CN202658001U - 生物盘片、生物转鼓及一体化转鼓式生活污水处理器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种生物盘片、生物转鼓及一体化转鼓式生活污水处理器。一种生物盘片，包括一圆形的支撑盘片和固定在所述支撑盘片上的叶片，且所述叶片与支撑盘片垂直，支撑盘片中央设有轴孔，叶片包括提升叶片，提升叶片为复数个起始自支撑盘片轴心处同方向的螺旋结构，且所述复数个螺旋结构之间的相互间距距离在近圆心处大于远离圆心处的相互间距距离。生物盘片由于具有提升叶片及曝气叶片的结构，转盘面积大大增加，且水流经过本实用新型的生物转鼓时，必须流经每个盘片，大大增加了和污水接触的表面积，极大提高了污水处理能力。一体化转鼓式生活污水处理器维修保养方便且强度低，主体设备不生锈、耐腐蚀。

Description

生物盘片、生物转鼓及一体化转鼓式生活污水处理器

技术领域

本实用新型涉及一种环保工程设备，具体涉及一种生物盘片、生物转鼓及构成的一体化转鼓式生活污水处理器。

背景技术

在污水生物处理设备中，在上个世纪五六十年代就开始使用生物盘片，生物盘片是一种生物膜法废水处理技术，生物盘片上可以生长存活时间较长的微生物、污泥龄长，有较长的耐冲击负荷能力，处理效果好。在工艺和维护运行方面生物盘片具有微生物浓度高、污泥不需回流、动力消耗低、运行费用低等优点。但是传统的生物盘片在污水处理过程中存在有机负荷低、结构不紧凑、面积小、中心转动主轴承载大等问题。

活性污泥法是污水生物处理技术中的传统方式，其去除有机物效果好，和其它工艺结合能有效去除污水中的N、P，投资成本和运行费用较低等优点，但是由于整个系统必须曝气供氧，因此在运行过程中曝气所需能耗占系统能耗的很大一部分，如果能省下这部分能耗，其投资成本和运行成本将大幅度降低。

此外，目前一体化生活污水处理器主要处理工艺为接触氧化法，以鼓风机曝气为供氧方式，此工艺有如下缺点：

①占地面积大：如果需要脱氮实现硝化与反硝化，则所需曝气池体积更大；

②能耗大：主要为鼓风机供氧能耗大，若需要脱氮实现硝化反硝化，则需要加大回流比，此时回流泵的能耗也将增大；

③噪声大：主要为鼓风机运行产生的噪声，如果鼓风机保养不及时噪声将更大，产生扰民问题，鼓风机的安装在一体化设备内进行地埋后存在洪水期被水淹的危险；

④维修复杂：曝气池中的曝气盘、生物填料五至八年需根据损坏情况进行更换，生物填料长时间曝气后会产生脱落的情况，鼓风机需定期进行保养；

⑤现有的一体化生活污水处理设备大部分只留检修人孔，此方法在维修时存在因工人不了解有毒气体的危害而不进行通风产生人员中毒或死亡。

由于上述种种缺点的存在，以致于常规的一体化生活污水处理器大部分在运行一段时间后便停止运行，成为摆设，不能起到其应用的功能。

发明内容

本实用新型所要解决的第一方面的技术问题在于克服现有技术的生物盘片表面积小、有机负荷低的缺陷，提供一种改良的具有较大比表面积的生物盘片。

为了解决上述的第一方面的技术问题，本实用新型提供的技术方案是：一种生物盘片，其特征在于，包括一圆形的支撑盘片和固定在所述支撑盘片上的叶片，且所述叶片与所述支撑盘片垂直，所述支撑盘片中央设有轴孔。

优选地，所述叶片包括提升叶片，所述提升叶片为复数个起始自支撑盘片轴心处同方向的螺旋结构，且所述复数个螺旋结构之间的相互间距距离在近圆心处大于远离圆心处的相互间距距离。

优选地，所述叶片还包括固定在所述提升叶片螺旋结构外周的曝气叶片，所述曝气叶片为由至少两组相对开口夹角为90°- 120°的叶片单元构成。

优选地，所述轴孔周围还分布有复数个出水孔。

优选地，在所述支撑盘片的边缘还设有若干凸缘的连接结构，所述轴孔为方形轴孔。

本实用新型所要解决的第二方面的技术问题在于提供一种由上述生物盘片构成的生物转鼓。

为了解决上述的第二方面的技术问题，本实用新型提供的技术方案是：生物转鼓，其特征在于，包括一转鼓外筒，所述转鼓外筒两端分别设有进水端板及出水端板，在所述进水端板的圆心附近设有若干进水孔，在所述出水端板的圆心附近设有若干出水孔，在所述生物转鼓内容纳有至少5-20个和所述转鼓外筒同轴的如1-5任一项权利要求所述的生物盘片。

优选地，所述生物转鼓内紧邻进水端板的第一生物盘片上不设出水孔，后续的生物盘片的轴孔附近都设有出水孔。

优选地，所述转鼓外筒还设有形成若干个曝气腔的曝气波纹板。

优选地，所述生物转鼓内的第一生物盘片的提升叶片的螺旋结构方向和生物转鼓的旋转方向相反，所述第一生物盘片的曝气叶片的开口夹角方向和生物转鼓的旋转方向相反；

生物转鼓内的后续生物盘片的提升叶片的螺旋结构方向和生物转鼓的旋转方向相同，后续生物盘片的曝气叶片的开口夹角方向和生物转鼓的旋转方向相同。

优选地，生物转鼓内的后续生物盘片通过在其前的生物盘片的支撑盘片背面涂覆的腻子，来进行粘接固定。

优选地，生物转鼓内的生物盘片通过其上凸缘的连接结构和转鼓外筒连接。

本实用新型所要解决的第三方面的技术问题在于提供一种一体化转鼓式生活污水处理器。

为了解决上述的第三方面的技术问题，本实用新型提供的技术方案是：一体化转鼓式生活污水处理器，包括设在缺氧池的减速机及设在二沉池的污泥泵，其特征在于，还包括设在缺氧池和二沉池之间的初沉及污泥贮存区的由减速机通过主轴连接的至少一个一级生物转鼓。

优选地，还包括由减速机通过主轴连接的二级生物转鼓和三级生物转鼓。

优选地，在最后一级生物转鼓末端设置向上提升污水的提升水车。

提升水车的作用是将经生物转鼓处理后的污水向上提升0.5m，以提升二沉池的水深，增大整个设备的容积利用率，提高二沉池的处理效果。提升水车的应用使该设备容积利用提高约15%。

优选地，所述的生物转鼓压入水中深度为0.5-0.7m。

根据浅层曝气理论，生物转鼓外部的曝气空腔及转鼓内部生物盘片外围的曝气叶片，将空气强制压进水中，达到向水中曝气充氧的目的。这种曝气方式气量大，压入水中的深度一般在0.6m左右。

本实用新型的生物盘片、生物转鼓及一体化转鼓式生活污水处理器，与现有技术相比较有如下优点和特征：

1. 本实用新型的生物盘片与现有的生物盘片相比，具有如下优点及特点：

①本实用新型的生物盘片的提升叶片由于采用了独特的螺旋结构设计，使叶片间隙从进水口至远圆心处由大变小，当生物盘片转动时，避免脱落的生物膜堵塞叶片。

②本实用新型的生物盘片的提升叶片及曝气叶片的特殊结构，相比现有技术的转盘的盘片面积大大增加，使比表面积比现有的生物盘片高50%，处理效率增加50%。

③本实用新型的生物盘片采用FRP材料，即树脂和玻璃纤维布，支撑盘片和叶片之间通过树脂腻子粘接固定，结构坚固且成本低廉。

本实用新型的生物转鼓，由于生物转鼓的第一生物盘片的上不设出水孔，后续盘片上才设有出水孔，使得水流经过生物转鼓时，必须流经每个盘片，大大增加了和污水接触的表面积，极大提高了污水处理能力。同时，可以避免污水没有经过处理直接进入下一级生物转鼓，影响处理效果。

生物转鼓其内的生物盘片通过涂覆在支撑盘片两侧的腻子固定连接成一个整体，这种连接方式使生物转鼓结构十分坚固，保证生物转鼓在一定速度下（6～7rpm）长期运行不发生损坏。

本实用新型的一体化转鼓式生活污水处理器与现有的一体化生活污水处理设备相比较具有如下优点及特点：

①体积小：本实用新型的一体化转鼓式生活污水处理器在条件相同的情况下，体积约为其它一体化生活污水处理（接触氧化法）设备的50-70%。新型一体化转鼓式生活污水处理器的高集成，高空间利用率，使得设备更为紧凑。

②动力消耗低：本实用新型的一体化转鼓式生活污水处理器设备内部用电设备只有一台减速机及一台污泥回流泵，其耗电量约为现有的一体化生活污水处理（接触氧化法）法的50-70%。

③本实用新型的一体化转鼓式生活污水处理器维修保养方便且强度低：动力设备少，且不需经常维护，主体设备采用FRP复合材料，不生锈、耐腐蚀。

④运输安装方便：本实用新型的一体化转鼓式生活污水处理器设备采用模块化设计，其外型根据运输卡车的尺寸设计，运输吊装方便；现场安装只需将进出管道及控制系统安装调试即可，非常方便。

附图说明

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型的生物盘片（后续盘片）一实施例示意图，箭头为旋转方向；

图2a为一生物盘片侧面视图；图2b为生物转鼓中的第一生物盘片结构示意图；图2c为生物转鼓中的后续生物盘片结构示意图，箭头为旋转方向。

图3a为生物转鼓进水端板示意图，图3b为生物转鼓出水端板示意图。

图4a为生物转鼓侧面示意图；图4b为4a中A-A剖视图。

图5为一体化转鼓式生活污水处理器俯视图。

图6为一体化转鼓式生活污水处理器结构示意图。

图7为一体化转鼓式生活污水处理器工艺流程图。

其中：1为生物盘片，2为支撑盘片，21连接结构，3为提升叶片，31为螺旋结构，4为曝气叶片，41为曝气叶片单元，5为出水孔；

      10为生物转鼓，11为生物转鼓的第一生物盘片，12为生物转鼓的后续生物盘片，13为生物转鼓进水端板，14为生物转鼓出水端板，15为进水端板的进水孔，16 出水端板的出水孔，17为曝气波纹板，18为转鼓外筒；

100为一级生物转鼓，120为二级生物转鼓，130为三级生物转鼓，200为提升水车，300为配水箱，400为减速机，500为滤网，700为污泥泵，

B为初沉及污泥贮存区，C为二沉池，D为缺氧池，I为进水端，O为出水端，H为生物盘片（转鼓）浸入水面的高度。

具体实施方式

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本实用新型而不限于限制本实用新型的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

如图1所示生物盘片1（后续盘片），包括一圆形的支撑盘片2和固定在支撑盘片2上的叶片，且叶片与支撑盘片2垂直，在支撑盘片2中央设有方形轴孔。所述叶片包括提升叶片3，其为复数个起始自支撑盘片2轴心处同方向的螺旋结构31，且该复数个螺旋结构31之间的相互间距距离在近圆心处大于远离圆心处的相互间距距离，所述轴孔周围还分布有复数个出水孔5。当生物盘片1旋转时，这种渐开的螺旋结构31具有提升水位的作用，以利于将污水流经支撑盘片并从轴孔处的出水孔5流出，进入后续的生物盘片进行处理。在本实施例中，叶片还包括固定在提升叶片3螺旋结构外周的曝气叶片4，所述曝气叶片4为由至少两组相对开口夹角为90°- 120°的叶片单元41构成。在所述支撑盘片2的边缘还设有若干凸缘的连接结构21。

提升叶片3采用的非等距的渐开螺旋结构31使叶片间隙从近圆心处大于远离圆心处的间距，这种设计可以避免脱落的生物膜堵塞叶片。且提升叶片3、曝气叶片4分别和所述盘片2垂直，这样增大了污水流动容积，使污水流动更加畅通，不至于轻易堵塞叶片。由于提升叶片3的独特设计，使生物盘片1转动时，污水从低位提升至高位（出水口）。同时污水、空气交替与生长在生物盘片1的生物膜进行接触，发生生物降解反应。

在实际应用的一优选实施例中，生物盘片1压入水中深度H为0.5-0.7m。根据浅层曝气理论，生物转鼓外部的曝气空腔及转鼓内部生物盘片外围的曝气叶片，将空气强制压进水中，达到向水中曝气充氧的目的，这种曝气方式气量大，压入水中的深度优选在0.6m左右。

一优选实施例中，支撑盘片、提升叶片及曝气叶片采用玻璃钢FRP材质，所述FRP为纤维强化塑料，一般指用玻璃纤维增强不饱和聚脂、环氧树脂与酚醛树脂基体，俗称玻璃钢。支撑盘片和叶片通过树脂腻子粘接，腻子为树脂和滑石粉的混合物，其调配方式为本领域技术的常规技术手段，且树脂等为市售产品。

如图2所示，图2b为生物转鼓内的第一生物盘片结构示意图；图2c为生物转鼓中的后续生物盘片结构示意图，箭头为旋转方向。生物转鼓的第一生物盘片11的提升叶片3的螺旋结构31方向和生物转鼓(生物盘片)的旋转方向相反，第一生物盘片的曝气叶片4的开口夹角方向和生物转鼓(生物盘片)的旋转方向相反；且后续生物盘片的提升叶片3的螺旋结构31方向和生物转鼓(生物盘片)的旋转方向相同，后续生物盘片的曝气叶片4的开口夹角方向和生物转鼓(生物盘片)的旋转方向相同。且生物转鼓的第一生物盘片11上不设出水孔，后续的生物盘片12轴孔附近都设有出水孔5。

如图3、图4所示的生物转鼓，包括一转鼓外筒18，所述转鼓外筒18两端分别设有进水端板13及出水端板14，在进水端板13的圆心附近设有若干进水孔15，在所述出水端板14的圆心附近设有若干出水孔16，在所述生物转鼓10内容纳有至少5-20个和所述转鼓外筒18同轴的生物盘片。如图4b所示，生物转鼓内紧邻进水端板的第一生物盘片11上不设出水孔，后续的生物盘片12的轴孔附近都设有出水孔5。在转鼓外筒18还设有形成若干个曝气腔的曝气波纹板17。

本实用新型的一优选实施例中，生物转鼓10内的第一生物盘片11的提升叶片3的螺旋结构方向和生物转鼓10的旋转方向相反，所述第一生物盘片11的曝气叶片4的开口夹角方向和生物转鼓的旋转方向相反；生物转鼓内的后续生物盘片12的提升叶片3的螺旋结构方向和生物转鼓10的旋转方向相同，后续生物盘片12的曝气叶片4的开口夹角方向和生物转鼓10的旋转方向相同。生物转鼓内的生物盘片1通过其上凸缘的连接结构21和转鼓外筒18连接。

在每只生物转鼓中，包括至少 5-20片的生物盘片，每个生物盘片通过腻子将支撑盘片和叶片粘接固定；转鼓内的后续生物盘片通过在其前的生物盘片的支撑盘片背面涂覆的腻子，来进行粘接固定。

如图4所示，箭头表示水流方向，H为生物盘片（生物转鼓）浸入水面的高度，转鼓内外的液位差产生的浮力，可以减少轴承的负荷，同时减小摩擦阻力，从而降低电机的功率。且后续生物盘片12的数量可以根据水量及水质的情况进行调整，但在每只转鼓中，其数量 5-20片。在实际应用中，生物盘片及生物转鼓直径根据水量的大小，可以在1.2-2.5m的范围内变化。如图4b所示，水流通过生物转鼓的进水端板13的进水孔15进入生物外筒18和生物盘片的连接结构21之间形成的空腔中，由于生物转鼓10的第一生物盘片11上不设出水孔，后续盘片12上才设有出水孔，因此水流必须流经每个生物盘片，大大增加了生物盘片和污水接触的表面积，极大提高了污水处理能力。最后经过初步净化的水流从生物转鼓的末端的出水端板14的出水孔16流出。

如图5、图6所示的一体化转鼓式生活污水处理器，包括设在缺氧池D的减速机400, 设在初沉及污泥贮存区B的由减速机通过主轴连接的生物转鼓，和设在二沉池C的污泥泵700。本实施例中，在初沉及污泥贮存区B中减速机400通过主轴依次连接有一级生物转鼓100、二级生物转鼓120和三级生物转鼓130，在最后的三级生物转鼓130末端设置向上提升污水的提升水车200。提升水车200的作用是将经生物转鼓处理后的污水向上提升0.5m，以提升二沉池的水深，增大整个设备的容积利用率，提高二沉池的处理效果，提升水车200的应用使该设备容积利用率提高约15%。一优选实施例中，所述的生物转鼓压入水中深度H为0.5-0.7m。

由于污水中污染因子如COD，在被生物降解过程中，其数值是渐降低的，将转子分成三级以保证出水更为稳定。如总进水COD为300ppm，一级转鼓进水为300ppm出水为200ppm，去除率为33%;二级转鼓进水为200ppm出水为100ppm，去除率为50%；三级转鼓进水为100ppm出水为50ppm，去除率为50%。总的进出水为300ppm降至50ppm，去除率为82%。若采用单级转鼓，要达到同样的去除率，所需的转鼓长度比三级转鼓的总和要长。采用三级转鼓也是为了生产方便，使得产品的生产、组装及维修更为方便。

一级转鼓中的提升叶片的数量为二级、三级转鼓中提升叶片数量的一半，这样设置的原因是：进入第一级转鼓的污水中的污染物浓度相比较进入后续转鼓的污染物浓度高，叶片上附着的生物膜较厚，为了防止叶片堵塞，故将第一级转鼓中的叶片数量减半，以增加叶片之间的间隙。

如图7所示的一体化转鼓式生活污水处理器工艺流程图，具体包括以下几个部分：

1、初沉及污泥贮存区B：

污水通过提升泵，首先进入初沉及污泥贮存区B，在这个区域中，污水在重力作用下，进行泥水分离，经污泥（回流）泵回流的污泥也在此区域进行泥水分离。同时，此区污水在此区域消耗一部分氧气，确保进入缺氧池D的污水中的溶解氧足够低，有效的控制缺氧池的缺氧状态。

、缺氧池D

缺氧池D中设有填料，二沉池的出水部分回流至缺氧池，在核心部分硝化后的的氨氮在这里进行反硝化反应；硝酸盐在反硝化菌的作用下转化成氮气，从水中逸出，最终达到脱氮的目的。

、生物转鼓10

生物转鼓是一体化转鼓式生活污水处理装置的核心部分，此生物转鼓采用了多种生物处理技术，通过生物转鼓外部的曝气空腔及转鼓内部生物盘片外围的曝气叶片，将空气强制压进水中，达到向水中曝气充氧的目的，此曝气方式曝气量大。此外，本实用新型的生物转鼓10的自清洗式提升叶片采用的流线可以使叶片间隙在近圆心处大于远离圆心处的间距，避免脱落的生物膜堵塞提升叶片的可能，而且曝气叶片及提升叶片的设置使得生物转鼓的比表面积比传统的生物转盘的比表面积高50%。

、提升水车200：提升水车200将经生物转鼓处理后的污水向上提升0.5m，以提升二沉池的水深，增大整个设备的容积利用率，提高二沉池的处理效果：提升水车200的应用使该设备容积利用率提高约15%。

配水箱300：配水箱将经过提升水车200提升后污水，按比例对进行分配，一部分进入到二沉池C进行泥水分离后排放，另一部分进入到缺氧池D进行反硝化脱氮。

二沉池C：二沉池C是将缺氧区及生物转鼓脱落的生物膜与污水进行泥水分离，为了增大分离效果及提高分离效率，二沉池采用斜管式二沉池，二沉上部加入滤网以进一步去除污水的的悬浮物。二沉池内的沉淀污泥经污泥回流泵抽送至污泥贮存区。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。

Claims (15)

1.一种生物盘片，其特征在于，包括一圆形的支撑盘片和固定在所述支撑盘片上的叶片，且所述叶片与所述支撑盘片垂直，所述支撑盘片中央设有轴孔。

2.根据权利要求1所述的一种生物盘片，其特征在于，所述叶片包括提升叶片，所述提升叶片为复数个起始自支撑盘片轴心处同方向的螺旋结构，且所述复数个螺旋结构之间的相互间距距离在近圆心处大于远离圆心处的相互间距距离。

3.根据权利要求2所述的一种生物盘片，其特征在于，所述叶片还包括固定在所述提升叶片螺旋结构外周的曝气叶片，所述曝气叶片为由至少两组相对开口夹角为90°-120°的叶片单元构成。

4.根据权利要求1所述的一种生物盘片，其特征在于，所述轴孔周围还分布有复数个出水孔。

5.根据权利要求1所述的一种生物盘片，其特征在于，在所述支撑盘片的边缘还设有若干凸缘的连接结构，所述轴孔为方形轴孔。

6.生物转鼓，其特征在于，包括一转鼓外筒，所述转鼓外筒两端分别设有进水端板及出水端板，在所述进水端板的圆心附近设有若干进水孔，在所述出水端板的圆心附近设有若干出水孔，在所述生物转鼓内容纳有至少5-20个和所述转鼓外筒同轴的如权利要求1-5所述的生物盘片。

7.根据权利要求6所述的生物转鼓，其特征在于，所述生物转鼓内紧邻进水端板的第一生物盘片上不设出水孔，后续的生物盘片的轴孔附近都设有出水孔。

8.根据权利要求6所述的生物转鼓，其特征在于，所述转鼓外筒还设有形成若干个曝气腔的曝气波纹板。

9.根据权利要求6-8任一项所述的生物转鼓，其特征在于，所述生物转鼓内的第一生物盘片的提升叶片的螺旋结构方向和生物转鼓的旋转方向相反，所述第一生物盘片的曝气叶片的开口夹角方向和生物转鼓的旋转方向相反；

生物转鼓内的后续生物盘片的提升叶片的螺旋结构方向和生物转鼓的旋转方向相同，后续生物盘片的曝气叶片的开口夹角方向和生物转鼓的旋转方向相同。 

10.根据权利要求6所述的生物转鼓，其特征在于，生物转鼓内的后续生物盘片通过在其前的生物盘片的支撑盘片背面涂覆的树脂腻子来进行粘接固定。

11.根据权利要求6所述的生物转鼓，其特征在于，生物转鼓内的生物盘片通过其上凸缘的连接结构和转鼓外筒连接。

12.一体化转鼓式生活污水处理器，包括设在缺氧池的减速机及设在二沉池的污泥泵，其特征在于，还包括设在缺氧池和二沉池之间的初沉及污泥贮存区的由减速机通过主轴连接的至少一个一级如权利要求6-11所述的生物转鼓。

13.根据权利要求12所述的一体化转鼓式生活污水处理器，其特征在于，还包括由减速机通过主轴连接的二级生物转鼓和三级生物转鼓。

14.根据权利要求12所述的一体化转鼓式生活污水处理器，其特征在于，在最后一级生物转鼓末端设置向上提升污水的提升水车。

15.根据权利要求12-14任一项所述的一体化转鼓式生活污水处理器，其特征在于，所述的生物转鼓压入水中深度为0.5-0.7m。 

Images