CN117985869B - 一种废水处理用微生物脱氮设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种废水处理用微生物脱氮设备，包括滤池本体，滤池本体内设置有滤料和曝气系统，曝气系统位于滤料下方，曝气系统包括第一曝气膜和第二曝气膜，且第一曝气膜位于第二曝气膜上方，二者通过夹紧组件覆盖在曝气支管的出气口上，在滤池本体工作时，首先使用第一曝气膜，当第一曝气膜失效时再使用第二曝气膜，相对于单层曝气膜来说，双层曝气膜的使用寿命更长，能够有效减少曝气膜的更换频率，从而有效提高滤池本体处理废水的效率。

Description

一种废水处理用微生物脱氮设备

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，特别是涉及一种废水处理用微生物脱氮设备。

背景技术

曝气生物滤池是一种常见的水处理设施，通常用于处理污水或废水中的有机物和氮、磷等污染物。它是通过生物学方法将水中的有机物质转化为无害的物质，从而净化水质的设备之一。

例如中国专利CN204981318U公开了一种曝气生物滤池，该方案包括滤池本体和设于滤池本体内的曝气装置和滤料，所述曝气装置位于滤池本体的下部，所述滤料位于曝气装置的上方，所述滤池本体上部设有出水堰，所述滤池本体的一侧设有用于将污水抽入滤池本体底部且同步吸入空气的溶气泵，所述溶气泵与所述曝气装置相连，该装置曝气均匀、氧的利用率高。

但是上述方案中的曝气装置因安装在滤料的下方，由此其上的微孔曝气膜片更换与检修不方便。

发明内容

基于此，有必要针对目前的微孔曝气膜片使用寿命较短，频繁更换的问题，提供一种废水处理用微生物脱氮设备。

上述目的通过下述技术方案实现：

一种废水处理用微生物脱氮设备，包括：

滤池本体，所述滤池本体内设置有曝气系统和滤料，所述曝气系统位于滤料下方，所述滤池本体底部设置有进水管；

曝气系统包括曝气主管和曝气支管，所述曝气主管连通若干曝气支管，所述曝气支管上开设有若干出气口，所述出气口上覆盖有双层曝气膜，所述双层曝气膜包括第一曝气膜和第二曝气膜，所述第一曝气膜位于所述第二曝气膜上方，所述第一曝气膜上开设有第一气孔，所述第二曝气膜上开设有第二气孔和第三气孔，所述第三气孔上设置有开关组件，所述开关组件用于控制所述第三气孔的启闭；

所述开关组件打开所述第三气孔时，所述曝气系统使用第一曝气膜，气体穿过所述第三气孔通过所述第一气孔进入所述滤池本体内，所述开关组件关闭所述第三气孔时，所述曝气系统使用第二曝气膜，所述气体直接通过所述第二气孔进入所述滤池本体内；

夹紧组件，所述夹紧组件用于将所述双层曝气膜覆盖在所述出气口上。

进一步的，所述开关组件包括密封塞和弹性条，所述弹性条连接所述密封塞和所述第三气孔，初始状态时，弹性条处于原长，所述密封塞位于所述第三气孔下方，所述气体经过所述第三气孔和所述第一气孔进入所述滤池本体内；所述第一曝气膜破损后，所述密封塞向上移动，所述密封塞将所述第三气孔封堵，所述气体经过所述第二气孔进入所述滤池本体。

进一步的，所述密封塞的外周上开设有环形槽，所述第三气孔内周上设置有环形凸起，所述密封塞成锥形，小端朝上，所述密封塞在所述气体的作用下克服弹性条的作用力向上移动，所述环形凸起与所述环形槽配合以将所述第三气孔封堵。

进一步的，所述第二气孔与所述第一气孔一一对应，所述第二气孔上设置有弹性管，所述弹性管与所述第二气孔连通，初始未工作时，所述弹性管的一端伸入所述第一气孔内，开始工作时，所述弹性管的一端脱离所述第一气孔，停止工作时，所述弹性管的一端伸入所述第一气孔内以将所述第一气孔内的杂质推出。

进一步的，所述弹性管未受到气体作用力处于封闭状态以封堵所述第二气孔，所述第一曝气膜破损时，所述气体经过所述第二气孔以打开所述弹性管。

进一步的，所述夹紧组件包括第一夹持板和第二夹持板，所述第一夹持板和所述第二夹持板卡合在所述曝气支管上，所述第一曝气膜和所述第二曝气膜被所述第一夹持板夹持，所述第一夹持板上开设有开口，所述开口与所述出气口一一对应。

进一步的，所述滤池本体上端设置有出水槽，所述出水槽底部连接有净水排出管和反冲洗排水管，所述净水排出管与所述进水管之间连接有中间管，所述中间管能够连通或隔绝所述净水排出管和所述进水管。

进一步的，所述曝气系统下方设置有反清洗供气管。

进一步的，所述曝气主管上设置有阀门，所述阀门用于控制所述曝气主管的启闭。

本发明的有益效果是：

本发明通过采用双层曝气膜，双层曝气膜包括第一曝气膜和第二曝气膜，第一曝气膜位于第二曝气膜上方，在滤池本体工作时，首先使用双层曝气膜的第一曝气膜，当第一曝气膜失效时再使用第二曝气膜，相对于单层曝气膜来说，双层曝气膜的使用寿命更长，能够有效减少曝气膜的更换频率，从而有效提高滤池本体处理废水的效率。

本发明通过在第二气孔上设置弹性管，弹性管一端连通第二气孔，且初始状态伸入第一气孔内，弹性管不影响第一曝气膜工作，而当第一曝气膜停止工作时，弹性管伸入第一气孔内将第一气孔内的杂质推出第一气孔，从而起到清洁第一气孔的作用。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的废水处理用微生物脱氮设备的结构示意图；

图2为本发明一实施例提供的废水处理用微生物脱氮设备的内部结构示意图；

图3为本发明一实施例提供的废水处理用微生物脱氮设备的曝气系统的俯视图；

图4为图3中一实施例提供的废水处理用微生物脱氮设备曝气系统沿A-A的剖视图；

图5为图4中一实施例提供的废水处理用微生物脱氮设备B部分的局部放大图；

图6为本发明一实施例提供的废水处理用微生物脱氮设备第一曝气膜的结构示意图；

图7为本发明一实施例提供的废水处理用微生物脱氮设备第二曝气膜的结构示意图。

其中：

100、滤池本体；110、进水管；120、中间管；130、净水排出管；140、出水槽；150、反冲洗排水管；160、滤料；170、反清洗供气管；

200、曝气系统；210、曝气主管；211、阀门；220、曝气支管；221、出气口；230、第一夹持板；231、开口；240、第二夹持板；250、第一曝气膜；251、第一气孔；260、第二曝气膜；261、第二气孔；262、弹性管；263、第三气孔；

300、开关组件；310、密封塞；311、环形槽；320、弹性条；330、环形筒；331、环形凸起；332、支撑块。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本文中为组件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接（联接）。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面参照图1-图7来描述本申请提供的一种废水处理用微生物脱氮设备。

一种废水处理用微生物脱氮设备，适用于废水的处理，包括滤池本体100，滤池本体100内用于承载污水，滤池本体100底部设置有进水管110，废水通过该进水管110进入滤池本体100内。滤池本体100内设置有曝气系统200和滤料160，滤料160用于给微生物生长提供载体，并提供表面积以增加生物降价有机物的速率，滤料160通常具有较大的表面积和孔隙结构，这为微生物提供了大量的附着面，有利于微生物的生长和繁殖。曝气系统200位于滤料160下方，曝气系统200用于给附着在滤料160上的微生物提供氧气，将外界气体通过曝气系统200进入到滤池本体100内，气体经过滤料160，滤料160上的微生物获取气体中的氧气而得以生存和繁殖，在氧气的作用下，微生物将有机物降解为简单和稳定的无机物从而将废水净化。经过微生物的降解后，水中会产生一些较小的沉淀物或胶体颗粒，滤料160还可以将这些沉淀物和胶体颗粒拦截，起到过滤的作用，使得净化后的水质更加清澈。

曝气系统200包括曝气主管210和曝气支管220，曝气主管210上连接若干曝气支管220，曝气支管220分布在滤池本体100内，适应滤池本体100的形状，本实施例中的滤池本体100为圆筒状，曝气支管220的分布则如图3所示。曝气支管220上开设有若干出气口221，将气体通入到曝气主管210后，进入到曝气支管220，曝气支管220上的出气将气体均匀地通入到废水中，曝气支管220的出气口221上均覆盖有双层曝气膜，曝气膜的作用是提高氧气的传输效率，确保水体中的溶解氧浓度充足，促进微生物的活动和有机物的降解速率。现有的曝气系统200中大多采用单层曝气膜，曝气膜失效时需要及时更换，滤池本体100工作时间较长时需要频繁检修和更换曝气膜，降低了废水处理的效率。

具体的，如图5、图6和图7所示，双层曝气膜包括第一曝气膜250和第二曝气膜260，第一曝气膜250位于第二曝气膜260上方，第一曝气膜250上开设有第一气孔251，第一气孔251可以设置多个，而本实施例中以两个为例，第二曝气膜260上开设有第二气孔261和三气孔，第三气孔263有一个，而第二气孔261有两个，第三气孔263与出气口221对应，第三气孔263上设置有开关组件300，开关组件300用于控制第三气孔263的启闭，即开关组可以将第三气孔263打开也可以将第三气孔263封堵。初始状态时，第三气孔263打开，气体通过曝气主管210进入到曝气支管220，再从曝气支管220到出气口221，即图5中的X方向，气体通过第三气孔263后将第一曝气膜250撑起，气体从第一曝气膜250上的第一气孔251进入到水体中，从而将气体中的氧气输送到水体中；若第一曝气膜250失效时，第一曝气膜250破裂后第三气孔263上的开关组件300将第三气孔263封堵，曝气支管220内的气体则从直接从第二曝气膜260上的第二气孔261进入到水体内，即图5中的Y方向，开始使用第二曝气膜260，增加了曝气膜的使用寿命，避免频繁地更换曝气膜而导致的废水处理效率降低的情况出现。

本申请则采用双层曝气膜，通过夹紧组件将双层曝气膜覆盖在曝气支管220上的出气口221上，在滤池本体100工作时，首先使用双层曝气膜的其中一层，当该层曝气膜失效时再使用另一层曝气膜，相对于单层曝气膜来说，双层曝气膜的使用寿命更长，能够有效减少曝气膜的更换频率，从而有效提高滤池本体100处理废水的效率。

具体的，开关组件300包括密封塞310和弹性条320，弹性条320连接密封塞310和第三气孔263，为便于气体从第二气孔261进入到水体内，在第三气孔263内壁设置有环形筒330，环形筒330的上端连接在第三气孔263的内壁，环形筒330的下端外周上设置有支撑块332，支撑块332与出气口221的内壁接触，从而使得环形筒330与出气口221之间具有间隙，使得第三气孔263被封堵后，气体经过环形筒330与出气口221之间的间隙从第二气孔261进入到水体内，弹性条320一端连接环形筒330的下端，另一端连接密封塞310，弹性条320有多个，呈圆周阵列在环形筒330的下端，弹性条320具有弹性。初始状态时，弹性条320处于原长，密封塞310则位于第三气孔263的下方，此时第三气孔263处于打开状态，气体可以通过第三气孔263而将第一曝气膜250撑起，以使得气体经过第一气孔251进入到水体内；当第一曝气膜250失效时，即第一曝气膜250破裂后，密封塞310在气体作用下克服弹性条320的作用力向上移动，移动到第三气孔263以将第三气孔263封堵，使得气体只能从环形筒330和出气口221之间的缝隙经过，从而通过第二气孔261进入到水体内。

能够理解的是，当第一曝气膜250正常工作时，第一曝气膜250被撑起一部分，一部分气体在第一曝气膜250下方，当第一曝气膜250破裂后，该部分气体会迅速穿过破裂的第一曝气膜250从而使得第二曝气膜260上下两部分气体的压力差增大，在压力差的作用下气体推动密封塞310克服弹性条320的弹力从而向上移动以完成第三气孔263的封堵。

具体的，第三气孔263内设置有环形凸起331，也就是说环形凸起331位于环形筒330内壁上，而密封塞310的形状为锥状，小端朝上，大端的外周上设置有环形槽311，当密封塞310向上移动时，密封塞310的小端穿过第三气孔263，使得密封塞310大端上的环形槽311卡在环形凸起331上，从而将第三气孔263封堵。

在进一步的实施例中，第一气孔251和第二气孔261一一对应，第二气孔261上设置有弹性管262，弹性管262的一端连通第二气孔261，弹性管262的另一端伸入第一气孔251，由于第一曝气膜250和第二曝气膜260相互贴合在一起，当使用第一曝气膜250时，第一曝气膜250被撑起，弹性管262则脱离第一气孔251，第一气孔251被打开，所以气体经过第一气孔251进入到水体内，随着第一曝气膜250的使用时间增加，第一气孔251上难免会附着一些杂质从而第一气体经过第一气孔251，使得氧气的输送效率降低。停止工作时，曝气主管210内的气体停止通入，所以第一曝气膜250会逐渐恢复至初始状态，即第一曝气膜250重新与第二曝气膜260贴合，第二气孔261上的弹性管262的一端重新伸入到第一气孔251内，将第一气孔251内的杂质推出第一气孔251，相当于清洁了第一气孔251，使得再次工作时，气体经过第一气孔251时不再受到杂质的阻碍，提高第一气孔251的氧气传输效率。

需要说明的是，弹性管262的一端初始状态处于密封状态，即在使用第一曝气膜250时，弹性管262将第二气孔261封堵，从而避免弹性管262清洁第一气孔251时杂质进入到第二气孔261内；当第一曝气膜250失效时，气体会经过第二气孔261，气体给予弹性管262作用力使得弹性管262的一端打开，从而使得气体经过第二气孔261进入到水体内。

具体的，如图4和图5所示，夹紧组件包括第一夹持板230和第二夹持板240，第一夹持板230和第二夹持板240卡合在曝气支管220的出气口221上，从而将第一曝气膜250和第二曝气膜260铺设在出气口221上，起到固定第一曝气膜250和第二曝气膜260的作用。第一夹持板230上开设有开口231，经过第一曝气膜250或第二曝气膜260的气体从开口231进入到水体中。

在进一步的实施例中，如图2所示，滤池本体100上方设置有出水槽140，出水槽140底部连接有出净水排出管130和反冲洗排水管150，净水排出管130用于排出净化后的水，也可以将净化后的水反流入滤池本体100内，用于冲洗滤池本体100，净水排出管130与进水管110之间设置有中间管120，中间管120可以连通净水排出管130和进水管110，中间管120也可以隔绝净水排出管130和进水管110，当关闭进水管110，打开中间管120和净水排出管130，净水通过中间管120进入到进水管110内，通过进水管110进入到滤池本体100内，反冲洗排水用于排出清洁后的液体。能够理解的是，滤池本体100使用时间长后，滤料160会拦截较多的沉淀物和胶状颗粒，影响微生物的降解速率，因此需要将滤料160冲洗，当然，冲洗的力度不会过大，防止将微生物从滤料160上脱离。

在进一步的实施例中，滤池本体100下方设置有反清洗供气管170，在冲洗滤池本体100时，在反清洗供气管170内供入气体，关闭曝气主管210，气体会将反冲洗液体在滤池本体100内翻涌，带动滤料160上的沉淀物和胶状颗粒向上浮动，使之进入反冲洗排水管150，排出滤池本体100。

具体的，曝气主管210上设置有阀门211，阀门211用于控制曝气主管210的启闭。

下面结合上述实施例来描述本申请提供的一种废水处理用微生物脱氮设备的具体工作过程：

开始：

将需要处理的废水通入到进水管110内，废水从进水管110进入到滤池本体100内，打开曝气主管210上的阀门211，供入气体，气体经过曝气主管210进入到各个曝气支管220内，各个曝气支管220上均匀开设有若干个出气口221。出气口221上覆盖有第一曝气膜250和第二曝气膜260，第二曝气膜260贴合在出气口221上，第一曝气膜250则贴合在第二曝气膜260上方，第一曝气膜250上开设有第一气孔251，第二曝气膜260上开设有第二气孔261和第三气孔263，第一气孔251和第二气孔261一一对应。第二气孔261上设置有弹性管262，弹性管262的一端与第二气孔261连通，弹性管262的另一端伸入第一气孔251内，而第三气孔263下方连接有弹性条320，弹性条320连接有密封塞310。

使用第一曝气膜250时：

第三气孔263上的密封塞310处于初始状态，即弹性条320处于原长状态，第三气孔263处于开启的状态，气体在曝气支管220内经过第三气孔263将第一曝气膜250撑起，第一曝气膜250一部分与第二曝气膜260脱离，使得弹性管262的一端从第一气孔251内脱离，第一气孔251打开，气体从第一气孔251进入到水体中，从而为滤料160上的微生物提供氧气。当停止工作时，曝气主管210停止通气，曝气支管220内的气体也停止输送，第一曝气膜250恢复与第二曝气膜260贴合的状态，第二气孔261上的弹性管262又重新伸入第一气孔251内，可以将第一气孔251内的杂质推出第一气孔251，保证下次工作时，第一气孔251不被杂质阻挡。

使用第二曝气膜260时：

若第一曝气膜250失效，即第一曝气膜250破裂时，破裂的一瞬间，原来撑起第一曝气膜250的气体会迅速排入水体内，而位于密封塞310底部的气体与位于密封塞310上部的气体之间的压力差瞬间增大，气体推动密封塞310克服弹性条320的弹力而向上移动，从而使得第三气孔263内的环形凸起331进入到密封塞310的环形槽311内，此时第三气孔263被封堵，气体则通过第三气孔263内壁与环形筒330之间的间隙将第二曝气膜260撑起，气体经过第二气孔261对第二气孔261产生作用力从而打开弹性管262，气体经过弹性管262进入到水体内，完成对滤料160上的微生物提供氧气的工作。

清洗：

关闭进水管110，打开净水排水管和中间管120，将一部分净水排入滤池本体100内，同时打开反清洗供气管170，关闭曝气主管210，向反清洗供气管170内供入气体，气体把滤池本体100内的液体翻涌起来，带动滤料160上的沉淀物和胶状颗粒向上浮动，进入反冲洗排水管150，排出滤池本体100，从而完成清洗作业。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种废水处理用微生物脱氮设备，其特征在于，包括：

滤池本体，所述滤池本体内设置有曝气系统和滤料，所述曝气系统位于滤料下方，所述滤池本体底部设置有进水管，滤料用于给微生物提供生长的载体，曝气系统用于给附着在滤料上的微生物提供氧气，外界氧气经过曝气系统进入到滤池本体内，气体经过滤料，滤料上的微生物获取气体中的氧气而得以生存和繁殖，在氧气的作用下，微生物将有机物降解为简单和稳定的无机物而将废水净化；

曝气系统包括曝气主管和曝气支管，所述曝气主管连通若干曝气支管，所述曝气支管上开设有若干出气口，所述出气口上覆盖有双层曝气膜，所述双层曝气膜包括第一曝气膜和第二曝气膜，所述第一曝气膜位于所述第二曝气膜上方，所述第一曝气膜上开设有第一气孔，所述第二曝气膜上开设有第二气孔和第三气孔，所述第三气孔上设置有开关组件，所述开关组件用于控制所述第三气孔的启闭；

所述开关组件打开所述第三气孔时，所述曝气系统使用第一曝气膜，气体穿过所述第三气孔通过所述第一气孔进入所述滤池本体内，所述开关组件关闭所述第三气孔时，所述曝气系统使用第二曝气膜，所述气体直接通过所述第二气孔进入所述滤池本体内；

夹紧组件，所述夹紧组件用于将所述双层曝气膜覆盖在所述出气口上；

所述开关组件包括密封塞和弹性条，所述弹性条连接所述密封塞和所述第三气孔，初始状态时，弹性条处于原长，所述密封塞位于所述第三气孔下方，所述气体经过所述第三气孔和所述第一气孔进入所述滤池本体内；所述第一曝气膜破损后，所述密封塞向上移动，所述密封塞将所述第三气孔封堵，所述气体经过所述第二气孔进入所述滤池本体；

所述第二气孔与所述第一气孔一一对应，所述第二气孔上设置有弹性管，所述弹性管与所述第二气孔连通，初始未工作时，所述弹性管的一端伸入所述第一气孔内，开始工作时，所述弹性管的一端脱离所述第一气孔，停止工作时，所述弹性管的一端伸入所述第一气孔内以将所述第一气孔内的杂质推出。

2.根据权利要求1所述的废水处理用微生物脱氮设备，其特征在于，所述弹性管未受到气体作用力处于封闭状态以封堵所述第二气孔，所述第一曝气膜破损时，所述气体经过所述第二气孔以打开所述弹性管。

3.根据权利要求1所述的废水处理用微生物脱氮设备，其特征在于，所述密封塞的外周上开设有环形槽，所述第三气孔内周上设置有环形凸起，所述密封塞成锥形，小端朝上，所述密封塞在所述气体的作用下克服弹性条的作用力向上移动，所述环形凸起与所述环形槽配合以将所述第三气孔封堵。

4.根据权利要求1所述的废水处理用微生物脱氮设备，其特征在于，所述夹紧组件包括第一夹持板和第二夹持板，所述第一夹持板和所述第二夹持板卡合在所述曝气支管上，所述第一曝气膜和所述第二曝气膜被所述第一夹持板夹持，所述第一夹持板上开设有开口，所述开口与所述出气口一一对应。

5.根据权利要求1所述的废水处理用微生物脱氮设备，其特征在于，所述滤池本体上端设置有出水槽，所述出水槽底部连接有净水排出管和反冲洗排水管，所述净水排出管与所述进水管之间连接有中间管，所述中间管能够连通或隔绝所述净水排出管和所述进水管。

6.根据权利要求1所述的废水处理用微生物脱氮设备，其特征在于，所述曝气系统下方设置有反清洗供气管。

7.根据权利要求1所述的废水处理用微生物脱氮设备，其特征在于，所述曝气主管上设置有阀门，所述阀门用于控制所述曝气主管的启闭。