CN114790031A - 一种采用生物净化降解工业废水中有机物的装置 - Google Patents

一种采用生物净化降解工业废水中有机物的装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种采用生物净化降解工业废水中有机物的装置，工业废水处理技术领域，包括降解塔，降解塔的底部设置有用于废水进入的进液管，降解塔底部设置有用于降解后的废水排出的出液管，降解塔内部设置有用于对废水进行生物过滤的生物筛机构，降解塔内设置有用于对废水曝气处理的曝气机构，降解塔上设置有用于对曝气机构供氧的曝气供氧机构，降解塔内设置有用于对生物筛机构供氧的生物筛供氧机构，降解塔内还设置有用于对曝气机构供应废水的供水组件；解决了以往采用生物净化降解工业废水中有机物过程中降解不充分，降解微生物活性不能够有效维持的问题，本发明结构合理，充分曝气，充分去除废水中的含氮有机物，保证微生物的活性。

Description

一种采用生物净化降解工业废水中有机物的装置
技术领域
本发明属于工业废水处理技术领域，具体为一种采用生物净化降解工业废水中有机物的装置。
背景技术
随着工业的发展，污水成分已愈来愈复杂。某些难降解的有机物质和有毒物质，需要运用微生物的方法进行处理，污水具备微生物生长和繁殖的条件，因而微生物能从污水中获取养分，同时降解和利用有害物质，从而使污水得到净化。废水生物处理是利用微生物的生命活动，对废水中呈溶解态或胶体状态的有机污染物降解作用，从而使废水得到净化的一种处理方法。废水生物处理技术以其消耗少、效率高、成本低、工艺操作管理方便可靠和无二次污染等显著优点而备受人们的青睐。
利用微生物的代谢作用除去废水中有机污染物的一种方法，亦称废水生物化学处理法，简称废水生化法。由于传统治理方法有成本高、操作复杂、对于大流量低浓度的有害污染难处理等缺点，经过多年的探索和研究，生物治理技术日益受到人们的重视。
现如今利用微生物净化废水中有害物质的过程中，废水中的这些有害物质包括含氮有机物、以及COD等较难以消除的物质，传统的微生物净化装置需要调节池和曝气池进行处理，但是由于曝气中氧气难以与废水混合，造成曝气不充分；另外降解废水的降解微生物液需要调控氧气含量，以维持微生物的活性，因此，现在急需一种采用生物净化降解工业废水中有机物的装置来解决上述出现的问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种采用生物净化降解工业废水中有机物的装置，以解决上述背景技术中提出的问题，本发明结构合理，充分曝气，充分去除废水中的含氮有机物，保证微生物的活性。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种采用生物净化降解工业废水中有机物的装置，包括降解塔，所述降解塔的底部设置有用于废水进入的进液管，所述降解塔底部设置有用于降解后的废水排出的出液管；
所述降解塔内部设置有用于对废水进行生物过滤的生物筛机构，所述降解塔内设置有用于对废水曝气处理的曝气机构，所述降解塔上设置有用于对所述曝气机构供氧的曝气供氧机构，所述降解塔内设置有用于对所述生物筛机构供氧的生物筛供氧机构，所述降解塔内还设置有用于对所述曝气机构供应废水的供水组件；
所述生物筛机构包括设置在所述降解塔内部的粗滤床和细滤床，所述细滤床设置在粗滤床的下方；
所述曝气机构包括贯穿所述生物筛机构上下两个端面的混合传送管，所述混合传送管的顶部转动连接有承接管，所述承接管上设置有喷水管，所述承接管的内部设置有用于废水和氧气混合的搅拌杆，所述混合传送管底部开设有用于废水和氧气同时喂入的导入孔；
所述曝气供氧机构包括设置在降解塔外部的供氧箱，所述供氧箱的一端设置有收集所述降解塔内曝气后气体的吸气管，所述供氧箱的另一端设置有补充所述混合传送管内曝气含氧量的出气管，所述吸气管与出气管之间设置有增压泵，所述增压泵内部设置有氧浓度传感器一，所述供氧箱上设置有注氧管，所述注氧管与所述增压泵之间设置有电磁阀一；
所述生物筛供氧机构包括埋设在生物筛机构内部的氧气管，所述氧气管的另一端与所述注氧管之间设置有电磁阀二，所述生物筛机构内部还设置有用于监测生物筛机构内部含氧量的氧浓度传感器二。
进一步地，还包括设置在降解塔内的供氧控制机构，所述供氧控制机构包括服务器，所述服务器的输入端与所述氧浓度传感器一和氧浓度传感器二的输出端连接，所述服务器的输出端与所述电磁阀一和电磁阀二连接。
进一步地，所述电磁阀一和电磁阀二均为可调节开度的电磁阀。
进一步地，所述粗滤床材质为比表面积40-80m2/g的大孔悬浮载体，所述大孔悬浮载体表面附着有降解微生物，所述细滤床材质为比表面积120-250m2/g的小孔悬浮载体，所述小孔悬浮载体表面附着有硝化剂和含碱盐，所述粗滤床和细滤床的渗水时间和为6-12h。
进一步地，所述细滤床的底部设置有承托网，所述承托网的边缘部分固定连接在降解塔的内壁上。
进一步地，所述混合传送管与所述承接管之间设置有密封轴承，所述降解塔内部设置有用于驱动所述承接管转动的旋转电机，所述降解塔内部还设置有用于驱动搅拌杆转动的搅拌电机。
进一步地，所述降解塔的顶部设置有用于补充生物筛机构内部原料的舱盖，所述降解塔上贯穿设置有限压阀，所述降解塔的垂直侧面上还设置有方便查看降解塔内部情况的可视玻璃窗，所述降解塔的底部还设置有若干个用于外部传感器接入的传感器槽。
进一步地，所述供水组件包括设置在降解塔内壁底端的水泵，所述水泵的出水端与导入孔之间设置有送水管，所述出气管背离供氧箱的一端与导入孔连接，所述送水管与所述出气管的体积流量比为1:15-1:40。
进一步地，所述喷水管设有多个，多个所述喷水管以承接管为中心呈辐射状分布。
进一步地，所述氧气管设有多个分支，每个分支的所述氧气管等间距分布在粗滤床内部，所述氧气管的顶端为封闭结构，所述氧气管的圆周壁上贯穿开设有出气孔。
本发明的有益效果：
1、本发明的生物筛机构包括设置在降解塔内部的粗滤床和细滤床，粗滤床材质为比表面积40-80m2/g的大孔悬浮载体，大孔悬浮载体表面附着有降解微生物，降解微生物有效去除废水中的含氮有机物；细滤床材质为比表面积120-250m2/g的小孔悬浮载体，小孔悬浮载体表面附着有硝化剂和含碱盐，能够有效降低废水中的氨氮含量；粗滤床和细滤床的渗水时间和为6-12h，能够充分吸收废水中的含氮有机物；
2、本发明的曝气机构中，通过水泵将降解塔内的废水送入混合传送管，通过曝气供氧机构送入混合传送管含氧气体，送水管与出气管的体积流量比控制为1:30，通过搅拌杆将废水和含氧气体充分混合，废水在混合传送管充分曝气，随后经过旋转的喷水管将曝气废水喷洒至生物筛机构上；
3、本发明通过曝气供氧机构与供氧控制机构结合，服务器控制电磁阀一的开度增大，当氧浓度传感器一检测到的曝气含氧量与服务器预设曝气含氧量浓度相同时，服务器控制电磁阀一的开度不再增大，以维持曝气氧含量；
4、本发明通过曝气供氧机构与生物筛供氧机构结合，服务器控制电磁阀二的开度增大，当氧浓度传感器二检测到的生物筛含氧量与服务器预设生物筛含氧量浓度相同时，服务器控制电磁阀二的开度不再增大，以维持粗滤床上降解微生物的活性；
5、本发明的多个喷水管以承接管为中心呈辐射状分布，喷水管的设计，当降解塔使用完毕之后，通过降解塔底部的进液管送入干净的水，干净的水可以通过喷水管喷洒生物筛机构，可用于对生物筛机构的后期清洗。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明一种采用生物净化降解工业废水中有机物的装置的结构示意图；
图2为本发明一种采用生物净化降解工业废水中有机物的装置中生物筛机构的剖视图；
图3为本发明一种采用生物净化降解工业废水中有机物的装置中曝气机构的剖视图；
图4为图3中A的放大图；
图5为本发明一种采用生物净化降解工业废水中有机物的装置中曝气供氧机构的剖视图；
图6为本发明一种采用生物净化降解工业废水中有机物的装置中供氧控制机构的连接原理图；
图中：1降解塔、11舱盖、12限压阀、13可视玻璃窗、14传感器槽、2曝气供氧机构、21吸气管、22注氧管、23供氧箱、24出气管、25增压泵、251氧浓度传感器一、26电磁阀一、27电磁阀二、3进液管、31出液管、4供水组件、41水泵、42送水管、5生物筛机构、51粗滤床、52细滤床、53承托网、6曝气机构、61旋转电机、62喷水管、63混合传送管、64搅拌杆、641搅拌电机、65导入孔、66承接管、67密封轴承、7生物筛供氧机构、71氧气管、72氧浓度传感器二。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
请参阅图1-图6，本发明提供一种技术方案：一种采用生物净化降解工业废水中有机物的装置，包括降解塔1，降解塔1的底部设置有用于废水进入的进液管3，降解塔1底部设置有用于降解后的废水排出的出液管31；解决了以往采用生物净化降解工业废水中有机物过程中降解不充分，降解微生物活性不能够有效维持的问题。
本发明的降解塔1内部设置有用于对废水进行生物过滤的生物筛机构5，降解塔1内设置有用于对废水曝气处理的曝气机构6，降解塔1上设置有用于对曝气机构6供氧的曝气供氧机构2，降解塔1内设置有用于对生物筛机构5供氧的生物筛供氧机构7，降解塔1内还设置有用于对曝气机构6供应废水的供水组件4。
参照图2，本发明的生物筛机构5包括设置在降解塔1内部的粗滤床51和细滤床52，细滤床52设置在粗滤床51的下方；粗滤床51材质为比表面积40-80m2/g的大孔悬浮载体，大孔悬浮载体表面附着有降解微生物，降解微生物有效去除废水中的含氮有机物；细滤床52材质为比表面积120-250m2/g的小孔悬浮载体，小孔悬浮载体表面附着有硝化剂和含碱盐，能够有效降低废水中的氨氮含量；粗滤床51和细滤床52的渗水时间和为6-12h，能够充分吸收废水中的含氮有机物。
参照图3，本发明的曝气机构6包括贯穿生物筛机构5上下两个端面的混合传送管63，混合传送管63的顶部转动连接有承接管66，混合传送管63与承接管66之间设置有密封轴承67，承接管66上设置有喷水管62，承接管66的内部设置有用于废水和氧气混合的搅拌杆64，降解塔1内部设置有用于驱动承接管66转动的旋转电机61，降解塔1内部还设置有用于驱动搅拌杆64转动的搅拌电机641，混合传送管63底部开设有用于废水和氧气同时喂入的导入孔65；
通过水泵41将降解塔1内的废水送入混合传送管63，通过曝气供氧机构2送入混合传送管63含氧气体，送水管42与出气管24的体积流量比控制为1:30，通过搅拌杆64将废水和含氧气体充分混合，废水在混合传送管63充分曝气，随后经过旋转的喷水管62将曝气废水喷洒至生物筛机构5上。
参照图2和图5，本发明的曝气供氧机构2包括设置在降解塔1外部的供氧箱23，供氧箱23的一端设置有收集降解塔1内曝气后气体的吸气管21，供氧箱23的另一端设置有补充混合传送管63内曝气含氧量的出气管24，吸气管21与出气管24之间设置有增压泵25，增压泵25内部设置有氧浓度传感器一251，供氧箱23上设置有注氧管22，注氧管22与增压泵25之间设置有电磁阀一26；
参照图6，本发明还包括设置在降解塔1内的供氧控制机构，供氧控制机构包括服务器，服务器的输入端与氧浓度传感器一251和氧浓度传感器二72的输出端连接，服务器的输出端与电磁阀一26和电磁阀二27连接；
通过曝气供氧机构2与供氧控制机构结合，服务器预设曝气含氧量浓度，氧浓度传感器一251接收增压泵25内的曝气含氧量，氧浓度传感器一251将曝气含氧量传输至服务器，并与服务器预设的曝气含氧量浓度对比，服务器控制电磁阀一26的开度增大，当氧浓度传感器一251检测到的曝气含氧量与服务器预设曝气含氧量浓度相同时，服务器控制电磁阀一26的开度不再增大，以维持曝气氧含量。
参照图2和图5，本发明的生物筛供氧机构7包括埋设在生物筛机构5内部的氧气管71，氧气管71的另一端与注氧管22之间设置有电磁阀二27，生物筛机构5内部还设置有用于监测生物筛机构5内部含氧量的氧浓度传感器二72；
通过曝气供氧机构2与生物筛供氧机构7结合，服务器预设生物筛含氧量浓度，氧浓度传感器二72接收粗滤床51内的生物筛含氧量，氧浓度传感器二72将生物筛含氧量传输至服务器，并与服务器预设的生物筛含氧量浓度对比，服务器控制电磁阀二27的开度增大，当氧浓度传感器二72检测到的生物筛含氧量与服务器预设生物筛含氧量浓度相同时，服务器控制电磁阀二27的开度不再增大，以维持粗滤床51上降解微生物的活性。
本发明的电磁阀一26和电磁阀二27均为可调节开度的电磁阀，通过调节电磁阀一26和电磁阀二27的开度，即可调节出气管24处的曝气含氧量，以及氧气管71内供给生物筛机构5的氧气浓度。
本发明的细滤床52的底部设置有承托网53，承托网53的边缘部分固定连接在降解塔1的内壁上，承托网53的作用可用于承载细滤床52和粗滤床51，且方便降解后的废水排出至降解塔1的底部。
本发明的降解塔1的顶部设置有用于补充生物筛机构5内部原料的舱盖11，降解塔1上贯穿设置有限压阀12，当降解塔1内的压力过高，限压阀12打开释放降解塔1内的压力气体，降解塔1的垂直侧面上还设置有方便查看降解塔1内部情况的可视玻璃窗13，降解塔1的底部还设置有若干个用于外部传感器接入的传感器槽14，当接入的传感器检测到降解塔1内的废水合格之后，即可通过出液管31排出。
本发明的供水组件4包括设置在降解塔1内壁底端的水泵41，水泵41的出水端与导入孔65之间设置有送水管42，出气管24背离供氧箱23的一端与导入孔65连接。
本发明的喷水管62设有多个，多个喷水管62以承接管66为中心呈辐射状分布，喷水管62的设计，当降解塔1使用完毕之后，通过降解塔1底部的进液管3送入干净的水，干净的水可以通过喷水管62喷洒生物筛机构5，可用于对生物筛机构5的后期清洗。
本发明的氧气管71设有多个分支，每个分支的氧气管71等间距分布在粗滤床51内部，对粗滤床51内的降解微生物进行供氧，氧气管71的顶端为封闭结构，氧气管71的圆周壁上贯穿开设有出气孔，有效防止粗滤床51内的水渗入氧气管71内。
本发明的工作原理是：通过进气管向降解塔1内注入需要降解的废水，关闭出液管31，供氧箱23上的注氧管22连接外部氧气源，水泵41、搅拌电机641和旋转电机61均通电，完成准备工作；
水泵41通电后，通过水泵41将降解塔1内的废水送入混合传送管63，通过曝气供氧机构2送入混合传送管63含氧气体，此时将送水管42与出气管24的体积流量比控制为1:30，通过搅拌杆64转动将废水和含氧气体充分混合，废水在混合传送管63充分曝气，随后经过旋转的喷水管62将曝气废水喷洒至生物筛机构5上；
当废水落入生物筛机构5上，粗滤床51材质设置比表面积60m2/g的大孔悬浮载体，大孔悬浮载体表面附着降解微生物，降解微生物有效去除废水中的含氮有机物；细滤床52材质设置比表面积180m2/g的小孔悬浮载体，小孔悬浮载体表面附着硝化剂和含碱盐，能够有效降低废水中的氨氮含量；粗滤床51和细滤床52的渗水时间设置12h，能够充分吸收废水中的含氮有机物；
废水曝气之后，曝气气体氧浓度降低，曝气经过吸气管21进入供氧箱23并进入增压泵25，服务器预设曝气含氧量浓度，氧浓度传感器一251接收增压泵25内的曝气含氧量，氧浓度传感器一251将曝气含氧量传输至服务器，并与服务器预设的曝气含氧量浓度对比，服务器控制电磁阀一26的开度增大，当氧浓度传感器一251检测到的曝气含氧量与服务器预设曝气含氧量浓度相同时，服务器控制电磁阀一26的开度不再增大；
通过曝气供氧机构2与生物筛供氧机构7结合，服务器预设生物筛含氧量浓度，氧浓度传感器二72接收粗滤床51内的生物筛含氧量，氧浓度传感器二72将生物筛含氧量传输至服务器，并与服务器预设的生物筛含氧量浓度对比，服务器控制电磁阀二27的开度增大，当氧浓度传感器二72检测到的生物筛含氧量与服务器预设生物筛含氧量浓度相同时，服务器控制电磁阀二27的开度不再增大，以维持粗滤床51上的降解微生物的活性；
降解塔1的底部设置若干个用于外部传感器接入的传感器槽14，当接入的传感器检测到降解塔1内的废水合格之后，即可通过出液管31排出；
最后，当降解塔1使用完毕之后，通过降解塔1底部的进液管3送入干净的水，干净的水可以通过喷水管62喷洒生物筛机构5，可用于对生物筛机构5的后期清洗。
以上显示和描述了本申请的基本原理和主要特征和本申请的优点，对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种采用生物净化降解工业废水中有机物的装置，包括降解塔(1)，所述降解塔(1)的底部设置有用于废水进入的进液管(3)，所述降解塔(1)底部设置有用于降解后的废水排出的出液管(31)，其特征在于：
所述降解塔(1)内部设置有用于对废水进行生物过滤的生物筛机构(5)，所述降解塔(1)内设置有用于对废水曝气处理的曝气机构(6)，所述降解塔(1)上设置有用于对所述曝气机构(6)供氧的曝气供氧机构(2)，所述降解塔(1)内设置有用于对所述生物筛机构(5)供氧的生物筛供氧机构(7)，所述降解塔(1)内还设置有用于对所述曝气机构(6)供应废水的供水组件(4)；
所述生物筛机构(5)包括设置在所述降解塔(1)内部的粗滤床(51)和细滤床(52)，所述细滤床(52)设置在粗滤床(51)的下方；
所述曝气机构(6)包括贯穿所述生物筛机构(5)上下两个端面的混合传送管(63)，所述混合传送管(63)的顶部转动连接有承接管(66)，所述承接管(66)上设置有喷水管(62)，所述承接管(66)的内部设置有用于废水和氧气混合的搅拌杆(64)，所述混合传送管(63)底部开设有用于废水和氧气同时喂入的导入孔(65)；
所述曝气供氧机构(2)包括设置在降解塔(1)外部的供氧箱(23)，所述供氧箱(23)的一端设置有收集所述降解塔(1)内曝气后气体的吸气管(21)，所述供氧箱(23)的另一端设置有补充所述混合传送管(63)内曝气含氧量的出气管(24)，所述吸气管(21)与出气管(24)之间设置有增压泵(25)，所述增压泵(25)内部设置有氧浓度传感器一(251)，所述供氧箱(23)上设置有注氧管(22)，所述注氧管(22)与所述增压泵(25)之间设置有电磁阀一(26)；
所述生物筛供氧机构(7)包括埋设在生物筛机构(5)内部的氧气管(71)，所述氧气管(71)的另一端与所述注氧管(22)之间设置有电磁阀二(27)，所述生物筛机构(5)内部还设置有用于监测生物筛机构(5)内部含氧量的氧浓度传感器二(72)。
2.根据权利要求1所述的一种采用生物净化降解工业废水中有机物的装置，其特征在于：还包括设置在降解塔(1)内的供氧控制机构，所述供氧控制机构包括服务器，所述服务器的输入端与所述氧浓度传感器一(251)和氧浓度传感器二(72)的输出端连接，所述服务器的输出端与所述电磁阀一(26)和电磁阀二(27)连接。
3.根据权利要求2所述的一种采用生物净化降解工业废水中有机物的装置，其特征在于：所述电磁阀一(26)和电磁阀二(27)均为可调节开度的电磁阀。
4.根据权利要求1所述的一种采用生物净化降解工业废水中有机物的装置，其特征在于：所述粗滤床(51)材质为比表面积40-80m2/g的大孔悬浮载体，所述大孔悬浮载体表面附着有降解微生物，所述细滤床(52)材质为比表面积120-250m2/g的小孔悬浮载体，所述小孔悬浮载体表面附着有硝化剂和含碱盐，所述粗滤床(51)和细滤床(52)的渗水时间和为6-12h。
5.根据权利要求4所述的一种采用生物净化降解工业废水中有机物的装置，其特征在于：所述细滤床(52)的底部设置有承托网(53)，所述承托网(53)的边缘部分固定连接在降解塔(1)的内壁上。
6.根据权利要求1所述的一种采用生物净化降解工业废水中有机物的装置，其特征在于：所述混合传送管(63)与所述承接管(66)之间设置有密封轴承(67)，所述降解塔(1)内部设置有用于驱动所述承接管(66)转动的旋转电机(61)，所述降解塔(1)内部还设置有用于驱动搅拌杆(64)转动的搅拌电机(641)。
7.根据权利要求6所述的一种采用生物净化降解工业废水中有机物的装置，其特征在于：所述降解塔(1)的顶部设置有用于补充生物筛机构(5)内部原料的舱盖(11)，所述降解塔(1)上贯穿设置有限压阀(12)，所述降解塔(1)的垂直侧面上还设置有方便查看降解塔(1)内部情况的可视玻璃窗(13)，所述降解塔(1)的底部还设置有若干个用于外部传感器接入的传感器槽(14)。
8.根据权利要求1所述的一种采用生物净化降解工业废水中有机物的装置，其特征在于：所述供水组件(4)包括设置在降解塔(1)内壁底端的水泵(41)，所述水泵(41)的出水端与导入孔(65)之间设置有送水管(42)，所述出气管(24)背离供氧箱(23)的一端与导入孔(65)连接，所述送水管(42)与所述出气管(24)的体积流量比为1:15-1:40。
9.根据权利要求1所述的一种采用生物净化降解工业废水中有机物的装置，其特征在于：所述喷水管(62)设有多个，多个所述喷水管(62)以承接管(66)为中心呈辐射状分布。
10.根据权利要求1所述的一种采用生物净化降解工业废水中有机物的装置，其特征在于：所述氧气管(71)设有多个分支，每个分支的所述氧气管(71)等间距分布在粗滤床(51)内部，所述氧气管(71)的顶端为封闭结构，所述氧气管(71)的圆周壁上贯穿开设有出气孔。
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