CN111377532B - 一种气动生物转盘以及采用该转盘的污水处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种气动生物转盘以及采用该转盘的污水处理装置，包括传动轴以及转盘片，所述传动轴内中空设置，所述传动轴上轴向间隔设置有中空肋杆，所述中空肋杆与传动轴内部连通，所述中空肋杆上且位于其转动方向的同一侧壁上开设有出气孔，所述出气空与中空肋杆内部连通，所述传动轴的一端连接有供气单元，所述供气单元：向传动轴内输送气体；通过供气单元送气，气流最后通过中空肋上的出气孔喷出，所有出气孔处气体的喷射对整个生物转盘产生了反作用力，进而实现稳定带动生物转盘转动的目的，即实现污水生物处理系统的稳定运作。

Description

一种气动生物转盘以及采用该转盘的污水处理装置

技术领域

本发明涉及污水处理装置的技术领域，尤其是涉及一种气动生物转盘以及采用该转盘的污水处理装置。

背景技术

生物转盘污水处理技术属于生物膜法污水处理技术方法之一，其生物膜主要依靠附着于固体介质表面上而生长繁殖的微生物群落，摄取污水中的有机污染物作为营养，使污水得到净化处理。常规的生物转盘污水处理装置多属于润壁式旋转处理系统设备，主要借助于其转盘构件的多组盘片旋转浸入污水中，由多组盘片来提供微生物附着生长的载体，从而使其形成相关生物相丰富的生物膜，将污水中有机污染物进行降解处理。

现有公告号为CN103183408B的中国专利，其公开了气动生物转盘污水处理设备，其利用在氧化槽底部安装的穿孔管，并在穿孔管上设置多个微孔曝气器，此外，在转盘盘片外缘上设置集气罩，通过穿孔管上的微孔曝气器曝气时的气体推动集气罩，从而产生推动盘片旋转的驱动力。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：

实际曝气时产生的气体在水体中无规律分布，真正能作用到集气罩上气泡更是少之又少，当转盘旋转时，集气罩随着盘片旋转倾斜，此时气泡冲击在集气罩的斜面上，无法汇集足够推动集气罩的作用力。所以这种气动生物转盘在现实工况中并无法实现真正意义上的气体驱动。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的之一是提供一种气动生物转盘，通过供气单元送气，气流最后通过中空肋上的出气孔喷出，所有出气孔处气体的喷射对整个生物转盘产生了反作用力，进而实现稳定带动生物转盘转动的目的。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种气动生物转盘，包括传动轴以及转盘片，所述传动轴内中空设置，所述传动轴上轴向间隔设置有中空肋杆，所述中空肋杆与传动轴内部连通，所述中空肋杆上且位于其转动方向的同一侧壁上开设有出气孔，所述出气空与中空肋杆内部连通，所述传动轴的一端连接有供气单元，所述供气单元：向传动轴内输送气体。

通过采用上述技术方案，供气单元外界空气持续输入传动轴，并沿着传动轴上出气孔输入中空肋条中，气流再从中空肋杆一侧的出气孔排出，在气体的反向作用力，传动轴带动转盘片绕轴向持续转动，实现整个生物转盘的稳定运作，即污水生物处理系统的稳定运作。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述转盘片分为自然复氧转盘片与曝气转盘片，所述曝气转盘片轴向的端面周向间隔固定有所述中空肋杆，所述曝气转盘片内部中空设置且与传动轴内部连通。

通过采用上述技术方案，空肋杆与曝气转盘片之间存在较大的连接部，减小中空肋杆与传动轴之间的剪切力，提升中空肋杆与传动轴之间的连接稳定性，同时增加了曝气转盘片的强度。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述转盘片轴向的端面设置有吸水层。

通过采用上述技术方案，在整个污水处理过程中，转盘片上敷设的吸水层将液体快速吸收并迅速分布到整个空间，降低水量水质的变化导致对生化净水系统的冲击，或通过吸水层的释水作用，实现水量的反补。在系统不再进水时，由于过滤出水区的转鼓仍然可以吸收和转移污水，系统仍然在有效运行，直至池体内水位降低到控制深度。这一过程使得池体有更大的贮水空间，根本上增加了水量水质的调节能力。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述吸水层的厚度不大于盘片厚度的1/2。

通过采用上述技术方案，若吸水材料过厚在吸水量饱和后，对生物转盘的转动会造成较大的负荷，此外，吸水材料厚度越大，其吸水饱和后的自重越大，使之容易从盘面脱落，不但对吸水材料与盘面的粘合技术提出更高的要求，而且脱落后的吸水材料在转盘的转动中容易发生缠绕，严重影响系统运行；同时吸水材料厚度越大，则整个转盘污水处理系统的占地空间越大，导致造价增加，即实现提升生物转盘运作稳定性以及降低成本的目的。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述转盘的厚度设置为10mm，相邻所述转盘片之间间距为10mm-20mm。

通过采用上述技术方案，保证水体顺畅流动，以及相邻转盘片之间不会发生干扰。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：还包括设置于传动轴一端的转鼓，所述传动轴内设置有密封隔离片，所述密封隔离片位于转鼓以及与转鼓相邻的转盘片之间。

通过采用上述技术方案，转鼓与转盘片之间的密封隔离片将空气阻断，避免空气直接从转鼓的中心出水管排出。与转鼓相邻的最后一个转盘片通过中空管道与转鼓断面相连，空气受阻后经最后一个转盘片和上述中空连接管道进入转鼓空间。转鼓中心中空的传动轴上穿孔或开槽，表面覆盖微孔透水层。转鼓转动后，净化水穿过转鼓进入内腔，并穿过透水层后，从中空传动轴排出。由于空气穿过转盘片后进入转鼓内时，因压力损失导致转鼓内腔空气压力下降，加上转鼓中心轴透水层的阻力和水封效果，避免空气从中心轴短流而出，确保空气从转盘和转鼓表面穿出。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述传动轴转动连接于转动的一端设置有吸水环。

通过采用上述技术方案，经过生物净化后的水体穿透转鼓上的吸水环，水体中杂质进一步被吸水材料过滤去除，提升污水的处理效果。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述转鼓的中空内腔设置有消毒装置。

通过采用上述技术方案，在水体排除时，通过消毒装置进一步杀死水体里面的微生物以及细菌等，进一步提升排除的水质。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：还包括上述的任意一种气动生物转盘，所述传动轴呈水平转动设置于污水处理池中，所述污水处理池内沿水平方向依次划分为自然复氧区、强化曝气区以及过滤出水区；当污水加入污水处理池中时，污水依次经过自然复氧区、强化曝气区以及过滤出水区。

通过采用上述技术方案，在不同区段，液面上、液面下部位、吸水层的内部和外部，发生着不同的生化反应，使有机物、氮、磷等污染物有效去除，脱落的生物膜和其他颗粒杂质经过过滤出水段，出水澄清排放。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1.沿水流方向依次分为自然复氧区、强化曝气区和过滤出水区。在不同区段，液面上、液面下部位、吸水层的内部和外部，发生着不同的生化反应，使有机物、氮、磷等污染物有效去除，脱落的生物膜和其他颗粒杂质经过过滤出水段，出水澄清排放；

2.通过厌氧、缺氧、好氧环境的不断切换，以及生物膜法的机理，不易产生丝状菌膨胀。即使有丝状菌存在，也会在沉淀出水区被截留去除，不会对出水效果造成影响；

3.通过加强曝气充氧，改善厌氧腐化环境，臭味较常规生物转盘大为降低；

4.不需要前置预处理调节池，也无需后置沉淀/过滤单元，高度集成，占地面积小，空间利用率高，设备和土地投资成本低。

附图说明

图1是一种气动生物转盘的结构示意图；

图2是用于体现曝气转盘片与出气孔结构的示意图。

图中，1、传动轴；2、转盘片；21、自然复氧转盘片；22、曝气转盘片；3、供气单元；4、中空肋杆；41、出气孔；6、转鼓；7、吸水环；8、管道；10污水处理池；11、密封隔离片。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例一

如图1和图2所示，一种气动生物转盘，包括传动轴1以及转盘片2，传动轴1内中空设置，在传动轴1上同轴固定有若干的转盘片2，在传动轴1的两端分别安装有供气单元3和转鼓6，供气单元3与转鼓6均可支撑传动轴1绕其轴线转动，其中供气单元3还用于向中空的传动轴1内送入气体，同时在传动轴1上轴向间隔固定有若干的中空肋杆4，中空肋杆4与传动轴1内部连通，并且在中空肋杆4绕传动轴1转动的同一侧开设有出气孔41，出气孔41沿中空肋杆4的长度方向分布若干；

当启动供气单元3向传动轴1内送气后，气流最后通过中空肋上的出气孔41喷出，所有出气孔41处气体的喷射对整个生物转盘产生了反作用力，进而实现稳定带动生物转盘转动的目的。

其中转盘片2分为自然复氧转盘片21和曝气转盘片22，自然复氧转盘片21位于靠近供气单元3的一侧，曝气转盘片22位于靠近转鼓6的一侧，在曝气转盘片22轴向的一个端面或两个端面固定有上述的中空肋杆4，且曝气转盘片22的内部呈中空设置并与传动轴1和中空肋杆4内部连通，即气流依次通过传动轴1、曝气转盘片22以及中空肋杆4，中空肋杆4与曝气转盘片22之间存在较大的连接部，减小中空肋杆4与传动轴1之间的剪切力，提升中空肋杆4与传动轴1之间的连接稳定性，同时增加了曝气转盘片22的强度。

在转盘片2上均匀敷设有吸水层，吸水层采用多孔的吸水材料，吸水材料可将污水吸附和贮存在盘面上。其中转盘片2与中空肋杆4总宽度为10mm，多孔吸水材料厚度为5mm（多孔吸水材料厚度不超过转盘片2厚度的1/2），为保证水体顺畅流动，以及相邻转盘片2之间不会发生干扰，相邻转盘片2间距为10~20mm。其中若吸水材料过厚在吸水量饱和后，对生物转盘的转动会造成较大的负荷，此外，吸水材料厚度越大，其吸水饱和后的自重越大，使之容易从转盘片2上脱落或撕裂，不但对吸水片的结构强及其与转盘片2的粘合技术提出更高的要求，而且脱落后的吸水层在生物转盘的转动中容易发生缠绕，严重影响系统运行；同时吸水片厚度越大，则整个生物转盘污水处理系统的占地空间越大，导致造价增加。

转鼓6通过管道8与其相邻的转盘片2连接，将空气从转盘区域导入转鼓6内腔，在传动轴1与转鼓6之间设置有吸水环7，吸水环7采用微孔吸水材料构成，且吸水环7包裹在传动轴1的外周，同时传动轴1内腔设有密封隔离片11，将传动轴1分隔为充气腔室和排水腔室，且密封隔离片11设于转鼓6与其相邻的转盘片2之间；

经过生物净化后的水体穿透转鼓6上的吸水环7，水体中杂质进一步被吸水材料过滤去除，由转鼓6相邻转盘片2通过管道8导入的气流由内而外对吸水材料进行实时的气体反冲，将过滤截留的杂质吹脱，同时带动转鼓6旋转。净化进化后的水自然通过转鼓6与传动轴1的连接部流出。过滤出水区的过滤作用可以将出水澄清，实现比一般沉淀法更好的出水水质，而且由于空气由内而外穿透过滤层，对过滤层进行了实时空气反洗。

转鼓6的中空内腔还可以安装有消毒装置。消毒装置可以通过几种形式单独或组合实现：其一，通过在转鼓6中空内腔鼓面和中空轴承之间增设环状氯锭器，环状氯锭器套接在中空轴承的透水层表面，氯锭器内环直径与透水层外直径相同，氯锭器外环直径超出内径20-30cm，氯锭器从转鼓6一侧端面向另一侧端面方向延伸长度为30-50cm。氯锭器内填充固体状氯锭片，水流经氯锭片时与之接触消毒。氯锭器外侧面设有可打开的密封开口，当氯锭片消耗完后，通过密封开口，添加氯锭片；其二，通过中空轴承引入液体消毒剂，通过外设加药装置，根据出水水质监测结果，将一定量的药剂通过中空轴承注入，注入中空转鼓6内腔对水体消毒；其三，在中空转鼓6内腔安装紫外消毒灯管，利用紫外消毒装置进行消毒。

本实施例的实施原理为：

供气单元3通过输气管将外界空气持续输入传动轴1，并沿着传动轴1上出气孔41输入强化曝气区转盘片2内腔，并从曝气转动盘片表面的中空肋条一侧的出气孔41排出，在气体的反向作用力，转盘片2沿轴向持续转动。

实施例二：

如图1所示，一种污水处理装置，包括污水处理池10以及如实施例一中的一种气动生物转盘，其中一种气动生物转盘的传动轴1呈水平安装于污水出处理池内，沿污水处理池10中污水流入至流出方向，将整个污水处理池10分为自然复氧区、强化曝气区以及过滤出水区，并将自然复氧转盘片21设置于靠近污水进入口处，转鼓6则设置靠近于污水的流出口处。

供气单元3通过输气管将外界空气持续输入传动轴1，并沿着传动轴1上出气孔41或出气槽输入强化曝气区转盘片2内腔，并从曝气转动盘片表面的中空肋条一侧的通孔排出，在气体的反向作用力，转盘片2沿轴向持续转动。

污水从进水口流经自然复氧区，自然复氧转盘片21上的吸水层将污水吸收并均匀扩散至盘面覆盖的整个吸水层，随着自然复氧转盘片21的旋转，污水自流进入整个自然复氧区域，被自然复氧转盘片21上的吸水层吸收旋转，在自然复氧区发生沉淀、好氧反应、水解酸化等，部分降解有机物，发生氨化反应，并提高B/C比。

在强化曝气区，由供气单元3输入的空气沿传动轴1内腔流入曝气转盘片22内腔，并从中空肋杆4一侧的出气孔41排出，为曝气转盘片22盘面上吸水层吸收的污水生物降解提供氧气，并且通过气流可以加速剥离曝气转盘片22盘面上老化的生物膜，当曝气转盘片22在液面上和液面下轮换转动过程中，还持续发生厌氧、好氧和缺氧反应，提升污水处理效率和能力。

在过滤出水区经过生物进化后的水体穿透转鼓6上的吸水材料，水体中杂质进一步被吸水材料过滤去除，由转鼓6相邻曝气转盘片22通过管道8导入的气流由内而外对吸水材料进行实时的气体反冲，将过滤截留的杂质吹脱，同时带动转鼓6旋转。净化后的水自然通过转鼓6与传动轴1的连接部流出。过滤出水区的过滤作用可以将出水澄清，实现比一般沉淀法更好的出水水质，而且由于空气由内而外穿透过滤层，对过滤层进行了实时空气反洗。

在整个污水处理过程中，转盘片2上敷设的吸水层将液体快速吸收并迅速分布到整个空间，降低水量水质的变化导致对生化净水系统的冲击，或通过吸水层的释水作用，实现水量的反补。在系统不再进水时，由于过滤出水区的转鼓6仍然可以吸收和转移污水，系统仍然在有效运行，直至池体内水位降低到控制深度。这一过程使得池体有更大的贮水空间，根本上增加了水量水质的调节能力。

当系统进水量大时，自调节外覆海绵等吸水材料吸水量大，重量大，液位高，转动阻力大，同等气量情况下，转速下降，可针对最大水量和平均水量，配置两套供气单元3，平时运转一套，当转速低于一定速度时，两套供气单元3自动启动，从而实现系统运转高智能性。另外，当污水沿轴向流动至末端时，经最后两个转盘片2之间形成的隔舱过滤出流，曝气和转动使得系统也可自动对外覆吸水环7过滤层进行实时反洗。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种污水处理装置，包括污水处理池（10），还包括有气动生物转盘，所述气动生物转盘包括传动轴（1）以及转盘片（2），所述传动轴（1）呈水平转动设置于污水处理池（10）中，所述污水处理池（10）内沿水平方向依次划分为自然复氧区、强化曝气区以及过滤出水区；当污水加入污水处理池（10）中时，污水依次经过自然复氧区、强化曝气区以及过滤出水区；

所述传动轴（1）内中空设置，所述传动轴（1）上轴向间隔设置有中空肋杆（4），所述中空肋杆（4）与传动轴（1）内部连通，所述中空肋杆（4）上且位于其转动方向的同一侧壁上开设有出气孔（41），所述出气孔（41）与中空肋杆（4）内部连通，所述传动轴（1）的一端连接有供气单元（3），所述供气单元（3）向传动轴（1）内输送气体；

所述转盘片（2）分为自然复氧转盘片（21）与曝气转盘片（22），所述曝气转盘片（22）轴向的端面周向间隔固定有所述中空肋杆（4），所述曝气转盘片（22）内部中空设置且与传动轴（1）内部连通，所述转盘片（2）轴向的端面设置有吸水层；

污水流经自然复氧区时，所述自然复氧转盘片（21）上的吸水层将污水吸收并均匀扩散至盘面覆盖的整个吸水层，且随着自然复氧转盘片（21）的旋转，污水自流进入整个自然复氧区域并被自然复氧转盘片（21）上的吸水层吸收旋转；在强化曝气区，从中空肋杆（4）一侧的出气孔（41）排出的气流为曝气转盘片（22）盘面上吸水层吸收的污水生物降解提供氧气，并且通过气流加速剥离曝气转盘片（22）盘面上老化的生物膜，当曝气转盘片（22）在液面上和液面下轮换转动时，持续发生厌氧、好氧和缺氧反应；

所述吸水层的厚度不大于盘片厚度的1/2；

还包括设置于传动轴（1）一端的转鼓（6），所述传动轴（1）内设置有密封隔离片（11），所述密封隔离片（11）位于转鼓（6）以及与转鼓（6）相邻的转盘片（2）之间。

2.根据权利要求1所述的一种污水处理装置，其特征在于：所述转盘的厚度设置为10mm，相邻所述转盘片（2）之间间距为10mm-20mm。

3.根据权利要求1所述的一种污水处理装置，其特征在于：所述转鼓（6）的中空内腔设置有消毒装置。

4.根据权利要求1所述的一种污水处理装置，其特征在于：所述传动轴（1）转动连接于转动的一端设置有吸水环（7）。