CN103011393A - 一种圆形生物膜盘片及采用该盘片的自曝气生物转轮结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种圆形生物膜盘片及采用该盘片的自曝气生物转轮结构，所述盘片包括底板，所述底板为圆形结构，在其圆心位置开有穿孔，穿孔外围相间分布有同心的环形凸起、凹槽，凸起和凹槽共同构成底板的“S”形波纹结构，在底板外围还固定有高于盘片波纹的挡板，挡板焊接在底板边缘并留有缺口。本技术方案中，盘片波纹板表面独特的同心环状结构在转轮转动时提高污水在盘片内部与生物膜的接触时间；本发明的缺口在盘片露出水面时倒出水体并通入空气，在盘片进入水下时，盘片内的空气被液面密封，并随着盘片的转动角度逐渐释放延长了空气与生物膜的接触时间，提高了反应效率，同时空气在排出的时候对污水进行搅拌，空气中携带的部分氧气溶入污水中，提高污水含氧量。

Description

一种圆形生物膜盘片及采用该盘片的自曝气生物转轮结构

技术领域

本发明涉及污水处理设备技术领域，尤其是涉及一种圆形生物膜盘片及采用该盘片的自曝气生物转轮结构。

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。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。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。同时一部分空气可以在腔体单元之间转移，增加浮力，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）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；（3）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；（4）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

为了弥补上述利用微生物对生活或工业污水进行处理过程中曝气设备出现缺陷，本发明提出一种圆形生物膜盘片及采用该盘片的自曝气生物转轮结构。

实现上述有益效果的技术方案为，一种圆形生物膜盘片，包括底板，所述底板为圆形结构，在其圆心位置开有穿孔，穿孔外围相间分布有同心的环形凸起、凹槽，凸起和凹槽共同构成底板的“S”形波纹结构，在底板外围还固定有高于盘片波纹的挡板，挡板焊接在底板边缘并留有缺口。本技术方案中，盘片的“S”形波纹表面提高了单片盘片的生物膜附着面积，波纹板表面独特的同心环状结构在转轮转动时提高污水在盘片内部与生物膜的接触时间；本发明的缺口在盘片露出水面时通入空气，盘片在水下转动时盘片内剩余的空气逐渐排出，延长了空气与生物膜的接触时间，提高了反应效率，同时空气在排出的时候对污水进行搅拌，空气中携带的部分氧气溶入污水中，提高污水含氧量，为后续净化做铺垫。

所述挡板设一侧边沿设有凸缘，另一侧边沿设有凹陷，相邻两个盘片的凸缘和凹陷可以配合卡接到一起。本技术方案中，采用凸缘与凹陷配合完成相邻的两个盘片的安装，便于相邻两个盘片的对准，简化了安装步骤，缩短了安装时间，同时，凸缘和凹陷还可以起到部分密封的作用，防止外界混入杂物和外界对生物膜的冲刷，延长了生物膜的寿命。

一种采用上述盘片的生物转轮结构，多个盘片纵向固定在一起构成盘片单元，多个盘片单元固定到环形框架上构成转轮结构，构成盘片单元的相邻盘片的缺口对应到一起。本发明的自曝气生物转轮的盘片单元径向环形固定到一起，在转轮转动的时候盘片单元同时对污水起到搅拌的作用。

所述盘片单元还包括连接轴，连接轴穿过盘片的穿孔将盘片单元固定到环形框架上。本技术方案中，采用一根连接轴穿过穿孔的方式将盘片固定到一起，并将盘片单元固定到环形框架上，结构简单便于维护，增加了盘片单元固定的机械强度和稳定性，提高了盘片单元的使用寿命。

所述环形框架包括中心转轴，固定在中心转轴两侧的支撑架和固定在支撑架上的环形盲板，盲板通过连接轴与盘片单元连接并将盘片单元两端密封住。本技术方案中，中心转轴为生物转轮的转动轴心，支撑架和盲板配合固定好具有生物膜反应功能的盘片单元，在转动时盲板将盘片单元两端密封住，提高了两端盘片生物膜的寿命。

所述支撑架还包括多个延伸出盲板的架梁，架梁的末端延伸出盲板并连接有盘片单元。本技术方案中，架梁的转动轨道较大，连接在架梁顶端的盘片单元的反应路程较长，同时由于其在水下的运动角速度较大，对污水的搅动剧烈，提高了污水中的溶氧量和污水中微生物的生长。

在架梁的末端还设有密封板，密封板通过连接轴与盘片单元连接并将盘片单元两端密封住。本技术方案中，密封板保护两端的盘片不受磨损，提高了盘片内生物膜的寿命。

所述环形框架还包括链轮，链轮与支撑架固定到一起。本技术方案中，通过链轮与外界连接为生物转轮提供动力，链轮与链条配合结构简单，方便更换和维护。

所述穿孔呈多边形，多边形的中心和盘片的圆心重合到一起。本技术方案中，穿孔一般为正方形，采用多变形穿孔配合多变形的连接轴，避免连接轴相对穿孔出现滑动。

相邻的盘片单元等距固定到环形框架上，且盘片单元的盘片缺口与环形框架切线方向保持一致。本技术方案中， 盘片缺口的角度保证其在出水时可以在盘片内带如更多的水，在入水时为水下搅拌最大量的空气，提高了反应效率。

附图说明

图1为本发明的盘片的一种实施例的结构示意图；

图2为本发明盘片的一种实施方式的俯视结构示意图；

图3为本发明的生物转轮的一种实施例的结构示意图；

图4为图3中A位置的放大示意图；

图5为图3实施例中B位置的放大示意图；

图6为图3实施中转轮的侧视示意图；

图中，1、底板；11、穿孔；12、凸起；13、凹陷；2、挡板；21、缺口；22、凸缘；23、凹槽；3、盘片单元；31、连接轴；4、环形框架；41、中心转轴；42、支撑架；43、环形盲板；44、架梁；5、密封板；6、链轮；7、盘片；图3和图4中为了使图面整洁，省略了盘片的结构。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

结合图1，本发明盘片的一种实施方式。一种圆形生物膜盘片，包括底板1，所述底板为圆形结构，在其圆心位置开有穿孔11，所述穿孔呈多边形，多边形的中心和盘片的圆心重合到一起。结合图2，穿孔外围相间分布有同心的环形凸起12、凹槽13，凸起和凹槽共同构成底板的“S”状波纹结构，在底板外围还固定有高于盘片波纹的挡板2，挡板焊接在底板边缘并留有缺口21。

参照图2，本实施中，所述挡板设一侧边沿设有凸缘22，另一侧边沿设有凹陷23，相邻两个盘片的凸缘和凹陷可以配合卡接到一起。

结合图3，本发明生物转轮的一种实施方式，本实施例中，生物转轮与电动机通过链条连接到一起。结合图5，多个盘片7纵向固定在一起构成盘片单元3，多个盘片单元固定到环形框架4上构成转轮结构，构成盘片单元的相邻盘片的缺口对应到一起。参照图4，所述盘片单元还包括连接轴31，连接轴穿过盘片的穿孔将盘片单元固定到环形框架上。所述环形框架包括中心转轴41，固定在中心转轴两侧的支撑架42和固定在支撑架上的环形盲板43，盲板通过连接轴与盘片单元连接并将盘片单元两端密封住。所述支撑架还包括多个延伸出盲板的架梁44，架梁的末端延伸出盲板并连接有盘片单元。在架梁的末端还设有密封板5，密封板通过连接轴与盘片单元连接并将盘片单元两端密封住。所述环形框架还包括链轮6，链轮与支撑架固定到一起。相邻的盘片单元等距固定到环形框架上，且盘片单元的盘片缺口与环形框架切线方向保持一致。

参照图6，出于转轮转动时稳定性和平衡性的考虑，本实施例转轮采用8个架梁，具体架梁数量可以根据实际需要增减。

本发明中，盘片在拼接叠加的过程中，相邻的两盘片上对应的两个圆形单元之间会形成一个“C”形状腔体。该装置可以实现曝气、搅拌，并能为生物膜的生长提供附着空间。转轮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。链条围绕在链轮上，这样有效的减少了中心主轴的扭矩负荷。当转轮在液面上时，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，使得盘片上生物膜外层生物得到充足的溶解氧。为了提高生物转轮生物膜的附着量，生物转轮扇形空腔体内壁上我们采用S型粗糙表面，这样腔体内壁表面积将得到大幅度的增加。

转轮旋转到腔体单元淹没在废水中时，通过设计腔体的内部机械结构，使得腔体单元的空气被压缩到腔体底部。在转轮向下旋转的过程中，压缩空气以气泡形式逐步均匀释放。气泡产生的紊流及转盘转动过程的搅拌作用使的生物质混合均匀。转轮向上转动时，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。转轮在水面上时，固定在转轮盘片表面的生物膜可以获得充足的氧气，转轮旋转的过程中，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。在实际的运行过程中，可以通过调节转轮转动的速度来调整曝气量，系统可以满足较高的负荷所导致的较大的氧气需求速率。固定的生物膜里层为厌氧生物膜，外层为好氧生物膜，反应槽内也存在着厌氧微生物和好样微生物，通过间歇性的调节转轮的转速，能够有效的控制反应槽内溶解氧浓度，使得反应槽内处在一个缺氧和好氧的交替变化环境中，从而有效的进行脱氮和除磷，实现SBR传统工艺的去污模式。

以上所述，为本发明的一般实施案例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种圆形生物膜盘片，包括底板（1），其特征在于，所述底板为圆形结构，在其圆心位置开有穿孔（11），穿孔外围相间分布有同心的环形凸起（12）、凹槽（13），凸起和凹槽共同构成底板的“S”形波纹结构，在底板外围还固定有高于盘片波纹的挡板（2），挡板焊接在底板边缘并留有缺口（21）。

2.根据权利要求1所述的圆形生物膜盘片，其特征在于，所述挡板设一侧边沿设有凸缘（22），另一侧边沿设有凹陷（23），相邻两个盘片的凸缘和凹陷可以配合卡接到一起。

3.一种采用权利要求1或2所述盘片的自曝气生物转轮，其特征在于，多个盘片（7）纵向固定在一起构成盘片单元（3），多个盘片单元固定到环形框架（4）上构成转轮结构，构成盘片单元的相邻盘片的缺口对应到一起。

4.根据权利要求3所述的自曝气生物转轮，其特征在于，所述盘片单元还包括连接轴（31），连接轴穿过盘片的穿孔将盘片单元固定到环形框架上。

5.根据权利要求4所述的自曝气生物转轮，其特征在于，所述环形框架包括中心转轴（41），固定在中心转轴两侧的支撑架（42）和固定在支撑架上的环形盲板（43），盲板通过连接轴与盘片单元连接并将盘片单元两端密封住。

6.根据权利要求5所述的自曝气生物转轮，其特征在于，所述支撑架还包括多个延伸出盲板的架梁（44），架梁的末端延伸出盲板并连接有盘片单元。

7.根据权利要求6所述的自曝气生物转轮，其特征在于，在架梁的末端还设有密封板（5），密封板通过连接轴与盘片单元连接并将盘片单元两端密封住。

8.根据权利要求5所述的自曝气生物转轮，其特征在于，所述环形框架还包括链轮（6），链轮与支撑架固定到一起。

9.根据权利要求1所述的自曝气生物转轮，其特征在于，所述穿孔呈多边形，多边形的中心和盘片的圆心重合到一起。

10.根据权利要求3所述的自曝气生物转轮，其特征在于，相邻的盘片单元等距固定到环形框架上，且盘片单元的盘片缺口与环形框架切线方向保持一致。

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