CN113248017B - 一种旋转载体污水处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种旋转载体污水处理装置，该装置由反应器外壳、旋转载体和污泥区组成。所述的反应器外壳为一上部开口的立方体结构，材质为不锈钢或有机玻璃；所述的旋转载体是由涤纶布条和不锈钢丝编织而成的圆柱状结构内填充珊瑚砂而成；所述的污泥区在立方体结构的下部区域。该装置挂膜效果好，对污水的处理效果好；旋转载体在气流的作用下旋转，使载体表面的老化生物膜更容易脱落，有利于提高污水处理效果；同时填料使用的原料为涤纶布和不锈钢丝，价格便宜。

Description

一种旋转载体污水处理装置
技术领域
本发明属于水处理技术领域，涉及污水处理装置，具体涉及一种旋转载体污水处理装置。
背景技术
生物膜法是污水处理的主要工艺之一，优点突出，如运行稳定、抗冲击负荷能力强、无污泥膨胀、具有一定的硝化和反硝化功能、生物相多样、生物链长、并能存活世代较长的微生物等。目前，生物膜反应器可以分为固定床和流动床两大类，常用的设施有：生物滤池、生物转盘、生物流化床等。生物膜填料的选择是生物膜反应器的核心内容，对生物膜填料的要求主要有价格低廉、有较高的比表面积、易于挂膜、具有良好的稳定性等，它还应具有适合微生物吸附生长，适应性强，应用范围广等特点。但目前实际应用的生物膜填料还存在挂膜效果差、出水水质不稳定、老化生物膜不易脱落等问题，有的填料价格依然偏高。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种旋转载体污水处理装置，该装置进水端旋转载体的空隙小，载体的填充率高；出水端旋转载体的空隙大，载体的填充率相对偏小，在反应器内易形成缺氧-好氧的环境，更有利于氮磷等污染物的去除；旋转载体内设置扇形格，扇形格内填充珊瑚砂，使该填料在反应器内分布均匀，挂膜效果好，对污水的处理效果好；旋转载体在气流的作用下旋转，使载体表面的老化生物膜更容易脱落，有利于提高污水处理效果；该填料使用的原料为涤纶布和不锈钢丝，价格便宜。解决了目前生物膜反应器存在的挂膜效果差、填料价格高、老化生物膜不易脱落等问题。
本发明是通过以下技术方案实现上述技术目的的：
一种旋转载体污水处理装置，包括反应器外壳、旋转载体和污泥区；所述反应器外壳为一上部开口的立方体结构；反应器外壳内设有旋转载体、圆形丝、污泥区和穿孔曝气管；所述旋转载体为圆柱状结构，圆形丝轴向安装在反应器外壳内、且穿过旋转载体，圆形丝的两端分别与反应器外壳的内壁连接；所述圆柱状结构包括中空圆筒和四个圆片；四个圆片互相平行，并与中空圆筒的中心轴线垂直，四个圆片将中空圆筒分成三个小中空圆筒，沿污水流动方向分别为第一个小中空圆筒、第二个小中空圆筒和第三个小中空圆筒；任意两个相邻的圆片之间的距离相等；每个小中空圆筒均由矩形片状结构沿轴向平均分成多个扇形格，矩形片状结构的一端连接在小中空圆筒的内壁上，另一端位于小中空圆筒的中心线上，所述矩形片状结构的长与小中空圆筒的长相等，宽为小中空圆筒内径的一半；所述扇形格中填充珊瑚砂；在反应器外壳内部底面上、旋转载体中轴线的一侧，沿长度方向均匀布设穿孔曝气管，曝气时，气流使旋转载体在反应器内绕圆形丝旋转；所述污泥区在圆柱状结构的下方区域；所述污泥区设有污泥排出管，污泥排出管位于第三个小中空圆筒的下方，污泥排出管上设置阀门。
上述方案中，每个小中空圆筒均由矩形片状结构沿轴向平均分成8～10个扇形格。
上述方案中，所述扇形格中填充珊瑚砂，填充率为40％-70％，珊瑚砂的尺寸大于12mm。
上述方案中，所述第一个小中空圆筒的侧面孔径为2-4mm，第二个小中空圆筒的侧面孔径为5-8mm，第三个小中空圆筒的侧面孔径为9-12mm；四个圆片孔径为5-8mm；第一个小中空圆筒中矩形片状结构的孔径为2-4mm，第二个小中空圆筒中矩形片状结构的孔径为5-8mm，第三个小中空圆筒中矩形片状结构的孔径为9-12mm。
上述方案中，所述旋转载体是由涤纶布条和不锈钢丝编织而成的圆柱状结构。
进一步的，所述旋转载体的中空圆筒、圆片和矩形片状结构均由涤纶布条和不锈钢丝编织而成。
进一步的，所述涤纶布条宽度为5-10mm；不锈钢丝直径为1-3mm。
上述方案中，所述圆形丝直径为4-7mm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明进水端旋转载体的空隙小，载体的填充率高；出水端旋转载体的空隙大，载体的填充率相对偏小，在反应器内易形成缺氧-好氧的环境，更有利于氮磷等污染物的去除；旋转载体内设置扇形格，扇形格内填充珊瑚砂，使该填料在反应器内分布均匀，挂膜效果好，对污水的处理效果好；旋转载体在气流的作用下旋转，使载体表面的老化生物膜更容易脱落，有利于提高污水处理效果；该填料使用的原料为涤纶布和不锈钢丝，价格便宜。
附图说明
图1为旋转载体污水处理装置结构示意图；
图2为旋转载体污水处理装置A-A剖视图。
图中：1.反应器外壳；2.旋转载体；3.污泥区；4.圆片；5.污泥排出管；6.阀门；7.珊瑚砂；8.矩形片状结构；9.穿孔曝气管；10.中空圆筒；11.圆形丝；12.第一个小中空圆筒；13.第二个小中空圆筒；14.第三个小中空圆筒。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“轴向”、“径向”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1和2所示，为本发明所述旋转载体污水处理装置的一种较佳实施方式，所述反应器外壳1为一上部开口的立方体结构；反应器外壳1内设有旋转载体2、圆形丝11、污泥区3和穿孔曝气管9；所述旋转载体2为圆柱状结构，圆形丝11轴向安装在反应器外壳1内、且穿过旋转载体2，圆形丝11的两端分别与反应器外壳1的内壁连接；所述圆柱状结构包括中空圆筒10和四个圆片4；四个圆片4互相平行，并与中空圆筒10的中心轴线垂直，四个圆片4将第一中空圆筒10分成三个小中空圆筒，沿污水流动方向分别为第一个小中空圆筒12、第二个小中空圆筒13和第三个小中空圆筒14；任意两个相邻的圆片4之间的距离相等；每个小中空圆筒均由矩形片状结构8沿轴向平均分成多个扇形格，矩形片状结构8的一端通过涤纶布条固定在小中空圆筒的内壁上，另一端位于小中空圆筒的中心线上，并通过涤纶布条固定在一起，所述矩形片状结构8的长与小中空圆筒的长相等，宽为小中空圆筒内径的一半；所述扇形格中填充珊瑚砂7；在反应器外壳1内部底面上、旋转载体2中轴线的一侧，沿长度方向均匀布设穿孔曝气管9，曝气时，气流使旋转载体2在反应器内绕圆形丝11旋转；所述污泥区3在圆柱状结构的下方区域；所述污泥区3设有污泥排出管5，污泥排出管5位于第三个小中空圆筒14的下方，用于排出沉降的活性污泥，污泥排出管5上设置阀门6控制污泥的排放。
优选的，所述反应器外壳1材质为不锈钢或有机玻璃，壁厚为2-5mm，立方体结构的宽和高相等，长为宽的2-3倍；所述旋转载体2是由涤纶布条和不锈钢丝编织而成的圆柱状结构内填充珊瑚砂7而成，该圆柱状结构长比反应器外壳1的长小60-100mm，圆柱状结构直径比反应器外壳1的高小80-120mm。
优选的，每个小中空圆筒均由矩形片状结构8沿轴向平均分成8～10个扇形格。
优选的，所述扇形格中填充珊瑚砂7，填充率为40％-70％，珊瑚砂7的尺寸大于12mm。
优选的，所述第一个小中空圆筒12的侧面孔径为2-4mm，第二个小中空圆筒13的侧面孔径为5-8mm，第三个小中空圆筒14的侧面孔径为9-12mm；四个圆片4孔径为5-8mm；第一个小中空圆筒12中矩形片状结构8的孔径为2-4mm，第二个小中空圆筒13中矩形片状结构8的孔径为5-8mm，第三个小中空圆筒14中矩形片状结构8的孔径为9-12mm。
优选的，所述旋转载体2是由涤纶布条和不锈钢丝编织而成的圆柱状结构。
优选的，所述旋转载体2的中空圆筒10、圆片4和矩形片状结构8均由涤纶布条和不锈钢丝编织而成。
优选的，所述涤纶布条来自日常生活中的涤纶布，宽度为5-10mm；不锈钢丝直径为1-3mm；编织时，涤纶布条和不锈钢丝重合在一起。
优选的，所述圆形丝11为不锈钢或有机玻璃，两端分别焊接在反应器两侧内壁的中心位置，圆形丝11直径为4-7mm；将旋转载体2安装在圆形丝11上，并使圆形丝11通过旋转载体2的四个圆片的中心。
运行时，污水从反应器侧面孔径较小的一侧给入，依次经过第一个小中空圆筒12、第二个小中空圆筒13和第三个小中空圆筒14，在旋转载体2表面微生物的作用下，污水中的污染物被降解，污水得以净化，净化后的污水从反应器另一侧溢流出水。
实施例1
一种旋转载体污水处理装置包括反应器外壳1、旋转载体2和污泥区3。所述反应器外壳1为一上部开口的立方体结构，材质为不锈钢，壁厚为2mm，立方体结构的宽和高相等，长度为宽的2倍；所述旋转载体2是由涤纶布条和不锈钢丝编织而成的圆柱状结构内填充珊瑚砂7而成，该圆柱状结构长比反应器外壳1的长小60mm，圆柱状结构直径比反应器外壳1的高小80mm；所述污泥区3在圆柱状结构的下部区域。
所述圆柱状结构是包括1个中空圆筒10和四个圆片4通过涤纶布条捆绑组装形成，中间的两个圆片4将中空圆筒10分成3个小中空圆筒，分别为第一个小中空圆筒12、第二个小中空圆筒13、第三个小中空圆筒14；其中四个圆片4互相平行，并与中空圆筒10的中心轴线垂直；任意两个相邻的圆片4之间的距离相等；每个小中空圆筒由矩形片状结构8平均分成8个扇形格，矩形片状结构8的一端通过涤纶布条固定在小中空圆筒的内壁上，另一端位于小中空圆筒的中心线上，并通过涤纶布条固定在一起，所述矩形片状结构8的长与小中空圆筒的长相等，宽为小中空圆筒内径的一半。
所述第一个小中空圆筒12的侧面孔径为2mm，第二个小中空圆筒13的侧面孔径为5mm，第三个小中空圆筒14的侧面孔径为9mm；四个圆片4孔径为5mm；第一个小中空圆筒12中矩形片状结构8的孔径为2mm，第二个小中空圆筒13中矩形片状结构8的孔径为5mm，第三个小中空圆筒14中矩形片状结构8的孔径为9mm。
所述旋转载体2的中空圆筒10、圆片4和矩形片状结构8均由涤纶布条和不锈钢丝编织而成，所述的涤纶布条来自日常生活中的涤纶布，宽度为5mm；不锈钢丝直径为1mm；编织时，涤纶布条和不锈钢丝重合在一起。所述的珊瑚砂7填充在中空圆筒10内部的扇形格中，填充率为40％，珊瑚砂7的尺寸大于12mm。
在反应器内部长度方向设置一根不锈钢圆形丝11，两端分别焊接在反应器两侧内壁的中心位置，圆形丝11直径为4mm；将旋转载体2安装在圆形丝11上，并使圆形丝11通过旋转载体2的四个圆片4的中心。
在反应器外壳1内部底面上、旋转载体2中轴线的一侧，沿长度方向均匀布设穿孔曝气管9，曝气时，气流使旋转载体2在反应器内旋转。
在反应器外壳1内底面上、圆形丝11正下方、小中空圆筒侧面孔径较大的一侧靠近反应器外壳1内壁处设置一圆形污泥排出管5，用于排出沉降的活性污泥，污泥排出管5上设置阀门6控制污泥的排放。
实施例2
一种旋转载体污水处理装置由反应器外壳1、旋转载体2和污泥区3组成。所述的反应器外壳1为一上部开口的立方体结构，材质为有机玻璃，壁厚为5mm，立方体结构的宽和高相等，长为宽的3倍；所述的旋转载体2是由涤纶布条和不锈钢丝编织而成的圆柱状结构内填充珊瑚砂7而成，该圆柱状结构长比反应器外壳1的长小100mm，圆柱状结构直径比反应器外壳1的高小120mm；所述的污泥区3在圆柱状结构的下部区域。
所述的圆柱状结构是由1个中空圆筒10和四个圆片4通过涤纶布条捆绑组装形成，中间的两个圆片4将中空圆筒10分成3个小中空圆筒，分别为第一个小中空圆筒12、第二个小中空圆筒13、第三个小中空圆筒14；其中四个圆片4互相平行，并与中空圆筒10的中心轴线垂直；任意两个相邻的圆片4之间的距离相等；每个小中空圆筒由矩形片状结构8平均分成10个扇形格，矩形片状结构8的一端通过涤纶布条固定在小中空圆筒的内壁上，另一端位于小中空圆筒的中心线上，并通过涤纶布条固定在一起，所述的矩形片状结构8的长与小中空圆筒的长相等，宽为小中空圆筒内径的一半。
所述的第一个小中空圆筒12的侧面孔径为4mm，第二个小中空圆筒13的侧面孔径为8mm，第三个小中空圆筒14的侧面孔径为12mm；四个圆片4孔径为8mm；第一个小中空圆筒12中矩形片状结构8的孔径为4mm，第二个小中空圆筒13中矩形片状结构8的孔径为8mm，第三个小中空圆筒14中矩形片状结构8的孔径为12mm。
所述旋转载体2的中空圆筒10、圆片4和矩形片状结构8均由涤纶布条和不锈钢丝编织而成，所述的涤纶布条来自日常生活中的涤纶布，宽度为10mm；不锈钢丝直径为3mm；编织时，涤纶布条和不锈钢丝重合在一起。所述珊瑚砂7填充在中空圆筒10内部的扇形格中，填充率为70％，珊瑚砂7的尺寸大于12mm。
在反应器内部长度方向设置一根有机玻璃圆形丝11，圆形丝11两端分别焊接在反应器两侧内壁的中心位置，圆形丝11直径为7mm；将旋转载体2安装在圆形丝11上，并使圆形丝11通过旋转载体2的四个圆片4的中心。
在反应器外壳1内部底面上、旋转载体2中轴线的一侧，沿长度方向均匀布设穿孔曝气管9，曝气时，气流使旋转载体2在反应器内旋转。
在反应器外壳1内底面上、圆形丝11正下方、小中空圆筒侧面孔径较大的一侧靠近反应器外壳1内壁处设置方形污泥排出管5，用于排出沉降的活性污泥，污泥排出管5上设置阀门6控制污泥的排放。
基于本发明结构和参数范围的设计，采用实施例1、实施例2所制的旋转载体污水处理装置处理城市生活污水，其中两个实施例的旋转载体污水处理装置运行条件相同，反应器中曝气量0.1m3/h，进水pH＝7.2左右，温度25℃左右，水力停留时间8h。两个旋转载体污水处理装置稳定运行时，实施例1所制旋转载体污水处理装置对COD的去除率能达到94.6％，NH4 +-N去除率能达到93.7％；实施例2所制旋转载体污水处理装置对COD的去除率能达到96.2％，NH4 +-N去除率能达到95.7％，处理效果良好。污水处理过程中，载体表面老化生物膜易脱落。
所述实施例为本发明优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种旋转载体污水处理装置，其特征在于，包括反应器外壳(1)、旋转载体(2)和污泥区(3)；
所述反应器外壳(1)为一上部开口的立方体结构；反应器外壳(1)内设有旋转载体(2)、圆形丝(11)、污泥区(3)和穿孔曝气管(9)；
所述旋转载体(2)为圆柱状结构，圆形丝(11)轴向安装在反应器外壳(1)内、且穿过旋转载体(2)，圆形丝(11)的两端分别与反应器外壳(1)的内壁连接；所述圆柱状结构包括中空圆筒(10)和四个圆片(4)；四个圆片(4)互相平行，并与中空圆筒(10)的中心轴线垂直，四个圆片(4)将中空圆筒(10)分成三个小中空圆筒，沿污水流动方向分别为第一个小中空圆筒(12)、第二个小中空圆筒(13)和第三个小中空圆筒(14)；所述第一个小中空圆筒(12)的侧面孔径为2-4mm，第二个小中空圆筒(13)的侧面孔径为5-8mm，第三个小中空圆筒(14)的侧面孔径为9-12mm；四个圆片(4)孔径为5-8mm；第一个小中空圆筒(12)中矩形片状结构(8)的孔径为2-4mm，第二个小中空圆筒(13)中矩形片状结构(8)的孔径为5-8mm，第三个小中空圆筒(14)中矩形片状结构(8)的孔径为9-12mm。
任意两个相邻的圆片(4)之间的距离相等；每个小中空圆筒均由矩形片状结构(8)沿轴向平均分成多个扇形格，矩形片状结构(8)的一端连接在小中空圆筒的内壁上，另一端位于小中空圆筒的中心线上，所述矩形片状结构(8)的长与小中空圆筒的长相等，宽为小中空圆筒内径的一半；所述扇形格中填充珊瑚砂(7)；
在反应器外壳(1)内部底面上、旋转载体(2)中轴线的一侧，沿长度方向均匀布设穿孔曝气管(9)，曝气时，气流使旋转载体(2)在反应器内绕圆形丝(11)旋转；
所述污泥区(3)在圆柱状结构的下方区域；所述污泥区(3)设有污泥排出管(5)，污泥排出管(5)位于第三个小中空圆筒(14)的下方，污泥排出管(5)上设置阀门(6)。
2.根据权利要求1所述的旋转载体污水处理装置，其特征在于，每个小中空圆筒均由矩形片状结构(8)沿轴向平均分成8～10个扇形格。
3.根据权利要求1所述的旋转载体污水处理装置，其特征在于，所述扇形格中填充珊瑚砂(7)，填充率为40％-70％，珊瑚砂(7)的尺寸大于12mm。
4.根据权利要求1所述的旋转载体污水处理装置，其特征在于，所述旋转载体(2)是由涤纶布条和不锈钢丝编织而成的圆柱状结构。
5.根据权利要求4所述的旋转载体污水处理装置，其特征在于，所述旋转载体(2)的中空圆筒(10)、圆片(4)和矩形片状结构(8)均由涤纶布条和不锈钢丝编织而成。
6.根据权利要求5所述的旋转载体污水处理装置，其特征在于，所述涤纶布条宽度为5-10mm；不锈钢丝直径为1-3mm。
7.根据权利要求1所述的旋转载体污水处理装置，其特征在于，所述圆形丝(11)直径为4-7mm。
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