CN112537841B - 一种用于处理低污染河湖水的节能装置及其使用方法 - Google Patents

一种用于处理低污染河湖水的节能装置及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于处理低污染河湖水的节能装置及其使用方法，包括支架、微生物转轮和曝气装置，所述支架由支脚和固定盘组成，所述微生物转轮包括旋转架和多个微生物翻板，所述微生物转轮和曝气装置均安装在支架上，采用河水为动力，利用微生物分解水中的污染物，安全环保，并且还设置有曝气装置，提高水中溶氧，加快处理效率，避免因微生物处理水中污染物时降低水中溶氧，固定盘上有凹槽，所述凹槽可以通过曲柄对微生物翻板进行导向，在被河水冲击时，使微生物翻板转动，并驱使曝气装置为曝气装置提供曝气动力，不需要电力或其它动力设备，节能环保，减少后期经济投入，使用方便，一次安装可持续使用。

Description

一种用于处理低污染河湖水的节能装置及其使用方法
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，具体涉及一种用于处理低污染河湖水的节能装置及其使用方法。
背景技术
根据2017年中国生态环境状况公报全国地表水优良水质不断增加，大江大河干流水质稳步提升，随着对水污染治理技术的深入研究和广泛实施，河道内污染物浓度不断降低，但以硝态氮为主要存在形式的总氮浓度仍然偏高，自然水体中削减硝态氮的主要途径是反硝化，此过程最经济有效的方法是微生物处理技术，但河湖中的水量过大，无法实现集中处理，传统微生物污水处理的装置需要大量电力为曝气提供动力，在处理低污染河湖水时不适用。
申请号为CN201710333269.5的发明专利公开了一种受污河湖水处理装置，包括依次设有的搅拌机构、过滤机构、进水池、污水处理机构和出水池，所述的搅拌机构包括搅拌池，所述的过滤机构包括过滤池，进水池一侧壁上设有进口三，所述的进口三与出口二之间通过带有调节阀的进水管相连，所述的进水池通过进水泵与缺氧池相连，缺氧池连接混合液回流管，且内部自上而下布置碳纤维生态草，并通过底部闸板与好氧池组连接，好氧池组内部自上而下布置碳纤维生态草，且与空压机和空气流量计连接，好氧池组包括串联两个以上的好氧池。本发明的有益效果是其可去除难降解物质，可将污水中固定污染物处理掉，污水处理效率高，减少基建成本。
上述专利虽然减少了基建成本，但是后期电力动力投入依旧过大。
发明内容
为解决现有技术中处理河湖水电力或动力投入过大，无动力处理无法解决曝气增氧的问题，本发明提供了一种用于处理低污染河湖水的节能装置，目的是提供一个利用河流水流为曝气提供动力的水处理设备，减少动力投入。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种用于处理低污染河湖水的节能装置，包括支架、微生物转轮和曝气装置，所述微生物转轮和曝气装置均安装在支架上；
所述支架由支脚和固定盘组成，所述支脚垂直连接在所述固定盘下表面，所述固定盘中心有自上向下贯穿固定盘的中心管，所述中心管四周的固定盘的上表面上有凹槽；
所述微生物转轮包括旋转架和多个微生物翻板，所述旋转架由转轴和多个旋转臂组成，所述转轴为管体，转轴套装在固定盘上方的中心管外部，转轴与中心管转动连接，所述转轴高度低于固定盘上方的中心管高度，转轴的上端和下部的外周壁上均连接有多个旋转臂，所述旋转臂在转轴的外周壁上呈放射状设置，所述转轴的外周壁上端和下部的多个旋转臂上下对应，旋转臂的一端连接转轴、另一端有呈竖直状的通孔，所述微生物翻板为框体，微生物翻板的长度小于相邻两个旋转臂末端的间距，所述框体内固定有微生物载体，微生物翻板的上下两端有相对应的连接轴，所述连接轴伸进上下对应的旋转臂的通孔内，所述微生物翻板下端的连接轴向下伸出旋转臂的通孔并固定连接有垂直连接轴的曲柄，所述曲柄与微生物翻板呈夹角，所述曲柄另一端设置有滚轮，滚轮向下伸进凹槽内，所述微生物翻板与旋转臂转动连接，当所述微生物翻板数量中的一半和另一半相垂直时，每个滚轮连线构成凹槽的中心线；
所述曝气装置包括导向柱、集气套和多个曝气头，所述导向柱为周壁光滑过渡的多楞的星形柱体，导向柱的中心固定在转轴上方的中心管外部，所述集气套包围在导向柱外部，集气套与旋转架上部的旋转臂顶面固定连接，所述集气套由壳体、活塞和压缩弹簧组成，所述壳体为截面是长方形的圆环体，壳体内部设置有若干个开口朝向壳体的圆心、底部靠近壳体外周的长方形气室，所述活塞的活塞端伸进气室内并与气室内壁接触、活塞的活塞杆端部设置有滚轮，所述滚轮与导向柱的侧壁接触，所述滚轮和气室之间的活塞杆上套装有压在气室开口处的压缩弹簧，活塞的活塞端和气室的底部之间的气室上下表面均设置有单向阀，每个气室上面的单向阀经气管和旋转接头连接，所述旋转接头封闭连接在中心管顶端和中心管相连通，所述曝气头经管道连接在固定盘下方的中心管下端，曝气头位于固定盘外部。
进一步地，所述凹槽为开口相对、大小相同的两个互相错位的弧形槽及连接两个弧形槽的两条平滑曲线槽组成的环状槽体。
进一步地，所述微生物翻板的数量与转轴的上端或下部的旋转臂的数量相对应，所述微生物翻板为6～20个。
进一步地，所述导向柱的星形柱体的楞有5～10个，所述气室和活塞的数量一致且都大于等于星形柱体的楞数的两倍。
进一步地，所述每个气室下表面的单向阀引出一个进气管，所述进气管另一端高于集气套上表面。
进一步地，所述曝气头的上表面高于固定盘的上表面。
进一步地，所述曝气头有多个，多个曝气头安装在管道上构成曝气体，所述曝气体的长度大于所述旋转架的直径。
进一步地，所述微生物翻板的框体内的微生物载体大于框体总容纳空间的80％。
进一步地，所述曲柄与微生物翻板的夹角为20°～40°。
上述用于处理低污染河湖水的节能装置的使用方法，包括以下步骤：
①在微生物翻板的微生物载体上固化微生物，并将微生物翻板安装到旋转架上；
②将上述用于处理低污染河湖水的节能装置固定在河流或湖泊入水口，水面没过微生物翻板的顶端，且低于集气套的上表面；
③曝气体位于固定盘的上游方向，垂直于曝气体的微生物翻板靠近河岸，平行于曝气体的微生物翻板靠近河中心；
④装置依靠水流的推动进行运转，不需要电力或其它动力装置。
通过上述技术方案，本发明的有益效果为：
1.本发明采用河水为动力，利用微生物分解水中的污染物，安全环保，并且还设置有曝气装置，提高水中溶氧，加快处理效率，避免因微生物处理水中污染物时降低水中溶氧。
2.本发明的固定盘上有凹槽，所述凹槽可以通过曲柄对微生物翻板进行导向，在被河水冲击时，使微生物翻板转动，并驱使曝气装置为曝气装置提供曝气动力，不需要电力或其它动力设备，节能环保，减少后期经济投入，使用方便，一次安装可持续使用。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的主视图；
图3是图2的A-A向剖视图；
图4是本发明的俯视图；
图5是本发明的支架和微生物转轮的结构示意图；
图6是本发明的支架和微生物转轮的主视图；
图7是本发明的支架和微生物转轮的俯视图；
图8是本发明的微生物翻板结构示意图(放大)。
附图中标号为：1为支架，2为微生物转轮，3为曝气装置，11为支脚，12为固定盘，21为旋转架，22为微生物翻板，31为导向柱，32为集气套，33为曝气头，34为旋转接头，121为中心管，122为凹槽，211为转轴，212为旋转臂，221为连接轴，222为曲柄，321为壳体，322为活塞，323为压缩弹簧，324为气室，325为单向阀，326为滚轮，327为进气管。
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说明：
如图1～图8所示，一种用于处理低污染河湖水的节能装置，包括支架1、微生物转轮2和曝气装置3，所述微生物转轮2和曝气装置3均安装在支架1上。
所述支架1由支脚11和固定盘12组成，所述支脚11垂直连接在所述固定盘12下表面，所述固定盘12中心有自上向下贯穿固定盘12的中心管121，所述中心管121四周的固定盘12的上表面上有凹槽122。
所述微生物转轮2包括旋转架21和多个微生物翻板22，所述旋转架21由转轴211和多个旋转臂212组成，所述转轴211为管体，转轴211套装在固定盘12上方的中心管121外部，转轴211与中心管121转动连接，所述转轴211高度低于固定盘12上方的中心管121高度，转轴211的上端和下部的外周壁上均连接有多个旋转臂212，所述旋转臂212在转轴211的外周壁上呈放射状设置，所述转轴211的外周壁上端和下部的多个旋转臂212上下对应，旋转臂212的一端连接转轴211、另一端有呈竖直状的通孔，所述微生物翻板22为框体，微生物翻板22的长度小于相邻两个旋转臂212末端的间距，所述框体内固定有微生物载体，微生物翻板22的上下两端有相对应的连接轴221，所述连接轴221伸进上下对应的旋转臂212的通孔内，所述微生物翻板22下端的连接轴221向下伸出旋转臂212的通孔并固定连接有垂直连接轴221的曲柄222，所述曲柄222与微生物翻板22呈夹角，所述曲柄222另一端设置有滚轮，滚轮向下伸进凹槽122内，所述微生物翻板22与旋转臂212转动连接，当所述曲柄222上的滚轮在凹槽122内滚动时，凹槽122通过限制曲柄222的偏转角度起到调节所述微生物翻板22朝向的作用，此时河湖中的水流冲击微生物翻板22，由于平行于曝气体的微生物翻板22受水流冲击作用强，垂直于曝气体的微生物翻板22受水流冲击作用弱，导致靠近河流中心的微生物翻板22受力大，靠近河岸的微生物翻板22受力小，因为受到转矩不平衡，微生物转轮2转动。
所述曝气装置3包括导向柱31、集气套32和多个曝气头33，所述导向柱31为周壁光滑过渡的多楞的星形柱体，导向柱31的中心固定在转轴211上方的中心管121外部，所述集气套32包围在导向柱31外部，集气套32与旋转架21上部的旋转臂212顶面固定连接，所述集气套32由壳体321、活塞322和压缩弹簧323组成，所述壳体321为截面是长方形的圆环体，壳体321内部设置有若干个开口朝向壳体321的圆心、底部靠近壳体321外周的长方形气室324，所述活塞322的活塞端伸进气室324内并与气室324内壁接触、活塞322的活塞杆端部设置有滚轮326，所述滚轮326与导向柱31的侧壁接触，所述滚轮326和气室324之间的活塞杆上套装有压在气室324开口处的压缩弹簧323，活塞322的活塞端和气室324的底部之间的气室324上下表面均设置有单向阀325。
在微生物转轮2转动时，微生物转轮2带动集气套32转动，集气套32上的活塞322随导向柱31的楞伸缩，使活塞322在集气套32的气室324内伸缩移动，当活塞322向气室324外移动时，上面的单向阀325关闭，下面的单向阀325打开，气室324经进气管327由外部吸气，当活塞322向气室324内部移动时，上面的单向阀325打开，下面的单向阀325关闭，气室324内的气体由上面的单向阀325输出，完成集气与输气。
每个气室324上面的单向阀325经气管和旋转接头34连接，所述旋转接头34为UNION SC/TC 2NPT RH型杜博林旋转接头34，可以在旋转过程中输送气体，所述旋转接头34封闭连接在中心管121顶端和中心管121相连通，所述曝气头33经管道连接在固定盘12下方的中心管121下端，曝气头33位于固定盘12外部，所述曝气头33采用盘式膜片旋混曝气头33。
所述凹槽122为开口相对、大小相同的两个互相错位的弧形槽及连接两个弧形槽的两条平滑曲线槽组成的环状槽体。
所述微生物翻板22的数量与转轴211的上端或下部的旋转臂212的数量相对应，所述微生物翻板22为6～20个。
所述导向柱31的星形柱体的楞有5～10个，所述气室324和活塞322的数量一致且都大于等于星形柱体的楞数的两倍。
所述每个气室324下表面的单向阀325引出一个进气管327，所述进气管327另一端高于集气套32上表面。
所述曝气头33的上表面高于固定盘12的上表面。
所述曝气头33有多个，多个曝气头33安装在管道上构成曝气体，所述曝气体的长度大于所述旋转架21的直径。
所述微生物翻板22的框体内的微生物载体大于框体总容纳空间的80％，所述微生物载体是多个依据申请号为ZL02129972.2的发明专利的方法制成的柱状的功能化陶瓷载体线状排列成构成，既保证足够的微生物量也能够因为填充量够大而在水流冲击下提供较大的动力。
所述曲柄222与微生物翻板22的夹角为20°～40°。
上述用于处理低污染河湖水的节能装置的使用方法，包括以下步骤：
①在微生物翻板22的微生物载体上固化微生物，可以在不同微生物翻板22上固化不同种类的微生物，根据受污染水体中污染源的性质选取合适的微生物针对性使用，(如脱氮选用硝化细菌属、处理氰化物采用节细菌、拟青霉菌和白曲霉菌的混合菌种，此均为目前的现有技术)，将微生物翻板22安装到旋转架21上；
②将上述用于处理低污染河湖水的节能装置固定在河流或湖泊入水口，水面没过微生物翻板22的顶端，且低于集气套32的上表面；
③曝气体位于固定盘12的上游方向，垂直于曝气体的微生物翻板22靠近河岸，平行于曝气体的微生物翻板22靠近河中心；
④装置依靠水流的推动进行运转，不需要电力或其它动力装置。
采用河水为动力，本装置的运行完全依靠水流推动，利用微生物分解水中的污染物，安全环保，并且还设置有曝气装置3，提高水中溶氧，加快处理效率，避免因微生物处理水中污染物时降低水中溶氧。
固定盘12上有凹槽122，所述凹槽122可以通过曲柄222对微生物翻板22进行导向，在被河水冲击时，使微生物翻板22转动，并驱使曝气装置3为曝气装置3提供曝气动力，不需要电力或其它动力设备，节能环保，减少后期经济投入，使用方便，一次安装可持续使用。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施例，在不违背本发明的精神即公开范围内，可以对本发明的技术方案进行多种变形。

Claims (10)

1.一种用于处理低污染河湖水的节能装置，其特征在于，包括支架(1)、微生物转轮(2)和曝气装置(3)，所述微生物转轮(2)和曝气装置(3)均安装在支架(1)上；
所述支架(1)由支脚(11)和固定盘(12)组成，所述支脚(11)垂直连接在所述固定盘(12)下表面，所述固定盘(12)中心有自上向下贯穿固定盘(12)的中心管(121)，所述中心管(121)四周的固定盘(12)的上表面上有凹槽(122)；
所述微生物转轮(2)包括旋转架(21)和多个微生物翻板(22)，所述旋转架(21)由转轴(211)和多个旋转臂(212)组成，所述转轴(211)为管体，转轴(211)套装在固定盘(12)上方的中心管(121)外部，转轴(211)与中心管(121)转动连接，所述转轴(211)高度低于固定盘(12)上方的中心管(121)高度，转轴(211)的上端和下部的外周壁上均连接有多个旋转臂(212)，所述旋转臂(212)在转轴(211)的外周壁上呈放射状设置，所述转轴(211)的上端和下部的多个旋转臂(212)上下对应，旋转臂(212)的一端连接转轴(211)、另一端有呈竖直状的通孔，所述微生物翻板(22)为框体，微生物翻板(22)的长度小于相邻两个旋转臂(212)末端的间距，所述框体内固定有微生物载体，微生物翻板(22)的上下两端有相对应的连接轴(221)，所述连接轴(221)伸进上下对应的旋转臂(212)的通孔内，所述微生物翻板(22)下端的连接轴(221)向下伸出旋转臂(212)的通孔并固定连接有垂直连接轴(221)的曲柄(222)，所述曲柄(222)与微生物翻板(22)呈夹角，所述曲柄(222)另一端设置有滚轮，滚轮向下伸进凹槽(122)内，所述微生物翻板(22)与旋转臂(212)转动连接，当所述微生物翻板(22)数量中的一半和另一半相垂直时，每个滚轮连线构成凹槽(122)的中心线；
所述曝气装置(3)包括导向柱(31)、集气套(32)和多个曝气头(33)，所述导向柱(31)为周壁光滑过渡的多楞的星形柱体，导向柱(31)的中心固定在转轴(211)上方的中心管(121)外部，所述集气套(32)包围在导向柱(31)外部，集气套(32)与旋转架(21)上部的旋转臂(212)顶面固定连接，所述集气套(32)由壳体(321)、活塞(322)和压缩弹簧(323)组成，所述壳体(321)为截面是长方形的圆环体，壳体(321)内部设置有若干个开口朝向壳体(321)的圆心、底部靠近壳体(321)外周的长方形气室(324)，所述活塞(322)的活塞端伸进气室(324)内并与气室(324)内壁接触，活塞(322)的活塞杆端部设置有滚轮(326)，所述滚轮(326)与导向柱(31)的侧壁接触，所述滚轮(326)和气室(324)之间的活塞杆上套装有压在气室(324)开口处的压缩弹簧(323)，活塞(322)的活塞端和气室(324)的底部之间的气室(324)上下表面均设置有单向阀(325)，每个气室(324)上面的单向阀(325)经气管和旋转接头(34)连接，所述旋转接头(34)封闭连接在中心管(121)顶端和中心管(121)相连通，所述曝气头(33)经管道连接在固定盘(12)下方的中心管(121)下端，曝气头(33)位于固定盘(12)外部。
2.根据权利要求1所述的一种用于处理低污染河湖水的节能装置，其特征在于，所述凹槽(122)为开口相对、大小相同的两个互相错位的弧形槽及连接两个弧形槽的两条平滑曲线槽组成的环状槽体。
3.根据权利要求1所述的一种用于处理低污染河湖水的节能装置，其特征在于，所述微生物翻板(22)的数量与转轴(211)的上端或下部的旋转臂(212)的数量相对应，所述微生物翻板(22)为6～20个。
4.根据权利要求1所述的一种用于处理低污染河湖水的节能装置，其特征在于，所述导向柱(31)的星形柱体的楞有5～10个，所述气室(324)和活塞(322)的数量一致且都大于等于星形柱体的楞数的两倍。
5.根据权利要求1所述的一种用于处理低污染河湖水的节能装置，其特征在于，所述每个气室(324)下表面的单向阀(325)引出一个进气管(327)，所述进气管(327)另一端高于集气套(32)上表面。
6.根据权利要求1所述的一种用于处理低污染河湖水的节能装置，其特征在于，所述曝气头(33)的上表面高于固定盘(12)的上表面。
7.根据权利要求1所述的一种用于处理低污染河湖水的节能装置，其特征在于，所述曝气头(33)有多个，多个曝气头(33)安装在管道上构成曝气体，所述曝气体的长度大于所述旋转架(21)的直径。
8.根据权利要求1所述的一种用于处理低污染河湖水的节能装置，其特征在于，所述微生物翻板(22)的框体内的微生物载体体积大于框体总容纳空间的80％。
9.根据权利要求1所述的一种用于处理低污染河湖水的节能装置，其特征在于，所述曲柄(222)与微生物翻板(22)的夹角为20°～40°。
10.根据权利要求1～9任意一种用于处理低污染河湖水的节能装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
①在微生物翻板(22)的微生物载体上固化微生物，并将微生物翻板(22)安装到旋转架(21)上；
②将用于处理低污染河湖水的节能装置固定在河流或湖泊入水口，水面没过微生物翻板(22)的顶端，且低于集气套(32)的上表面；
③曝气体位于固定盘(12)的上游方向，垂直于曝气体的微生物翻板(22)靠近河岸，平行于曝气体的微生物翻板(22)靠近河中心；
④装置依靠水流的推动进行运转，不需要电力或其它动力装置。
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