CN103130320A - 一种风能供氧型农村生活污水处理装置与方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种风能供氧型农村生活污水处理装置，其特征在于：接触氧化池包括池体，池体内设有填料层，填料层下方设微孔曝气器，微孔曝气器通过空气管道与风能供氧机连接。本发明利用风能供氧技术和污水生物膜法处理技术，开发风能供氧型农村生活污水处理技术，构建相应的处理装置，并应用于农村生活污水处理，为农村生态环境改善提供经济、有效的技术支撑。本发明充分发挥风能供氧技术的无能耗特点和生物膜法处理技术的易管理特点，实现节能降耗技术和污染减排技术的有机结合，具有无动力消耗、处理效率高、管理方便、操作简单、占地面积小等特点，满足农村生活污水处理需要。

Description

一种风能供氧型农村生活污水处理装置与方法
技术领域
本发明涉及废水生物处理技术领域，具体涉及一种农村生活污水处理方法与装置。
背景技术
我国“十一五”规划提出了建设社会主义新农村的重大历史任务，并明确了“生产发展、生活宽裕、乡风文明、村容整洁、管理民主”的建设目标。农村生活污水肆意排放是造成农村环境污染、危害农村居民身心健康、影响农村经济发展的重要因素。加强农村生活污水治理，是改善农村村容、村貌的基础，是提高农村居民生活水平的前提，是社会主义新农村建设的重要内容。
就农村生活污水治理水平而言，我国农村生活污水治理工作尚处于起步阶段，基础比较薄弱，特别是经济水平相对落后的农村，污水处理几乎是空白，大量未经处理的生活污水随意排放，严重污染了农村生态环境，直接威胁广大农民群众身体健康，制约了农村经济的科学发展。
农村生活污水处理有别于城镇污水处理：①农村污水面广分散，排放随意，收集处理困难；②农村经济基础薄弱，运行管理资金缺乏；③农村缺少专业技术人员，维护管理水平较低。农村地区的自身技术经济条件和生活污水排放特点要求，农村生活污水处理方案的制定，不能照搬或套用城镇污水处理模式和技术方案，必须以分散处理方式为主，在满足污染物排放标准要求的基础上，选择运行成本低廉、维护管理方便的处理技术。
污水好氧生物处理技术效率较高，应用范围最广。该技术是利用好氧微生物的新陈代谢作用，将污水中的有机污染物转化分解二氧化碳和水，将氨氮转化为硝态氮，实现有机污染物和营养物质的转化和去除。传统上，污水好氧生物处理系统由电动鼓风机供风曝气，这种鼓风曝气方式需要消耗大量电能，不仅无法真正实现污水处理过程的节能降耗，更重要的是由于农村地区经济基础相对薄弱，无法承受相应的鼓风耗电费用，因此限制了好氧生物处理技术在农村生活污水治理中的推广应用。此外，电动鼓风机，特别是大功率的电动鼓风机，其噪音一般都比较大，会给农村居民环境带来噪音污染。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种无动力消耗、处理效率高、管理方便、操作简单、占地面积小的风能供氧型农村生活污水处理装置，重点解决传统好氧生物处理技术存在的能量消耗大、噪音污染严重的问题，实现农村生活污水无能耗、高效化处理的目的。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种风能供氧型农村生活污水处理装置，包括风能供氧机和接触氧化池，其特征在于：接触氧化池包括池体，池体内设有填料层，填料层下方设微孔曝气器，微孔曝气器通过空气管道与风能供氧机连接。风能供氧机包括直立在地上的塔架，塔架上设有空气压缩机、叶片和尾舵，空气压缩机包括一气缸，该气缸内设有活塞，活塞通过传动机构与转轴连接，叶片固定在转轴上。
本发明的另一目的在于提供一种利用风能绿色能源的农村生活污水处理方法，重点解决传统好氧生物处理技术存在的动力消耗大、噪音污染严重的问题，实现农村生活污水处理过程的节能降耗和生态环保。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种农村生活污水供氧和处理方法，其特征在于：风能供氧机叶片通过传动机构与空气压缩机相连，叶片转动过程中，带动压缩机产生压缩空气，压缩空气由塔架底部出气口排出进入空气管道，最后再进入微孔曝气器，通过微孔曝气器的空气扩散作用对接触氧化池进行曝气供氧；接触氧化池内填料层附着生物膜，借助风能供氧机输送的空气创造好氧环境，利用好氧微生物代谢去除有机污染物和营养物质。
本发明的积极效果体现在：风能供氧型农村生活污水处理装置利用自然风能对污水进行充氧曝气，节省了电力资源，降低了噪声，具有节能降耗、降噪效果；风能供氧机的供气量大、工作压力小，在相同的风速下，可提供更多风量，风能资源的利用效率提高；风能供氧型农村生活污水处理装置利用生物膜法进行污水处理，可防止污泥膨胀现象发生，保证处理系统稳定运行；微孔曝气器的水头损失小，减小了供风压力，降低了风能供氧机的启动风速，实现了低风速下的曝气供氧；风能供氧型农村生活污水处理装置充分利用风能供氧技术的无能耗特点和生物膜法处理技术的易管理特点，实现节能降耗技术和污染减排技术的有机结合，为农村生活污水治理提供了无能耗、高效率的适用处理技术。
附图说明
图1为本发明的一种风能供氧型农村生活污水处理装置示意图。
图2为风能供氧机产气原理图。
具体实施方式
一种风能供氧型农村生活污水处理装置，包括风能供氧机和接触氧化池，其特征在于：接触氧化池包括池体1，池体1内设有填料层2，填料层2下方设微孔曝气器3，微孔曝气器3通过空气管道4与风能供氧机连接。风能供氧机包括直立在地上的塔架5，塔架5上设有空气压缩机8、叶片6和尾舵7，空气压缩机包括一气缸15，气缸壁设有进气孔9和出气孔10，该气缸15内设有活塞11，活塞11通过传动机构与转轴12连接，叶片6固定在转轴11上。如图所示，该传动机构包括与转轴连接的第一锥齿轮13，与第一锥齿轮13啮合连接的第二锥齿轮14，与第二锥齿轮14的中心轴连接的一组连杆机构16，该连杆机构14与活塞11连接。
叶片在风力的作用下转动，带动第一锥齿轮和第二锥齿轮转动，改变转速和旋转方向后，又通过一组连杆机构将圆周运动转换成直线运动，带动气缸内活塞发生往复运动，并产生吸气和压气作用，压气过程中产生压缩空气。气缸壁的出气孔通过出气管道与塔架底部的出气口连接，塔架底部的出气口又通过空气管道为微孔曝气器供养。
曝气供氧系统采用风能供氧，包括风能供氧机和微孔曝气器，风能供氧机与微孔曝气器通过空气管道连接，污水处理系统采用接触氧化法，包括污水处理反应池和填料层，生物膜法处理系统的供气来源于风能供氧系统。风能供氧机的塔架直立于地上，塔架上的叶片、空气压缩机和尾舵相连，塔架底部出气口与空气管道连接，空气管道另外一端与微孔曝气器连通，微孔曝气器置于填料层下部，填料层设置在接触氧化池内部。风力机叶片与空气压缩机相连，叶片转动过程中，带动压缩机产生压缩空气，压缩空气由塔架底部出气口排出进入空气管道，最后再进入微孔曝气器，通过微孔曝气器的空气扩散作用对接触氧化池进行曝气供氧；接触氧化池内填料层附着生物膜，借助风能供氧机输送的空气创造好氧环境，利用好氧微生物代谢去除有机污染物和营养物质。在相同的功率下，工作压力越小，排气量越大，因此，通过减小工作压力，可提高排气量，根据本发明的优选实施例，风能供氧机的空气压缩机排气工作压力2~3bar，排气量达到300~1200L/min。根据本发明的一个具体实施例，气缸长度为300~350mm，直径为100~110mm，气缸壁的出气孔和进气孔直径均为15~16mm，接触氧化池内的微孔曝气器水头损失为30~80mm。接触氧化池水深为2.5~3.0m，填料层高度为1.5~2.0m，微孔曝气器处于填料层以下，微孔曝气器位于水下2.0~2.5m。风能供氧机与微孔曝气装置之间的空气管道最高点高于接触氧化池水面0.3~0.5m。接触氧化池内填料层采用常规材料，所述填料层为现有技术，在此不再赘述。
本发明利用风力资源对农村生活污水进行好氧曝气处理，其具体特征如下：
1、利用风能供氧机产生的压缩空气对农村生活污水进行好氧曝气处理，无需消耗电力能源，在治理农村生活污水的同时，实现了节能降耗，具有显著的环境效益和社会效益。
2、风能供氧机的供气量大、工作压力小，在相同的风速下，可提供更多风量，风能资源的利用效率提高。
3、利用好氧生物膜法进行农村生活污水处理，抗冲击能力强，可防止污泥膨胀现象出现，保证处理系统稳定运行。
4、微孔曝气器的水头损失小，减小了供风压力，降低了风能供氧机的启动风速，实现了低风速下的曝气供氧。
5、利用生物膜法的低产泥率特点，减少农村生活污水处理过程的产泥量，降低后续污泥处理费用。
6、通过风能供氧创造好氧处理环境，实现了农村生活污水中污染物的高效去除，有机物去除率可达到90%以上，氨氮去除率可达到80%以上。

Claims (7)

1.一种风能供氧型农村生活污水处理装置，包括风能供氧机和接触氧化池，其特征在于：接触氧化池包括池体，池体内设有填料层，填料层下方设微孔曝气器，微孔曝气器通过空气管道与风能供氧机连接，风能供氧机包括直立在地上的塔架，塔架上设有空气压缩机、叶片和尾舵，叶片固定在转轴上，空气压缩机包括一气缸，气缸壁设有进气孔和出气孔，该气缸内设有活塞，活塞通过传动机构与转轴连接。
2.根据权利要求1所述的一种风能供氧型农村生活污水处理装置，其特征在于：气缸壁的出气孔通过出气管道与塔架底部的出气口连接，塔架底部的出气口又通过空气管道与微孔曝气器连接。
3.根据权利要求2所述的一种风能供氧型农村生活污水处理装置，其特征在于：风能供氧机的空气压缩机排气工作压力2~3bar，排气量达到300~1200L/min，气缸长度为300~350mm、直径为100~110mm。
4.根据权利要求1或2所述的一种风能供氧型农村生活污水处理装置，其特征在于：微孔曝气器位于水下2.0~2.5m，微孔曝气器水头损失为30~80mm。
5.根据权利要求1或2所述的一种风能供氧型农村生活污水处理装置，其特征在于：接触氧化池水深为2.5~3.0m，填料层高度为1.5~2.0m。
6.根据权利要求1或2所述的一种风能供氧型农村生活污水处理装置，其特征在于：风能供氧机与微孔曝气装置之间的空气管道最高点高于接触氧化池水面0.3~0.5m。
7.一种风能供氧型农村生活污水处理方法，其特征在于：一种农村生活污水供氧和处理方法，其特征在于：风能供氧机叶片通过传动机构与空气压缩机相连，叶片转动过程中，带动压缩机产生压缩空气，压缩空气由塔架底部出气口排出进入空气管道，最后再进入微孔曝气器，通过微孔曝气器的空气扩散作用对接触氧化池进行曝气供氧；接触氧化池内填料层附着生物膜，借助风能供氧机输送的空气创造好氧环境，代谢去除有机污染物和营养物质。
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