CN1163422C

CN1163422C - 生物转笼成套装置

Info

Publication number: CN1163422C
Application number: CNB001132903A
Authority: CN
Inventors: 邬建平
Original assignee: WUHAN CHANGHANG WATER SUPPLY AND DRAINAGE ENVIRONMENT ENERGY-SAVING EQUIPMENT COMPLETE SET ENGINEERING Co Ltd
Current assignee: Changsha Huifeng environmental protection electromechanical complete engineering Co., Ltd.
Priority date: 2000-02-25
Filing date: 2000-02-25
Publication date: 2004-08-25
Anticipated expiration: 2020-02-25
Also published as: CN1310134A

Abstract

本发明涉及有机废水生化处理设备。它包括生物转笼总成，反应槽，驱动控制机构。在反应槽槽体内有n块隔板；生物转笼总成由n+1个网格圆盘形转笼组成，在网格圆盘形转笼内充填有球形或卵形生物填料。本发明同时具有极强的去除BOD₅的能力和除氨氮、脱氧、除磷的能力和消化污泥的能力；去除效率极高，有机负荷率极大，该设备很节能。

Description

生物转笼成套装置

本发明涉及有机废水生化处理设备。

现有的有机废水生化处理设备由接触反应槽(110)，转盘总成(120)，拖动传动机构(130)等所组成。

参考图1、2、3。接触反应槽(110)的内空为敞开式半圆弧形反应区(114)，反应槽(110)两端各有一个轴承座(111)。反应槽(110)的一侧有一个进水管(112)，其另一侧有一个出水管(113)。

转盘总成(120)由转轴(121)，转盘支架(122)及大量的尺寸一样，形状一样的圆平盘片(123)所组成。圆平盘片(123)固定在转盘支架(122)之上。转盘支架(122)固定在转轴(121)之上。圆平盘片(123)间距25～35mm，相互平行布置。其材质用易于细菌在其上生长挂膜的材料做成。一般是聚氯乙烯塑料，树脂玻璃钢等。

转轴(121)垂直同心地穿过每一片圆平盘片(123)。圆平盘片(123)直径约0.8～3.5M。转轴(121)轴长约1.5～7.5M。转轴(121)的两端固定有轴承盒(124)，转盘总成(120)通过轴承盒(124)与轴承座(111)的藕合座落在接触反应槽(110)之上，圆平盘片(123)可以绕轴心在反应区(114)内旋转。

转轴(121)一端轴承盒(124)的外侧20～60mm处安装有一个从动齿轮(125)。

拖动传动机构(130)由减速机座(131)，调速电动机(132)，减速机(133)，链轮(134)，链条(135)，中间齿轮(136)及电缆、支架、机座等组成。通过从动齿轮(125)与中间齿轮(136)的啮合，通过链轮(134)，链条(135)，减速机(133)，电动机(132)的传动，转盘总成(120)被拖动按所需速度旋转。

其工艺原理如下：

污水从进水管口(112)流入接触反应槽(110)的反应区(114)，圆平盘片(123)40～55％浸没在污水中。污水中的有机污染物经与圆平盘片(123)上的生物膜进行生化反应后，经出水管(113)排出清水。其间水力停留时间约15～3.5小时。

生物膜是通过移植菌种，投加营养物质，逐渐增加污水负荷，经过较长时间的培菌，驯化，挂膜而形成。

生物膜厚约1～3mm，膜表层为好氧菌膜，内层为厌氧菌膜，中间为兼氧菌膜。生物膜上还生长有原生动物和后生动物。

生物膜交替地与空气和污水相接触。当生物膜浸没于污水中时，污水中的有机污染物为生物膜所吸附；而当生物膜与空气接触时，生物膜的表面形成一层薄薄的附着水层，该水层从空气中吸收氧，并向空气中排出微生物代谢物CO₂↑和N₂↑等气体，在转盘总成(120)旋转的整个过程中，无论生物膜在空气中和在污水中，被其吸附的有机物不断地被微生物所氧化分解。水质得到净化。

另一方面，附着水层吸附的氧是过饱和的，通过传质，被带入反应区(114)的污水中，使溶解氧增高。生物膜不断变厚，衰老的生物膜在水流间的剪切力作用下而剥落，随出水流入下一级生物转盘。

由于如下一些总是不能彻底解决，和污水处理的要求(包括水质指标增多，投资比，占地，运行费用等诸方面)越来越高而不能适应环保严峻的形势。90年代以来逐渐被很少采用。

这些问题如下：

①、投资很大。处理低浓度城市综合污水，在原水BOD₅小于等于150mg/L，要求BOD₅小于等于20mg/L达标时，万M³/d以上规格，仅生化部分投资比约550～600元/dM³。总工程投资约1250元/dM³。中高浓度的城市综合污水和其他工业污水的投资比更高。是发展中国家的经济实力远不能接受。

②、占地很大。10万M³/d低浓度城市综合污水处理站总占地约50～80亩地。

③、产污泥量较大，仅为活性污泥法的1/2至1/3，是接触氧化法的2倍，是延时曝气氧化沟工艺的5至10倍，这造成污泥处理投资和运行费用偏高。

④、调试培菌挂膜期太长，一般须30天致60天。

⑤、单台转盘反硝化脱氮能力不强，这是因为转盘平片或波片形体单调，厌氧菌膜占比例极少。只能在多台串联运行，并将中间某级完全浸没于水中形成厌氧，才能得到较好的反硝化脱氮的效果。

⑥、总负荷率偏低。当对BOD₅去除率为80％～85％时，其负荷率只有20～35克BOD₅/dM²。折算为容积负荷率只有2～3kg BOD₅/DM³。这与现代的生物滤池的负荷率高达9～12kg BOD₅/dM³相比，差距太大。

⑦、对BOD₅去除率不够高，比如当去除率达到85％以上时，负荷率急骤下降。

上述这些问题的根本原因是挂生物膜的比表面积太小，且形体单调；兼氧菌，厌氧菌占比例极少且被好氧菌膜复盖；转速不能稍快，否则转盘周边处生物膜发生大量非正常脱落；同一圆盘平片(123)上的生物膜随半径的不同而厚薄不均匀。

近几十年来出现了多种改良型生物转盘，然而成功的改良只有叁种，第一种是将生物膜载体——圆平盘片(123)改为波形盘片并选用优良材质材料，其他均不变化，从而20％至30％的提高了比表面积和转速，相应也增加了设备的处理能力20％至30％；第二种改良是在接触反应槽(110)的底部增设鼓风曝气多孔管，取消驱动传动机构(130)，在转盘总成(120)上设置空气包，利用空气曝气的浮力驱动生物转盘转旋，这种改良使设备去除有机物能力提高15％至20％。

还有一种将上述二种改良结合的造良，可使该设备去除有机物能力提高30％至40％。

上述三种改良虽然提高了去除有机物能力，即增加了该设备的负荷率，但对去除率没有提高或提高甚微，特别是除氮除磷的功能并未加强。这三种改良还增加了该设备制造成本，和(或)增加了噪音。

上述三种改良在国内外近十年来有工程应用实例，特别是第一种在国内有数家厂商提供系列产品。然而还是因为其出水氨氮、磷等指标不能达到现在的环保要求；还有占地、投资等方面因素，国内应用较少。其主要原因是这几种改良均未改变生物转盘的基本工作原理，生物载体形状虽有变化，但工艺方式尚未改进，工艺原理中未引进兼氧厌氧生化的能力。

另外还有将生物转盘或改良型生物转盘与初沉池及二沉池合建的工程在国内外出现，减少了工程占地，增加了投资，其他未作实质性变化。

本发明的目的是彻底改造生物转盘，数倍增加有效生物膜面积，改变生物载体，增加兼氧厌氧功能，从而极大地提高去除有机物能力，同时又提高去除率；极大地提高除氨氮脱氮、除磷功能；同时大量减少成本、减少占地等等。

本发明主要采用了现代各种网格球或卵型生物填料的技术和厌氧与好氧结合的工程技术，并模仿动物肺的功能，在生物转笼兼氧厌氧网格笼(A笼)内或兼氧厌氧区(A区)内，增加可被微挤压的海绵球或由弹性材料制成的多孔球与网格球或卵形生物填料相混合。保留和完善了生物转盘让水膜化传质的特性。本发明的目的是由下述的结构特征来实现的。

本发明提供的生物转笼成套装置包括生物转笼总成，反应槽，驱动控制机构；

(1)反应槽槽体内有n块隔板，将反应槽内空轴向分隔为(n+1)个反应室，n为0或自然数；由奇数反应室到偶数反应室是通过套在轴外的套管连通，在套管上开设有条形开口与反应室相通；而由偶数反应室到奇数反应室则通过反应室底部安装的多孔集布水管连通；

(2)生物转笼总成由n+1个网格圆盘形转笼组成，每一个网格圆盘形转笼由转笼骨架，沿转笼径向固定在转笼骨架上的网格和两块侧板组成，在网格圆盘形转笼内充填有球形或卵形生物填料，充填系数为0.65～0.95。

对于较大流量的污水处理，可进一步对上述网格圆盘形转笼进行改进，在网格圆盘形转笼内设有一内圆网格圈，将网格圆盘形转笼分割成内外两大部分K个弧形或梯形六面网格箱所组成。K为大于3的自然数。

为了进一步提高兼氧厌氧功能，在兼氧厌氧网格笼(A笼)或兼氧厌氧区(A区)内增加可被微挤压的海绵球或弹性材料制成的多孔球，增加的体积总量与网格生物球的体积总量比为5∶95至30∶70。其生物球在网格笼内的充填系数为0.65至0.98，其中0.80至0.95为佳；而在好氧网格笼(O笼)或好氧区(O区)内的生物球充填系数为0.60至0.95，其中0.75至0.90为佳。

本发明提供的生物转笼成套装置的工艺过程和工艺原理如下：

有机废水经过预沉调节池去除了粗渣及粗悬浮物后，从进水管(216)流入反应槽(210)的第1个反应室(212)。在第1个反应室内，水流从网格圆盘形转笼(222)的周边向轴心流动，先穿流过六面网格箱(2224)，再穿流过内圆网格圈(2223)，从套管(228)上的条形开口(2282a)流入套管(228)与转轴(221)及环形封板(2281)形成的通道(2211)内，并从该套管(228)上的条形开口(2282b)流出，进入第二反应室(212)。

在第二反应室(212)内，水流径向离心流动，先穿流过内圆网格圈(2223)，再穿流过六面网格箱(2224)，然后流入该反应室(212)底部的多孔集布水管(2121)，并从该多孔集布水管(2121)流入到第三个反应室(212)。

在第三个和以后的第奇数个反应室(212)内的流动状况与第一个反应室(212)内的流动状况相同；在第四个和以后的第偶数个反应室(212)内的流动状况的与第二个反应室(212)内的流动状况相同。

在最后1个即第(n+1)个反应室(212)内，水流离心流出网格圆盘形转笼(222)后，汇流入溢流槽(2101)，从排清水管(217)流出该生物转笼成套装置。

在水流连续不断地流过生物转笼成套装置的整个过程中，转笼总成(220)由驱动机构(230)带动连续不断的旋转着。

随着转笼总成(220)的不断旋转，内圆网格圈内的网格球或卵形生物填料(2225)在此环形封闭空间内不断地滚动，相互间不断轻微碰撞、摩擦、不停地改变相互间的位置；不停地吞吐污水，与其擦肩而过和穿肠而过的污水进行着传质运动。

内圆网格圈70～90％的容积浸没在水中，在每个时刻，内圆网格圈(2223)内的网格球或卵形生物填料(2225)有5～15％曝露在空气中，其余浸没在水中。在每一个运行周期内，内圆网格圈(2223)内的每个网格球或卵形生物填料(2225)，约有0.05至015的概率曝露在空气中。这种微氧环境为兼性厌氧提供了极佳的微生物环境。

在每个时刻，六面网格箱(2224)的总容积约有38％至45％曝露于空气中，在每一个运行周期内，六面网格箱(2224)内的每个网格球或卵形填料(2225)均有38～45％的时间曝露于空气中，其余的时间浸没于水中。在随转笼总成(220)旋转的整个过程中，所有六面网格箱(2224)内的所有网格球或卵形生物填料(2225)在各自的六面网格封闭空间内，一边绕转轴(221)作圆周运动，一边不断自身滚动，相互碰撞、磨擦，不停地改变相互间的位置。当它们浸没在水中时，就不停地吞吐污水，不停地与其擦肩而过和穿肠而过的污水进行着传质运动。六面网格箱(2224)内的这种富氧状况为好氧菌群提供了极佳的微生物环境。

该生物转笼成套装置分为两种工艺区域：1种为好氧区，即O区(O：英语OXiC的缩写)，另1种为兼性厌氧区，即A区(A：Anacrobic，或Anoxic的缩写)。六面网格箱(2224)的内空为O区，内圆网格圈(2223)的内空是A区。一般A区容积与O区容积比为1∶2.5～3.5。

无论是A区或O区，当其中的网格球或卵形生物填料(2225)浸没于污水中时，污水中的有机物被填料上的生物膜吸附；微生物的代谢产物(H₂O，各种有机酸、醇等有机小分子，氨氮、NO₃ ^-等无机分子)也被排泄于水中。当网格球或卵形生物填料(2225)曝露于空气中时，生物膜上的附着水层将空气中的氧吸附并溶解；将微生物代谢产生的CO₂↑和N₂↑等气体排入空气中，另一方面，附着水层的溶氧较高，当其又转到水下时，就将溶氧传递到水中。

在转笼总成(220)不断旋转的过程中，生物填料(2225)无论在何位置上，其上的生物膜持续不断地对所吸附的有机物进行着生化降解反应。然而在不同的工艺区域，其生化方式和功能是不一样的。

在O区，生物填料(2225)内的生物膜上生长繁殖着大量的好氧菌群，包括炭化菌群，氨化菌群，硝化菌群等。它们对有机物同时进行着多个方面的生化反应过程，主要有下列3种：

1、有机炭氢化合物的炭化反应过程。好氧炭化菌群利用好氧呼吸将小分子有机物，(比如醇类、有机酸类、简单的糖等)氧化分解为水和二氧化碳，并将产生的分解能量供自身生命活动之用。其反应式如下：(以葡萄糖被彻底氧化为例)

2、有机氮化合物的氨化反应过程。好氧氨化菌群利用好氧呼吸将含氮的有机大分子氧化分解为有机小分子，并释放出氨氮(NH₄ ⁺)。其反应式如下：(以氨基酸脱氨为例)

3、氨氮的硝化反应过程，好氧自养型硝化菌群利用好氧呼吸将原水中的和(2)式反应释放的氨氮(NH₄ ⁺)氧化硝酸氮(NO₃ ^-)，反应式如下：

在A区，生物填料内的生物膜上生长繁殖着大量的兼性厌氧菌群。包括酸化水解兼性厌氧菌群和兼性厌氧反硝化菌群。它们对其吸附的有机物和硝酸氮(NO₃ ^-)同时进行着两个方面的生化反应过程。

1、大分子有机物被酸化水解菌群降解为酸类，醇类等有机小分子，并排入水中为本A区反硝化供炭源和为下一O区供炭化底物。其反应式如下：(以葡萄糖在丙酸菌厌氧作用下生成丙酸和醋酸为例)

2、反硝化菌群将O区排下来的NO₃ ^-还原为N₂↑同时将有机炭化合物氧化降解，其反应式如下：

由(5)式可见A区的反应使PH有所提高，由(3)式可见O区的反应使PH值有所降低，这会使该区内的微生物的生长和反应速率受到反馈抑制作用。为了使各工艺段PH值变化互补，使PH值稳定在微生物最佳范围。该生物转笼成套装置设计为多个A区和O区交替串联运行，即多段式(N段式)OAO(或A/O)工艺串联运行，N为自然数。

N＝(n+1)/2，n为自然数中的奇数；

n＝1，3，5，7，9，11.......

N＝1，2，3，4，5，6，......

n为接触反应槽(210)内的半圆平板隔板(211)的数量。n的数量由污水中BOD₅及NH₄ ⁺的浓度确定，浓度越高，n越大。

对于较小流量的污水处理，网格圆盘形转笼内不设内圆网格圈，在网格笼内间隔充填好氧和兼氧厌氧生物填料，形成A/O工艺串联运行，兼氧厌氧网格笼即A笼分别与上述的A区和O区相对应，其工作原理相同。

在上述N×(OAO)或预曝后N(A/O)工艺流程中，除上述五种主要的生化反应之外，还同时进行着剩余污泥的被消化的生化过程。即某一区的正常脱落下来的生物膜流入下一区和后几区被反复好氧加厌氧消化分解。因此该设备产污泥量极少。也易于被后续工艺固液分离和压滤脱水。

而污水中的有机磷被生物膜吸附，作为微生物细菌的无机营养，随着生物膜脱落而被反复消化的过程中，在A区以正磷酸盐的形式释放出来，而在O区又被好氧菌超大量的摄取，最后固定在最末段的O区生物膜上，以污泥的形式排出该设备外，因此该设备有较强的除磷能力。

另外，该生物转笼成套装置在A区内所增加的海绵球或弹性材料制成的多孔球在转动时被网格球或卵形生物填料的微挤压及自重脱水，模仿动物肺进行自动呼吸一样，进行更加优异的传质更新内部兼氧厌氧菌，使A区兼氧厌氧功能更加突出。所采用的网格球或卵形生物填料(2225，其挂膜表面积很大，内外传质性能极佳。这种填料的内空一般都放置有极性纤维丝、活性炭纤维丝、磁性塑料薄片、橡胶海绵条等，其挂膜面也是任意波形扭曲。一般有效挂膜比表面积约350～550M²/M³。国内很多公司生产。这种填料不仅可以生长各种细菌，还能生长各种原生动物和后生动物，比如，纤毛虫、钟虫、轮虫等，它们以吞食衰亡的菌体为生。这也是该设备产污泥极少的一个原因。需要说明的是随着国内外高效生物填料技术的发展，特别是酶技术的发展，本发明提供的生物转笼成套装置的性能也必将随之而提高。

综上所述，该生物转笼成套装置同时具有极强的去除BOD₅(炭化)的能力，除氨氮、脱氧的能力(硝化和反硝化)；除磷的能力和消化污泥的能力；由于比表面大、PH稳定等，其去除效率极高，有机负荷率极大；又由于反硝化同时氧化BOD₅，使耗氧量减少，该设备很节能。

该设备还具有结构极简单、操作方便、培菌驯化期短，投资低、占地少、寿命长等多种优点。

该生物转笼成套装置与生物转盘和改良型生物转盘在结构原理、工艺方式、工艺功能、等诸方面的实质性比较见表一。

二者的性能参数的比较如表二：

从表一、表二可见该生物转笼成套装置与改良型生物转盘的实质性区别极为明显。且综合技术参数远远优于生物转盘和改良型徨物质转盘。

该生物转笼成套装置采用社会上容易购得的网格球或卵形生物填料，电机电器、减速机等均采有国标产品，其他结构件一般采用普钢，也可采用玻璃钢，也可采用塑料板、钢筋混凝土等材料，所有网格面用不锈钢做成，均易于制作。

该生物转笼成套装置几乎适应于一切生物工程类工业有机废水的生化处理，包括食品饮料加工业废水、酿造废水、发酵废水、生活污水、养殖场废水、制糖、淀粉加工废水、屠宰厂废水、餐饮酒楼酒店废水、机关、学校、医院工矿生活小区和城市综合污水等；也适应绝大多数化工工程类工业有机废水的生化处理，包括造纸中段废水、制麻纺麻厂、印染、皮革、焦化、石化、化纤、日化、化肥、毛纺厂、浆泊厂及部分医药、部分农药废水的生化处理。

该生物转笼成套装置的结构也可以适当调整，比如将进水管安装在后端板，出水管安装在前端板(溢流槽也相应改变位置)，再比如将减速机座、中间齿轮座改变位置等等，均不影响该设备运行性能；再比如该设备中的各种定位尺寸，在本文叙述的范围，适当放大和缩小，只会造成微不足道的浪费和加工不便利，均不影响该设备运行性能。

该设备中的隔板数n根据污水浓度由试验确定，一旦确定后，适当加1和减1均不影响运行性能，只是造成少量的材料工时浪费和节约。但是如果将该生物转笼成套装置盲目简化，比如将生物转盘设备只作简单改造，将转笼总成(220)代替转盘总成(120)，接触反应槽(110)不变化，进出水方式也不变化。这种调整就会造成污水局部短路，水处理效果下降，负荷率也大幅度下降，并且失去脱氮除磷的功能，能耗也增加，出水水质不会比生物转盘好。

因此本发明具有明显新颖性、科学性和更大的实用性。

图1是现有技术中生物转盘的立体图；

图2是现有技术中同轴多级生物转盘的俯视图；

图3是现有技术中多台生物转盘的工艺平面图；

图4是现有技术中多台生物转盘的截面示意图；

图5是本发明实施例1的剖视图；

图6是本发明实施例1中生物转笼的截面图：

图7是图5中局部放大图；

图8是本发明实施例2的剖视图：

图9是本发明实施例2中生物转笼的截面图；

图10是图8中局部放大图；

图11是本发明实施例1的俯视图：

图12是本发明实施例1的前端板侧视图。

实施例1

请参考图5、6、7、11、12，本发明提供的生物转笼成套装置包括生物转笼总成，反应槽，驱动控制机构。

反应槽210为半圆形敞开式槽体。槽体内有3块半圆平板隔板211，它们将反应槽210内空、轴向均匀地分隔为(n+1)个反应室212，每块半圆平板隔板211上部中央有一半圆形开口；开口上安装有一个密封座213。在奇数半圆平板隔板上的密封座为大密封座213a，在偶数半圆平板线路板上的密封座为小密封座213b。每偶数半圆平板隔板211的底部安装有多孔集布水管2121，它们将该隔板211所分隔开的两反应室212在底部通连。其中n为自然数的奇数，一般取1～11，较常用的是n＝1，3，5，7，9。本实施例n取3

反应槽前后两端板214a及214b的上部中央分别有一个半圆形开口，开口上安装有一个槽端密封座215。前端板214a下部安装有一个进水管216，后端板上部安装有一个排清水管217。在两槽端密封座215下方分别安装有一个轴承座218，在前端板214 a上的轴承座218的下方安装有中间齿轮座219，在中间齿轮座219的斜下方安装有一个减速机座2100。

反应槽210上的轴承座218，槽端密封座215及大小密封座213a，213b均为同轴心线。接触反应槽210第(n+1)个反应室212的一边安装有一个溢流槽2101，溢流槽2101上安装有溢流板2102，溢流板2102的溢流口为锯齿形，锯齿开口角为60°～120°，一般取为90°。溢流板2102可在溢流槽2101上由螺杆2103控制上下移动。排清水管217与溢流槽2101通过后端板214b上的开口相连通。溢流板2102锯齿形溢流口的高度h₂高于后述的转轴221的轴心线h₁，低于后述的内圆网格圈2223的高度h₃，并可适当地由螺杆2103控制上下移动。

本发明提供的生物转笼成套装置中，转笼总成220由转轴221，n+1个网格圆盘形转笼222，套管228，大密封盒223和小密封盒224，轴端密封盒225，轴承盒226，等所组成。

转轴221两端安装有轴承盒226，两轴承盒226内侧20～80mm处安装有轴端密封盒225。两轴端密封盒225的内侧20～80mm处安装有(n+1)/2个套管228，套管之间距约80～180mm。每套管228的端部安装有环形封板2281。每两套管的轴向间距为80～180mm。在转轴上，在这个间距中间即在两套管228之间安装有小密封盒224。每个套管上安装有两个圆盘形网格转笼，它们的轴向间距为80～180mm，在套管上，在这80～180mm的中间即在这两个网格圆盘形转笼222的中间安装有大密封盒223。在每个套管228上，在大密封盒223与环形封板2281之间开有两环多个条形开口2282a和2282b。其长度小于网格圆盘形转笼222的宽度20～40mm，其宽度一般为15～20mm。

在转轴221上的一端最外侧，即在轴承盒226的外侧20～60mm处，安装有一个从动齿轮237。转轴2211上的从动齿轮237，大密封盒223，小密封盒224，轴端密封盒225，套管228，均为同轴心线。

网格圆盘形转笼222由转笼骨架2221，沿转笼径向固定在转笼骨架上的两个平面网格2226和两块侧板2222所组成。

转笼骨架2221安装在套管228上。安装方式可以焊接也可以铆接。一般外侧边与环形封板2281平齐；其宽度将条形开口2282a或2282b的宽度包容。每个套管上安装有两个转笼骨架2221，两个转笼2221间的距离就是两个网格圆盘形转笼222之间的距离，约80～180mm。

两侧板2222是圆形塑料平板，由螺栓固定在转笼骨架2221上。

网格圆盘形转笼222内放置有大量的网格球2225，充填系数为0.85，并且在兼氧厌氧笼内增加可被挤压的海棉球2220，增加的体积总量与网格球的体积总量比为1∶9，其总的充填系数为0.85。

网格球或卵形生物填料(2225)是易于微生物挂膜生长的，具有极大比表面积，具有极佳的传质通道等等综合性能。球或卵型生物填料(2225)的直径一般为40～150mm，。

转轴(221)上的轴承盒(226)，轴端密封盒(225)，大密封盒(223)，小密封盒(224)，分别座落在反应槽(210)上的轴承座(218)，槽端密封座(215)，大小密封座(213a)，(213b)上，转轴上的(n+1)个网格盘形生物转笼(222)分别悬于(n+1)个反应室(212)内，随转轴(221)旋转。

该生物转笼成套装置的驱动控制机构(230)由励磁变速电动机(231)，减速机(232)，链轮(234)，链条(235)，中间齿轮(236)，从动齿轮(237)，电控柜(233)，电线等所组成。

电动机(231)与减速机(232)直连安装在减速机座(2100)上，中间齿轮(236)安装在中间齿轮座(219)上，从动齿轮(237)安装在转轴(221)一个轴承盒(226)的外端部。中间齿轮(236)与减速机(232)的输出轴通过其上的链轮(234)和链条(235)相藕连，中间齿轮(236)与从动齿轮(237)直接啮合藕连。

电控柜(233)，励磁变速电动机(231)通过电缆线相连接。

该生物转笼成套装置，各区内的溶解氧参数由调速电动机(231)进行人为控制，也可以由溢流槽(2101)上的溢流板(2102)上下移动而得到人为控制。

这种驱动传动型式也可以简化为减速机与从动齿轮直连无须中间齿轮过渡等各种方式。也可以将链轮改为皮带轮。调速也可以改为皮带轮有级调速等等，该设备均能正常运行。

这种控制也可以设计溶解氧仪和变频器及可编程序控制器组成闭合回路进行自动控制。

采用上述装置处理某酒楼宾馆综合污水，污水量为300M³/d。

原水：CODcx小于等于600mg/L BOD₅小于等于300mg/L；

NH₄ ⁺于等于40mg/L；

计算每天要去除BOD5为：

(0.3-0.02)kg/M³×300M³/d＝84kg BOD₅

采用NP网格球或卵形填料，负荷率取8kg BOD₅/dM³，须转笼容积12.4M³，须填料10.5M³，A区内充填系数为0.85。

反应槽长4.4M，宽2.6M。转笼直径2.2M。

共有6个转笼，每个转笼宽550mm。

装机容量1.1KW。转速10～14转/min。

进出水管100mm。

处理后水质：

CODcx小于等于60mg/L；

BOD5小于等于20mg/L；

NH₄ ⁺小于等于10mg/L；

实施例2

除生物转笼外，其他部分与实施例1相同。在生物转笼中增设一内圆网格圈2223。参考图8、9，10内圆网格圈2223，两侧板2222，套管228所包围的空间是一个环形的连通体，其中放置有大量的各种网格球或卵形生物填料2225以及海绵球2220。充填系数为0.85。K个弧形或梯形六面网格箱(2224)绕着内圆网格圈(2223)排列成一个整圆盘，由螺栓固定在转笼骨架(2221)上。弧形或梯形六面网格箱(2224)由2个平面格网(2226)，两个径向弧面(或平面)格网(2227)及两块扇形(或梯形)塑料侧板(2228)固定在六面网格箱架(2229)上，形成封闭体。其中也放置有大量的网格球或卵形生物填料(2225)，充填系数约0.85。内圆网格圈(2223)和六面网格箱(2224)的网格孔径一般为15～30mm。

采用上述装置处理某酒楼宾馆综合污水，污水量为1000M³/d。

原水：CODcx小于等于300mg/L BOD₅小于等于150mg/L；

NH₄ ⁺小于等于40mg/L；

计算每天要去除BOD5为：

(0.15-0.02)kg/M³×1000M³/d＝130kg BOD₅

采用NP网格球或卵形填料，负荷率取8kg BOD₅/dM³，须转笼容积19.1M³，须填料16.3M³，A区内充填系数为0.85。

反应槽长4.8M，宽2.8M。转笼直径2.6M。

共有6个转笼，每个转笼宽600mm。

装机容量2.5KW。转速10～14转/min。

进出水管150mm。

处理后水质：

CODcx小于等于60mg/L；

BOD5小于等于20mg/L；

NH₄ ⁺于等于10mg/L；

表一：

序号	设备项目		生物转盘和改良型生物转盘	生物转笼成套装置	结论
序号	设备项目		生物转盘和改良型生物转盘	生物转笼成套装置	结论	1	设备结构	转轴	有	有	相同
2	反应槽，驱动机构	有	有	相同		1		转轴	有	有	相同
2	反应槽，驱动机构	有	有	相同	3	园平盘片或波表盘片		有	无	区别一
4	网格园盘形转笼	无	有	区别二	3	园平盘片或波表盘片		有	无	区别一
4	网格园盘形转笼	无	有	区别二	5	工艺方式		生物载体	平片或波片	网格生物球形填料	区别三
6	菌群种	单一	多样化	区别四	5			生物载体	平片或波片	网格生物球形填料	区别三
6	菌群种	单一	多样化	区别四	7		充氧方式	附着水层吸氧和鼓风	附着水层吸氧	相同和差别不大
8	生化方式	好氧生化	多段好氧加厌氧	区别五	7		充氧方式	附着水层吸氧和鼓风	附着水层吸氧	相同和差别不大
8	生化方式	好氧生化	多段好氧加厌氧	区别五	9		工艺功能	去除BOD5能力	有、较强	有、强	基本相同
10	去除BOD5方式	直接氧化	先酸化后再氧化	区别六	9			去除BOD5能力	有、较强	有、强	基本相同
10	去除BOD5方式	直接氧化	先酸化后再氧化	区别六	11	去除氨氮		有、微弱	有、强	区别七
12	硝化	有、微弱	有、强	区别八	11	去除氨氮		有、微弱	有、强	区别七
12	硝化	有、微弱	有、强	区别八	13	反硝化		无	有、强	区别九
14	其他	污泥消化	无	有、较强	13	反硝化		无	有、强	区别九	区别十
14		污泥消化	无	有、较强	15	除磷	有、微弱	有、较强	区别十一		区别十

表二：

序号	设备项目	生物转盘和改良型生物转盘		生物转笼成套装置
序号	设备项目	生物转盘和改良型生物转盘		生物转笼成套装置		1	有效比表面积(生物膜面积)	80～126M²/M³	少	350～550M²/M³	高，优
2	负荷率BOD₅kg/dM3	2～3	低	8～13	高，优	1	有效比表面积(生物膜面积)	80～126M²/M³	少	350～550M²/M³	高，优
2	负荷率BOD₅kg/dM3	2～3	低	8～13	高，优	3	BOD₅去除率	80～85％	较高，良	85～95％	特高，优
4	CODcr去除率	70～75％	较低，差	80～95％	很高，优	3	BOD₅去除率	80～85％	较高，良	85～95％	特高，优
4	CODcr去除率	70～75％	较低，差	80～95％	很高，优	5	氨氮(NH+4)去除率	20～30％	很低，很差	87～95％	很高，优
6	硝酸氮(NH-3)去除率	10～20％	特低，很差	86～95％	很高，优	5	氨氮(NH+4)去除率	20～30％	很低，很差	87～95％	很高，优
6	硝酸氮(NH-3)去除率	10～20％	特低，很差	86～95％	很高，优	7	磷去除率	10～15％	特低，差	75～85％	较高，优
8	产污泥量kg/kgBOD5	0.45	较多，良	0.12	特少，优	7	磷去除率	10～15％	特低，差	75～85％	较高，优
8	产污泥量kg/kgBOD5	0.45	较多，良	0.12	特少，优	9	耗电量度/kgBOD5	0.6～0.7	较少，良	0.25	特少、省、优
10	投资比元/dkg吨BOD5	60万	较贵，差	25万	便宜，节约，优	9	耗电量度/kgBOD5	0.6～0.7	较少，良	0.25	特少、省、优
10	投资比元/dkg吨BOD5	60万	较贵，差	25万	便宜，节约，优	11	占地M2/d吨BOD5	14M²	大，差	35M	少，省、优
12	挂膜培菌期	45天	长，差	10天	短、优	11	占地M2/d吨BOD5	14M²	大，差	35M	少，省、优

Claims

1、生物转笼成套装置，包括生物转笼总成，反应槽，驱动控制机构，其特征在于：

(1)反应槽槽体内有n块隔板，将反应槽内沿轴向分隔为(n+1)个反应室，n为自然数中的奇数，由奇数反应室到偶数反应室是通过套在转轴上的套管连通，在套管上开设有条形开口与反应室相通；而由偶数反应室到奇数反应室则通过反应室底部安装的多孔集布水管连通；

(2)生物转笼总成由n+1个网格圆盘形转笼组成，每一个网格圆盘形转笼由转笼骨架、沿转笼径向固定在转笼骨架上的网格和两块侧板组成，在网格圆盘形转笼内充填有球形或卵形生物填料。

2、根据权利要求1所述的生物转笼成套装置，其特征在于在网格圆盘形转笼内设有一内圆网格圈，将网格圆盘形转笼分隔成内外两大部分，k个弧形或梯形六面网格箱绕着内圆网格圈排列成一个整圆盘，由螺栓固定在所述转笼骨架上，k为大于3的自然数。

3、根据权利要求2所述的生物转笼成套装置，其特征在于所述由内圆网格圈将网格圆盘形转笼分隔成内外两大部分中的内部分为兼氧厌氧网格笼或兼氧厌氧区，而其外部分为好氧网格笼或好氧区，所述兼氧厌氧网格笼内或兼氧厌氧区内充填有可被微挤压的海绵球或弹性材料制成的多孔球，多孔球的体积总量与球形或卵形生物填料的体积总量比为5∶95至30∶70，其球形或卵形生物填料在兼氧厌氧网格笼内或兼氧厌氧区内的充填系数为0.65至0.98；而在好氧网格笼内或好氧区内的球形或卵形生物填料充填系数为0.6至0.95。

4、根据权利要求3所述的生物转笼成套装置，其特征在于球形或卵形生物填料在兼氧厌氧网格笼内或兼氧厌氧区内的充填系数为0.80至0.95，而在好氧网格笼内或好氧区内的球形或卵形生物填料充填系数为0.75至0.90。