CN104671395A - 一种用于河道污染物处理的生物滤床 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于河道污染物处理的生物滤床，具有一个上段位于河道水面之上、下段伸入水面下的竖直空心管，在竖直空心管顶部固定设有折弯空心管，竖直空心管顶部开口密封；在水面下的竖直空心管的底部固定连接叶片；在折弯空心管下方设有一个锥形筒、一个内圆筒和一个外圆筒，内圆筒同轴套在竖直空心管外且通过轴承连接竖直空心管，在内圆筒外壁和外圆筒内壁之间充满附着有微生物的多孔填料，倒置的锥形筒下端固定连接外圆筒上端，在倒置的锥形筒内表面上设有台阶；外圆筒下端固定连接直径大于其直径的大圆筒上表面上；整个过程无需动力，既可以给水体充氧，又能利用微生物净化水体。

Description

一种用于河道污染物处理的生物滤床
技术领域
本发明涉及一种用于河道污染物处理的生物滤床，属于环境保护中污水处理技术领域。
背景技术
目前，城乡河道因污染和生态系统严重退化，水环境问题日益突出，多数河道水体污染严重、富营养化，造成了严峻的环境生态形势。空气中的分子态氧溶解在水中称为溶解氧，用每升水里氧气的毫克数表示，水中溶解氧的多少是衡量水体自净能力的一个指标。水中的溶解氧的含量与空气中氧的分压以及水的温度都有密切关系。在自然情况下，空气中的含氧量变动不大，故水温是主要的因素，水温愈低，水中溶解氧的含量愈高。通常要通过机械曝气来提高水体的溶解氧浓度，但是，在对河道水体提供人工机械曝气的话，由于水体量巨大，曝气所需的动力费将会非常高。
 生物滤床是生物处理的一种，由砂、砂砾或其他滤材为介质所构成，凭借附着于滤材上的生物膜作用可以分解流经滤床废水中污染物。一般经生物滤床的处理水不需再经沉淀单元即可放流。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无需动力、免维护的能有效利用降解河道中污染物的生物滤床，该生物滤床能主动提供微生物生长所需的氧气。
本发明采用的技术方案是：具有一个上段位于河道水面之上、下段伸入水面下的竖直空心管，在竖直空心管顶部固定设有2~4个折弯空心管，这2~4个折弯空心管一端均从竖直空心管顶部开口伸入竖直空心管内并被固定在竖直空心管内，折弯空心管自伸出竖直空心管顶部开口处向下折弯，竖直空心管顶部开口密封；在水面下的竖直空心管的底部固定连接叶片；在折弯空心管下方设有一个锥形筒、一个内圆筒和一个外圆筒，内圆筒同轴套在竖直空心管外且通过轴承连接竖直空心管，内圆筒外同轴套有外圆筒，在内圆筒外壁和外圆筒内壁之间充满附着有微生物的多孔填料，倒置的锥形筒同轴套在竖直空心管外且将倒置的锥形筒下端固定连接外圆筒上端，在倒置的锥形筒内表面上设有台阶；外圆筒下端固定连接直径大于其直径的大圆筒上表面上，大圆筒上段部分位于河道水面之上、下段部分垂直向下浸没在水面之下；将露出在外圆筒之外的大圆筒上表面都封闭，外圆筒内部的附着有微生物的多孔填料以及内圆筒均与大圆筒内腔相通；大圆筒通过支架固定在河道底部。
本发明采用上述技术方案后具有的优点是：（1）整个过程无需动力；（2）既可以给水体充氧，又能利用微生物净化水体；（3）能主动提供微生物生长所需的氧气。
附图说明
图1是一种用于河道污染物处理的生物滤床的结构示意图；
图2是图1中叶片的结构放大示意图；
图中：1.竖直空心管；2.折弯空心管；3.叶片；3-1.固定板；3-2.转动板；4.内圆筒；5.外圆筒；6.附着有微生物的多孔填料；7.筛网；8.筛网；9.倒置的锥形筒；10.台阶；11.大圆筒。
具体实施方式
参照图1，本发明包括一个竖直空心管1，竖直空心管1上段位于河道的水面之上，竖直空心管1的下段伸入河道的水面下。在竖直空心管1的顶部固定安装2~4个折弯空心管2，这2~4个折弯空心管2沿竖直空心管1的圆周方向均匀布置。这2~4个折弯空心管2的一端均从竖直空心管1的顶部开口伸入竖直空心管1内并被固定在竖直空心管1内，折弯空心管2自伸出竖直空心管1顶部开口处向下折弯一定角度a，折弯角度a是竖直空心管1与折弯空心管2之间的夹角，折弯角度a为50~60°。折弯空心管2固定后，将竖直空心管1的顶部开口完全密封，与外界气压隔绝，以便旋转的竖直空心管1内部产生负压。这2~4个折弯空心管2与竖直空心管1拼成伞骨架的形状。
在水面下的竖直空心管1的底部处固定连接3个相同的叶片3，3个叶片3沿竖直空心管1的圆周方向均匀布置。参见图2，每个叶片3均由1块固定板3-1和1块转动板3-2组成，固定板3-1的内侧固定连接于竖直空心管1的管壁上，固定板3-1的外侧与转动板3-2的内侧之间可旋转连接，使转动板3-2可绕固定板3-1的外侧边作单向旋转运动，转动角度b在0~75°之间，转动后的叶片3形成折弯的形状，叶片3类似只能单向旋转且角度限位的门铰链结构。
   在折弯空心管2的下方设有一个倒置的锥形筒9、一个内圆筒4和一个外圆筒5。内圆筒4和外圆筒5的上下口均是敞口。其中，内圆筒4同轴套在竖直空心管1外，并且通过轴承连接竖直空心管1。内圆筒4的上端比圆筒5的上端高5~10 cm，内圆筒4的下端和外圆筒5的下端平齐。在内圆筒4外同轴套有外圆筒5，在内圆筒4的外壁和外圆筒5的内壁之间具有足够的间隙，在这个间隙之间填充满附着有微生物的多孔填料6，附着有微生物的多孔填料6顶面处安装筛网7，筛网7用于布水；附着有微生物的多孔填料6底面处安装筛网8作支撑。倒置的锥形筒9同轴套在竖直空心管1外并且将倒置的锥形筒9下端固定在外圆筒5的上端。倒置的锥形筒9的上端是大端，下端是小端，倒置的锥形筒9的大端口和小端口均是敞口。在倒置的锥形筒9的内表面上设有台阶10，台阶10由倒置的锥形筒9上端大端部位连续地设置至小端部位，台阶10由上向下逐渐地下移至小端部位。通过合理设置倒置的锥形筒9的锥角以及外径，使从折弯空心管2落下的水尽量全部落在最上一层的台阶10之上。
外圆筒5的下端固定连接于大圆筒11的上表面上，大圆筒11的上段部分位于河道水面之上，大圆筒11的下段部分垂直向下浸没在水面之下。大圆筒11的直径大于外圆筒5的直径，大圆筒11的直径为外圆筒5的2~3倍，将大圆筒11上端于外圆筒5连接处都封闭，也就是将露出在外圆筒5之外的大圆筒11上表面都封闭，但外圆筒5内部的附着有微生物的多孔填料6以及内圆筒4均与大圆筒11内腔相通。大圆筒11固定连接三根支架12上端，三根支架12下端均垂直向下伸至河道底部并被牢固固定在河道底部，使大圆筒11通过三根支架12固定在河道底部。
本发明工作时，因竖直空心管1下端连同叶片3浸没在水面以下，大圆筒11下段部分也置于水面以下，由于叶片3可以单向折弯，当水流过的时候，三个叶片3受水的冲击力不均匀，会以竖直空心管1为轴心而转动，带动竖直空心管1旋转，当旋转到一定速度的时候，竖直空心管1上端的折弯空心管2的空气在离心力作用下被甩出，形成负压，河道水在大气压的作用下，被从竖直空心管1底部压到顶部，继而被折弯空心管2甩出，只要保持竖直空心管1连续转动就会有水源源不断的被从河底吸上来甩出，河水被甩到锥形筒9上的台阶10上，然后从台阶10上流下，在水在从台阶10上流下来的过程中和空气接触，使氧气溶解到水中，提高水的溶解氧量；富含有氧气的水从上流下经过附着有微生物的多孔填料6，河水和微生物充分接触，污染物被微生物分解，处理后的河水再回到河道中。
在河水水面出现上升或下降的时候，大圆筒11内的空气压力会增大或减小，从而使空气反复流过附着有微生物的多孔填料6的表面，保证填料表面微生物有足够的氧气提供。即使水位不发生上升或下降，在白天和黑夜出现温差的时候，大圆筒11内的空气也会由于温度变化会出现压力增大或减小，也同样会促使空气流通增加填料表面的氧气含量。

Claims (6)

1.一种用于河道污染物处理的生物滤床，其特征是：具有一个上段位于河道水面之上、下段伸入水面下的竖直空心管（1），在竖直空心管（1）顶部固定设有2~4个折弯空心管（2），这2~4个折弯空心管（2）一端均从竖直空心管（1）顶部开口伸入竖直空心管（1）内并被固定在竖直空心管（1）内，折弯空心管（2）自伸出竖直空心管（1）顶部开口处向下折弯，竖直空心管（1）顶部开口密封；在水面下的竖直空心管（1）的底部固定连接叶片（3）；在折弯空心管（2）下方设有一个锥形筒（9）、一个内圆筒（4）和一个外圆筒（5），内圆筒（4）同轴套在竖直空心管（1）外且通过轴承连接竖直空心管（1），内圆筒（4）外同轴套有外圆筒（5），在内圆筒（4）外壁和外圆筒（5）内壁之间充满附着有微生物的多孔填料（6），倒置的锥形筒（9）同轴套在竖直空心管（1）外且将倒置的锥形筒（9）下端固定连接外圆筒（5）上端，在倒置的锥形筒（9）内表面上设有台阶（10）；外圆筒（5）下端固定连接直径大于其直径的大圆筒（11）上表面上，大圆筒（11）上段部分位于河道水面之上、下段部分垂直向下浸没在水面之下；将露出在外圆筒（5）之外的大圆筒（11）上表面都封闭，外圆筒（5）内部的附着有微生物的多孔填料（6）以及内圆筒（4）均与大圆筒（11）内腔相通；大圆筒（11）通过支架（12）固定在河道底部。
2.根据权利要求1所述一种用于河道污染物处理的生物滤床，其特征是：有3个叶片（3）沿竖直空心管（1）的圆周方向均匀布置，每个叶片3均由1块固定板（3-1）和1块转动板（3-2）组成，固定板（3-1）内侧固定连接于竖直空心管（1）的管壁上，固定板（3-1）外侧与转动板（3-2）内侧之间可旋转连接，转动板（3-2）可绕固定板（3-1）的外侧边作单向旋转运动，转动角度在0~75°之间。
3.根据权利要求1所述一种用于河道污染物处理的生物滤床，其特征是： 2~4个折弯空心管（2）沿竖直空心管（1）的圆周方向均匀布置，折弯空心管（2）折弯后与竖直空心管（1）之间的夹角为50~60°。
4.根据权利要求1所述一种用于河道污染物处理的生物滤床，其特征是：大圆筒（11）的直径为外圆筒（5）的2~3倍。
5.根据权利要求1所述一种用于河道污染物处理的生物滤床，其特征是：附着有微生物的多孔填料（6）顶面和底端处均设有筛网。
6.根据权利要求1所述一种用于河道污染物处理的生物滤床，其特征是：内圆筒（4）上端比圆筒（5）上端高5~10 cm，内圆筒（4）下端和外圆筒（5）下端平齐。
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