CN1226200C - 污水好氧生物膜处理装置 - Google Patents

Abstract

一种污水好氧生物膜处理装置，包括可以容纳水的装置壳体、生物载体填料和充氧混合器，装置壳体与充氧混合器的横断面形状为圆形或矩形，充氧混合器以直立方式均匀分布并安装固定在装置壳体的底面，生物载体填料分布在其周围，压缩空气通过空气管道和气量调节阀门均匀分配给每个充氧混合器。当水流流出充氧混合器后便在填料层中开始向下流动，并将氧和有机物传递给附着在填料表面的生物膜，使有机物被生物膜中的微生物分解。本发明具有动力消耗低、生物膜形成快、处理效果好、维护管理方便等优点，适用于各种含有机物污水或废水的净化处理。

Description

污水好氧生物膜处理装置

技术领域：

本发明涉及一种污水好氧生物膜处理装置，用于城市生活污水和工业废水净化处理及回用，属于污水处理技术领域。

背景技术：

现有技术中，一种被称做“接触氧化反应池”的好氧生物膜处理装置广泛地用于城市生活污水和工业废水的净化处理。这种装置的典型构造为：用于向水中充氧的曝气器安放在附着了微生物膜的载体填料层的下面，压缩空气通过管路到达曝气器，然后由它形成气泡流向水中释放，气泡流从填料层的底部向上穿过并到达水面，在此过程中，气泡中所含的氧气被溶解到水中，达到充氧的目的。水中的溶解氧通过扩散进入到生物膜的内部，提供给生息在其中的微生物，使其完成对水中有机物的降解和去除。

在上述过程中，影响处理装置正常发挥效果的最关键要素是曝气器的种类及其在装置中的安装布置方式。目前，曝气器的种类普遍采用两种，一种是可以产生微小气泡的“微孔式曝气器”，另一种是可以将空气流切割成分散气泡的“散流式曝气器”，它们的安装布置方式均为按0.4m-0.6m的间隔，水平地摆放在距离处理装置底面向上0.1m-0.2m，且距离填料层地面向下0.2m-0.4m处。

实践证明，这样的曝气器和安装布置方式存在以下问题：

1、气泡流对填料层的扰动剧烈，造成微生物在填料上的附着挂膜困难，同时造成填料层力学稳定性差，填料层支撑体材料容易发生强度疲劳，导致填料层塌方，使处理装置损坏；

2、填料层中的水流流态不好，水平方向的流动阻力很大，死水区域大量存在，达不到预期的传质效果，导致多处区域生物膜生长不均匀，有机物降解去除效率低下，同时影响了生物膜自动更新脱落的功能发挥，造成填料层容易堵塞，使填料层中的水流流态的进一步恶化，最终导致处理装置的功能失效。

由于上述问题的存在，使该种接触氧化反应池的处理效率难以提高、维护管理难度增大。

发明内容：

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提出一种新型结构的污水好氧生物膜处理装置，不仅能提高污水处理效率，而且维护管理容易。

为实现这样的目的，本发明提供的污水好氧生物膜处理装置，主要由可以容纳水的装置壳体、生物载体填料层和充氧混合器构成，充氧混合器以直立和轴心间距均等的方式均匀分布在装置壳体的底面，其筒体底边与装置壳体底面保持一段距离，生物载体填料分布在充氧混合器的周围。水流在充氧混合器中一边向上流动，一边溶解吸收压缩空气中的氧，当水流流出充氧混合器后便在填料层中开始向下流动，并将氧和有机物传递给附着在填料表面的生物膜，使有机物被生物膜中的微生物分解。

本发明的装置壳体的横断面形状呈圆形或矩形，装置中水的深度为3-5米，生物填料层的高度为2-4米，填料层的底面距装置壳体底面的距离为0.3-0.5米，充氧混合器的横断面形状为圆形或矩形，当为圆形横断面时，充氧混合器的直径为0.15-0.40米，当为矩形横断面时，其短边长度为0.15-0.40米，充氧混合器以直立和轴心间距为1.0-1.6米的方式均匀分布并安装固定在装置壳体的底面，其筒体底边距装置壳体底面的距离为0.15-0.4米，生物载体填料层分布在其周围，压缩空气通过空气管道和气量调节阀门均匀分配给每个充氧混合器。

用于向水中充氧的曝气器为具有射流提升功能的充氧混合器，它安放在附着了微生物膜的载体填料层的中间，由射流提升筒及提升筒下部的射流喷射头构成。压缩空气通过管路到达充氧混合器进入射流喷射头，并沿气—液两相流流动方向喷出，射出的气流在射流提升筒中与水流相混合，形成气—液两相流，并不断使填料层底部的水循环流动。在此过程中，气流中所含的氧气被溶解到水中，达到充氧混合效果。同时，水中的溶解氧通过扩散不断进入到附着在填料上的生物膜的内部，提供给生息在其中的微生物，使其完成对水中有机物的降解和去除，达到净化处理污水的目的。

充氧混合器采用气—水喷射泵原理设计，其传质方式以界面更新理论为依据。

实践证明，本发明完全解决了目前接触氧化反应池所存在的问题，而且装置中无水流死角而且填料层中的水流呈层流，所以生物膜的形成时间非常短，只需接触氧化反应池的1/5-/10时间，即24小时内即可形成，并且生物膜生长均匀、无生物膜生长过后或难以脱落造成堵塞的问题。生物膜的比表面积大、对水流过滤接触性能非常优越，因此装置中的水流清澈、出流水中的悬浮物浓度非常低。

本发明所采用的生物膜载体和保持生物膜有足够表面积的填料采用聚乙烯材质的毛刷状或喷丝成型的块状菱形孔网状(丝瓜瓤形状)填料。

本发明具有动力消耗低、生物膜形成快、处理效果好、维护管理方便等优点，适用于各种含有机物污水或废水的净化处理。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的俯视结构示意图。

图1图2中，1为好氧生物膜处理装置壳体，2为进水，3为充氧混合器，4为空气管道，5为水流方向，6为填料层，7为水，8为空气压缩机，9为空气流量调节阀门，10为出水。

图3为本发明充氧混合器的结构示意图。

图3中，11为充氧混合器射流提升筒，箭头12所指为充气方向，13为射流喷射头，14为气—液两相流流动方向。

具体实施方式：

以下结合附图对本发明的技术方案作进一步描述。

如图所示，本发明的装置主要由可以容纳水的装置壳体1、生物载体填料层6、充氧混合器3、空气压缩机8、以及进水2、出水10和空气管道4、空气流量调节阀门9构成。

装置壳体1的横断面形状呈圆形或矩形，装置中水7的深度为3-5米，生物填料层6的高度为2-4米，填料层6的底面距装置壳体1底面的距离为0.3-0.5米，充氧混合器3的横断面形状为圆形或矩形，当为圆形横断面时，充氧混合器3的直径为0.15-0.40米，当为矩形横断面时，其短边长度为0.15-0.40米，充氧混合器3以直立和轴心间距为1.0-1.6米的方式均匀分布并安装固定在装置壳体1的底面，其筒体底边距装置壳体1底面的距离为0.15-0.4米，生物载体填料层6分布在其周围，空气压缩机8提供的压缩空气通过空气流量调节阀门9和空气管道4均匀分配给每个充氧混合器3。

用于向水中充氧的曝气器为具有射流提升功能的充氧混合器3，它安放在附着了微生物膜的载体填料层6的中间，由射流提升筒11及提升筒下部的射流喷射头13构成。压缩空气通过空气管道4沿图3中箭头所指的充气方向12到达充氧混合器3，并从充氧混合器射流提升筒11中的喷头13中喷出，气流在射流提升筒中与水流相混合，形成气—液两相流，并不断将填料层底部的水沿着图中箭头14所示的方向循环流动。在此过程中，气流中所含的氧气被溶解到水中，达到充氧的目的。同时，水中的溶解氧通过扩散不断进入到附着在填料上的生物膜的内部，提供给生息在其中的微生物，使其完成对水中有机物的降解和去除，达到净化处理污水的目的。

在充氧过程中，水流不断经过充氧混合器3由填料层的底部被提升填料层的上部，接着向下流动、穿过滤料层，形成水流的上下循环混合。在这样的循环混合过程中，水流的主体逐渐从设备的入口端向出口端流动，其流动方式呈横向正弦波式活塞流。附着在填料表面的微生物膜在此过程中不断从水流中将有机物吸附至其表面并进行代谢，将其分解为水和二氧化碳，使水流中的有机物浓度降低。

Claims (3)

1、一种污水好氧生物膜处理装置，其特征在于包括可以容纳水的装置壳体(1)、生物载体填料层(6)和充氧混合器(3)，装置壳体(1)的横断面形状呈圆形或矩形，装置中水深为3-5米，生物载体填料层(6)的高度为2-4米，填料层的底面距装置壳体(1)底面的距离为0.3-0.5米，充氧混合器(3)的横断面形状为圆形或矩形，充氧混合器(3)以直立和轴心间距为1.0-1.6米的方式均匀分布并安装固定在装置壳体(1)的底面，其筒体底边距装置壳体(1)底面的距离为0.15-0.4米，生物载体填料层(6)分布在其周围，空气压缩机(8)提供的压缩空气通过空气流量调节阀门(9)和空气管道(4)均匀分配给每个充氧混合器(3)；所述充氧混合器(3)由射流提升筒(11)及提升筒下部的射流喷射头(13)构成，压缩空气通过空气管道(4)沿充气方向(12)进入射流喷射头(13)，并沿气一液两相流流动方向(14)喷出，射出的空气在射流提升筒(11)中与水流相混合，并沿水流方向(5)流动，产生充氧混合效果。

2、如权利要求1所说的污水好氧生物膜处理装置，其特征在于充氧混合器的横断面形状为圆形横断面时，其直径为0.15-0.40米，当为矩形横断面时，其短边长度为0.15-0.40米。

3、如权利要求1所说的污水好氧生物膜处理装置，其特征在于生物载体填料层(6)采用聚乙烯材质的毛刷状或喷丝成型的块状菱形孔网状填料。

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