CN101591071B - 一种主动床生物膜反应装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种主动床生物膜反应装置，该装置包括横卧的第一反应器和第二反应器，其中第一反应器位于第二反应器之上，二者串联连接；所述的第一反应器和第二反应器分别包括一圆柱形的反应筒(1)和支承在反应筒(1)内的旋转叶轮(2)，其中，所述的反应筒(1)的上方设有切向进水口(3)，一头的上方设有扇形的出水口(4)；所述的旋转叶轮(2)的横断面呈辐射状，由表面密布有透气孔(2-4)的一头封闭的空心轴(2-1)和焊接在空心轴上的两面粘贴有生物膜(2-3)的叶片(2-2)构成，所述的旋转叶轮(2)上相邻的两叶(2-2)与所述反应筒(1)的内壁围成封闭的空间。本装置可延长污水与生物膜接触的流程，显著提高污水的处理效果。

Description

一种主动床生物膜反应装置 
技术领域
本发明涉及水、废水或污水的生物处理，具体涉及好氧工艺的生物膜反应装置。 
背景技术
污水生物膜处理是一种重要的污水处理方法，生物膜处理反应器是其主要处理设备，它包括曝气生物滤池和移动床生物膜或流化床生物膜反应器，这些反应器在污水处理实践中表现较好的处理效果，正在逐步应用于工程实际中。 
现有生物膜反应器在污水与生物膜充分接触方面做了很多改进，如专利号为200420017804.4的“水力旋转生物膜反应器”，该反应器主要由反应槽和支承在反应槽上的水力旋转装置组成，它利用水力推动所述的水力旋转装置在反应槽旋转，在此过程中，水力旋转装置中下半部料斗内的生物填料上的生物膜与污水接触发生生物反应，降解污水中的污染物；当水力旋转装置转出水面时，料斗内的生物填料和污水便与空气接触而曝气。可见，上述专利方案明显存在下述不足：采用半浸和自然曝气工作方式，不仅污水与生物膜的接触时间短，而且曝气效率低，污水处理效果明显受限。专利号为200410077611.2的发明专利披露了一种全浸式强制曝气的主动型的生物膜反应器，该反应器进行了两点较大的改进，一是将水力驱动转笼完全浸在水中，二是由水力驱动转笼的空心轴通入压缩空气进行强制曝气。上述发明专利方案较好地克服了上述实用新型专利方案的不足，但是仍存在下述不足：一是生物填料与污水接触的流程短，污水在水力驱动转笼转动1/4～1/2转时均已离开水力驱动转笼；二是强制曝气需要额外的能源提供压缩空气，运行成本明显较高。 
发明内容
鉴于现有技术存在上述不足，本发明所要解决的技术问题是延长污水与生物膜接触的流程，进一步提高污水的生物膜处理效果。 
本发明解决上述问题的技术方案为： 
一种主动床生物膜反应装置，该装置包括横卧的第一反应器和第二反应器，其中第一反应器位于第二反应器之上，二者串联连接；所述的第一反应器和第二反应器分别包括一圆柱形的反应筒和支承在反应筒内的旋转叶轮，其中， 
所述的反应筒的上方设有切向进水口，一头的上方设有扇形的出水口；所述的旋转叶轮的横断面呈辐射状，由表面密布有透气孔的一头封闭的空心轴和焊接在空心轴上的两面粘贴有生物膜的叶片构成，所述的旋转叶轮上相邻的两叶与所述反应筒的内壁围成封闭的空间。 
本发明所述的反应装置，其中所述旋转叶轮的叶片的横断面可以的直线形，也可以是以所述空心轴为基圆的渐开线形，最好是后者，以利于减小转动阻力；当所述的叶片为直线形时，相邻的两叶与所述反应筒的内壁所围成封闭的空间为横断面为扇形，当所述的叶片为渐开线时，相邻的两叶与所述反应筒的内壁所围成封闭的空间为横断面近似扇形。 
本发明所述的反应装置还包括两空气压缩装置，每一空气压缩装置由一活塞式气泵和一曲柄组成，两空气压缩装置中活塞式气泵分别设在反应筒支承空心轴封闭一头的端面上，其中，每一空气压缩装置中曲柄的一头与反应器中旋转叶轮的空心轴的头部固定连接，另一头与活塞式气泵的活塞杆铰接，活塞式气泵的缸体头部与反应筒端面铰接，构成一曲柄导杆机构；每一空气压缩装置中活塞式气泵的空气出口与反应器中旋转叶轮的空心轴敞开的一头连接。此举，当污水位较高或将整个反应装置安装在地下时，利用水位落差的势能驱动反应 器旋转叶轮转动，再由曲柄带动空气压缩装置工作，将空气经所述的空心轴压至反应器强制曝气。 
本发明所述的反应装置还包括一箱体，该箱体为将两反应器封闭在其内的六面体，其上下分别设有进水管和出水管，其内部自上而下依次设有匀流区、第一集水区、第二集水区和汇流区，其中，所述的匀流区设在第一反应器的上部，分别与进水管和第一反应器的切向进水口连通；所述的第一集水区和第二集水区分别设在第一反应器和第二反应器的扇形出水口的头部，其中第一集水区分别与第一反应器的扇形出水口和第二反应器的切向进水口的连通，第二集水区分别与第二反应器的扇形出水口和第二反应器下部的汇流区连通；所述的汇流区设在第二反应器的下部，分别与第二集水区和出水管连通。 
本发明所述的反应装置，其中，所述的进水口设在反应筒上方的切向，所述的扇形出水口设在反应筒一头的上方，因此在旋转叶轮旋转过程中，当相邻两叶片间所形成的封闭空间转到所述扇形出水口的位置时，其中的污水即被排出，尔后继续转到切向进水口下时，新流入的污水便进入已排空的所述封闭空间，并跟随旋转叶轮旋转一周后才被排出。由此可见，被处理的污水在每一反应器中与生物膜的接触时间较现有技术显著延长，其处理效果的改善是可预见的。本发明的改进方案，充分利用水的落差势能所产生的动力驱动气泵进行强  制曝气，显著较低了运行成本。本发明的再一改进方案，将所述两反应器和两反应器之间的连接通道以及所述匀流区和汇流区集成在一个箱体中，使整个装置的结构紧凑，占用空间小，便于工艺布置。 
附图说明
图1～3为本发明所述主动床生物膜反应装置的一个具体实施例的结构示意图，其中，图1为主视图，图2为卸下箱体左端盖后的右视图，图3为图1的A -A剖面图。 
图4为图1～3所示实施例右头局部结构示意图。 
图5为图1～3所示实施例左头局部结构示意图。 
图6为图1～3所示实施例中旋转叶轮的结构示意图。 
图7为图1～3所示实施例中旋转叶轮的叶片的结构示意图。 
具体实施方式
如图1～3所示，第一反应器和第二反应器的主体结构均由一圆柱形的反应筒1和支承在反应筒1内的旋转叶轮2组成(见图3)，其中，反应筒1的右侧设有切向的进水口3，左端设有扇形的出水口4(见图2)；旋转叶轮2由空心轴2-1和焊接在空心轴上的叶片2-2组成，所述的空心轴2-1右头敞开，左头封闭，表面密布有透气孔，所述的叶片2-2为以空心轴2-1为基圆的渐开线形(见图6)，两面粘贴有生物膜2-3(见图7)。 
参见图4、图5并结合图1～3，箱体5为一矩形的六面体，上述第一反应器和第二反应器设在箱体5内，其中第一反应器位于箱体5的上方，第二反应器位于箱体5的上方下方；第一反应器和第二反应器的反应筒1均向右延伸至箱体5的右端板，分别形成第一集水区6和第二集水区7，其中，第一集水区6上与第一反应器的扇形出水口4连通，下与第二反应器的切向的进水口3连通，第二集水区7上与第二反应器的扇形的出水口4连通，下与汇流区10连通；箱体5的上盖板的上部设有由钢板围成的匀流区8，该匀流区8的上部设有与其连通的进水管9，下部与第一反应器的切向进水口3连通；箱体5的底板的下部设有由钢板围成的汇流区10，该汇流区10的下部设有与其连通的出水管11。 
参见图5并结合图1～3，第一反应器和第二反应器的反应筒1的左头分别设一活塞式气泵13，每一活塞式气泵13的缸体头部分别与相应的反应筒1端面 铰接，活塞杆分别与一曲柄14的一头铰接，曲柄14的另一头分别与相应的旋转叶轮2的空心轴2-1封闭的头部固定连接，分别构成一曲柄导杆机构。每一空心轴2-1敞开的一头分别通过一旋转气接头与设在箱体5上下拐角处的气管15连接，两气管15分别由箱体5左头穿至右头，然经一段软管16活塞式气泵13压缩空气出口连接。 

Claims (4)

1.一种主动床生物膜反应装置，该装置包括横卧的第一反应器和第二反应器，其中第一反应器位于第二反应器之上，二者串联连接；所述的第一反应器和第二反应器分别包括一圆柱形的反应筒(1)和支承在反应筒(1)内的旋转叶轮(2)，其中，
所述的旋转叶轮(2)的横断面呈辐射状，由表面密布有透气孔(2-4)的一头封闭的空心轴(2-1)和焊接在空心轴上的两面粘贴有生物膜(2-3)的叶片(2-2)构成，所述的旋转叶轮(2)上相邻的两叶与所述反应筒(1)的内壁围成封闭的空间；所述的反应筒(1)的上方设有切向进水口(3)，一头的上方设有扇形的出水口(4)，在旋转叶轮(2)旋转过程中，当相邻两叶片(2-2)间所形成的封闭空间转到所述扇形的出水口(4)的位置时，其中的污水即被排出，尔后继续转到切向进水口(3)下时，新流入的污水便进入已排空的所述封闭空间，并跟随旋转叶轮(2)旋转一周后才被排出。
2.根据权利要求1所述的反应装置，其特征在于，所述的第一反应器和第二反应器分别包括空气压缩装置，每一空气压缩装置由一活塞式气泵(13)和一曲柄(14)组成，空气压缩装置中活塞式气泵(13)设在反应筒(1)空心轴(2-1)封闭一头的端面上，其中，
每一空气压缩装置中曲柄(14)的一头与反应器中旋转叶轮(2)的空心轴的头部固定连接，另一头与活塞式气泵(13)的活塞杆铰接，活塞式气泵(13)的缸体头部与反应筒(1)端面铰接，构成一曲柄导杆机构；
每一空气压缩装置中活塞式气泵(13)的空气出口与反应器中旋转叶轮(2)的空心轴(2-1)敞开的一头连接。
3.根据权利要求1或2所述的反应装置，其特征是，它还包括一箱体(5)，该箱体为将两反应器封闭在其内的六面体，其上下分别设有进水管(9)和出水管(11)，其内部自上而下依次设有匀流区(8)、第一集水区(6)、第二集水区(7)和汇流区(10)，其中，
所述的匀流区(8)设在第一反应器的上部，分别与进水管(9)和第一反应器的切向进水口(3)连通；所述的第一集水区(6)和第二集水区(7)分别设在第一反应器和第二反应器的扇形出水口(4)的头部，其中第一集水区(6)分别与第一反应器的扇形出水口(4)和第二反应器的切向进水口(3)的连通，第二集水区(7)分别与第二反应器的扇形出水口(4)和第二反应器下部的汇流区(10)连通；所述的汇流区(10)设在第二反应器的下部，分别与第二集水区(7)和出水管(11)连通。
4.根据权利要求3所述的反应装置，其特征是，所述的旋转叶轮(2)的叶片(2-2)的横断面是以所述空心轴(2-1)为基圆的渐开线形。
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