CN112047489A - 一种基于生物膜法的微生物污水处理填料载体及工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于生物膜法的微生物污水处理填料载体及工作方法，涉及污水处理技术领域。该基于生物膜法的微生物污水处理填料载体，包括填料本体,所述填料本体内呈等距环绕状开设有六个通口，且填料本体上固定安装有自检测调节机构，六个所述通口内均设置有脱落促进机构，所述自检测调节机构包括导水机构、保温传热机构、导水槽、第一叶轮和导热棒，所述导水机构固定安装在填料本体的顶部。该基于生物膜法的微生物污水处理填料载体，自检测调节机构与脱落促进机构相配合对生物滤池在冬季低温环境下正常运行进行保障，其启动信号取决于填料内水流量以及温度的变化，节省了人力投入，并有效促进微生物代谢物的及时排出。

Description

一种基于生物膜法的微生物污水处理填料载体及工作方法

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，具体为一种基于生物膜法的微生物污水处理填料载体及工作方法。

背景技术

利用微生物处理污水已是目前污水处理行业常用的一种手段，生物膜法作为其中的一种，采用在滤池内铺设为生物膜生长提供载体的填料作为核心技术，通过微生物在载体表面聚集并持续生长代谢形成膜状对流经填料的水体达到净化效果，生物膜自填料向外分为厌氧层、好氧层、附着水层和运动水层，污水内的有机物伴随运动水层流动进入附着水层，经由好氧层微生物代谢后进一步进入厌氧层内分解。生物膜对污水的净化效果与环境温度存在直接联系，温度过高或过低均会对生物膜的净化能力造成影响。

在气温较低的冬季，污水厂的工作仍需进行，伴随生物滤池温度的降低，生物膜内的微生物活性降低，代谢能力下降，对污水的净化效果明显减弱。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于生物膜法的微生物污水处理填料载体及工作方法，通过保障生物膜内微生物的活性与代谢能力避免采用生物膜法的生物滤池在冬季处理效果降低。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于生物膜法的微生物污水处理填料载体，包括填料本体,所述填料本体内呈等距环绕状开设有六个通口，且填料本体上固定安装有自检测调节机构，六个所述通口内均设置有脱落促进机构。

优选的，所述自检测调节机构包括导水机构、保温传热机构、导水槽、第一叶轮和导热棒，所述导水机构固定安装在填料本体的顶部，六个通口内壁的左右两侧均固定安装有呈等距阵列状分布的九个保温传热机构，导水槽的数量为六个，且六个导水槽呈等距环绕状开设在填料本体内并贯穿其上下两侧，三个第一叶轮为一组呈列状等距活动安装在单个导水槽内，填料本体内呈等距环绕状设置有六组导热棒，且导热棒三个为一组呈列状嵌装在填料本体内，每一组导热棒与每一组第一叶轮相对应，第一叶轮通过穿插销轴的方式活动安装在导水槽内，且第一叶轮内的销轴后端插接在导热棒内。

优选的，所述导水机构包括导温环圈、收缩空心圈、导水管、阻水球、复位弹簧和弹性绳，所述导温环圈固定连接在填料本体顶部的外沿处，且导温环圈的内腔与导水槽的内腔连通，收缩空心圈粘接在导温环圈的内壁上，导水管的数量为六个，且六个导水管呈等距环绕状固定连接在填料本体的顶部，阻水球三个为一组设置在单个导水管内，且三个阻水球三分之一的部分均贯穿导水管的顶部，阻水球的底部固定连接在复位弹簧的顶端，且复位弹簧的底端固定连接在导水管的内底部，弹性绳的数量为六个，且六个弹性绳呈等距环绕状与收缩空心圈固定连接，弹性绳相背收缩空心圈的一端延伸至导水管内，且单根弹性绳位于导水管内的一端依次贯穿同一组的三个阻水球并与导水管的内壁固定连接，弹性绳与阻水球的连接处通过粘接的方式固定连接。

优选的，所述保温传热机构包括伸缩囊、托片、导热膜、导热片和导热纤维，所述伸缩囊的一端固定连接在通口的内壁上，托片固定连接在伸缩囊的另一端，导热膜固定连接在托片相背伸缩囊的一侧，导热片粘接在导热膜相对托片的一侧，导热纤维穿插在伸缩囊内，且导热纤维的一端贯穿托片并与导热片固定连接，导热纤维的另一端贯穿通口的内壁绕接在导热棒上。

优选的，所述脱落促进机构包括水流传动机构和剥离机构，所述水流传动机构固定安装在通口内壁的底部，剥离机构设置在通口的内曲面处。

优选的，所述水流传动机构包括安装片、第二叶轮、磁片、安装杆、第三叶轮和扭簧，所述安装片固定连接在通口接近填料本体轴线的内曲面底部，第二叶轮活动安装在安装片内，磁片嵌装在安装片内壁相对第二叶轮的一侧，安装杆的一端固定连接在通口远离填料本体轴线的内曲面底部，第三叶轮活动安装在安装杆远离通口内曲面的一端，扭簧套装在第三叶轮的转轴上，且扭簧的两端分别插接在安装杆的内壁和第三叶轮内，第三叶轮左侧的叶片底部与第二叶轮右侧的叶片顶部接触。

优选的，所述剥离机构包括条形腔、连接囊、摆动片和连接绳，所述条形腔开设在填料本体内，连接囊三个为一组呈列状等距嵌装在条形腔的内壁上，且连接囊的一侧贯穿通口的内曲面，摆动片穿插在连接囊内，且摆动片的左右两侧分别贯穿连接囊的左右两侧，连接绳的上半段依次贯穿三个摆动片并与其固定连接，且连接绳的底端延伸至安装杆内并贯穿其远离通口内曲面的一端与第三叶轮固定连接。

上述基于生物膜法的微生物污水处理填料载体的工作方法：使用时，污水由上至下流经填料本体，生物膜在通口的内壁上生长，水流温度经由导温环圈表面传递至收缩空心圈，当水温较低时收缩空心圈内空气收缩并使得其缩小，收缩空心圈在逐渐缩小的过程中拉动弹性绳并带动阻水球移入导水管内，导水管上安装阻水球形成的孔洞使得导水管内外连通，水流进入导水管内并经由导温环圈排入导水槽内，水流对第一叶轮产生推力并使得其在导水槽内转动，并将销轴处转动摩擦产生的热量通过接触的方式传递至导热棒内，生物膜在生长的过程中与通口内壁接触的厌氧层密度相较于好氧层密度较大，从而使厌氧层在逐渐增厚的过程中与托片接触并拉伸伸缩囊，使得导热膜始终位于好氧层内，导热棒的热量经由导热纤维传递至导热片并通过导热膜将热量导入好氧层内，进而提高好氧层内的微生物活性与代谢能力，污水水温在回归常温后收缩空心圈复位，并配合复位弹簧的弹力将阻水球重新推入导水管内对导水管进行密封，当生物膜生长至一定厚度时，在流水量不变填料本体内径缩小的情况下水流流速增加，水流流速较快时对第二叶轮产生的推力大于第二叶轮与磁片之间的吸引力，第二叶轮为铁质，第二叶轮基于水流推力转动并带动第三叶轮转动，在第二叶轮叶片与第三叶轮接触间断的间隙第三叶轮基于扭簧的扭力复位，从而反复拉动连接绳，使得连接绳反复拉动摆动片在连接囊内上下摆动，进而通过摆动片在厌氧层内的运动促进生物膜从通口上脱落。

本发明提供了一种基于生物膜法的微生物污水处理填料载体及工作方法。具备以下有益效果：

（1）、该基于生物膜法的微生物污水处理填料载体，基于自检测调节机构的实时监测效果，对生物滤池内的温度变化达到有效的监控效果，并能够根据温度变化判断生物滤池内生物膜受低温影响程度，从而在冬季低温天气情况下，对生物膜内的好氧层进行额外供氧，同时在进行额外供氧活动的同时具有一定的保温效果，避免低温对生物膜代谢活动造成影响，以确保好氧层内的好氧菌得到充足的氧气进行代谢活动，进而对生物膜活性带来有效提升，避免冬季低温的环境影响对生物膜净化能力造成削弱。

（2）、该基于生物膜法的微生物污水处理填料载体，通过脱落促进机构的设置，同时配合填料在生物滤池中浸没于污水内的设置方式，当气温降低时，冷空气率先与污水接触并通过污水将温度传递至填料，通过填料与生物膜内厌氧层相接触的方式使得厌氧层温度降低，温度降低后的厌氧层与填料之间粘滞性提高，仅通过水流冲力的方式无法及时将老化的生物膜及时剥离，脱落促进机构能够对生物膜的厚度进行实时监控，当生物膜厚度达到一定程度时，有效破坏生物膜厌氧层与填料之间的粘滞完整度，从而辅助老化的生物膜在水流冲力作用下及时排出，以确保污水净化处理的持续进行。

（3）、该基于生物膜法的微生物污水处理填料载体，自检测调节机构与脱落促进机构相配合对生物滤池在冬季低温环境下正常运行进行保障，其启动信号取决于填料内水流量以及温度的变化，节省了人力投入，并有效促进微生物代谢物的及时排出，以及生物膜碎屑的剥离，避免了生物膜产物由于微生物活性较低以及代谢能力较差而滞留在生物膜内的情况出现。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明结构上视图。

图3为本发明结构右剖图。

图4为本发明图3中的A处结构放大图。

图5为本发明结构正剖图。

图6为本发明图5中的B处结构放大图。

图7为本发明保温传热机构的正剖图。

图8为本发明导热棒的上视图。

图中：1填料本体、2通口、3自检测调节机构、4脱落促进机构、31导水机构、32保温传热机构、33导水槽、34第一叶轮、35导热棒、311导温环圈、312收缩空心圈、313导水管、314阻水球、315复位弹簧、316弹性绳、321伸缩囊、322托片、323导热膜、324导热片、325导热纤维、41水流传动机构、42剥离机构、411安装片、412第二叶轮、413磁片、414安装杆、415第三叶轮、416扭簧、421条形腔、422连接囊、423摆动片、424连接绳。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：一种基于生物膜法的微生物污水处理填料载体，包括填料本体1,填料本体1内呈等距环绕状开设有六个通口2，且填料本体1上固定安装有自检测调节机构3，六个通口2内均设置有脱落促进机构4。

自检测调节机构3包括导水机构31、保温传热机构32、导水槽33、第一叶轮34和导热棒35，导水机构31固定安装在填料本体1的顶部，六个通口2内壁的左右两侧均固定安装有呈等距阵列状分布的九个保温传热机构32，导水槽33的数量为六个，且六个导水槽33呈等距环绕状开设在填料本体1内并贯穿其上下两侧，三个第一叶轮34为一组呈列状等距活动安装在单个导水槽33内，填料本体1内呈等距环绕状设置有六组导热棒35，且导热棒35三个为一组呈列状嵌装在填料本体1内，每一组导热棒35与每一组第一叶轮34相对应，第一叶轮34通过穿插销轴的方式活动安装在导水槽33内，且第一叶轮34内的销轴后端插接在导热棒35内。

导水机构31包括导温环圈311、收缩空心圈312、导水管313、阻水球314、复位弹簧315和弹性绳316，导温环圈311固定连接在填料本体1顶部的外沿处，且导温环圈311的内腔与导水槽33的内腔连通，收缩空心圈312粘接在导温环圈311的内壁上，导水管313的数量为六个，且六个导水管313呈等距环绕状固定连接在填料本体1的顶部，阻水球314三个为一组设置在单个导水管313内，且三个阻水球314三分之一的部分均贯穿导水管313的顶部，阻水球314的底部固定连接在复位弹簧315的顶端，且复位弹簧315的底端固定连接在导水管313的内底部，弹性绳316的数量为六个，且六个弹性绳316呈等距环绕状与收缩空心圈312固定连接，弹性绳316相背收缩空心圈312的一端延伸至导水管313内，且单根弹性绳316位于导水管313内的一端依次贯穿同一组的三个阻水球314并与导水管313的内壁固定连接，弹性绳316与阻水球314的连接处通过粘接的方式固定连接。

保温传热机构32包括伸缩囊321、托片322、导热膜323、导热片324和导热纤维325，伸缩囊321的一端固定连接在通口2的内壁上，托片322固定连接在伸缩囊321的另一端，导热膜323固定连接在托片322相背伸缩囊321的一侧，导热片324粘接在导热膜323相对托片322的一侧，导热纤维325穿插在伸缩囊321内，且导热纤维325的一端贯穿托片322并与导热片324固定连接，导热纤维325的另一端贯穿通口2的内壁绕接在导热棒35上。

脱落促进机构4包括水流传动机构41和剥离机构42，水流传动机构41固定安装在通口2内壁的底部，剥离机构42设置在通口2的内曲面处。

水流传动机构41包括安装片411、第二叶轮412、磁片413、安装杆414、第三叶轮415和扭簧416，安装片411固定连接在通口2接近填料本体1轴线的内曲面底部，第二叶轮412活动安装在安装片411内，磁片413嵌装在安装片411内壁相对第二叶轮412的一侧，安装杆414的一端固定连接在通口2远离填料本体1轴线的内曲面底部，第三叶轮415活动安装在安装杆414远离通口2内曲面的一端，扭簧416套装在第三叶轮415的转轴上，且扭簧416的两端分别插接在安装杆414的内壁和第三叶轮415内，第三叶轮415左侧的叶片底部与第二叶轮412右侧的叶片顶部接触。

剥离机构42包括条形腔421、连接囊422、摆动片423和连接绳424，条形腔421开设在填料本体1内，连接囊422三个为一组呈列状等距嵌装在条形腔421的内壁上，且连接囊422的一侧贯穿通口2的内曲面，摆动片423穿插在连接囊422内，且摆动片423的左右两侧分别贯穿连接囊422的左右两侧，连接绳424的上半段依次贯穿三个摆动片423并与其固定连接，且连接绳424的底端延伸至安装杆414内并贯穿其远离通口2内曲面的一端与第三叶轮415固定连接。

本发明的工作方法：使用时，污水由上至下流经填料本体1，生物膜在通口2的内壁上生长，水流温度经由导温环圈311表面传递至收缩空心圈312，当水温较低时收缩空心圈312内空气收缩并使得其缩小，收缩空心圈312在逐渐缩小的过程中拉动弹性绳316并带动阻水球314移入导水管313内，导水管313上安装阻水球314形成的孔洞使得导水管313内外连通，水流进入导水管313内并经由导温环圈311排入导水槽33内，水流对第一叶轮34产生推力并使得其在导水槽33内转动，并将销轴处转动摩擦产生的热量通过接触的方式传递至导热棒35内，生物膜在生长的过程中与通口2内壁接触的厌氧层密度相较于好氧层密度较大，从而使厌氧层在逐渐增厚的过程中与托片322接触并拉伸伸缩囊321，使得导热膜323始终位于好氧层内，导热棒35的热量经由导热纤维325传递至导热片324并通过导热膜323将热量导入好氧层内，进而提高好氧层内的微生物活性与代谢能力，污水水温在回归常温后收缩空心圈312复位，并配合复位弹簧315的弹力将阻水球314重新推入导水管313内对导水管313进行密封，当生物膜生长至一定厚度时，在流水量不变填料本体1内径缩小的情况下水流流速增加，水流流速较快时对第二叶轮412产生的推力大于第二叶轮412与磁片413之间的吸引力，第二叶轮412为铁质，第二叶轮412基于水流推力转动并带动第三叶轮415转动，在第二叶轮412叶片与第三叶轮415接触间断的间隙第三叶轮415基于扭簧416的扭力复位，从而反复拉动连接绳424，使得连接绳424反复拉动摆动片423在连接囊422内上下摆动，进而通过摆动片423在厌氧层内的运动促进生物膜从通口2上脱落。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于生物膜法的微生物污水处理填料载体，包括填料本体（1）,其特征在于：所述填料本体（1）内呈等距环绕状开设有六个通口（2），且填料本体（1）上固定安装有自检测调节机构（3），六个所述通口（2）内均设置有脱落促进机构（4）。

2.根据权利要求1所述的一种基于生物膜法的微生物污水处理填料载体，其特征在于：所述自检测调节机构（3）包括导水机构（31）、保温传热机构（32）、导水槽（33）、第一叶轮（34）和导热棒（35），所述导水机构（31）固定安装在填料本体（1）的顶部，六个通口（2）内壁的左右两侧均固定安装有呈等距阵列状分布的九个保温传热机构（32），导水槽（33）的数量为六个，且六个导水槽（33）呈等距环绕状开设在填料本体（1）内并贯穿其上下两侧，三个第一叶轮（34）为一组呈列状等距活动安装在单个导水槽（33）内，填料本体（1）内呈等距环绕状设置有六组导热棒（35），且导热棒（35）三个为一组呈列状嵌装在填料本体（1）内，每一组导热棒（35）与每一组第一叶轮（34）相对应，第一叶轮（34）通过穿插销轴的方式活动安装在导水槽（33）内，且第一叶轮（34）内的销轴后端插接在导热棒（35）内。

3.根据权利要求2所述的一种基于生物膜法的微生物污水处理填料载体，其特征在于：所述导水机构（31）包括导温环圈（311）、收缩空心圈（312）、导水管（313）、阻水球（314）、复位弹簧（315）和弹性绳（316），所述导温环圈（311）固定连接在填料本体（1）顶部的外沿处，且导温环圈（311）的内腔与导水槽（33）的内腔连通，收缩空心圈（312）粘接在导温环圈（311）的内壁上，导水管（313）的数量为六个，且六个导水管（313）呈等距环绕状固定连接在填料本体（1）的顶部，阻水球（314）三个为一组设置在单个导水管（313）内，且三个阻水球（314）三分之一的部分均贯穿导水管（313）的顶部，阻水球（314）的底部固定连接在复位弹簧（315）的顶端，且复位弹簧（315）的底端固定连接在导水管（313）的内底部，弹性绳（316）的数量为六个，且六个弹性绳（316）呈等距环绕状与收缩空心圈（312）固定连接，弹性绳（316）相背收缩空心圈（312）的一端延伸至导水管（313）内，且单根弹性绳（316）位于导水管（313）内的一端依次贯穿同一组的三个阻水球（314）并与导水管（313）的内壁固定连接，弹性绳（316）与阻水球（314）的连接处通过粘接的方式固定连接。

4.根据权利要求2所述的一种基于生物膜法的微生物污水处理填料载体，其特征在于：所述保温传热机构（32）包括伸缩囊（321）、托片（322）、导热膜（323）、导热片（324）和导热纤维（325），所述伸缩囊（321）的一端固定连接在通口（2）的内壁上，托片（322）固定连接在伸缩囊（321）的另一端，导热膜（323）固定连接在托片（322）相背伸缩囊（321）的一侧，导热片（324）粘接在导热膜（323）相对托片（322）的一侧，导热纤维（325）穿插在伸缩囊（321）内，且导热纤维（325）的一端贯穿托片（322）并与导热片（324）固定连接，导热纤维（325）的另一端贯穿通口（2）的内壁绕接在导热棒（35）上。

5.根据权利要求1所述的一种基于生物膜法的微生物污水处理填料载体，其特征在于：所述脱落促进机构（4）包括水流传动机构（41）和剥离机构（42），所述水流传动机构（41）固定安装在通口（2）内壁的底部，剥离机构（42）设置在通口（2）的内曲面处。

6.根据权利要求5所述的一种基于生物膜法的微生物污水处理填料载体，其特征在于：所述水流传动机构（41）包括安装片（411）、第二叶轮（412）、磁片（413）、安装杆（414）、第三叶轮（415）和扭簧（416），所述安装片（411）固定连接在通口（2）接近填料本体（1）轴线的内曲面底部，第二叶轮（412）活动安装在安装片（411）内，磁片（413）嵌装在安装片（411）内壁相对第二叶轮（412）的一侧，安装杆（414）的一端固定连接在通口（2）远离填料本体（1）轴线的内曲面底部，第三叶轮（415）活动安装在安装杆（414）远离通口（2）内曲面的一端，扭簧（416）套装在第三叶轮（415）的转轴上，且扭簧（416）的两端分别插接在安装杆（414）的内壁和第三叶轮（415）内，第三叶轮（415）左侧的叶片底部与第二叶轮（412）右侧的叶片顶部接触。

7.根据权利要求5所述的一种基于生物膜法的微生物污水处理填料载体，其特征在于：所述剥离机构（42）包括条形腔（421）、连接囊（422）、摆动片（423）和连接绳（424），所述条形腔（421）开设在填料本体（1）内，连接囊（422）三个为一组呈列状等距嵌装在条形腔（421）的内壁上，且连接囊（422）的一侧贯穿通口（2）的内曲面，摆动片（423）穿插在连接囊（422）内，且摆动片（423）的左右两侧分别贯穿连接囊（422）的左右两侧，连接绳（424）的上半段依次贯穿三个摆动片（423）并与其固定连接，且连接绳（424）的底端延伸至安装杆（414）内并贯穿其远离通口（2）内曲面的一端与第三叶轮（415）固定连接。

8.一种根据权利要求1-7所述基于生物膜法的微生物污水处理填料载体的工作方法：使用时，污水由上至下流经填料本体（1），生物膜在通口（2）的内壁上生长，水流温度经由导温环圈（311）表面传递至收缩空心圈（312），当水温较低时收缩空心圈（312）内空气收缩并使得其缩小，收缩空心圈（312）在逐渐缩小的过程中拉动弹性绳（316）并带动阻水球（314）移入导水管（313）内，导水管（313）上安装阻水球（314）形成的孔洞使得导水管（313）内外连通，水流进入导水管（313）内并经由导温环圈（311）排入导水槽（33）内，水流对第一叶轮（34）产生推力并使得其在导水槽（33）内转动，并将销轴处转动摩擦产生的热量通过接触的方式传递至导热棒（35）内，生物膜在生长的过程中与通口（2）内壁接触的厌氧层密度相较于好氧层密度较大，从而使厌氧层在逐渐增厚的过程中与托片（322）接触并拉伸伸缩囊（321），使得导热膜（323）始终位于好氧层内，导热棒（35）的热量经由导热纤维（325）传递至导热片（324）并通过导热膜（323）将热量导入好氧层内，进而提高好氧层内的微生物活性与代谢能力，污水水温在回归常温后收缩空心圈（312）复位，并配合复位弹簧（315）的弹力将阻水球（314）重新推入导水管（313）内对导水管（313）进行密封，当生物膜生长至一定厚度时，在流水量不变填料本体（1）内径缩小的情况下水流流速增加，水流流速较快时对第二叶轮（412）产生的推力大于第二叶轮（412）与磁片（413）之间的吸引力，第二叶轮（412）为铁质，第二叶轮（412）基于水流推力转动并带动第三叶轮（415）转动，在第二叶轮（412）叶片与第三叶轮（415）接触间断的间隙第三叶轮（415）基于扭簧（416）的扭力复位，从而反复拉动连接绳（424），使得连接绳（424）反复拉动摆动片（423）在连接囊（422）内上下摆动，进而通过摆动片（423）在厌氧层内的运动促进生物膜从通口（2）上脱落。

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