CN104261562B - 一种360度旋转水下生物床处理装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水处理的生物处理技术领域，具体的说是一种360度旋转水下生物床处理装置及方法，生物床装置设置于水平面以下，排水装置内设有曝气装置，排水装置连接总出水管，排水装置上设有旋转装置和若干生物床单元，旋转装置驱动生物床单元以排水装置为中心作360度旋转，生物床单元由生物床、外层支架和内层支架组成，排水装置外圈设有内层支架，内层支架外圈设有外层支架，内层支架和外层支架之间设有生物床，生物床外部设有外层支架。本发明在同等占地面积条件下，水接触面积可提高多倍并同时节省生物填料、提高流速，其对外部结构的强度要求及进水悬浮物要求低，处理水头损失小，曝气量集中、强度大，处理效果好。
Description
[技术领域]
本发明涉及水处理的生物处理技术领域，具体的说是一种360度旋转水下生物床处理装置及方法。
[背景技术]
在水处理技术中，污水生物处理是用生物学的方法处理污水的总称，是现代污水处理应用中最广泛的方法之一。主要借助微生物的分解作用把污水中有机物转化为简单的无机物，使污水得到净化。按对氧气需求情况可分为厌氧生物处理和好氧生物处理两大类。厌氧生物处理系利用厌氧微生物把有机物转化为有机酸，甲烷菌再把有机酸分解为甲烷、二氧化碳和氢等，如厌氧塘、化粪池、污泥的厌气消化和厌氧生物反应器等。好氧生物处理系采用机械曝气或自然曝气(如藻类光合作用产氧等)为污水中好氧微生物提供活动能源，促进好氧微生物的分解活动，使污水得到净化，如活性污泥、生物滤池、生物转盘、污水灌溉、氧化塘的功能。污水生物处理效果好，费用低，技术较简单，应用比较方便。
当简单的沉淀和化学处理不能保证达到足够的净化程度时，就要用生物的方法作进一步处理污水处理中常用生物处理方法使利用微生物的新陈代谢功能，将污水中呈溶解或胶体状态的有机物分解氧化为稳定的无机物质，使污水得到净化，常用的有活性污泥法、生物膜法、A/O法、A2/O法，A/B法，SBR法等等，不同的污水处理采用不同的处理方法，由于污水量大，有机物含量高，难以稳定处理，由此，必须改革和创新。
污水处理中常用生物处理方法有：
1、A/O法
厌氧处理技术省能耗，但处理程度达不到实际要求。好氧处理能耗大，可以满足工艺要求。处理后最终产物不同，厌氧处理是把废水中有机物转化为氨、硫化氢，甲烷等。好氧处理是把水中有机物转化为稳定的无机物(二氧化碳为主)。厌氧可以处理高浓度废水，好氧处理经不起高浓度废水冲击。目前大多数废水处理都采用厌氧(缺氧)、好氧组合技术。
2、活性污泥法
活性污泥法又称悬浮生长法，是一种应用最广泛的好氧生化处理工艺，其主要由曝气池、曝气系统、二次沉淀池及污泥回流系统组成。废水与二次沉淀池底部回流的活性污泥同时进入曝气池，通过曝气，活性污泥呈悬浮状态并与废水充分接触。废水中的悬浮固体和胶状物质被活性污泥吸附，而废水中的可溶性有机物被活性污泥中微生物用作自身繁殖的营养，代谢转化为生物细胞，并氧化成最终产物二氧化碳。非溶解性有机物需先转化为溶解性有机物，而后才被代谢利用，废水由此得到净化。净化后的废水与活性污泥在二次沉淀池内进行泥水分离，上清液排放，分离后的污泥部分返回曝气池，以保证曝气池内一定浓度的活性污泥，其余则作为剩余污泥排除系统。
3、生物膜法
生物膜法又称固定生长法，是与活性污泥法并列的一类废水好氧生物处理技术。这种处理方法的实质是：含有营养物质的废水在有微生物栖息的载体表面流动，一定时间后，微生物会附着在载体表面增值、生长、形成一层膜状生物污泥——生物膜。废水中有机污染物，作为营养物质，被生物膜上的微生物摄取，废水得到净化，微生物自身也得到繁衍增值。当前应用较多的生物膜法指的是接触生物氧化法。
4、接触氧化法
处理效率高，节省占地。作为生物膜法的生物接触氧化法不仅兼有活性污泥法的特点，而且其单位体积生物的数量比活性污泥多，生物活性高；底物和产物的传质速度快；不需要专门培养菌种，挂膜方便，可以间歇运行；操作简单，运行方便、易于维护管理，无需污泥回流，不产生污泥膨胀现象；污泥产生量少，污泥颗粒较大，易于沉淀；对冲击负荷有较强的适应能力，在间歇运行条件下，任能保持良好的处理效果，对排水不均匀的企业，更具有实际意义。
目前的国内外生物处理技术研究和发展中，生物处理技术的研究重点是增加处理装置的含污能力，提高流速，改善出水水质，其次是简化操作，提高自动化和连续操作的水平。
专利号为201310201212.1的中国专利公开了一种360度进水旋转水下过滤床装置及过滤方法，是将过滤床装置设置于水平面以下，中心管上设有驱动装置和若干过滤单元，驱动装置驱动过滤单元以中心管为中心作360度旋转，是采用物理方法依靠水位差，进行过滤，但这种过滤方法对微生物等过滤效果不佳。
[发明内容]
本发明的目的在于克服现有过滤处理技术的不足，吸取了现有生物处理技术优点，将多种处理机理有机结合，提供一种360度旋转水下生物床处理装置及方法。
为实现上述目的，设计一种360度旋转水下生物床处理装置，包括外层支架1、生物床单元2、生物填料3、内层支架4、排水装置5、曝气装置6、旋转装置7和总出水管8，所述的生物床装置设置于水平面以下，所述的排水装置5内设有曝装置6，排水装置5连接总出水管8，排水装置5上设有旋转装置7和若干生物床单元2，所述的旋转装置7驱动各生物床单元2以排水装置5为中心作360度旋转，所述的生物床9由各生物床单元2、内层支架4和外层支架1组成，排水装置5外圈设有内层支架4，内层支架4外圈设有外层支架1，内层支架4和外层支架1之间设有生物床9，曝气装置6提供微生物需要的适量氧气，气体依次接触各个生物床单元2，气量小、气体集中、处理精度高，具有普通生物池的生物吸附及降解作用。
所述的外层支架1外缘为圆形或多边形。
所述的排水装置5出口水位低于水平面。
所述的生物床单元2中设有生物填料3，所述的生物填料3为轻质微生物附着材料。
一种采用360度旋转水下生物床处理装置的处理方法，其特征在于所述的处理方法为：
(1)生物床处理装置设置于水下，排水装置5出口水位低于该水位，若干生物床单元2沿排水装置5的中心轴作360度旋转，依靠水位差，水由装置外层支架1的各个面向内进入各生物床单元2，先通过生物床单元2中的生物填料3吸附进水中的各种有机物及悬浮物，再经过附着在生物填料3上的微生物菌群进一步降解各种有机物及悬浮物，处理后的水由排水装置5收集后出水；
(2)处理装置开始运转时，各生物床单元2同时旋转，曝气装置6由排水装置5为起点向上面曝气，当生物床单元2旋转至曝气装置6上方的曝气区域时，溶解氧含量DO﹥2mg/L，空气10依次接触经过的生物床单元2，并为生物床单元2中的生物填料3附着的好氧及兼性微生物菌群提供所需的氧气，保证各生物床单元对进水中的各种有机物及悬浮物的有效降解；
(3)当生物床单元2旋转过曝气区域进入缺氧区时，溶解氧含量0.2﹤DO﹤0.5mg/L,生物床单元2的厌氧及兼性微生物对生物填料3中吸附的难降解大分子有机物进一步水解酸化，并水解成小分子有机物，为下一步好氧及兼性微生物菌群处理做好准备；
(4)通过生物床单元的连续循环运转，依次交替完成微生物菌群的好氧及缺氧处理，充分降解进水中的有机物及悬浮物，有效保证排水装置5出水的处理效果。
所述的生物床装置应用于水处理中的深度处理、二沉池、自来水或中水回用领域。
本发明的优点在于：
1、因为360度方向进水，同样占地面积条件下，本装置处理面积可提高3.14倍；
2、因为装置处理方向的生物填料面积是逐渐减小的，所以：1)节省填料；2)提高流速；3)节省曝气量；
3、因为装置处于水下，且360度方向进水，该装置对外部结构强度要求低，省去了一般生物池所需的大量填料、曝气盘等，仅需要一个简单的网状结构物，阻止生物填料流失；
4、该装置拥有普通生物池的生物吸附及降解作用，采用轻质微生物附着材料作为生物填料，充分降解进水中的有机物及悬浮物；
5、处理精度高，对进水悬浮物要求较低，过滤水头损失小；
6、曝气管提供微生物需要的适量氧气，气体依次接触各个生物床单元，气量小、气体集中、处理效果好。
[附图说明]
图1是本发明的主要结构主视图；
图2是本发明的实施例结构侧视图；
如图所示，图中：1.外层支架2.生物床单元3.生物填料4.内层支架5.排水装置6.曝气装置7.旋转装置8.总出水管9.生物床10.空气；
指定图1为本发明的摘要附图。
[具体实施方式]
下面结合附图对本发明作进一步说明，这种装置的结构和原理对本专业的人来说是非常清楚的。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例：
如图1及图2所示，本水下生物床处理装置包括：外层支架1、生物床单元2、生物填料3、内层支架4、排水装置5、曝气装置6、旋转装置7和总出水管8，生物床装置设置于水平面以下，排水装置5内设有曝气装置6，排水装置5连接总出水管8，排水装置5上设有旋转装置7和若干生物床单元2，旋转装置7驱动各生物床单元2以排水装置5为中心作360度旋转，生物床9由各生物床单元2、内层支架4和外层支架1组成，排水装置5外圈设有内层支架4，内层支架4外圈设有外层支架1，内层支架4和外层支架1之间设有生物床9。外层支架1外缘为圆形或多边形。排水装置5出口水位低于水平面。生物床单元2中设有生物填料3，生物填料3为轻质微生物附着材料，如人工或天然等材料。
本装置的具体处理方法为：
(1)将生物床处理装置设置于水下，使排水装置5出口水位低于该水位，若干生物床单元2沿排水装置5的中心轴作360度旋转，依靠水位差，水由装置外层支架1的各个面向内进入各生物床单元2，先通过生物床单元2中的生物填料3吸附进水中的各种有机物及悬浮物，再经过附着在生物填料3上的微生物菌群进一步降解各种有机物及悬浮物，处理后的水由排水装置5收集后出水；
(2)处理装置开始运转时，各生物床单元2同时旋转，曝气装置6由排水装置5为起点向上面曝气，当生物床单元2旋转至曝气装置6上方的曝气区域时，溶解氧含量DO﹥2mg/L，空气10依次接触经过的生物床单元2，并为生物床单元2中的生物填料3附着的好氧及兼性微生物菌群提供所需的氧气，保证各生物床单元对进水中的各种有机物及悬浮物的有效降解；
(3)当生物床单元2旋转过曝气区域进入缺氧区时，溶解氧含量0.2﹤DO﹤0.5mg/L，生物床单元2的厌氧及兼性微生物对生物填料3中吸附的难降解大分子有机物进一步水解酸化，并水解成小分子有机物，为下一步好氧及兼性微生物菌群处理做好准备；
(4)通过生物床单元的连续循环运转，依次交替完成微生物菌群的好氧及缺氧处理，充分降解进水中的有机物及悬浮物，有效保证排水装置5出水的处理效果。
在污水处理中，可将该发明置于二沉池中，取消二沉池的出水堰和二沉池后续的处理工艺，由360度旋转生物床装置中心管直接出水，出水符合更高标准。
在自来水或中水回用中，也可置于沉淀池中，取消沉淀池和后续的澄清、过滤工艺等。
Claims (3)
1.一种360度旋转水下生物床处理装置,包括外层支架(1)、生物床单元(2)、生物填料(3)、内层支架(4)、排水装置(5)、曝气装置(6)、旋转装置(7)和总出水管(8)，其特征在于所述的生物床装置设置于水平面以下，所述的排水装置(5)内设有曝装置(6)，排水装置(5)连接总出水管(8)，排水装置(5)上设有旋转装置(7)和若干生物床单元(2)，所述的旋转装置(7)驱动各生物床单元(2)以排水装置(5)为中心作360度旋转，所述的生物床(9)由各生物床单元(2)、内层支架(4)和外层支架(1)组成，排水装置(5)外圈设有内层支架(4)，内层支架(4)外圈设有外层支架(1)，内层支架(4)和外层支架(1)之间设有生物床(9)，曝气装置(6)提供微生物需要的适量氧气，气体依次接触各个生物床单元(2)，气量小、气体集中、处理精度高，具有普通生物池的生物吸附及降解作用；
所述的外层支架(1)外缘为圆形或多边形；
所述的排水装置(5)出口水位低于水平面；
所述的生物床单元(2)中设有生物填料3，所述的生物填料(3)为轻质微生物附着材料。
2.一种采用如权利要求1所述的360度旋转水下生物床处理装置的处理方法，其特征在于所述的处理方法为：
(1)生物床处理装置设置于水下，排水装置(5)出口水位低于该水位，若干生物床单元(2)沿排水装置(5)的中心轴作360度旋转，依靠水位差，水由装置外层支架(1)的各个面向内进入各生物床单元(2)，先通过生物床单元(2)中的生物填料(3)吸附进水中的各种有机物及悬浮物，再经过附着在生物填料(3)上的微生物菌群进一步降解各种有机物及悬浮物，处理后的水由排水装置(5)收集后出水；
(2)处理装置开始运转时，各生物床单元(2)同时旋转，曝气装置(6)由排水装置(5)为起点向上面曝气，当生物床单元(2)旋转至曝气装置(6)上方的曝气区域时，溶解氧含量DO﹥2mg/L，空气(10)依次接触经过的生物床单元(2)，并为生物床单元(2)中的生物填料(3)附着的好氧及兼性微生物菌群提供所需的氧气，保证各生物床单元对进水中的各种有机物及悬浮物的有效降解；
(3)当生物床单元(2)旋转过曝气区域进入缺氧区时，溶解氧含量0.2﹤DO﹤0.5mg/L,生物床单元(2)的厌氧及兼性微生物对生物填料(3)中吸附的难降解大分子有机物进一步水解酸化，并水解成小分子有机物，为下一步好氧及兼性微生物菌群处理做好准备；
(4)通过生物床单元的连续循环运转，依次交替完成微生物菌群的好氧及缺氧处理，充分降解进水中的有机物及悬浮物，有效保证排水装置(5)出水的处理效果。
3.如权利要求1所述的一种360度旋转水下生物床处理装置，其特征在于所述的生物床装置应用于水处理中的深度处理、二沉池、自来水或中水回用领域。
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