CN111606428A - 曝气净化与生物修复相结合的高效污水处理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开的曝气净化与生物修复相结合的高效污水处理系统及方法，包括浮力体、升降调节单元、自调节驱动保持驱动单元和旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置；旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置通过漂浮于污水水面的浮力体提供浮力支撑呈姿态水平悬浮于污水中，自调节驱动保持驱动单元驱动旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置轴向缓慢旋转；自调节驱动保持驱动单元调节自身结构形态以适配处于不同深度状态的所述旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置。本发明通过旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置的结构设计将曝气净化与生物修复相结合，有效解决了现有微生物挂膜附着结构易堵塞的问题，大大提高污水处理效率，而且本发明具有自由调节灵活度高、适配性好的优点。

Description

曝气净化与生物修复相结合的高效污水处理系统及方法

技术领域

本发明属于污水净化处理技术领域，尤其涉及一种曝气净化与生物修复相结合的高效污水处理系统及方法。

背景技术

现有污水生物修复设备中，由于微生物挂膜附着结构的设计不合理以及自身固定修复污水的模式，易导致微生物过度生长堵塞空气泡流动间距，从而大大降低生物修复效率。为了解决上述问题，本发明设计了一种曝气净化与生物修复相结合的高效污水处理系统，通过旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置的结构设计将曝气净化与生物修复相结合，有效解决了现有微生物挂膜附着结构易堵塞的问题，大大提高污水处理效率，而且具有自由调节灵活度高、适配性好的优点。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供的曝气净化与生物修复相结合的高效污水处理系统及方法，通过旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置的结构设计将曝气净化与生物修复相结合，有效解决了现有微生物挂膜附着结构易堵塞的问题，大大提高污水处理效率，而且具有自由调节灵活度高、适配性好的优点。

技术方案：为实现上述目的，本发明的曝气净化与生物修复相结合的高效污水处理系统，包括浮力体、升降调节单元、自调节驱动保持驱动单元和旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置；

所述旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置通过升降调节单元设置于浮力体正下方，所述旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置通过漂浮于污水水面的浮力体提供浮力支撑呈姿态水平悬浮于污水中，且旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置通过升降调节单元竖向升降调节位于污水中的深度；

所述自调节驱动保持驱动单元与旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置驱动连接，所述升降调节单元的下端与旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置旋转连接，所述自调节驱动保持驱动单元驱动旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置轴向缓慢旋转；所述旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置包括层叠生物挂膜附着单元和曝气管组，所述层叠生物挂膜附着单元的内壁附着有微生物挂膜，所述曝气管组部分伸入层叠生物挂膜附着单元内部，从所述曝气管组曝出的空气泡对污水进行曝气净化以及为微生物挂膜供氧，微生物挂膜中的微生物对污水进行生物修复；

所述旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置通过升降调节单元调节位于污水中的深度过程中，所述自调节驱动保持驱动单元调节自身结构形态以适配处于不同深度状态的所述旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置，使得所述自调节驱动保持驱动单元始终保持与旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置驱动连接的姿态。

进一步地，所述浮力体包括浮力板和设置于浮力板底部的浮体；

所述自调节驱动保持驱动单元包括板架、电机驱动的带传动机构、四角链传动机构和结构形态调节机构；所述板架呈竖向姿态与浮力板固连；所述电机驱动的带传动机构和四角链传动机构均竖向设置于板架上，所述电机驱动的带传动机构与四角链传动机构的上角端驱动连接，所述旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置设置于四角链传动机构的下角端，所述电机驱动的带传动机构驱动四角链传动机构带动所述旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置轴向缓慢旋转；

所述结构形态调节机构为两个，两个所述结构形态调节机构呈水平姿态对称设置于板架上，且两个结构形态调节机构分别与四角链传动机构的左、右两个角端水平推拉连接，所述四角链传动机构通过两个结构形态调节机构同步进行推拉动作实现结构形态的调节。

进一步地，所述板架包括一体成型的竖直板和水平板，所述竖直板下端与水平板的中部连接，所述竖直板通过直角连接板安装于浮力板上并穿过浮力板上的贯穿口设置；

所述带传动机构包括安装于竖直板上的电机、主动带轮、从动带轮以及将主动带轮与从动带轮连接的皮带，所述电机与主动带轮驱动连接；

所述四角链传动机构包括主动链轮、两个从动链轮、一个环形链轮和一条链条；所述主动链轮安装于竖直板上，且主动链轮与从动带轮同轴；两个所述从动链轮关于竖直板对称安装于水平板上；所述环形链轮套固于层叠生物挂膜附着单元的外周；所述主动链轮、两个从动链轮以及环形链轮通过链条连接，使得链条呈关于竖直板对称的四边形结构形态；

所述水平板的中部位置连接有安装板，两个所述结构形态调节机构关于安装板对称设置；所述结构形态调节机构包括安装于安装板上的横向电动推杆和安装于水平板上的横向滑轨，所述横向电动推杆的推拉端与横向滑轨的滑块固连，所述从动链轮的中心轴通过法兰式轴承座与滑块连接。

进一步地，所述层叠生物挂膜附着单元的内壁为密布凸起的凹凸不平结构。

进一步地，所述层叠生物挂膜附着单元包括多个同心层叠套设的微生物挂膜壳体，微生物挂膜附着于位于最外层的微生物挂膜壳体内壁以及其余微生物挂膜壳体的表面，所述微生物挂膜壳体为中间小、两端大的壳体结构，且其两个大端口均盖设有防杂网架；所述曝气管组包括曝气主管和呈圆周阵列导通布置于曝气主管外周的若干曝气支管，所述曝气主管穿过层叠生物挂膜附着单元的中心设置，所述曝气支管从内到外依次贯穿微生物挂膜壳体设置，且曝气支管与微生物挂膜壳体固连。

进一步地，所述曝气管组配套设置有空气供应源，所述空气供应源包括安装于浮力板上的曝气泵、对接于曝气泵出气端的导气管以及将导气管与曝气主管旋转对接的旋转接头；所述导气管具有竖直管段，其竖直管段部分或全部为伸缩管结构，所述伸缩管结构由多节直通型管道依次滑移密封套接而成，且位于最下方的一节所述直通型管道上设置有配重块。

进一步地，所述升降调节单元包括依次从上到下设置于浮力板底部的电动液压油缸、竖杆和轴承，所述轴承套设于曝气主管上；所述浮力板上设置有控制器，所述电机、电动推杆以及曝气泵均通过所述控制器控制；其中一个所述轴承底部通过连接杆安装有距离传感器，所述距离传感器的距离检测端与旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置的最低端平齐，且距离传感器的信号发送端与控制器的信号接收端连接；所述电动液压油缸根据距离传感器的检测数值通过控制器控制调整旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置的深度，使得旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置的最低端与河底的距离H处于0.1～0.2米之间。

进一步地，还包括设置于浮力板上的新能源发电系统；所述新能源发电系统为控制器、距离传感器、电动液压油缸、电机、电动推杆以及曝气泵供电；所述新能源发电系统为太阳能发电系统或风能发电系统。

曝气净化与生物修复相结合的高效污水处理系统的污水处理方法，具体步骤如下：

步骤S1：在浮体提供浮力支撑作用下，整个污水处理系统漂浮于污水中，使得旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置始终处于悬浮于污水中的姿态；

距离传感器对旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置的最低端相距河底的距离H进行初始检测，并将检测距离值传输至控制器，控制器判断是否对旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置进行升降调节，具体情况分为以下两种：

第一种情况：检测距离值小于0.1米，此时需要提升旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置，具体操作如下：

在控制器控制下，电动液压油缸与电动推杆同时启动，电动液压油缸拉动旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置逐渐上移，与此同时，两个电动推杆分别推动两个从动链轮平移扩大距离，从而使主动链轮、从动链轮、环形链轮三者之间始终保持通过链条链传动连接的配合姿态，直到检测距离值处于0.1～0.2米范围内时停止；

第二种情况：检测距离值大于0.2米，此时需要下降旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置，具体操作如下：

在控制器控制下，电动液压油缸与电动推杆同时启动，电动液压油缸推动旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置逐渐下移，与此同时，两个电动推杆分别拉动两个从动链轮平移缩小距离，从而使主动链轮、从动链轮、环形链轮三者之间始终保持通过链条链传动连接的配合姿态，直到检测距离值处于0.1～0.2米范围内时停止；

步骤S2：同步启动电机和曝气泵，电机依次通过带传动、齿传动带动旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置轴向缓慢旋转，曝气泵将空气持续泵入曝气管组内，空气从曝气主管的曝气微孔以及曝气支管的曝气微孔中曝出形成若干空气泡，空气泡密密麻麻处于位于最内层的微生物挂膜壳体内以及相邻微生物挂膜壳体之间的夹层间距内，空气泡沿着微生物挂膜壳体的内壁逐渐爬升，爬升的空气泡不断为微生物挂膜壳体上的微生物挂膜供氧，微生物挂膜中的微生物对污水进行氧化反应处理实现对其所含污染物的氧化降解，从而实现对污水的生物修复；空气泡从微生物挂膜壳体的大端口排出后上升至污水表面，此过程中空气泡对污水进行曝气增氧，从而实现对污水的曝气净化；

在空气泡爬升供养过程中，空气泡对微生物挂膜形成冲击，防止微生物过度生长堵塞相邻微生物挂膜壳体之间的夹层间距；缓慢旋转状态的微生物挂膜壳体能够带动其上的微生物挂膜相对污水处于更快的运动状态，一方面使微生物挂膜接触更多的污水达到高效生物修复污水的目的，另一方面能够防止微生物过度生长堵塞相邻微生物挂膜壳体之间的夹层间距。

进一步地，在步骤S2中，距离传感器对旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置的最低端相距河底的距离H进行实时检测，并将检测距离值传输至控制器，控制器判断是否对旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置进行升降调节，具体情况与操作同步骤S1。

有益效果：本发明的曝气净化与生物修复相结合的高效污水处理系统及方法，有益效果如下：

1)本发明通过旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置的结构设计将曝气净化与生物修复相结合，有效解决了现有微生物挂膜附着结构易堵塞的问题，大大提高污水处理效率，而且本发明具有自由调节灵活度高、适配性好的优点；

2)本发明的污水处理方法布局合理，操作简单，广泛用于河道水生态处理工程、生活污水处理工程、工业污水处理工程等，适于规模化推广应用。

附图说明

附图1为本发明的整体结构示意图；

附图2为本发明的一个具体实施例；

附图3为自调节驱动保持驱动单元的整体结构示意图。

附图4为旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置的结构分解示意图；

附图5为旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置的半剖结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如附图1和附图2所示，曝气净化与生物修复相结合的高效污水处理系统，包括浮力体1、升降调节单元2、自调节驱动保持驱动单元3和旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置4；所述浮力体1包括浮力板11和设置于浮力板11底部的浮体12；所述旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置4通过升降调节单元2设置于浮力体1正下方，所述旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置4通过漂浮于污水水面的浮力体1提供浮力支撑呈姿态水平悬浮于污水中，且旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置4通过升降调节单元2竖向升降调节位于污水中的深度，从而保证旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置4处于适宜的深度对污水进行曝气净化与生物修复。

所述自调节驱动保持驱动单元3与旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置4驱动连接，所述升降调节单元2的下端与旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置4旋转连接，所述自调节驱动保持驱动单元3驱动旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置4轴向缓慢旋转；所述旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置4包括层叠生物挂膜附着单元41和曝气管组42，所述层叠生物挂膜附着单元41的内壁附着有微生物挂膜，所述曝气管组42部分伸入层叠生物挂膜附着单元41内部，从所述曝气管组42曝出的空气泡对污水进行曝气净化以及为微生物挂膜供氧，微生物挂膜中的微生物对污水进行生物修复。曝气形成的空气泡能够对微生物挂膜形成冲击，从而防止微生物过度生长对层叠生物挂膜附着单元41造成堵塞；此外，缓慢旋转状态的层叠生物挂膜附着单元41上的微生物挂膜相对污水处于更快的运动状态，一方面使微生物挂膜接触更多的污水达到高效生物修复污水的目的，另一方面能够防止微生物过度生长堵塞层叠生物挂膜附着单元41。

所述旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置4通过升降调节单元2调节位于污水中的深度过程中，所述自调节驱动保持驱动单元3调节自身结构形态以适配处于不同深度状态的所述旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置4，使得所述自调节驱动保持驱动单元3始终保持与旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置4驱动连接的姿态。从而保证旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置4的升降调节不会影响旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置4的旋转操作，使本发明具有自由调节灵活度高、适配性好的优点。

如附图1所示，所述自调节驱动保持驱动单元3包括板架31、电机驱动的带传动机构32、四角链传动机构33和结构形态调节机构34；所述板架31呈竖向姿态与浮力板11固连；所述电机驱动的带传动机构32和四角链传动机构33均竖向设置于板架31上，所述电机驱动的带传动机构32与四角链传动机构33的上角端驱动连接，所述旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置4设置于四角链传动机构33的下角端，所述电机驱动的带传动机构32驱动四角链传动机构33带动所述旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置4轴向缓慢旋转；所述结构形态调节机构34为两个，两个所述结构形态调节机构34呈水平姿态对称设置于板架31上，且两个结构形态调节机构34分别与四角链传动机构33的左、右两个角端水平推拉连接，所述四角链传动机构33通过两个结构形态调节机构34同步进行推拉动作实现结构形态的调节。在本发明中，自调节驱动保持驱动单元3结构设计独特巧妙，其实现了对旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置4的驱动旋转功能以及驱动旋转功能的持续化保持功能，使得旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置4在升降过程中也能够保持轴向缓慢旋转的污水处理作业状态，自由调节灵活度更高，适配性更好。

如附图3所示，所述板架31包括一体成型的竖直板311和水平板312，所述竖直板311下端与水平板312的中部连接，所述竖直板311通过直角连接板31a安装于浮力板11上并穿过浮力板11上的贯穿口110设置；所述带传动机构32包括安装于竖直板311上的电机321、主动带轮322、从动带轮323以及将主动带轮322与从动带轮323连接的皮带324，所述电机321与主动带轮322驱动连接；所述四角链传动机构33包括主动链轮331、两个从动链轮332、一个环形链轮333和一条链条334；所述主动链轮331安装于竖直板311上，且主动链轮331与从动带轮323同轴；两个所述从动链轮332关于竖直板311对称安装于水平板312上；所述环形链轮333套固于层叠生物挂膜附着单元41的外周；所述主动链轮331、两个从动链轮332以及环形链轮333通过链条334连接，使得链条334呈关于竖直板311对称的四边形结构形态；所述水平板312的中部位置连接有安装板31b，两个所述结构形态调节机构34关于安装板31b对称设置；所述结构形态调节机构34包括安装于安装板31b上的横向电动推杆341和安装于水平板312上的横向滑轨342，所述横向电动推杆341的推拉端与横向滑轨342的滑块3420固连，所述从动链轮332的中心轴通过法兰式轴承座34a与滑块3420连接。

值得注意的是，所述层叠生物挂膜附着单元41的内壁为密布凸起的凹凸不平结构，扩大生物挂膜附着面积，以及保证生物挂膜附着的稳固性。

如附图4和附图5所示，所述层叠生物挂膜附着单元41包括多个同心层叠套设的微生物挂膜壳体410，微生物挂膜附着于位于最外层的微生物挂膜壳体410内壁以及其余微生物挂膜壳体410的表面，所述微生物挂膜壳体410为中间小、两端大的壳体结构，且其两个大端口均盖设有防杂网架411；所述曝气管组42包括曝气主管421和呈圆周阵列导通布置于曝气主管421外周的若干曝气支管422，所述曝气主管421穿过层叠生物挂膜附着单元41的中心设置，所述曝气支管422从内到外依次贯穿微生物挂膜壳体410设置，且曝气支管422与微生物挂膜壳体410固连。本发明通过旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置4的结构设计将曝气净化与生物修复相结合，有效解决了现有微生物挂膜附着结构易堵塞的问题，大大提高污水处理效率。而且根据层叠生物挂膜附着单元41的特殊结构构造以及配合曝气管组42的供养应用，其能够附着大量微生物挂膜且不会造成层叠生物挂膜附着单元41的内部结构的堵塞，为微生物提供了更大的生长面积，从而促进生物修复效率以及提高污水处理效率。

如附图2所示，所述曝气管组42配套设置有空气供应源7，所述空气供应源7包括安装于浮力板11上的曝气泵71、对接于曝气泵71出气端的导气管72以及将导气管72与曝气主管421旋转对接的旋转接头73；所述导气管72具有竖直管段，其竖直管段部分或全部为伸缩管结构721，所述伸缩管结构721由多节直通型管道7210依次滑移密封套接而成。伸缩管结构721能够跟随旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置4升降而伸缩，保证空气供应。

如附图2所示，所述升降调节单元2包括依次从上到下设置于浮力板11底部的电动液压油缸21、竖杆22和轴承23，所述轴承23套设于曝气主管421上；所述浮力板11上设置有控制器5，所述电机321、电动推杆341以及曝气泵71均通过所述控制器5控制；其中一个所述轴承23底部通过连接杆8a安装有距离传感器8，所述距离传感器8的距离检测端与旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置4的最低端平齐，且距离传感器8的信号发送端与控制器5的信号接收端连接；所述电动液压油缸21根据距离传感器8的检测数值通过控制器5控制调整旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置4的深度，使得旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置4的最低端与河底的距离H处于0.1～0.2米之间。旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置4的最低端与河底的距离低于0.1米时，排出的空气泡易吹起河底沙泥造成污水浑浊，影响对污水的曝气净化与生物修复；旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置4的最低端与河底的距离高于0.2米时，则会导致靠近河底的污水无法被曝气净化与生物修复；综合以上因素，旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置4的最低端与河底的距离H处于0.1～0.2米之间最为适宜。而且在本发明中，旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置4的深度调节在曝气净化作业与生物修复作业过程中持续进行，以保证污水处理的高效性。

如附图1所示，还包括设置于浮力板11上的新能源发电系统6；所述新能源发电系统6为控制器5、距离传感器8、电动液压油缸21、电机321、电动推杆341以及曝气泵71供电；所述新能源发电系统6为太阳能发电系统或风能发电系统。实现污水处理自动化、可持续化。

曝气净化与生物修复相结合的高效污水处理系统的污水处理方法，具体步骤如下：

步骤S1：在浮体12提供浮力支撑作用下，整个污水处理系统漂浮于污水中，使得旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置4始终处于悬浮于污水中的姿态；

距离传感器8对旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置4的最低端相距河底的距离H进行初始检测，并将检测距离值传输至控制器5，控制器5判断是否对旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置4进行升降调节，具体情况分为以下两种：

第一种情况：检测距离值小于0.1米，此时需要提升旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置4，具体操作如下：

在控制器5控制下，电动液压油缸21与电动推杆341同时启动，电动液压油缸21拉动旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置4逐渐上移，与此同时，两个电动推杆341分别推动两个从动链轮332平移扩大距离，从而使主动链轮331、从动链轮332、环形链轮333三者之间始终保持通过链条334链传动连接的配合姿态，直到检测距离值处于0.1～0.2米范围内时停止；

第二种情况：检测距离值大于0.2米，此时需要下降旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置4，具体操作如下：

在控制器5控制下，电动液压油缸21与电动推杆341同时启动，电动液压油缸21推动旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置4逐渐下移，与此同时，两个电动推杆341分别拉动两个从动链轮332平移缩小距离，从而使主动链轮331、从动链轮332、环形链轮333三者之间始终保持通过链条334链传动连接的配合姿态，直到检测距离值处于0.1～0.2米范围内时停止；

步骤S2：同步启动电机321和曝气泵71，电机321依次通过带传动、齿传动带动旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置4轴向缓慢旋转，曝气泵71将空气持续泵入曝气管组42内，空气从曝气主管421的曝气微孔以及曝气支管422的曝气微孔中曝出形成若干空气泡，空气泡密密麻麻处于位于最内层的微生物挂膜壳体410内以及相邻微生物挂膜壳体410之间的夹层间距内，空气泡沿着微生物挂膜壳体410的内壁逐渐爬升，爬升的空气泡不断为微生物挂膜壳体410上的微生物挂膜供氧，微生物挂膜中的微生物对污水进行氧化反应处理实现对其所含污染物的氧化降解，从而实现对污水的生物修复；空气泡从微生物挂膜壳体410的大端口排出后上升至污水表面，此过程中空气泡对污水进行曝气增氧，从而实现对污水的曝气净化；

在空气泡爬升供养过程中，空气泡对微生物挂膜形成冲击，防止微生物过度生长堵塞相邻微生物挂膜壳体410之间的夹层间距；缓慢旋转状态的微生物挂膜壳体410能够带动其上的微生物挂膜相对污水处于更快的运动状态，一方面使微生物挂膜接触更多的污水达到高效生物修复污水的目的，另一方面能够防止微生物过度生长堵塞相邻微生物挂膜壳体410之间的夹层间距。

在步骤S2中，距离传感器8对旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置4的最低端相距河底的距离H进行实时检测，并将检测距离值传输至控制器5，控制器5判断是否对旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置4进行升降调节，具体情况与操作同步骤S1。

本发明的污水处理方法布局合理，操作简单，广泛用于河道水生态处理工程、生活污水处理工程、工业污水处理工程等，适于规模化推广应用。

以上所述仅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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.曝气净化与生物修复相结合的高效污水处理系统，其特征在于：包括浮力体(1)、升降调节单元(2)、自调节驱动保持驱动单元(3)和旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置(4)；

所述旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置(4)通过升降调节单元(2)设置于浮力体(1)正下方，所述旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置(4)通过漂浮于污水水面的浮力体(1)提供浮力支撑呈姿态水平悬浮于污水中，且旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置(4)通过升降调节单元(2)竖向升降调节位于污水中的深度；

所述自调节驱动保持驱动单元(3)与旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置(4)驱动连接，所述升降调节单元(2)的下端与旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置(4)旋转连接，所述自调节驱动保持驱动单元(3)驱动旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置(4)轴向缓慢旋转；所述旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置(4)包括层叠生物挂膜附着单元(41)和曝气管组(42)，所述层叠生物挂膜附着单元(41)的内壁附着有微生物挂膜，所述曝气管组(42)部分伸入层叠生物挂膜附着单元(41)内部，从所述曝气管组(42)曝出的空气泡对污水进行曝气净化以及为微生物挂膜供氧，微生物挂膜中的微生物对污水进行生物修复；

所述旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置(4)通过升降调节单元(2)调节位于污水中的深度过程中，所述自调节驱动保持驱动单元(3)调节自身结构形态以适配处于不同深度状态的所述旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置(4)，使得所述自调节驱动保持驱动单元(3)始终保持与旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置(4)驱动连接的姿态。

2.根据权利要求1所述的曝气净化与生物修复相结合的高效污水处理系统，其特征在于：所述浮力体(1)包括浮力板(11)和设置于浮力板(11)底部的浮体(12)；

所述自调节驱动保持驱动单元(3)包括板架(31)、电机驱动的带传动机构(32)、四角链传动机构(33)和结构形态调节机构(34)；所述板架(31)呈竖向姿态与浮力板(11)固连；所述电机驱动的带传动机构(32)和四角链传动机构(33)均竖向设置于板架(31)上，所述电机驱动的带传动机构(32)与四角链传动机构(33)的上角端驱动连接，所述旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置(4)设置于四角链传动机构(33)的下角端，所述电机驱动的带传动机构(32)驱动四角链传动机构(33)带动所述旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置(4)轴向缓慢旋转；

所述结构形态调节机构(34)为两个，两个所述结构形态调节机构(34)呈水平姿态对称设置于板架(31)上，且两个结构形态调节机构(34)分别与四角链传动机构(33)的左、右两个角端水平推拉连接，所述四角链传动机构(33)通过两个结构形态调节机构(34)同步进行推拉动作实现结构形态的调节。

3.根据权利要求2所述的曝气净化与生物修复相结合的高效污水处理系统，其特征在于：所述板架(31)包括一体成型的竖直板(311)和水平板(312)，所述竖直板(311)下端与水平板(312)的中部连接，所述竖直板(311)通过直角连接板(31a)安装于浮力板(11)上并穿过浮力板(11)上的贯穿口(110)设置；

所述带传动机构(32)包括安装于竖直板(311)上的电机(321)、主动带轮(322)、从动带轮(323)以及将主动带轮(322)与从动带轮(323)连接的皮带(324)，所述电机(321)与主动带轮(322)驱动连接；

所述四角链传动机构(33)包括主动链轮(331)、两个从动链轮(332)、一个环形链轮(333)和一条链条(334)；所述主动链轮(331)安装于竖直板(311)上，且主动链轮(331)与从动带轮(323)同轴；两个所述从动链轮(332)关于竖直板(311)对称安装于水平板(312)上；所述环形链轮(333)套固于层叠生物挂膜附着单元(41)的外周；所述主动链轮(331)、两个从动链轮(332)以及环形链轮(333)通过链条(334)连接，使得链条(334)呈关于竖直板(311)对称的四边形结构形态；

所述水平板(312)的中部位置连接有安装板(31b)，两个所述结构形态调节机构(34)关于安装板(31b)对称设置；所述结构形态调节机构(34)包括安装于安装板(31b)上的横向电动推杆(341)和安装于水平板(312)上的横向滑轨(342)，所述横向电动推杆(341)的推拉端与横向滑轨(342)的滑块(3420)固连，所述从动链轮(332)的中心轴通过法兰式轴承座(34a)与滑块(3420)连接。

4.根据权利要求3所述的曝气净化与生物修复相结合的高效污水处理系统，其特征在于：所述层叠生物挂膜附着单元(41)的内壁为密布凸起的凹凸不平结构。

5.根据权利要求3所述的曝气净化与生物修复相结合的高效污水处理系统，其特征在于：所述层叠生物挂膜附着单元(41)包括多个同心层叠套设的微生物挂膜壳体(410)，微生物挂膜附着于位于最外层的微生物挂膜壳体(410)内壁以及其余微生物挂膜壳体(410)的表面，所述微生物挂膜壳体(410)为中间小、两端大的壳体结构，且其两个大端口均盖设有防杂网架(411)；所述曝气管组(42)包括曝气主管(421)和呈圆周阵列导通布置于曝气主管(421)外周的若干曝气支管(422)，所述曝气主管(421)穿过层叠生物挂膜附着单元(41)的中心设置，所述曝气支管(422)从内到外依次贯穿微生物挂膜壳体(410)设置，且曝气支管(422)与微生物挂膜壳体(410)固连。

6.根据权利要求5所述的曝气净化与生物修复相结合的高效污水处理系统，其特征在于：所述曝气管组(42)配套设置有空气供应源(7)，所述空气供应源(7)包括安装于浮力板(11)上的曝气泵(71)、对接于曝气泵(71)出气端的导气管(72)以及将导气管(72)与曝气主管(421)旋转对接的旋转接头(73)；所述导气管(72)具有竖直管段，其竖直管段部分或全部为伸缩管结构(721)，所述伸缩管结构(721)由多节直通型管道(7210)依次滑移密封套接而成，且位于最下方的一节所述直通型管道(7210)上设置有配重块(722)。

7.根据权利要求6所述的曝气净化与生物修复相结合的高效污水处理系统，其特征在于：所述升降调节单元(2)包括依次从上到下设置于浮力板(11)底部的电动液压油缸(21)、竖杆(22)和轴承(23)，所述轴承(23)套设于曝气主管(421)上；所述浮力板(11)上设置有控制器(5)，所述电机(321)、电动推杆(341)以及曝气泵(71)均通过所述控制器(5)控制；其中一个所述轴承(23)底部通过连接杆(8a)安装有距离传感器(8)，所述距离传感器(8)的距离检测端与旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置(4)的最低端平齐，且距离传感器(8)的信号发送端与控制器(5)的信号接收端连接；所述电动液压油缸(21)根据距离传感器(8)的检测数值通过控制器(5)控制调整旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置(4)的深度，使得旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置(4)的最低端与河底的距离H处于0.1～0.2米之间。

8.根据权利要求7所述的曝气净化与生物修复相结合的高效污水处理系统，其特征在于：还包括设置于浮力板(11)上的新能源发电系统(6)；所述新能源发电系统(6)为控制器(5)、距离传感器(8)、电动液压油缸(21)、电机(321)、电动推杆(341)以及曝气泵(71)供电；所述新能源发电系统(6)为太阳能发电系统或风能发电系统。

9.根据权利要求8所述的曝气净化与生物修复相结合的高效污水处理系统的污水处理方法，其特征在于：具体步骤如下：

步骤S1：在浮体(12)提供浮力支撑作用下，整个污水处理系统漂浮于污水中，使得旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置(4)始终处于悬浮于污水中的姿态；

距离传感器(8)对旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置(4)的最低端相距河底的距离H进行初始检测，并将检测距离值传输至控制器(5)，控制器(5)判断是否对旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置(4)进行升降调节，具体情况分为以下两种：

第一种情况：检测距离值小于0.1米，此时需要提升旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置(4)，具体操作如下：

在控制器(5)控制下，电动液压油缸(21)与电动推杆(341)同时启动，电动液压油缸(21)拉动旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置(4)逐渐上移，与此同时，两个电动推杆(341)分别推动两个从动链轮(332)平移扩大距离，从而使主动链轮(331)、从动链轮(332)、环形链轮(333)三者之间始终保持通过链条(334)链传动连接的配合姿态，直到检测距离值处于0.1～0.2米范围内时停止；

第二种情况：检测距离值大于0.2米，此时需要下降旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置(4)，具体操作如下：

在控制器(5)控制下，电动液压油缸(21)与电动推杆(341)同时启动，电动液压油缸(21)推动旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置(4)逐渐下移，与此同时，两个电动推杆(341)分别拉动两个从动链轮(332)平移缩小距离，从而使主动链轮(331)、从动链轮(332)、环形链轮(333)三者之间始终保持通过链条(334)链传动连接的配合姿态，直到检测距离值处于0.1～0.2米范围内时停止；

步骤S2：同步启动电机(321)和曝气泵(71)，电机(321)依次通过带传动、齿传动带动旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置(4)轴向缓慢旋转，曝气泵(71)将空气持续泵入曝气管组(42)内，空气从曝气主管(421)的曝气微孔以及曝气支管(422)的曝气微孔中曝出形成若干空气泡，空气泡密密麻麻处于位于最内层的微生物挂膜壳体(410)内以及相邻微生物挂膜壳体(410)之间的夹层间距内，空气泡沿着微生物挂膜壳体(410)的内壁逐渐爬升，爬升的空气泡不断为微生物挂膜壳体(410)上的微生物挂膜供氧，微生物挂膜中的微生物对污水进行氧化反应处理实现对其所含污染物的氧化降解，从而实现对污水的生物修复；空气泡从微生物挂膜壳体(410)的大端口排出后上升至污水表面，此过程中空气泡对污水进行曝气增氧，从而实现对污水的曝气净化；

在空气泡爬升供养过程中，空气泡对微生物挂膜形成冲击，防止微生物过度生长堵塞相邻微生物挂膜壳体(410)之间的夹层间距；缓慢旋转状态的微生物挂膜壳体(410)能够带动其上的微生物挂膜相对污水处于更快的运动状态，一方面使微生物挂膜接触更多的污水达到高效生物修复污水的目的，另一方面能够防止微生物过度生长堵塞相邻微生物挂膜壳体(410)之间的夹层间距。

10.根据权利要求8所述的曝气净化与生物修复相结合的高效污水处理系统的污水处理方法，其特征在于：在步骤S2中，距离传感器(8)对旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置(4)的最低端相距河底的距离H进行实时检测，并将检测距离值传输至控制器(5)，控制器(5)判断是否对旋转层叠式生物挂膜曝气复合装置(4)进行升降调节，具体情况与操作同步骤S1。

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