CN103253769A

CN103253769A - 自动充氧式生物转膜装置

Info

Publication number: CN103253769A
Application number: CN2013101973348A
Authority: CN
Inventors: 易洋; 肖波; 王吉白; 胡尚英; 佟思翰
Original assignee: SICHUAN DEMO-SCIMEE SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: CSCEC Scimee Sci and Tech Co Ltd
Priority date: 2013-05-24
Filing date: 2013-05-24
Publication date: 2013-08-21
Anticipated expiration: 2033-05-24
Also published as: CN103253769B

Abstract

本发明属于废水处理领域，特别涉及自动充氧式生物转膜装置。本发明公开的自动充氧式生物转膜装置，包括水槽、进水口、排泥口、出水口,进水口与出水口位于主轴中心线下侧，在水槽上呈对角线分布；进水口、排泥口、出水口配置于水槽不同侧面，该装置还包括转环，转环通过转轴设于水槽内，转环与传动装置相连。本发明采用转环形式，通过转轴的旋转带动转环转动，并交替充分与空气和污水相接触，进行着传氧、传质运动，使本发明既集成了立体弹性填料挂膜面积大、处理负荷高、抗冲击能力强等特点，又兼具生物转盘结构简单、建设费用省，运行维护简单等优点。

Description

自动充氧式生物转膜装置

技术领域

本发明属于废水处理领域，特别涉及自动充氧式生物转膜装置。

背景技术

废水生化处理效率的高低与处理装置中的微生物数量，水中饱和溶解氧浓度，以及微生物活性等有密切关系，废水生化处理装置便成了应用较广泛的一种废水处理方法及技术装置。现有技术状况采用了纯氧爆气、生物流化床等技术手段和装置，但这些现有的技术手段和装置也存在不足之处，如生物流化床对供氧要求较高，工艺上尚未完全解决；纯氧曝气COD污染负荷较低，这对废水生化处理效果均不大理想。

生物膜法是与活性污泥法并列的一类废水好氧生物处理技术，是一种固定膜法。主要用于去除废水中溶解性的和胶体状的有机污染物。生物膜附着在载体的表面，是高度亲水的物质，在污水不断流动的条件下，其外侧总是存在着一层附着水层。生物膜又是微生物高度密集的物质，在膜的表面和一侧生长着大量的微生物。生物膜法的原理是，生物膜首先吸附附着水层有机物，由好气层的好气菌将其分解，再进入厌气层进行厌气分解，流动水层则将老化的生物膜冲掉以生长新的生物膜，如此往复以达到净化污水的目的。

发明内容

本发明的目的是提供一种比表面积大、负荷高、挂膜性能好、处理效率高、使用寿命长的自动充氧式生物转膜装置。

本发明的发明目的是通过以下技术方案实现的。

自动充氧式生物转膜装置，包括水槽、进水口、排泥口、出水口, 进水口与出水口位于主轴中心线下侧，在水槽上呈对角线分布；进水口、排泥口、出水口配置于水槽不同侧面，该装置还包括转环，转环通过转轴设于水槽内，转环与传动装置相连。

进一步，所述的转环由基础构架、转环延伸臂以及转轴组成，转环延伸臂固定于基础构架上，基础构架、转环延伸臂与转轴为同心圆设置并构建于转轴上，生物填料分布于基础构架和转环延伸臂上。

进一步，生物填料呈同心圆、放射型、螺旋状、井字型、辐射型中之一形状分布于基础构架和转环延伸臂上。

进一步，所述的生物填料为空心立体弹性填料。

进一步，水槽为半圆形槽体或梯形槽体，水槽分为三级，其中第一级密封，第二及第三级水槽内水路方式采用绕行的“S”形。

进一步，第一级生物填料采用立体弹性填料，第二级采用空心立体弹性填料，第三级采用中空纤维膜填料。

进一步，水槽内水路方式采用绕行的“S”形。

进一步，基础构架采用单个独立安装方式。

本发明用于处理生活污水具有以下优点：

1、本发明中的水槽分为三级，其中第一级反应槽为密封结构，转环的浸没率为100%，形成厌氧反应区，实现了转膜设备的功能分区。在厌氧反应区内，通过微生物的厌氧作用，实现有机物的去除、反硝化和聚磷；第二级填料采用空心立体弹性生物填料自动充氧，兼备生物膜法与活性污泥法两种处理工艺的优点，氧利用效率高，抗冲击负荷，泥龄长，微生物种类多，生物食物链长，污泥产量少，脱水性能好；第三级反应槽采用中空纤维膜载体材料，第三级反应槽兼具生物降解和过滤功能，此级的转轴为空心轴，除了带动转环旋转的功能外，同时还是中空纤维膜过滤后的滤液收集管，处理后出水由中空转轴排出。水槽内水路方式采用绕行的“S”形，有效增加污水在水槽中的停留时间。

2、本发明采用转环形式，通过转轴的旋转带动转环转动，并交替充分与空气和污水相接触，进行着传氧、传质运动，使本发明既集成了立体弹性填料挂膜面积大、处理负荷高、抗冲击能力强等特点，又兼具生物转盘结构简单、建设费用省，运行维护简单等优点。

3、生物填料呈同心圆、放射型、螺旋状、井字型、辐射型中之一形状分布于基础构架和转环延伸臂上。同心圆、螺旋状具有填料比表面积大，处理水力负荷大等优点；放射型、井字型、辐射型形状具有传质、传氧效率高等优点。实际实施中的填料组装形式可以根据实际处理水质、水力负荷和处理要求具体选择安装形式。

4、生物转膜采用立体弹性填料，与传统的生物转盘相比，具有有效挂膜面积大、处理负荷高、占地面积小等优点，有效挂膜面积为相同尺寸普通生物转盘的3~5倍，处理负荷可提高2~3倍。

5、本发明中由于其独特的曝气方式和挂膜性能，可以形成好氧区、缺氧区、厌氧区这些区域可完成生物脱氮除磷的深度处理，此外，本发明还设置了硝化液回流管道，将部分二级反应槽的硝化液回流至一级反应槽，促进反硝化作用，相比传统的生物转盘，提高了脱氮效率。对生活污水，可以稳定的将出水控制在总氮小于10mg/l，TP小于1 mg/l。

6、本发明工艺流程简单，无需复杂的供风系统；检修维护费用低；运行灵活，适应能力强，可以通过调整转环的转速或增加附加转环来改变供氧能力。

附图说明

图1是本发明自动充氧式生物转膜处理装置主视结构示意图；

图2是本发明自动充氧式生物转膜处理装置左视结构示意图。

其中：1-水槽；2-进水口；3-排泥口；4-出水口；5-转环基础构架；6-生物填料；7-转环延伸臂；8-转轴；9-传动装置；10-转环。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1和图2所示，自动充氧式生物转膜装置，包括水槽1、进水口2、排泥口3、出水口4, 进水口2与出水口4位于主轴中心线下侧，在水槽上呈对角线分布；进水口2、排泥口3、出水口4配置于水槽1不同侧面，该装置还包括转环10，转环10通过转轴8设于水槽1内，转环10与传动装置9相连；所述的转环10由基础构架5、转环延伸臂7组成，转环延伸臂7固定于基础构架5上，基础构架5、转环延伸臂7与转轴8为同心圆设置并构建于转轴8上，生物填料6分布于基础构架5和转环延伸臂7上；所述生物填料6呈同心圆、放射型、螺旋状、井字型、辐射型中之一形状分布于基础构架5和转环延伸臂7上；水槽1为半圆形槽体或梯形槽体，水槽1分为三级，其中第一级密封，第二及第三级水槽1内水路方式采用绕行的“S”形；第一级生物填料采用立体弹性填料，第二级采用空心立体弹性填料，第三级采用中空纤维膜填料；基础构架5采用单个独立安装方式。

如图1和图2所示，自动充氧式生物转膜装置也可以是，包括水槽1、进水口2、排泥口3、出水口4, 进水口2与出水口4位于主轴中心线下侧，在水槽上呈对角线分布；进水口2、排泥口3、出水口4配置于水槽1不同侧面，该装置还包括转环10，转环10通过转轴8设于水槽1内，转环10与传动装置9相连；所述的转环10由基础构架5、转环延伸臂7组成，转环延伸臂7固定于基础构架5上，基础构架5、转环延伸臂7与转轴8为同心圆设置并构建于转轴8上，生物填料6分布于基础构架5和转环延伸臂7上；所述生物填料6呈同心圆、放射型、螺旋状、井字型、辐射型中之一形状分布于基础构架5和转环延伸臂7上；所述的生物填料6为空心立体弹性填料；水槽1为半圆形槽体或梯形槽体，水槽分为三级，其中第一级密封，第二及第三级水槽1内水路方式采用绕行的“S”形；基础构架5采用单个独立安装方式。

结合使用过程对上述自动充氧式生物转膜处理装置作进一步说明：

废水经过格栅、调节池去除了粗渣及粗悬浮物后，从进水口2进入第一级水槽1中，基础构架5和转环延伸臂7在传动装置9驱动下，以一定的线速度在水槽1内转动，第一级为封闭水槽，转膜的浸没率为100%，形成厌氧反应区，通过微生物的厌氧作用，实现有机物的去除、反硝化和聚磷。第一级反应槽的出水通过出水槽自流进入第二级反应槽，由于第二、三级水槽1内水路方式采用绕行的“S”形，分布于基础构架5和转环延伸臂7上的生物填料6相互间不断轻微碰撞、摩擦，并交替充分与空气和污水相接触，进行着传质运动：当生物填料6浸没于污水中时，污水中的有机物被填料上的生物膜吸附，微生物的代谢产物（H₂O，各种有机酸、醇等有机小分子，氨氮、NO^- ₃等无机小分子）也被排泄于水中；当生物填料6曝露于空气中时，生物填料6上的附着水层将空气中的氧吸附并溶解。

在第二级水槽内采用空心立体弹性调料，当生物填料6离开污水与空气接触时，空气进入空心弹性立体生物填料6的空腔中，随着基础构架5和转环延伸臂7转动，这部分空气被生物填料6浸没于污水中而带到水下，并不断受到压缩，压力逐渐增大。当压力增加到一定程度，空心立体弹性填料6空腔中的空气以微气泡的方式逐渐释放到污水中，并在上升过程中进行氧的传递从而达到曝气充氧的效果。二级反应槽的出水进入三级反应槽，第三级反应槽兼具生物降解和过滤功能，处理后出水由中空转轴排出。

经生物转膜生物处理的废水最终通过出水口4排除装置，污泥通过排泥管3定期排出装置，从而达到废水的生物处理效果。

生物转膜经过一段时间（15-30天）运转后，在生物填料6上滋生大量微生物形成生物膜，污水中的有机污染物被生物膜所吸附，并依靠微生物的新陈代谢功能加以降解，由于机槽内剩余污泥量接近零，弹性填料上会滋生大量世代周期长的自养型硝化细菌，通过微生物的硝化作用，将水体中的氨氮转化为亚硝酸氮及硝酸氮。这些亚硝酸氮及硝酸氮在厌氧微生物的作用下转化为氮气排出，从而实现污水中氨氮和总氮的去除。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

实施例1

某小区生活污水，处理规模200m³/d，进水COD为185mg/L，SS为70mg/L，TP为3mg/L，NH₃-N为30mg/L。选用格栅除渣，调节池均质，水力停留时间为7h后污水流入本发明自动充氧式生物转膜装置，水力停留时间HRT=1.5h，后处理选用斜管沉淀加臭氧灭菌的形式。出水COD为60mg/L，SS为20mg/L，TP为1mg/L，NH₃-N为12mg/L。COD去除率为68%，SS去除率为71%，TP去除率为67%，NH₃-N去除率为60%。系统出水指标符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级排放要求。

实施例2

某行政办公楼生活污水（化粪池），处理规模150L/d，进水COD为132mg/L，SS为50mg/L，TP为2.5mg/L，NH₃-N为35mg/L。经调节池均质，水力停留时间为6h后污水流入本发明自动充氧式生物转膜装置，水力停留时间HRT=2h，后处理选用平流沉淀加二氧化氯灭菌的形式。出水COD为40mg/L，SS为10mg/L，TP为0.5mg/L，NH₃-N为10mg/L。COD去除率为70%，SS去除率为80%，TP去除率为80%，NH₃-N去除率为71%。系统出水指标符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》。

Claims

1.自动充氧式生物转膜装置，包括水槽（1）、进水口（2）、排泥口（3）、出水口（4）, 进水口（2）与出水口（4）位于主轴中心线下侧，在水槽上呈对角线分布；进水口（2）、排泥口（3）、出水口（4）配置于水槽（1）不同侧面，其特征在于：该装置还包括转环（10），转环（10）通过转轴（8）设于水槽（1）内，转环（10）与传动装置（9）相连。

2.如权利要求1所述的自动充氧式生物转膜装置，其特征在于：所述的转环（10）由基础构架（5）、转环延伸臂（7）组成，转环延伸臂（7）固定于基础构架（5）上，基础构架（5）、转环延伸臂（7）与转轴（8）为同心圆设置并构建于转轴（8）上，生物填料（6）分布于基础构架（5）和转环延伸臂（7）上。

3.如权利要求2所述的自动充氧式生物转膜装置，其特征在于：所述生物填料（6）呈同心圆、放射型、螺旋状、井字型、辐射型中之一形状分布于基础构架（5）和转环延伸臂（7）上。

4.如权利要求3所述的自动充氧式生物转膜装置，其特征在于：所述的生物填料（6）为空心立体弹性填料。

5.如权利要求3所述的自动充氧式生物转膜装置，其特征在于：水槽（1）为半圆形槽体或梯形槽体，水槽（1）分为三级，其中第一级密封，第二及第三级水槽（1）内水路方式采用绕行的“S”形。

6.如权利要求5所述的自动充氧式生物转膜装置，其特征在于：第一级生物填料采用立体弹性填料，第二级采用空心立体弹性填料，第三级采用中空纤维膜填料。

7.如权利要求4所述的自动充氧式生物转膜装置，其特征在于：水槽（1）为半圆形槽体或梯形槽体，水槽分为三级，其中第一级密封，第二及第三级水槽（1）内水路方式采用绕行的“S”形。

8.如权利要求2所述的自动充氧式生物转膜装置，其特征在于：水槽（1）内水路方式采用绕行的“S”形。

9.如权利要求6所述的自动充氧式生物转膜装置，其特征在于：基础构架（5）采用单个独立安装方式。

10.如权利要求7所述的自动充氧式生物转膜装置，其特征在于：基础构架（5）采用单个独立安装方式。