的科学性、重要性:

  1、介质填料网络是生物膜形成的基础及温床:

  填料的性质及所含化学成份,能对微生物的繁殖生长,生物膜的形成起促进作用,决定着生物膜形成的快慢,介质填料网络中不同质的填料层,对微生物的生化训化,生物膜的形成既起了不同的作用,也起互相配合、相互转化的传导作用。介质填料性质的丰富多样性与其搭配方式、配比的多样性,可以决定微生物活性与微生物膜形成的速度,也关系治理效果与效率,更关系到治理污水过程中的广泛适应性。

  2、生物膜的形成与形态:

  生物膜形成有懒干介质物质,即填料层网络,高效微生物菌群组合剂投注到污水中进入人工湿地,随水流直接渗透到介质填料层,即开始生长繁殖,并与土著微生物细菌并存生化,以不同的速度和方式逐步固着在不同的填料层表面上,由于进行过特殊培养训化,其适应性强,生长速度快,30-60天即基本形成各种菌群交织网络---即生物膜,也可称为微生物膜屏障。

  生物膜的形态是由介质填料的形状决定的,因为介质填料是立体的、多层次的,而层次厚度不一,所形成微生物膜网络也是立体的、多层次的,其密度不一,高效生物膜的菌群密布、种类繁多,构成复杂的生物网络和稳定高效的生态系统,这种生态系统构成了对各种有机物及有害菌体的分解降解的实效性、高效性、广泛性。

  3、生物膜的性质作用与区别:

  在运用生物处理污水降解有机污染的实验中,由于污水的性质、含量不同、复杂繁多,因其变化的多样性所采取治理方式也多样,方式方法都不同。任何一种治理方法,对于复杂的污水来讲,都不是灵丹妙药。为了实现治污的高效性,必须对症下药。即时对症培养训化菌群剂,根据不同质的污水,培养训化不同种类的菌群,用于处理复杂多变的污水。加之人工湿地中采用了不同质的介质填料,所以所形成的生物膜就丰富多彩,各不相同。换句话说,用不同的生物膜,处理不同的污水,由于对症其效果都会非常好。总之生物膜的立体性、多样性,保证了对各种质的污水的适应性,决定了治理的速度与效果效率。

  二、立体生物膜网络的共同代谢降解作用

  1、微生物降解污染物的方式、过程及特点:

  微生物细胞膜的离子交换作用是微生物细胞膜吸收污染物的主要方式。微生物细胞膜可以结合污染物,消化污染物,这些细胞的特殊结构关系即细胞壁的肽聚糖、磷壁酸、磷脂等成份组成的细胞壁带有电负性,对污水的电荷离子具有较强的吸收力。污染物质透过细胞膜进入细胞,再通过被动输送和主动输送的细胞输送扩散过程,逐步吸收分解污染物。而主动输送是微生物细胞吸收营养物质的主要形式。输送过程需要细胞膜上蛋白质载体的参与,载体蛋白质的特殊结构与污染物质分子结构相互吻合,载体蛋白质与污染物质结合后输送到细胞膜的另一侧释放出来,于此同时,载体蛋白质恢复其形状,又去输送新的污染物分子。此输送过程是以逆浓度进行的,是微生物分解污染物最基本的生化规律。

  吸收的污染物质在细胞内输送过程称为代谢过程,这种代谢过程发生了各种化学变化。比如被氧化、还原、水解,脱羧基、脱氨基及其它取代基作用。各种微生物在环境中与污染物相互作用的同时,代谢活动产生着多种生理生化反应,同时又促进了生物本身的生长与繁殖,其中的氧化作用,还原作用虽然有区别,但都是微生物很重要的代谢活动。其中水解作用是微生物最基本的代谢活动。微生物利用水解这特殊的生物化学反应,将有机物大分子转化为小分子,再进一步降解,促使有机污染物中普遍存在的有机酸、脱羧基发生反应,使有机酸分子减少一个碳原子,形成一个CO2,这种使有机酸由大变小的降解渐进过程,使有机物逐步降解成最终产物水。

  2、微生物降解污染物

  其起关键作用的是微生物酶。微生物降解污染物离不开酶,这种生物酶是生物本身特殊性决定的。而生物本身具有形态小,结构简单,繁殖速度快平面值荷大的特点,所以在污水中很快可形成可观的生物群量。人工湿地中介质网络中由于注入了通过精心培养训化的有用菌种,所以会很快产生大量的降解污染物质的酶网络,即形成了生物膜中的核心质物酶。生物酶具有高度专一性和高效催化功效,是一种高效催化剂。在整个生物代谢过程中,几乎所有的生物化学反应都是在酶的催化下进行的。生物菌的多样性和代谢类型的多样性,也保证了生物酶降解的丰富多样性。从而有效地保证了对有机物污染的高效催化降解,这种高效催化降解能量几乎是自然界中存在的各种有机物都能被生化降解。

  3、共同代谢是生物降解的基本形式:

  共同代谢,又称协同代谢,这种协同代谢功能是生物类领域特有的相互关连、相互作用的规律。世上很多事物都是循序渐进,替代或交织并存发展,相互促进发展的,其共同代谢、协同代谢是对其规律的高度概括。

  不少较难降解的有机物,通过微生物不同菌种群的相互作用,共同代谢改变其化学结构。某一种菌群不能从某种有机物获取碳源能源,它可以通过另一物质获得碳源和能源,一种生物未降解完全的,其它生物替代降解。或成为其它生物食料,这种生物降解过程,这就是共同代谢、协同代谢。污染中有机物遇到这样各种菌群的共同代谢、协同代谢一般再难降解的污染物都可以被生化降解,其降解演变具有高效性。

  共同代谢的存在极大增加了一些难解物质在环境中被降解的可能性或效率性。对一种有机物质,一种菌群不能降解时,其它菌群可进行协调降解。这种协同降解功能和作用大大提高了或奠定了微生物在环境保护、治理污染工程中的应用价值。这种应用价值是其它污水处理技术不可比翼的。比如,其治理速度、治理效率无二次污染时效性,经济效果对自然界环境的修复价值,都远远高于其它污染治理方式方法,尤其是与YSH北方人工湿地配合使用,更加如虎添翼、功力倍增。可快速实现环境治理又好又快的和谐发展目标。

  D、实施环保生物治理工程是污染治理工程重大的变革

  环境污染问题是目前我国经济建设中的严肃问题,水资源的有效保护与科学利用,它关系到我国经济的持续发展,是关系到国计民生的大问题,采取有效措施扼制环境污染是各级政府及领导的首先任务,也是建设环保和谐社会的奋斗目标。

  1、目前我国环境污染突出,仅2006年国家环保指标未实现,全国因环境污染造成的经济损失在6000亿以上,至2008年总的经济损失巨大。其原因是多方面的,单从环境污染治理方面分析,确存在很多不可忽视的问题,比如目前我国环境治理工程中,90%以上都是采用的活性污泥法、氧化沟、碳化法等方式方法。这些方法工程较复杂、投资很大、运行费用高,不少地区、单位要么建不起、要么营运不起,加之它产生的污泥多,又存在二次污染无法解决,不能有效的对环境修复。具国家环保统计公告公布至2008年底全国投入3900多亿元,费了很大财力、物力、人力,已建好污水治理工程40%以上在半运转或停滞状态,成了晒阳光工程。这种状况环保目标怎么能实现呢?

  2、在我国环保治理工程中,推广普及生物治污工程就可以高效率的解决我国环境污染问题和水资源紧缺问题而势在必行。在我国环保领域大力推广生物工程,使生物治理污染能够广泛普及运用,尤其应用到大的、复杂的污水治理工程领域。这对我国环保工作来说将是一次质的飞跃,是一次破旧立新的变革,是一次思想大解放,观念大更新。其科学技术价值、经济价值、社会价值,甚至是政治价值不可估量、意义深远!

  各级政府领导专家必须清醒深刻认识根治污染,保护环境、降低成本、节约水资源、修复大自然、维护生态平衡,实现建设和谐环保社会宏伟目标,迫在眉睫、势在必行。

  3、我公司发明的YSH北方人工湿地工程系统和YSH高效微生物菌群组合剂、配合使用可治理各种工业污水、城市污水、垃圾渗透液、河流污染、湖泊污染直接净化等环境污染。该技术系统科技含量高,具有目前国内领先地位,经试验反复验证,使用该技术治理各种污染投资少、费用低、经济实惠。其治理速度快、效率高、效果好、污泥少、无二次污染、自然修复功能强,无长远后顾之忧,利国利民功在千秋。何乐而不为!

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