CN111908595B - 复合式双旋转移动生物床污水处理装置及污水处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了复合式双旋转移动生物床污水处理装置及污水处理方法,包括竖直设置的转盘,转盘中心通过水平设置的支撑轴可转动地设置在支撑架上,在转盘圆周上均匀设有若干移动生物床;移动生物床由同轴设置的圆柱形的内壳和外壳构成,并在外壳和内壳之间形成夹层空腔,内壳内以及夹层空腔内均设有生物填料,外壳圆周面上均匀分布有若干第一过水孔;沿经过中轴线的纵截面将内壳对称分为两半,内壳只有其中一半的圆周面和对应的两端面上均匀分布有若干第二过水孔,且每个移动生物床位于转盘最上方时,内壳设有第二过水孔的部分位于正上方,移动生物床水平设置且可随转盘转动而转动。该处理装置无能耗,能提高曝气效率、水力停留时间和污水处理效率。
Description
技术领域
本发明属于污水处理技术领域,特别涉及一种复合式双旋转移动生物床污水处理装置及污水处理方法。
背景技术
随着农村城镇化和农民生活水平的提高,农村生活污水处理问题日益突出。而我国多数村镇的排水系统不完备,已有的污水处理设施少且未结合当地村镇的地形地势特点。
近年来,如何结合山地村镇的地势条件,开发适合当地生活污水的处理装置,得到了研发者的极大关注。但已研发出的处理装置,仍存在能耗大、维护强度高、装置结构复杂等缺点。针对以上技术问题,研究者结合山地村镇的地形地势特点,研发基于高差地势的势能驱动污水处理装置具有重要的工程意义。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足,本发明的目的就在于提供一种复合式双旋转移动生物床污水处理装置及污水处理方法,该污水处理装置无能耗、维护方便,且有利于提高曝气效率和水力停留时间,从而有利于提高污水处理效率。
复合式双旋转移动生物床污水处理装置,包括竖直设置的转盘,转盘中心通过水平设置的支撑轴可转动地设置在支撑架上,在转盘圆周上均匀设有若干移动生物床;所述移动生物床由同轴设置的圆柱形的内壳和外壳构成,并在外壳和内壳之间形成夹层空腔,内壳内以及夹层空腔内均设有生物填料,外壳圆周面上均匀分布有若干第一过水孔,便于污水通过第一过水孔进出外壳;沿经过中轴线的纵截面将内壳对称分为两半,内壳只有其中一半的圆周面和对应的两端面上均匀分布有若干第二过水孔,便于污水进出内壳,并且每个移动生物床位于转盘最上方时,内壳设有第二过水孔的部分位于正上方,移动生物床水平设置且可随转盘转动而转动。
进一步地,所述转盘有两个,两转盘同心间隔设置,并在转盘中心设有贯穿转盘两侧面的安装孔,支撑轴一端依次穿过两转盘的安装孔且支撑轴两端固定支撑在支撑架上。
进一步地,移动生物床通过固定轴设置两转盘之间,外壳和内壳两端面分别设有第一通孔和第二通孔,固定轴穿过外壳和内壳上的第一通孔和第二通孔,同时固定轴的两端分别固定在两转盘上。
进一步地,内壳与固定轴固定连接,使得转盘转动过程内壳和固定轴相对静止。
进一步地,转盘由内环、外环和若干支撑杆构成,内环和外环同心设置且套在支撑轴上,所有支撑杆均匀分布在内环和外环之间且支撑杆的两端分别与外环和内环固定,固定轴的两端分别固定在两转盘的外环上。
进一步地,在转盘的外环和内环之间设有中环,中环分别与所有支撑杆固定,用于提高装置稳定性。
进一步地,外壳直径和外环的外圆周直径的比值为1:6~8。
进一步地,所述生物填料为轻质多面球形生物填料。
进一步地,内壳和外壳的直径比为1:2~3;内壳的长度和外壳的直径的比值为1:2~3;内壳和外壳的长度比为1:1.3~1.5。
利用前面所述的复合式双旋转移动生物床污水处理装置对污水进行处理,预先将污水处理装置置于待处理污水斜下方,使污水从上方沿抛物线轨迹跌落在转盘最上方的移动生物床上,在跌落过程中实现跌水曝气;在污水持续冲击下,转盘持续转动,移动生物床在随转盘转动的过程中转动,污水在移动生物床转动过程中不断与翻滚的生物填料作用并从移动生物床流下,从上方移动生物床流下的处理水进入下方相应位置的移动生物床,在实现再次跌水曝气的同时再次与生物填料作用,如此反复,实现对污水进行高效处理。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
1、本发明可利用山地村镇的地势,污水从高处进入该污水处理装置,污水实现曝气的同时具有一定的势能,利用该势能带动该污水处理装置运行实现污水处理,不需耗能;且装置结构简单,维修方便快捷。
2、该污水处理装置运行过程中,污水从位于高处的移动生物床形成水滴束流跌入位于位置较低处的移动生物床,增大了污水和空气的接触面积,提高了曝气效率。
3、移动生物床的外壳可以转动,从而带动夹层空腔内的生物填料转动,有利于污水与生物填料充分接触,进而提高污水处理效率;同时内壳包括无孔部分和过水孔部分,过水孔部分便于污水进入内壳并与内壳内的生物填料接触,而无孔部分增加了污水在内壳内的停留时间,从而提高污水处理效率。
附图说明
图1-本发明的结构示意图。
图2-移动生物床的径向剖面图。
图3-移动生物床的轴向剖面图。
其中:1-支撑架;2-转盘;21-外环;22-内环;23-支撑杆;3-移动生物床;31-外壳;31a-第一过水孔;32-内壳;32a-过水孔部分;32b-无孔部分;32c-第二过水孔;4-固定轴;5-支撑轴。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
参见图1、图2和图3,复合式双旋转移动生物床污水处理装置,包括竖直设置的转盘2,转盘2中心通过水平设置的支撑轴5可转动地设置在支撑架1上,在转盘2圆周上均匀设有若干移动生物床3;所述移动生物床3由同轴设置的圆柱形的内壳32和外壳31构成,并在外壳31和内壳32之间形成夹层空腔,内壳32内以及夹层空腔内均设有生物填料(图中未示出),外壳31圆周面上均匀分布有若干第一过水孔31a,便于污水通过第一过水孔31a进出外壳31;沿经过中轴线的纵截面将内壳32对称分为两半,内壳32只有其中一半的圆周面和对应的两端面上均匀分布有若干第二过水孔32c,便于污水进出内壳32,该一半为内壳的过水孔部分32a,另一半因未设置第二过水孔,所以为无孔部分32b;并且每个移动生物床3位于转盘2最上方时,内壳32设有第二过水孔32c的部分位于正上方,移动生物床3水平设置且可随转盘2转动而转动。
应用该污水处理装置时,在污水处理装置顶部的斜上方设有跌水口,跌水口距离转盘顶部具有一定高度,以将污水引入污水处理装置,该高度一般大于等于1 m。利用山地村镇地区的地势高差,污水经过调节池等预处理后从高处跌下,冲击污水处理装置上方的移动生物床,在冲击力的作用下既可以带动转盘转动,又能够利用力矩的不平衡带动移动生物床转动,并且实现了跌水曝气。
同时,污水在进入移动生物床后,有一部分留在了夹层空腔内中,与夹层空腔中的生物填料接触一段时间后,因生物填料表面附着生长生物膜,在生物膜的作用下,一方面去除水中大部分的BOD5,对污水中有机物进行降解,另一方面将氨氮氧化为硝酸盐氮。生物膜拥有外部好氧、内部缺氧的环境,也为脱氮创造了良好的条件。污水从位于转盘高处的移动生物床射出的过程中,污水的流动途径和方式都被改变,被分成若干细小的水滴束流,增大了污水与空气的接触面,使得污水得以充分曝气。另一部分污水进入到内壳中,因为内壳下半部分为无孔部分,增加了污水的停留时间,有利于提高污水处理效果。污水在跌落的过程中,其中有约70%已经曝气的水又回落到下一个移动生物床中,由于呈逆时针旋转或者顺时针旋转,即使处于上升阶段的移动生物床仍有污水不断地跌入较其自身位置更低的移动生物床中,因而下降的水不断地跌落,不断地曝气,可以大大提高水中溶解氧含量,促进好氧生化反应的发生,而好氧反应是去除水中污染物质的主要生化过程,从而提高了污水处理效率。经过该污水处理装置处理后的污水经收集后进入后续的处理流程中进行后处理即可。
具体实施时,所述转盘2有两个,两转盘2同心间隔设置,并在转盘2中心设有贯穿转盘两侧面的安装孔,支撑轴5一端依次穿过两转盘2的安装孔且支撑轴5两端固定支撑在支撑架1上。
具体实施时,移动生物床3通过固定轴4设置两转盘2之间,外壳31和内壳32两端面分别设有第一通孔和第二通孔,固定轴4穿过外壳31和内壳32上的第一通孔和第二通孔,同时固定轴4的两端分别固定在两转盘2上。
具体实施时,内壳32与固定轴4固定连接,使得转盘转动过程中内壳和固定轴相对静止。
这样内壳固定在固定轴上,当转盘旋转过程中,内壳随着转盘旋转与转盘相对静止的进行转动,而外壳可以在固定轴上转动,所以外壳和转盘之间存在相对运动,这样可以带动夹层空腔内的生物填料转动,有利于污水与生物填料进行充分接触,提高污水处理效率。
具体实施时,转盘2由内环22、外环21和若干支撑杆23构成,内环22和外环21同心设置且套在支撑轴5上,所有支撑杆23均匀分布在内环22和外环21之间且支撑杆23的两端分别与外环21和内环22固定,固定轴4的两端分别固定在两转盘2的外环21上。
具体实施时,在转盘2的外环21和内环22之间设有中环(图中未示出),中环分别与所有支撑杆23固定,用于提高装置稳定性。
这里的中环可根据装置的稳定性考虑设置多个,只是设置多个中环时,中环的直径不相等,并与内环同心设置在外环和内环之间。
具体实施时,外壳31直径和外环21的外圆周直径的比值为1:6~8。
具体实施时,所述生物填料为轻质多面球形生物填料。
具体实施时,内壳32和外壳31的直径比为1:2~3;内壳32的长度和外壳31的直径的比值为1:2~3;内壳32和外壳31的长度比为1:1.3~1.5。
以上这些比值根据污水处理量进行确定。
具体实施时,内壳32和外壳31采用塑料材料制成。
利用前面所述的复合式双旋转移动生物床污水处理装置对污水进行处理,预先将污水处理装置置于待处理污水斜下方,使污水从上方沿抛物线轨迹跌落在转盘最上方的移动生物床上,在跌落过程中实现跌水曝气;在污水持续冲击下,转盘持续转动,移动生物床在随转盘转动的过程中转动,污水在移动生物床转动过程中不断与翻滚的生物填料作用并从移动生物床流下,从上方移动生物床流下的处理水进入下方相应位置的移动生物床,在实现再次跌水曝气的同时再次与生物填料作用,如此反复,实现对污水进行高效处理。
以重庆市某农村污水为处理对象,其进水水质为COD=320 mg/L,BOD5=220 mg/L、SS=180 mg/L、TP=10 mg/L、TN=50 mg/L 、NH3-N=45 mg/L。污水经过化粪池、隔油调节池预处理后,从1.5 m高度跌落进入本发明所述的复合式双旋转移动生物床污水处理装置进行处理,停留时间为7 h。处理后的出水COD≤80 mg/L、TP≤3 mg/L、SS≤30 mg/L、NH3-N≤20mg/L。
最后需要说明的是,本发明的上述实施例仅是为说明本发明所作的举例,而并非是对本发明实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (7)
1.复合式双旋转移动生物床污水处理装置,其特征在于,包括竖直设置的转盘,转盘中心通过水平设置的支撑轴可转动地设置在支撑架上,在转盘圆周上均匀设有若干移动生物床;所述移动生物床由同轴设置的圆柱形的内壳和外壳构成,并在外壳和内壳之间形成夹层空腔,内壳内以及夹层空腔内均设有生物填料,外壳圆周面上均匀分布有若干第一过水孔,便于污水通过第一过水孔进出外壳;沿经过中轴线的纵截面将内壳对称分为两半,内壳只有其中一半的圆周面和对应的两端面上均匀分布有若干第二过水孔,便于污水进出内壳,并且每个移动生物床位于转盘最上方时,内壳设有第二过水孔的部分位于正上方,移动生物床水平设置且可随转盘转动而转动;
所述转盘有两个,两转盘同心间隔设置,并在转盘中心设有贯穿转盘两侧面的安装孔,支撑轴一端依次穿过两转盘的安装孔且支撑轴两端固定支撑在支撑架上;
移动生物床通过固定轴设置两转盘之间,外壳和内壳两端面分别设有第一通孔和第二通孔,固定轴穿过外壳和内壳上的第一通孔和第二通孔,同时固定轴的两端分别固定在两转盘上;
内壳与固定轴固定连接,使得转盘转动过程内壳和固定轴相对静止。
2.根据权利要求1所述的复合式双旋转移动生物床污水处理装置,其特征在于,转盘由内环、外环和若干支撑杆构成,内环和外环同心设置且套在支撑轴上,所有支撑杆均匀分布在内环和外环之间且支撑杆的两端分别与外环和内环固定,固定轴的两端分别固定在两转盘的外环上。
3.根据权利要求2所述的复合式双旋转移动生物床污水处理装置,其特征在于,在转盘的外环和内环之间设有中环,中环分别与所有支撑杆固定,用于提高装置稳定性。
4.根据权利要求2所述的复合式双旋转移动生物床污水处理装置,其特征在于,外壳直径和外环的外圆周直径的比值为1:6~8。
5.根据权利要求1所述的复合式双旋转移动生物床污水处理装置,其特征在于,所述生物填料为轻质多面球形生物填料。
6.根据权利要求1所述的复合式双旋转移动生物床污水处理装置,其特征在于,内壳和外壳的直径比为1:2~3;内壳的长度和外壳的直径的比值为1:2~3;内壳和外壳的长度比为1:1.3~1.5。
7.污水处理方法,其特征在于,利用权利要求1所述的复合式双旋转移动生物床污水处理装置对污水进行处理,预先将污水处理装置置于待处理污水斜下方,使污水从上方沿抛物线轨迹跌落在转盘最上方的移动生物床上,在跌落过程中实现跌水曝气;在污水持续冲击下,转盘持续转动,移动生物床在随转盘转动的过程中转动,污水在移动生物床转动过程中不断与翻滚的生物填料作用并从移动生物床流下,从上方移动生物床流下的处理水进入下方相应位置的移动生物床,在实现再次跌水曝气的同时再次与生物填料作用,如此反复,实现对污水进行高效处理。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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