CN109806536B - 一种含砷危废生物氧化法无害化处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种含砷危废生物氧化法无害化处理工艺，包括如下步骤：对含砷废料进行氧化；将氧化后的含砷废料投入到立体曝气池内，立体曝气池内添加有活性污泥；立体曝气池通过截留风力与市电驱动电机配合驱动搅拌装置以及进气机构对曝气池内的含砷废料和活性污泥进行搅拌；将充分曝气后的废料与活性污泥送入沉淀池内，活性污泥与澄清水分离后，澄清水溢流排放；在处理过程中，活性污泥不断增长，在沉淀池内对剩余污泥排除。本发明通过活性污泥吸附含砷废料中的砷离子，解决含砷危废对环境的污染，且通过风力直接驱动的方式与曝气池的独特结构配合，在无需电能或者少量电能的情况下完成曝气池的功能，减少火电的二次污染。

Description

一种含砷危废生物氧化法无害化处理工艺

技术领域

本发明涉及环境污染治理技术领域，具体涉及一种含砷危废生物氧化法无害化处理工艺。

背景技术

砷及其化合物是有较大的毒性的致癌物质，因此若不加控制其极易对环境的造成污染，且污染一旦形成还很难消除。特别是一旦砷对水体和土壤形成污染，都将最终通过食物链或地面水、地下水进入人体危害人类健康，由此引起人畜中毒的事件也时有发生。随着近些年来含砷废料所产生的严重危害日趋突现，全世界也开始更多对该环境问题给予关注，如何研究开发一种高效经济的含砷废料处理技术，具有重大的社会、经济和环境意义。

现有的含砷废料处理方法主要有：化学沉淀法、吸附法、离子交换法、膜分离和微生物法等，其中化学沉淀法是目前在工业生产中常用的除砷方法，化学沉淀法又细分有石灰沉淀法、铁盐沉淀法、铁盐-石灰共沉淀法、硫化物沉淀法等。但是这些含砷危废的处理方法除砷率不高，因此出现了生物氧化处理含砷危废的方法，但是该方法需要使用到大量的曝气池，而传统的曝气池占地面积大，又因为需要搅拌耗电量也是非常大，企业的负担很重且大量的用电，因此需要燃烧更多的煤炭来进行发电，存在一定的弊端，因此需要清洁的能源并配合特殊的曝气池结构，来降低对电能的损耗。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种含砷危废生物氧化法无害化处理工艺，降低因为处理含砷危废所造成的火电污染，降低对环境的负荷。

为解决上述技术问题，本发明提供一种含砷危废生物氧化法无害化处理工艺，包括如下步骤：

S1、对含砷废料进行氧化，使得中的三价砷氧化为五价砷，减少对活性污泥中微生物的毒害；

S2、将氧化后的含砷废料投入到立体曝气池内，立体曝气池内添加有活性污泥；

S3、立体曝气池通过截留风力与市电驱动电机配合驱动搅拌装置以及进气机构对曝气池内的含砷废料和活性污泥进行搅拌、添加空气；

S4、将充分曝气后的废料与活性污泥送入沉淀池内，在沉淀池内，活性污泥与澄清水分离后一部分回流到曝气池，澄清水则溢流排放；

S5、在处理过程中，活性污泥不断增长，在沉淀池内需要对剩余污泥排除。

进一步的，所述立体曝气池包括两座相配合的钢筋混凝土第一立柱，所述第一立柱上设置若干层水平截面为矩形的曝气池，所述曝气池的竖截面为半圆形，上下两层所述曝气池之间预留安装所述风力驱动旋转机构的空间，所述曝气池内设置搅拌装置，所述风力驱动旋转机构与上层的曝气池内的搅拌装置传动连接，所述第一立柱侧面对应所述搅拌装置活动设置第一驱动电机，在控制室内对应所述第一驱动电机设置控制器。

进一步的，所述风力驱动旋转机构包括所述第一立柱的内侧面在所述曝气池的下方设置的回转支撑，所述回转支撑上设置旋转杆，右侧旋转杆的中心向外设置第一传动杆，所述第一传动杆穿过所述第一立柱上设置的第一轴承，所述第一传动杆端部设置第一驱动盘，所述旋转杆两端设置安装板，所述安装板外侧与所述回转支撑连接，所述旋转杆中部设置滑套，右侧旋转杆上设置的滑套上对应所述第一传动杆设置滑槽，两个对应设置的滑套之间设置加强杆，所述加强杆上设置矩形的挡风板，所述滑套两端与所述安装板之间设置弹簧。

进一步的，所述搅拌装置包括所述曝气池两端设置的第一支架，所述第一支架上设置第二轴承，所述第二轴承内设置旋转轴，所述旋转轴端部穿过所述第一立柱对应所述第一驱动盘设置第二驱动盘，所述第二驱动盘和第一驱动盘通过皮带传动，所述皮带上设置张紧机构，所述旋转轴上对应所述曝气池均布设置若干个搅拌盘，所述搅拌盘包括若干个锥形的双层盘体，所述双层盘体后侧设置封堵板，所述双层盘体上设置若干个第一穿孔。

进一步的，所述搅拌盘之间设置所述进气机构，所述进气机构包括两两相邻的搅拌盘之间设置的竖截面为U型的聚气板，所述聚气板的开口侧对应所述搅拌盘的旋转方向，所述聚气板上设置若干个第二穿孔。

进一步的，所述张紧机构包括所述第一立柱外侧在所述第二驱动盘上方通过平移机构设置的张紧盘，所述张紧盘的直径大于所述第二驱动盘的直径，所述平移机构包括所述第一立柱外侧通过第二支架设置的一对安装平台，所述安装平台上设置第三轴承，所述第三轴承内设置丝杠，所述安装平台之间设置与所述丝杠平行的导向杆，所述丝杠和导向杆上设置平移基座，所述平移基座上水平设置横杆，所述横杆上旋转设置所述张紧盘，所述第一立柱外侧设置第二驱动电机，所述第二驱动电机与所述丝杠传动连接，所述张紧盘采用旋转盘，所述皮带套设在所述张紧盘、第一驱动盘和第二驱动盘上，所述第二驱动电机与所述控制器连接。

进一步的，地面上对应右侧的第一立柱设置钢制的第二立柱，所述第二立柱上对应每层的旋转轴通过伸缩机构设置所述第一驱动电机，所述第一驱动电机的输出轴上设置第一齿轮盘，所述旋转轴的端部对应所述第一齿轮盘设置第二齿轮盘，所述伸缩机构采用液压伸缩杆，所述伸缩机构的底座通过螺栓与第二立柱固定连接，且伸缩机构与第二立柱间通过角铁进行加固，所述角铁上设置与所述伸缩机构配合的卡槽，所述角铁为两个且相互配合。

进一步的，所述挡风板采用透明材料制件。

进一步的，所述曝气池两侧设置倾斜向上的溢流护板，且所述曝气池两侧对应下层的曝气池设置阳光投射机构。

进一步的，所述阳光投射机构包括所述曝气池两端的两侧水平设置的第三支架，所述第三支架端部设置第四轴承，所述第四轴承上设置转动杆，所述转动杆上设置反光板，所述转动杆与设置在所述第三支架上的第三驱动电机传动连接，所述第三驱动电机与所述控制器连接，曝气池两侧的第三支架从上到下长度依次增加。

进一步的，所述反光板上设置清灰机构，所述清灰机构包括所述反光板上侧设置的压力管道，所述压力管道对应所述反光板设置高压喷头，所述压力管道的一端堵死，所述压力管道的另一端通过供水软管与设置在水槽内的水泵连通。

进一步的，立体曝气池的曝气方法包括如下步骤：

A、对现场风力进行监测，当风力大于或等于4级时，张紧机构张紧皮带，第一驱动电机带动旋转轴转动，通过皮带传动带动旋转杆转动，使得旋转杆位于竖直状态，滑套在重力的作用下带动挡风板下移，然后第一驱动电机退出，风力推动下挡风板带动旋转杆转动，当旋转杆水平时，滑套在弹簧的作用下位于旋转杆中间，旋转杆继续转动，此时滑套因为重力的原因又会掉落至旋转杆的下部，继续推动旋转杆向着一个方向转动，便可以驱动搅拌装置对曝气池持续搅拌；

B、当风力小于4级、大于或等于2级时，张紧机构张紧皮带，第一驱动电机带动旋转轴转动，同时带动旋转杆转动，旋转杆上通过滑套设置的挡风板拦截风力，将风能转换为机械能，与第一驱动电机配合推动旋转轴转动，实现搅拌；

C、当风力小于2级时，张紧机构上的平移机构带动张紧盘平移，使得张紧盘位于第二驱动盘的最上方，此时皮带未处于张紧状态，第一驱动盘与第二驱动盘不进行传动，仅仅依靠第一驱动电机对旋转轴进行驱动实现搅拌；

D、反光板通过第三驱动电机驱动调整角度，折射阳光使得眼光照射在下层的曝气池表面，对活性污泥和含砷废料进行光照，保证微生物的生长、繁殖。

本发明提供了一种含砷危废生物氧化法无害化处理工艺，包括如下步骤：

S1、对含砷废料进行氧化，使得废料中的三价砷氧化为五价砷，减少对活性污泥中微生物的毒害；三价砷的毒性较大，对微生物的毒害作用明显，因此先进行氧化，而三价砷氧化成五价砷的方法很多，不过多叙述，且本发明中的含砷废料为含砷废液，或含砷废渣经过元素分离而获得富含砷化物的溶液，可采用申请号为201510606648.8中的方式来处理废渣，尤其是砷滤饼，从而获得含砷废液，由于其为现有技术，因此本发明将其上位为废料。

S2、将氧化后的含砷废料投入到立体曝气池内，立体曝气池内添加有活性污泥；添加的五价砷废料其重金属离子浓度应该小于30mg•L-1，这样活性污泥对砷离子的去除率更高。

S3、立体曝气池通过截留风力与市电驱动电机配合驱动搅拌装置以及进气机构对曝气池内的含砷废料和活性污泥进行搅拌、添加空气；通过风力驱动和电机配合使用，可以在使用较少电力的同时，充分曝气，且立体曝气池更容易截留风力。

S4、将充分曝气后的废料与活性污泥送入沉淀池内，在沉淀池内，活性污泥与澄清水分离后一部分回流到曝气池，澄清水则溢流排放；

S5、在处理过程中，活性污泥不断增长，在沉淀池内需要对剩余污泥排除。

步骤S2中，将活性污泥加入到曝气池内，并配合含砷废料以及活性污泥进行搅拌。这样不仅降低了砷的浓度以及砷对污泥的毒害作用，同时还解决了活性污泥的营养源问题，能够显著提高对砷离子的清除率。

当然本发明的重点在于立体曝气池与风力驱动旋转机构的配合，传统的对风能以及太阳能的利用都是先转换为电能，其转换效率较低，且投资巨大，而且传动的曝气池都是设置在地面上，占地面积很大。

立体曝气池包括两座相配合的钢筋混凝土第一立柱，第一立柱上设置若干层水平截面为矩形的曝气池，曝气池的竖截面为半圆形，上下两层曝气池之间预留安装风力驱动旋转机构的空间，曝气池内设置搅拌装置，风力驱动旋转机构与上层的曝气池内的搅拌装置传动连接，第一立柱侧面对应所述搅拌装置活动设置第一驱动电机，在控制室内对应第一驱动电机设置控制器。曝气池设置多层，首先占地面积很小，其次可以通过曝气池下方的风力驱动旋转机构拦截更大面积的风力，第一驱动电机视风力大小，来判断是否参与到对搅拌装置的驱动当中，其运行方法按照上述的立体曝气池的曝气方法。第一立柱采用钢筋混凝土制成，坚固度更高，可以对多层的曝气池进行更稳定的支撑。搅拌装置可以对活性污泥和含砷废料进行搅拌，避免固体物沉入曝气池底部并将空气带入曝气池内，保证微生物的生长以及对砷离子的吸附。控制器负责对立体曝气池上的电器进行驱动，方便进行控制。

风力驱动旋转机构包括第一立柱的内侧面在曝气池的下方设置的回转支撑，回转支撑上设置旋转杆，右侧旋转杆的中心向外设置第一传动杆，第一传动杆穿过第一立柱上设置的第一轴承，第一传动杆端部设置第一驱动盘，旋转杆两端设置安装板，安装板外侧与回转支撑连接，旋转杆中部设置滑套，右侧旋转杆上设置的滑套上对应第一传动杆设置滑槽，两个对应设置的滑套之间设置加强杆，加强杆上设置矩形的挡风板，滑套两端与安装板之间设置弹簧。回转支撑可以保证旋转杆在一个竖向的截面内旋转，从而使得挡风板可以因为风力的吹动而保持旋转。当旋转杆旋转至竖向时，挡风板滑动至旋转杆的下部，截留下部的风力，旋转杆继续转动至水平时，因为弹簧的作用将挡风板移动至旋转杆的中部，旋转杆因为惯性继续转动，此时在重力的作用下挡风板又逐渐向下移动，继续截留旋转杆下部的风力，这样能够持续将风能转换为旋转的机械能，转换效率较先转换为电能提高数倍。滑套的长度为旋转杆的五分之二，弹簧采用拉伸弹簧，弹簧与滑套上的重量需要配合，做到旋转杆竖向时挡风板能够处于第一传动杆的下方，不会受到上部的风力影响，而降低风对挡风板的推力。

搅拌装置包括曝气池两端设置的第一支架，第一支架上设置第二轴承，第二轴承内设置旋转轴，旋转轴端部穿过所述第一立柱对应第一驱动盘设置第二驱动盘，第二驱动盘和第一驱动盘通过皮带传动，皮带上设置张紧机构，旋转轴上对应曝气池均布设置若干个搅拌盘，搅拌盘包括若干个锥形的双层盘体，双层盘体后侧设置封堵板，双层盘体上设置若干个第一穿孔。第一驱动盘通过皮带将旋转的动能传递给第二驱动盘，从而带动旋转轴进行转动，进而带动搅拌盘转动，实现对曝气池的搅拌。搅拌盘包括若干个锥形的双层盘体，盘体与盘体之间存在较大的空隙，当双层盘体从曝气池中旋转出来是，污水从第一穿孔流出，充分与空气接触，且空气进入到双层盘体内部，然后双层盘体运动至污水中，空气通过水压从第一穿孔出来，在曝气池内形成气泡，这样完成搅拌与供氧的多重功能。

为了增加空气的供给量，搅拌盘之间设置进气机构，进气机构包括两两相邻的搅拌盘之间设置的竖截面为U型的聚气板，聚气板的开口侧对应搅拌盘的旋转方向，聚气板上设置若干个第二穿孔。U型的聚气板在移动至曝气池上方时，将空气聚在内部，进入到曝气池后通过水压的作用将气体从第二穿孔释放，增加曝气池内的氧气含量。

张紧机构包括第一立柱外侧在第二驱动盘上方通过平移机构设置的张紧盘，张紧盘的直径大于第二驱动盘的直径，平移机构包括第一立柱外侧通过第二支架设置的一对安装平台，安装平台上设置第三轴承，第三轴承内设置丝杠，安装平台之间设置与丝杠平行的导向杆，丝杠和导向杆上设置平移基座，平移基座上水平设置横杆，横杆上旋转设置张紧盘，第一立柱外侧设置第二驱动电机，第二驱动电机与丝杠传动连接，张紧盘采用旋转盘，皮带套设在张紧盘、第一驱动盘和第二驱动盘上，第二驱动电机与控制器连接。张紧机构负责对皮带进行张紧，便于第一驱动盘可以驱动第二驱动盘转动，且能够将第一驱动盘和第二驱动盘的传动连接断开。其包括平移机构上设置的张紧盘，当保持第一驱动盘和第二驱动盘传动连接时，第二驱动电机带动丝杠旋转，使得张紧盘远离第二驱动盘的上方，将皮带拉紧，当需要断开传动连接时，将张紧盘移动至第二驱动盘正上方，因为张紧盘的直径大，使得皮带与第二驱动盘不接触，便可以断开，方便上述的第一驱动电机直接驱动旋转轴。

地面上对应右侧的第一立柱设置钢制的第二立柱，所述第二立柱上对应每层的旋转轴通过伸缩机构设置所述第一驱动电机，所述第一驱动电机的输出轴上设置第一齿轮盘，所述旋转轴的端部对应所述第一齿轮盘设置第二齿轮盘，所述伸缩机构采用液压伸缩杆，所述伸缩机构通过螺栓与第二立柱固定连接，且伸缩机构的底座与第二立柱间通过角铁进行加固，角铁上设置与伸缩机构配合的卡槽，角铁为两个且相互配合。第一驱动机构需要对应旋转轴设置，因此在右侧设置的第一立柱旁边设置第二立柱，伸缩机构、第一驱动电机与每层曝气池上的旋转轴一一对应，当第一驱动电机需要驱动旋转轴时，将伸缩机构伸长，使得第一齿轮盘与第二齿轮盘齿合，这样第一驱动电机转动便可以带动搅拌装置进行转动。伸缩机构采用液压伸缩杆，其支撑力更强，稳定性更好，伸缩机构的底座与第二立柱通过螺栓固定，且设置有角铁进行加固，通过一对角铁上的卡槽将伸缩机构固定，这样第一驱动电机不容易发生晃动，保证设备运行的稳定性。

挡风板采用透明材料制件。曝气池两侧设置倾斜向上的溢流护板，且曝气池两侧对应下层的曝气池设置阳光投射机构。挡风板采用玻璃钢板，其韧性以及强度都很合适，且不会影响到阳光对下层曝气池的照射，效果更好。曝气池两侧的溢流护板，可以增加曝气池内的污水与空气的接触面，获得的空气更多。阳光投射机构可以对下层的曝气池进行照射，使得上层的曝气池不会过多的遮挡阳光，解决立体曝气池所存在的阳光照射不足的问题。

阳光投射机构包括曝气池两端的两侧水平设置的第三支架，第三支架端部设置第四轴承，第四轴承上设置转动杆，转动杆上设置反光板，转动杆与设置在第三支架上的第三驱动电机传动连接，第三驱动电机与控制器连接，曝气池两侧的第三支架从上到下长度依次增加。第三驱动电机可以带动转动杆旋转，从而调节阳光的反射角度，使得每个时段都能将阳光反射在曝气池的表面，第三驱动电机与控制器信号连接，可以预先设置好程序，自动化控制每个第三驱动电机的旋转，更加智能化，人力成本更低。第三支架从上到下长度依次增加，成宝塔形机构，且增加的长度大于反光板宽度的一半，这样上层的反光板不会影响到下层的反光板，保证阳光的照射。

反光板上设置清灰机构，清灰机构包括反光板上侧设置的压力管道，压力管道对应反光板设置高压喷头，压力管道的一端堵死，压力管道的另一端通过供水软管与设置在水槽内的水泵连通。多风区域尘沙较大，反光板表面容易附着灰尘，因此设置清灰机构，清理表面的灰尘，保证阳光的反射。压力管道与水泵通过供水软管连通，水泵加压将水送入压力管道内，保持压力管道内较大的压力，这样水从高压喷头喷射而出，对反光板表面冲刷，清理浮尘。其频率可以为一天一次或三天一次，具体参考当地的环境。

立体曝气池的曝气方法充分将第一驱动电机与风力驱动旋转机构配合起来，使得本发明的方法工艺适用于多风或者风力较弱的区域，在现场安装风力监测传感器，配合控制器使用，选择第一驱动电机是否介入，保证对曝气池的搅拌顺利进行。

风力的方向会发生变化，当时因为搅拌装置的原因，需要旋转轴的旋转方向一致，这样可以在第一驱动盘上设置齿轮，并与额外设置的齿轮配合后再通过额外设置的齿轮驱动第二旋转盘，便可以将旋转的方向进行调整，这属于皮带以及齿轮的传动技术，属于现有的技术，不过多叙述。

本发明的方法适合设置在西北、西南或者沿海地区，通过活性污泥吸附含砷废料中的砷离子，解决含砷危废对环境的污染。且通过风力直接驱动的方式与曝气池的独特结构配合，在无需电能或者少量电能的情况下完成曝气池的功能，减少火电的二次污染，对于环境的负载更低，对于砷的吸附程度更高，非常适合推广使用，能够产生极大的社会效益。

附图说明

图1为本发明立体曝气池的结构示意图；

图2为本发明风力驱动旋转机构和搅拌装置的结构示意图；

图3为本发明旋转杆的结构示意图；

图4为本发明搅拌盘的结构示意图；

图5为本发明搅拌盘的截面图；

图6为本发明聚气板的截面图；

图7为本发明张紧机构使得第一驱动盘和第二驱动盘形成传动连接的结构示意图；

图8为本发明张紧机构使得第一驱动盘和第二驱动盘未形成传动连接的结构示意图；

图9为本发明平移机构的结构示意图；

图10为本发明第一驱动电机设置在第二立柱上的结构示意图；

图11为本发明角铁通过卡槽固定伸缩机构的截面图；

图12为本发明曝气池的截面图；

图13为本发明清灰机构的结构示意图；

图14为本发明阳光投射机构成宝塔型设置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一，本实施例提供了一种含砷危废生物氧化法无害化处理工艺，包括如下步骤：

S1、对含砷废料进行氧化，使得废料中的三价砷氧化为五价砷，减少对活性污泥中微生物的毒害；三价砷的毒性较大，对微生物的毒害作用明显，因此先进行氧化，而三价砷氧化成五价砷的方法很多，不过多叙述。

S2、将氧化后的含砷废料投入到立体曝气池内，立体曝气池内添加有活性污泥；添加的五价砷废料其重金属离子浓度应该小于30mg•L-1，这样活性污泥对砷离子的去除率更高。

S3、立体曝气池通过截留风力与市电驱动电机配合驱动搅拌装置以及进气机构对曝气池内的含砷废料和活性污泥进行搅拌、添加空气；通过风力驱动和电机配合使用，可以在使用较少电力的同时，充分曝气，且立体曝气池更容易截留风力。

S4、将充分曝气后的废料与活性污泥送入沉淀池内，在沉淀池内，活性污泥与澄清水分离后一部分回流到曝气池，澄清水则溢流排放；

S5、在处理过程中，活性污泥不断增长，在沉淀池内需要对剩余污泥排除。

步骤S2中，将活性污泥加入到曝气池内，并配合含砷废料以及活性污泥进行搅拌。这样不仅降低了砷的浓度以及砷对污泥的毒害作用，同时还解决了活性污泥的营养源问题，能够显著提高对砷离子的清除率。

实施例二，如图1至图14所示，其公开了立体曝气池包括两座相配合的钢筋混凝土第一立柱1，所述第一立柱1上设置若干层水平截面为矩形的曝气池3，所述曝气池3的竖截面为半圆形，上下两层所述曝气池3之间预留安装所述风力驱动旋转机构4的空间，所述曝气池3内设置搅拌装置2，所述风力驱动旋转机构4与上层的曝气池3内的搅拌装置2传动连接，所述第一立柱1侧面对应所述搅拌装置2活动设置第一驱动电机38，在控制室内对应所述第一驱动电机38设置控制器。曝气池设置多层，首先占地面积很小，其次可以通过曝气池下方的风力驱动旋转机构拦截更大面积的风力，第一驱动电机视风力大小，来判断是否参与到对搅拌装置的驱动当中，其运行方法按照上述的立体曝气池的曝气方法。第一立柱采用钢筋混凝土制成，坚固度更高，可以对多层的曝气池进行更稳定的支撑。搅拌装置可以对活性污泥和含砷废料进行搅拌，避免固体物沉入曝气池底部并将空气带入曝气池内，保证微生物的生长以及对砷离子的吸附。控制器负责对立体曝气池上的电器进行驱动，方便进行控制。

所述风力驱动旋转机构4包括所述第一立柱1的内侧面在所述曝气池3的下方设置的回转支撑19，所述回转支撑19上设置旋转杆22，右侧旋转杆22的中心向外设置第一传动杆17，所述第一传动杆17穿过所述第一立柱1上设置的第一轴承16，所述第一传动杆17端部设置第一驱动盘18，所述旋转杆22两端设置安装板20，所述安装板20外侧与所述回转支撑19连接，所述旋转杆22中部设置滑套23，右侧旋转杆22上设置的滑套23上对应所述第一传动杆17设置滑槽24，两个对应设置的滑套23之间设置加强杆56，所述加强杆56上设置矩形的挡风板55，所述滑套23两端与所述安装板20之间设置弹簧21。回转支撑可以保证旋转杆在一个竖向的截面内旋转，从而使得挡风板可以因为风力的吹动而保持旋转。当旋转杆旋转至竖向时，挡风板滑动至旋转杆的下部，截留下部的风力，旋转杆继续转动至水平时，因为弹簧的作用将挡风板移动至旋转杆的中部，旋转杆因为惯性继续转动，此时在重力的作用下挡风板又逐渐向下移动，继续截留旋转杆下部的风力，这样能够持续将风能转换为旋转的机械能，转换效率较先转换为电能提高数倍。滑套的长度为旋转杆的五分之二，弹簧采用拉伸弹簧，弹簧与滑套上的重量需要配合，做到旋转杆竖向时挡风板能够处于第一传动杆的下方，不会受到上部的风力影响，而降低风对挡风板的推力。

所述搅拌装置2包括所述曝气池3两端设置的第一支架5，所述第一支架5上设置第二轴承6，所述第二轴承6内设置旋转轴7，所述旋转轴7端部穿过所述第一立柱1对应所述第一驱动盘18设置第二驱动盘15，所述第二驱动盘15和第一驱动盘18通过皮带12传动，所述皮带12上设置张紧机构，所述旋转轴7上对应所述曝气池3均布设置若干个搅拌盘13，所述搅拌盘13包括若干个锥形的双层盘体25，所述双层盘体25后侧设置封堵板26，所述双层盘体25上设置若干个第一穿孔27。第一驱动盘通过皮带将旋转的动能传递给第二驱动盘，从而带动旋转轴进行转动，进而带动搅拌盘转动，实现对曝气池的搅拌。搅拌盘包括若干个锥形的双层盘体，盘体与盘体之间存在较大的空隙，当双层盘体从曝气池中旋转出来是，污水从第一穿孔流出，充分与空气接触，且空气进入到双层盘体内部，然后双层盘体运动至污水中，空气通过水压从第一穿孔出来，在曝气池内形成气泡，这样完成搅拌与供氧的多重功能。

所述搅拌盘13之间设置所述进气机构，所述进气机构包括两两相邻的搅拌盘13之间设置的竖截面为U型的聚气板14，所述聚气板14的开口侧对应所述搅拌盘13的旋转方向，所述聚气板14上设置若干个第二穿孔28。U型的聚气板在移动至曝气池上方时，将空气聚在内部，进入到曝气池后通过水压的作用将气体从第二穿孔释放，增加曝气池内的氧气含量。

所述张紧机构包括所述第一立柱1外侧在所述第二驱动盘15上方通过平移机构9设置的张紧盘10，所述张紧盘10的直径大于所述第二驱动盘15的直径，所述平移机构9包括所述第一立柱1外侧通过第二支架31设置的一对安装平台29，所述安装平台29上设置第三轴承30，所述第三轴承30内设置丝杠32，所述安装平台29之间设置与所述丝杠32平行的导向杆33，所述丝杠32和导向杆33上设置平移基座34，所述平移基座34上水平设置横杆11，所述横杆11上旋转设置所述张紧盘10，所述第一立柱1外侧设置第二驱动电机35，所述第二驱动电机35与所述丝杠32传动连接，所述张紧盘10采用旋转盘，所述皮带12套设在所述张紧盘10、第一驱动盘18和第二驱动盘15上，所述第二驱动电机35与所述控制器连接。张紧机构负责对皮带进行张紧，便于第一驱动盘可以驱动第二驱动盘转动，且能够将第一驱动盘和第二驱动盘的传动连接断开。其包括平移机构上设置的张紧盘，当保持第一驱动盘和第二驱动盘传动连接时，第二驱动电机带动丝杠旋转，使得张紧盘远离第二驱动盘的上方，将皮带拉紧，当需要断开传动连接时，将张紧盘移动至第二驱动盘正上方，因为张紧盘的直径大，使得皮带与第二驱动盘不接触，便可以断开，方便上述的第一驱动电机直接驱动旋转轴。

地面上对应右侧的第一立柱1设置钢制的第二立柱57，所述第二立柱57上对应每层的旋转轴7通过伸缩机构41设置所述第一驱动电机38，所述第一驱动电机38的输出轴上设置第一齿轮盘37，所述旋转轴7的端部对应所述第一齿轮盘37设置第二齿轮盘36，所述伸缩机构41采用液压伸缩杆，所述伸缩机构41的底座通过螺栓40与第二立柱57固定连接，且伸缩机构41与第二立柱57间通过角铁39进行加固，所述角铁39上设置与所述伸缩机构41配合的卡槽42，所述角铁39为两个且相互配合。第一驱动机构需要对应旋转轴设置，因此在右侧设置的第一立柱旁边设置第二立柱，伸缩机构、第一驱动电机与每层曝气池上的旋转轴一一对应，当第一驱动电机需要驱动旋转轴时，将伸缩机构伸长，使得第一齿轮盘与第二齿轮盘齿合，这样第一驱动电机转动便可以带动搅拌装置进行转动。伸缩机构采用液压伸缩杆，其支撑力更强，稳定性更好，伸缩机构的底座与第二立柱通过螺栓固定，且设置有角铁进行加固，通过一对角铁上的卡槽将伸缩机构固定，这样第一驱动电机不容易发生晃动，保证设备运行的稳定性。

所述挡风板55采用透明材料制件，不会影响阳光对下层曝气池的照射。

所述曝气池3两侧设置倾斜向上的溢流护板44，且所述曝气池3两侧对应下层的曝气池3设置阳光投射机构43。

所述阳光投射机构43包括所述曝气池3两端的两侧水平设置的第三支架47，所述第三支架47端部设置第四轴承46，所述第四轴承46上设置转动杆45，所述转动杆45上设置反光板50，所述转动杆45与设置在所述第三支架47上的第三驱动电机51传动连接，所述第三驱动电机51与所述控制器连接，曝气池3两侧的第三支架47从上到下长度依次增加。第三驱动电机可以带动转动杆旋转，从而调节阳光的反射角度，使得每个时段都能将阳光反射在曝气池的表面，第三驱动电机与控制器信号连接，可以预先设置好程序，自动化控制每个第三驱动电机的旋转，更加智能化，人力成本更低。第三支架从上到下长度依次增加，成宝塔形机构，且增加的长度大于反光板宽度的一半，这样上层的反光板不会影响到下层的反光板，保证阳光的照射。

所述反光板50上设置清灰机构，所述清灰机构包括所述反光板50上侧设置的压力管道48，所述压力管道48对应所述反光板50设置高压喷头49，所述压力管道48的一端堵死，所述压力管道48的另一端通过供水软管52与设置在水槽54内的水泵53连通。多风区域尘沙较大，反光板表面容易附着灰尘，因此设置清灰机构，清理表面的灰尘，保证阳光的反射。压力管道与水泵通过供水软管连通，水泵加压将水送入压力管道内，保持压力管道内较大的压力，这样水从高压喷头喷射而出，对反光板表面冲刷，清理浮尘。其频率可以为一天一次或三天一次，具体参考当地的环境。

实施例三，本实施例提供了一种立体曝气池的曝气方法包括如下步骤：

A、对现场风力进行监测，当风力大于或等于4级时，张紧机构张紧皮带，第一驱动电机带动旋转轴转动，通过皮带传动带动旋转杆转动，使得旋转杆位于竖直状态，滑套在重力的作用下带动挡风板下移，然后第一驱动电机退出，风力推动下挡风板带动旋转杆转动，当旋转杆水平时，滑套在弹簧的作用下位于旋转杆中间，旋转杆继续转动，此时滑套因为重力的原因又会掉落至旋转杆的下部，继续推动旋转杆向着一个方向转动，便可以驱动搅拌装置对曝气池持续搅拌；

B、当风力小于4级、大于或等于2级时，张紧机构张紧皮带，第一驱动电机带动旋转轴转动，同时带动旋转杆转动，旋转杆上通过滑套设置的挡风板拦截风力，将风能转换为机械能，与第一驱动电机配合推动旋转轴转动，实现搅拌；

C、当风力小于2级时，张紧机构上的平移机构带动张紧盘平移，使得张紧盘位于第二驱动盘的最上方，此时皮带未处于张紧状态，第一驱动盘与第二驱动盘不进行传动，仅仅依靠第一驱动电机对旋转轴进行驱动实现搅拌；

D、反光板通过第三驱动电机驱动调整角度，折射阳光使得眼光照射在下层的曝气池表面，对活性污泥和含砷废料进行光照，保证微生物的生长、繁殖。

立体曝气池的曝气方法充分将第一驱动电机与风力驱动旋转机构配合起来，使得本发明的方法工艺适用于多风或者风力较弱的区域，在现场安装风力监测传感器，配合控制器使用，选择第一驱动电机是否介入，保证对曝气池的搅拌顺利进行。让第一驱动电机与风力驱动旋转机构协同起来，使得该立体曝气池适合在风力较弱区域对含砷废料进行清除，更加适合推广。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种含砷危废生物氧化法无害化处理工艺，其特征在于：包括如下步骤：

S1、对含砷废料进行氧化，使得废料中的三价砷氧化为五价砷，减少对活性污泥中微生物的毒害；

S2、将氧化后的含砷废料投入到立体曝气池内，立体曝气池内添加有活性污泥；

所述立体曝气池包括两座相配合的钢筋混凝土第一立柱，所述第一立柱上设置若干层水平截面为矩形的曝气池，所述曝气池的竖截面为半圆形，上下两层所述曝气池之间预留安装风力驱动旋转机构的空间，所述曝气池内设置搅拌装置，所述风力驱动旋转机构与上层的曝气池内的搅拌装置传动连接，所述第一立柱侧面对应所述搅拌装置活动设置第一驱动电机，在控制室内对应所述第一驱动电机设置控制器；

所述搅拌装置包括所述曝气池两端设置的第一支架，所述第一支架上设置第二轴承，所述第二轴承内设置旋转轴，所述旋转轴端部穿过所述第一立柱对应所述第一驱动盘设置第二驱动盘，所述第二驱动盘和第一驱动盘通过皮带传动，所述皮带上设置张紧机构，所述旋转轴上对应所述曝气池均布设置若干个搅拌盘，所述搅拌盘包括若干个锥形的双层盘体，所述双层盘体后侧设置封堵板，所述双层盘体上设置若干个第一穿孔；

所述张紧机构包括所述第一立柱外侧在所述第二驱动盘上方通过平移机构设置的张紧盘，所述张紧盘的直径大于所述第二驱动盘的直径，所述平移机构包括所述第一立柱外侧通过第二支架设置的一对安装平台，所述安装平台上设置第三轴承，所述第三轴承内设置丝杠，所述安装平台之间设置与所述丝杠平行的导向杆，所述丝杠和导向杆上设置平移基座，所述平移基座上水平设置横杆，所述横杆上旋转设置所述张紧盘，所述第一立柱外侧设置第二驱动电机，所述第二驱动电机与所述丝杠传动连接，所述张紧盘采用旋转盘，所述皮带套设在所述张紧盘、第一驱动盘和第二驱动盘上，所述第二驱动电机与所述控制器连接；所述风力驱动旋转机构包括所述第一立柱的内侧面在所述曝气池的下方设置的回转支撑，所述回转支撑上设置旋转杆，右侧旋转杆的中心向外设置第一传动杆，所述第一传动杆穿过所述第一立柱上设置的第一轴承，所述第一传动杆端部设置第一驱动盘，所述旋转杆两端设置安装板，所述安装板外侧与所述回转支撑连接，所述旋转杆中部设置滑套，右侧旋转杆上设置的滑套上对应所述第一传动杆设置滑槽，两个对应设置的滑套之间设置加强杆，所述加强杆上设置矩形的挡风板，所述滑套两端与所述安装板之间设置弹簧； S3、立体曝气池通过截留风力与市电驱动电机配合驱动搅拌装置以及进气机构对曝气池内的含砷废料和活性污泥进行搅拌、添加空气；

S4、将充分曝气后的废料与活性污泥送入沉淀池内，在沉淀池内，活性污泥与澄清水分离后，澄清水溢流排放；

S5、在处理过程中，活性污泥不断增长，在沉淀池内需要对剩余污泥排除。

2.如权利要求1所述的含砷危废生物氧化法无害化处理工艺，其特征在于：所述搅拌盘之间设置所述进气机构，所述进气机构包括两两相邻的搅拌盘之间设置的竖截面为U型的聚气板，所述聚气板的开口侧对应所述搅拌盘的旋转方向，所述聚气板上设置若干个第二穿孔。

3.如权利要求2所述的含砷危废生物氧化法无害化处理工艺，其特征在于：地面上对应右侧的第一立柱设置钢制的第二立柱，所述第二立柱上对应每层的旋转轴通过伸缩机构设置所述第一驱动电机，所述第一驱动电机的输出轴上设置第一齿轮盘，所述旋转轴的端部对应所述第一齿轮盘设置第二齿轮盘，所述伸缩机构采用液压伸缩杆，所述伸缩机构的底座通过螺栓与第二立柱固定连接，且伸缩机构与第二立柱间通过角铁进行加固，所述角铁上设置与所述伸缩机构配合的卡槽，所述角铁为两个且相互配合。

4.如权利要求3所述的含砷危废生物氧化法无害化处理工艺，其特征在于：所述曝气池两侧设置倾斜向上的溢流护板，且所述曝气池两侧对应下层的曝气池设置阳光投射机构；所述阳光投射机构包括所述曝气池两端的两侧水平设置的第三支架，所述第三支架端部设置第四轴承，所述第四轴承上设置转动杆，所述转动杆上设置反光板，所述转动杆与设置在所述第三支架上的第三驱动电机传动连接，所述第三驱动电机与所述控制器连接，曝气池两侧的第三支架从上到下长度依次增加。

5.如权利要求4所述的含砷危废生物氧化法无害化处理工艺，其特征在于：立体曝气池的曝气方法包括如下步骤：

A、对现场风力进行监测，当风力大于或等于4级时，张紧机构张紧皮带，第一驱动电机带动旋转轴转动，通过皮带传动带动旋转杆转动，使得旋转杆位于竖直状态，滑套在重力的作用下带动挡风板下移，然后第一驱动电机退出，风力推动下挡风板带动旋转杆转动，当旋转杆水平时，滑套在弹簧的作用下位于旋转杆中间，旋转杆继续转动，此时滑套因为重力的原因又会掉落至旋转杆的下部，继续推动旋转杆向着一个方向转动，便可以驱动搅拌装置对曝气池持续搅拌；

B、当风力小于4级、大于或等于2级时，张紧机构张紧皮带，第一驱动电机带动旋转轴转动，同时带动旋转杆转动，旋转杆上通过滑套设置的挡风板拦截风力，将风能转换为机械能，与第一驱动电机配合推动旋转轴转动，实现搅拌；

C、当风力小于2级时，张紧机构上的平移机构带动张紧盘平移，使得张紧盘位于第二驱动盘的最上方，此时皮带未处于张紧状态，第一驱动盘与第二驱动盘不进行传动，仅仅依靠第一驱动电机对旋转轴进行驱动实现搅拌；

D、反光板通过第三驱动电机驱动调整角度，折射阳光使得眼光照射在下层的曝气池表面，对活性污泥和含砷废料进行光照，保证微生物的生长、繁殖。

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