CN102040278B - 一种生物转盘及其盘片单元 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种生物转盘的盘片单元，整个盘片单元为具有波纹的扇型结构，并且盘片单元的上、下表面凹凸形成表面S型波纹，沿盘片单元的边缘焊接高于盘片波纹的挡板，位于底边中部和右上角的挡板分别开口形成出气口和进气口，出气口一侧的挡板向盘片单元内部延伸。本发明还公开了利用上述盘片单元制作的生物转盘，该转盘的盘片由不少于两个盘片单元横向拼装形成环形盘片，多个盘片层叠固定，并在两端用盲板密封形成圆筒型生物转盘结构。本发明的生物转盘具有污水去污能力强，系统控制操作简单易行，装配简单，结构坚固，运行稳定可靠，占地面积小，建筑费用低、能量消耗少及运行成本低等优点和效果。

Description

一种生物转盘及其盘片单元
技术领域
本发明属于污水处理设备领域，具体是涉及一种污水处理器中使用的生物转盘及其盘片单元。
背景技术
利用微生物对生活或工业污水进行处理是污水处理中广泛使用的处理方法，由于该方法在污水处理过程中不使用化学药剂，从而大大减少了对环境的污染和处理成本。在污水生物处理设备中，生物转盘于二十世纪五六十年代开始使用，是一种生物膜法废水处理装置。生物转盘上可以生长世代存活时间较长的微生物、污泥龄长，有较长的耐冲击负荷能力，处理效果好，在工艺和维护运行方面具有微生物浓度高、污泥不需回流、动力消耗低、运行费用低等优点，但是传统的生物转盘在污水处理过程中面临恶臭、有机负荷低、结构不紧凑、施工复杂、占地面积大，中心转动主轴承载大等问题。
活性污泥法是污水生物处理技术中的传统方式，其具有去除有机物效果好，和其他工艺结合能有效去除污水中的N、P，投资成本和运行费用较低等优点，但是由于整个系统必须曝气供氧，因此在运行过程中，曝气所需能耗占系统能耗的很大一部分，如果能省下这部分能耗，其投资成本和运行成本将大幅度降低。
美国专利US D452295S公开了一种具有曝气功能的生物转盘，盘片分为三份或四份，粗糙的表面为生物膜的生长提供有利条件，同时为活性污泥提供充足氧气。通过调整转盘的转速来调整曝气量，以满足活性污泥和生物膜的需氧量。在生物转盘转动的过程中，转盘内的空气以气泡的形式释放从而实现曝气。并且，一部分空气可以在腔体单元之间转移，这样可以增加浮力，从而减少设备的动力消耗。在设备的腔体单元转到液面上时，单元内的空气都已经以气泡的形式释放到废水中。这种曝气方法，延长了气水接触时间，最大可能的提高了氧转移率。但是其还存在以下不足：(1)虽然能够实现自曝气，但是由于扇形单元曝气口位置靠上，进气口被水面封住时，空腔内的气体较少，这就使得带入液体的空气量较小；(2)在扇形叠加片相互之间形成空腔，空腔和空腔之间完全隔离独立，这使得可利用的较大充气体积被空腔壁占去，从而使得生物转盘曝气量进一步减少；(3)曝气时气泡的大小没有得到有效的控制，气泡较大，充氧效率低；(4)整个转盘为中空圆柱体结构，中部较大空间没能很好的利用，使得转盘结构不紧凑，去污效率受到约束；(5)盘片总表面积较小，生物膜附着面积受到很大影响，从而降低了生物转盘的去污性能；(6)每个扇形单元只靠两个穿孔结构穿杆连接，在扇形单元压紧连接及整个转盘转动的时候受力不均，对穿杆的机械强度要求增加，穿杆在长期的运行过程中容易损坏变形。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有污水处理设备的生物转盘中所存在的技术问题，提供一种生物转盘及其盘片单元。实现上述目的本发明技术方案为，一种生物转盘的盘片单元，整个盘片单元为具有波纹的扇型结构，并且盘片单元的上、下表面凹凸形成表面S型波纹，沿盘片单元的边缘焊接高于盘片波纹的挡板，位于底边中部和右上角的挡板分别开口形成出气口和进气口，出气口一侧的挡板向盘片单元内部延伸。
上述盘片单元上开有通气孔增加曝气量。
上述盘片单元开有固定杆穿孔，可将其层叠固定连接在固定杆上。
所述盘片单元一面的挡板上部开有凹槽，相邻两个盘片单元连接时，上层盘片单元的挡板嵌入下层盘片单元挡板凹槽内实现紧密层叠。
本发明还提供了一种利用上述盘片单元制作的生物转盘，不少于两个盘片单元横向拼装形成环形盘片，多个盘片层叠固定，并在两端用盲板密封形成圆筒型生物转盘结构。上述结构的生物转盘中空内部填充吸附填料，填料最佳选择具有较大表面积、密度与水接近、成分稳定的活性炭或中空纤维球材料，以增加污垢的吸附效果。
上述生物转盘的外表面沿纵向固定有污泥刮片，利用其防止活性污泥在反应容器底部沉积。
上述生物转盘中，层叠在一起的盘片沿纵向通过固定杆连接固定，实现转盘的整体固定连接。
上述生物转盘的两端盲板上固定有支撑架并通过中心转轴连接，不仅增加了支撑强度，而且利用中心转轴带动整个转盘同步转动。
为增加转动的传动效果，转盘一端的盲板边缘为齿轮结构。
本发明具有以下有益效果：(1)生物转盘中的每个盘片单元采用具有进、出气口的挡板设计，从而在每个盘片单元上形成空腔结构，在转动的过程中向污水中带入更多的空气，提高曝气能力；(2)每个盘片单元本身不仅具有波纹结构，而且盘片单元的上、下表面也具有S型波纹表面，从而增加盘片上生物膜的附着面积，提高生物转盘去污能力；(3)整个生物转盘采用中空圆筒设计，降低了设备重量，同时利用固定在转盘两端盲板上的支架增强了生物转盘的机械结构性能，延长其使用寿命；(4)中空的转盘内部增加填充材料，更加充分的利用生物转盘的中空圆柱体结构，为微生物的附着提供更大的表面积，提高活性生物量，从而提高了生物转盘整体的去污能力及结构的紧凑性，进一步缩小占地面积；(5)扩大自曝气生物转盘的使用范围，增强其脱氮除磷性能。
附图说明
图1为生物转盘的盘片单元结构图；
图2为盘片单元结构的立体示意图；
图3为盘片单元上、下表面S型波纹结构示意图；
图4为生物转盘立体结构示意图；
图5为生物转盘平面示意图。
图中，1-1、固定杆穿孔；1-2、挡板；1-3、进气口；1-4、通气空；1-5、出气口；1-6、凹槽；1-7、表面S型波纹；2-1、环形盘片；2-2、盲板；2-3、污泥刮片；2-4、固定杆；2-5、支撑架；2-6、中心转轴；3、吸附填料。
具体实施方式
为更清楚的对本发明的技术方案进行理解，下面结合附图具体描述，如图1所示一种生物转盘的盘片单元，图2是该盘片单元的立体结构示意，如图所示，该盘片单元为扇型，盘片单元整体具有波纹结构，且上、下表面凹凸形成表面S型波纹1-7，如图3，沿盘片单元的边缘焊接高于盘片波纹的挡板1-2，位于底边中部和右上角的挡板分别开口形成出气口1-3和进气口1-5，出气口一侧的挡板向盘片单元内部延伸，从而在盘片单元的上、下表面形成边缘高于内部的凹腔型结构，增加了盘片的曝气量。为进一步提供盘片单元的曝气程度，在盘片单元上开有通气孔1-4，增加空气从空腔进入水体的进气量。为便于相邻盘片单元的连接，盘片单元的上部挡板上开有凹槽1-6，盘片上开有固定杆穿孔1-1，通过固定杆2-4可以将多个盘片单元层叠固定，相邻的两个盘片单元通过挡板凹槽嵌套。
如图3是利用前述盘片单元制作的生物转盘，该生物转盘中的每个环形盘片2-1是由不少于两个盘片单元横向拼装而成，附图4中的每个盘片是采用12块盘片单元横向拼装连接后形成，多个盘片层叠并用固定杆2-4连接固定，在转盘两端用盲板2-2密封，形成圆筒型生物转盘结构。中空的圆筒型生物转盘内部填充吸附填料3，一方面为微生物的附着提供了更大的表面积，同时对污染物具有一定的吸附作用，生物转盘的外表面沿纵向固定污泥刮片2-3，去除污水中的粘稠状污泥。为增强整个生物转盘装置的强度，在盲板上固定支撑架2-5并与转盘的中心转轴2-6连接。一端盲板的边缘为齿轮结构，边缘齿轮传动，带动整个生物转盘的旋转。
本发明生物转盘使用时，直径80％的转盘淹没在液面下，转盘的驱动是由固定在反应器液面上的齿轮电机和链条传动装置实现，链条围绕在圆筒外周上，有效的减少了中心主轴的扭矩负荷；本生物转盘的曝气及搅拌通过转动实现，当转盘在液面上时，液体排出，空气进入腔体单元，由于有较大面积的盘片暴露在空气中，使得盘片上具有充足的溶解氧，转盘旋转直至腔体单元淹没在废水中时，进气口被污水密封，通过设计腔体的内部形状结构，使得腔体单元内的空气被压缩到腔体底部，在转盘向下旋转的过程中，压缩空气以气泡形式逐步均匀通过盘片单元上的通孔释放，转盘旋转的过程中，空气不间断的压缩和释放，这个过程可以为生物膜及悬浮在水体中的活性污泥的生长提供足够的氧气，气泡产生的紊流及转盘转动过程的搅拌作用使反应器内的生物质混合均匀。转盘向上转动时，腔体内剩余的气体提供一定的浮力，减少了转动过程中的动力消耗。盘片单元设计成双S型，即盘片单元和上、下表面均为S型波纹，使得盘面的表面积比平面设计时的表面积增加了2倍以上；扇型盘片单元开很多小孔，一方面可以进一步增加盘片单元表面积，为生物膜提供更大的负载面积，另一方面减少耗材，减轻整个转盘的重量，进而减小中心转轴的压力。固定杆将多个盘片通过串接固定，使得转盘在转动的过程中杆的受力更加均匀，长期使用过程中不易损坏，增加了生物转盘的使用年限。此外，本发明技术方案中，转盘片为环形，组装后的转盘成为中空的圆筒，冲空内部填充吸附填料，如活性炭、中空纤维球等，为微生物的附着提供更多的场所，进一步增强生物转盘整体的去污能力；并且，气泡在上升过程中经过填料的阻挡和切割作用，将变的更小，更有利于氧的转移，在空间利用上更加充分，结构更加紧凑，占地面积缩小。
上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种生物转盘的盘片单元，其特征在于，整个盘片单元为具有波纹的扇型结构，并且盘片单元的上、下表面凹凸形成表面S型波纹(1-7)，沿盘片单元的边缘焊接高于盘片波纹的挡板(1-2)，位于底边中部和右上角的挡板分别开口形成出气口(1-3)和进气口(1-5)，出气口一侧的挡板向盘片单元内部延伸。
2.根据权利要求1所述的生物转盘的盘片单元，其特征在于，盘片单元上开有通气孔(1-4)。
3.根据权利要求1或2所述的生物转盘的盘片单元，其特征在于，盘片单元开有固定杆穿孔(1-1)。
4.根据权利要求1所述的生物转盘的盘片单元，其特征在于，盘片单元一面的挡板上部开有凹槽(1-6)。
5.一种利用权利要求1所述的盘片单元制作的生物转盘，其特征在于，不少于两个盘片单元横向拼装形成环形盘片(2-1)，多个盘片层叠固定，并在两端用盲板(2-2)密封形成圆筒型生物转盘结构。
6.根据权利要求5所述的生物转盘，其特征在于，中空的生物转盘内部填充吸附填料(3)。
7.根据权利要求5所述的生物转盘，其特征在于，生物转盘的外表面沿纵向固定有污泥刮片(2-3)。
8.据权利要求5所述的生物转盘，其特征在于，层叠在一起的盘片沿纵向通过固定杆(2-4)连接固定。
9.根据权利要求5所述的生物转盘，其特征在于，生物转盘的两端盲板上固定有支撑架(2-5)并通过中心转轴(2-6)连接。
10.根据权利要求5、6、7、8或9所述的生物转盘，其特征在于，转盘一端的盲板边缘为齿轮结构。
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