CN205556211U - 一种势能增氧生态净化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种势能增氧生态净化装置，涉及污水处理技术领域。该装置包括多层依次垂直相连的水箱，水箱的底部设有集水廊道，中间设有填料，填料由下到上直径逐渐减小，水箱的一端与污水入口或上级水箱的出水口连接，另一端与增氧机连接，增氧机内设有虹吸管，虹吸管的吸水口设于本层水箱集水廊道的底部，出水口通入下一层水箱的集水廊道；集水廊道的底部还设有供气管道，供气管道上开设有多个小孔。本实用新型通过增氧机将上层水箱的集水排入下层水箱，利用势能转化为动能进行大气复氧，提高了污水中的溶氧量和污水处理效率，节约了成本；同时通过供气管道上的小孔向水内提供氧气，增加了水箱的复氧量和复氧速度，提高了装置净化能力。

Description

一种势能增氧生态净化装置

技术领域

本实用新型涉及污水处理技术领域，具体涉及一种势能增氧生态净化装置。

背景技术

在对被污染的水体进行治理时，常采用好氧微生物处理工艺使水质达到标准。而为了恢复水中的溶解氧(即DO)，现行成熟的污水处理工艺大都依据大气复氧双膜理论采用鼓风曝气，但这种方法复氧效率低，能耗大，运行成本高，特别是当要求污水处理达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918－2002)一级A标准时，仅“鼓风曝气”的费用就会成倍增加。为此，有关学者提出了利用生物转盘法来增加污水中的氧气，以便好氧微生物的生长、繁殖和分解污染物。生物转盘法依靠盘片周期性出露水面和淹没水中，使得填料上的水膜得到一定的溶解氧含量，但在污水处理过程中，由于盘片旋转运动，生物膜与废水不断摩擦，产生沿转盘切线方向的剪切力，容易导致生物膜剥落并随废水一同进入二沉池，而且该方法还存在处理效率低、能耗偏高等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种势能增氧生态净化装置，应用势能增氧净化处理工艺，通过多级设置的水箱进行大气复氧，其成本低、效率高、能耗小、净化效果较好。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种势能增氧生态净化装置，包括多层依次垂直相连的水箱，所述水箱的底部设有集水廊道，中间设有填料，所述填料由下到上直径逐渐减小，所述水箱的一端与污水入口或上级水箱的出水口连接，另一端与增氧机连接，所述增氧机内设有虹吸管，所述虹吸管的吸水口设于本层水箱集水廊道的底部，出水口通入下一层水箱的集水廊道；所述集水廊道的底部还设有供气管道，所述供气管道上开设有多个小孔。

作为一种势能增氧生态净化装置的优选方案，所述供气管道包括横向管和纵向管，所述横向管沿集水廊道的底部设置，所述纵向管沿增氧机的一侧和顶部设置。

作为一种势能增氧生态净化装置的优选方案，所述横向管的顶部均匀开设有多个所述小孔，用于向集水廊道内通入氧气。

作为一种势能增氧生态净化装置的优选方案，所述横向管上沿长度方向平行设置有至少两列小孔。

作为一种势能增氧生态净化装置的优选方案，所述水箱设有10层，每层水箱的长度为3m，宽度为1.2m，高度为30cm。

作为一种势能增氧生态净化装置的优选方案，所述虹吸管的吸水口距水箱底部距离为25㎜。

作为一种势能增氧生态净化装置的优选方案，所述供气管道的直径为3-5㎝，所述小孔每隔0.3m设置一个。

作为一种势能增氧生态净化装置的优选方案，所述供气管道为PVC材料制成的圆管。

作为一种势能增氧生态净化装置的优选方案，每层所述水箱的一端设有一个增氧机，相邻两层水箱的增氧机分别设于水箱不同的端部，所有增氧机整体呈S型排布。

作为一种势能增氧生态净化装置的优选方案，所述填料的材质为砂石、珍珠岩、活性炭、PP花球或沸石，且所述填料上负载有好氧微生物和轮虫类生物。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型通过增氧机的虹吸管将上层水箱的集水排入下层水箱，利用势能转化为动能进行大气复氧，不仅提高了污水中的溶氧量，加快了微生物的分解速度，提高了污水的处理效率，而且也大大节约了成本，降低了能耗，克服了采用鼓风曝气方法的弊端；同时在集水廊道底部设置供气管道，通过供气管道上的小孔向水内提供氧气，增加了水箱的复氧量和复氧速度，提高了装置净化能力。本实用新型运行费用低，污泥量小，管理方便，具有较强的实用价值。

附图说明

为了更明显易懂的说明本实用新型的实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单介绍，下面描述的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本实用新型实施方式提供的势能增氧生态净化装置的结构示意图。

图中：

1、水箱；2、集水廊道；3、填料；4、增氧机；5、虹吸管；6、供气管道。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步地详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构，且附图仅以说明为目的，并未依照原尺寸作图。

如图1所示，本实施方式提供了一种优选的势能增氧生态净化装置，包括多层依次垂直相连的水箱1，水箱1的底部设有集水廊道2，中间设有填料3，填料3由下到上直径逐渐减小，水箱1的一端与污水入口或上级水箱1的出水口连接，另一端与增氧机4连接，增氧机4内设有虹吸管5，虹吸管5的吸水口设于本层水箱1集水廊道2的底部，出水口通入下一层水箱1的集水廊道2；集水廊道2的底部还设有供气管道6，供气管道6上开设有多个小孔。

本实用新型应用势能增氧净化处理工艺，通过势能增氧装置进行大气复氧，成本低，节能，净化效果好，大大提高了污水中的溶氧量，加快了微生物的分解速度，提高了污水的处理效率；同时在集水廊道底部设置供气管道，通过供气管道上的小孔向水内提供氧气，增加了水箱的复氧量和复氧速度，提高该装置净化能力。本实用新型运行费用低，污泥量小，管理方便，具有较强的实用价值。

进一步地，本实用新型供气管道6分为横向管和纵向管，横向管沿集水廊道2的底部平铺设置，纵向管紧贴增氧机4的一侧和顶部设置。该供气管道6在横向管的顶部均匀开设有多个小孔，用于向集水廊道2内通入氧气。为增加氧气供应量和供氧均匀性，本实施方式优选沿横向管的长度方向设置3列小孔，且各列小孔相互平行。

作为优选，本实用新型的水箱1设有10层，每层水箱1的长度为3m，宽度为1.2m，高度为30cm。此处，水箱1的层数由污水进水水质特性、处理水量和出水水质要求等确定。本实用新型为钢筋砼、砖混结构，内外涂有防水粉，其通过内部多层、浅层的箱体结构进行复氧，大大强化了生物转盘的盘片(或填料)周期性露出水面和淹没水中的过程；优选地，本实用新型也可以采用钢结构进行制作，其重量轻、强度高、变形能力强、抗震度好，大大提高了该装置的安全可靠性，同时也降低了其基础造价。每层水箱1中装满填料3，填料3的材质为砂石、珍珠岩、活性炭、PP花球或沸石中的任意一种或几种的组合，具体地，可根据处理水质的不同来调整填料13的类型。本实施方式中填料3采用卵石和黄沙，并按大卵石、中卵石、小卵石、粗砂和细砂的顺序从下到上分层铺砌。分层铺砌的目的是为了不让填料堵塞，粗、细颗粒填料级配是为了增加比表面积(至少可达生物转盘比表面积的3倍)。另外，该填料3上负载有好氧微生物和轮虫类生物，用于对污水中的有机物质进行分解。

作为优选，增氧机4的虹吸管5由PVC弯管制成，虹吸管5的吸水口距水箱1底部距离为25㎜。该增氧机4利用水力学中的负压原理，产生虹吸，从而增加了水的势能，减少了能源消耗。进一步地，每层水箱1的一端设有一个增氧机4，相邻两层水箱1的增氧机4分别设于水箱1不同的端部，所有增氧机4整体呈S型排布。这种排布方式结构简单，所需设备少，便于管理。当然，也可以在每层水箱1的两端各设一个增氧机4，即本装置中共设20个增氧机4，通过将增氧机加设在水箱1两头，能够很快吸干水箱1中的水，并增加出水中的溶解氧的含量。

进一步地，供气管道6为PVC材料制成的圆管，且供气管道6的直径为3-5㎝，其上的小孔每隔0.3m设置一个，以便于向水箱1内通入充足的氧气，并适应水箱1的尺寸。另外，相邻两层水箱1之间设有不透水隔板，具体地，不透水隔板为3㎝厚的水泥砂浆，填料3在水泥砂浆上沿横向嵌砌成排，每两排间设有间隙，形成集水细沟，通到纵向的集水廊道2。每层水箱1的虹吸管5的吸水口设于本层集水廊道2的下部，出水口通入下一层水箱1的集水廊道2，且第一层集水廊道2承接由起搏器下泄的污水，其余层的集水廊道2承接上一层虹吸管5的出水。

本实用新型的工作原理如下：

当污水自第一层进入增氧机4时，由于集水廊道2的存在，并且由于箱体中的填料3是大颗粒在下，小颗粒在上，污水则自下而上运动，其中携带的悬浮物质自下而上被截留。当水位上升到增氧机4中的虹吸管5顶部并超过后，则由于虹吸作用的产生，污水以较大的流速自虹吸管5中向下一层排出，水箱1中的水很快(一般不超过2分钟)被吸干，空气进入，进行大气复氧。当每一层的污水被吸干后，虹吸就自动断开。由于污水不断的进入(或上一层的污水，向下一层排入)水位再次上升，再次虹吸，周而复始。每一层水箱1中填料3上的水膜和生物膜，则获得了不断暴露于大气，淹没于水中的周期性，周而复始的吸收氧气。在此过程中，供气管道6源源不断地向水箱1内提供氧气，加快了该装置复氧的能力和工作效率。

本实用新型由于虹吸流速较大，且虹吸管5的吸水口在水箱1的下部，装满填料3的水箱中污水很顺畅地自上而下由小颗粒向大颗粒方向运动，并沿集水廊道2通向虹吸管5，被截留在填料3中的悬浮物也顺畅地由上而下进入集水廊道2被虹吸管5排出，因而长期使用填料3也不会堵塞。

另外，由于虹吸流速较大，水箱1中污水很快被吸干，大气也随着进入集水廊道2，并沿大颗粒孔隙向小颗粒孔隙自下而上的与所有填料3中的水膜相接触而进行大气复氧，使得填料3表面水膜中的溶解氧迅速增加，而且由于水膜很薄，其中的溶解氧很快向饱和值接近。当每一层水箱1中的污水被吸干后，虹吸自动断开，且由于其与上一层的来水有一段间歇时间，故使得填料3中水膜的大气复氧时间很充分。上一层再次向下一层排入的污水与填料3水膜中的溶解氧很快对流扩散混合，则污水中的溶解氧也迅速增加，使得填料上所附的生物膜处于很好的好氧状态，好氧微生物得以在充分好氧的环境中生长、繁殖，分解污水，使其得到净化。

本实用新型多层水箱1中的污水，不断地自上一层向下一层传递，每传递一层，下一层水箱1中的填料3都是新增加的填料3，这些填料3同样也获得不断暴露于大气，淹没于水中的周期性运动。从而新增加的填料3上水膜的大气复氧量和生物膜的数量，也要新增加一次。污水每向下一层传递一次溶解氧都要再次增加，好氧微生物都要再次分解污水，溶解氧是递增的，微生物分解污水也是递增的，层次越多(同时填料的生物膜也越多，势能利用也越多)溶解氧增加越多，进一步分解污水的次数也越多，水质变好越快，达到的水质标准也越高。高浓度有机废水的处理，可以根据污水浓度来设计水箱1的层数，污水浓度越高，水箱1的层数越多，最后总能达到所要求的水质标准。

本实用新型无须罗茨风机鼓风曝气，通过增氧机将势能转为动能进行大气复氧及吹脱，水质可达到国家允许排放一级标准，其能耗小，运行费用低，并且全程自控无需专人管理，是一种应用前景良好的污水处理装置。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种势能增氧生态净化装置，其特征在于，包括多层依次垂直相连的水箱(1)，所述水箱(1)的底部设有集水廊道(2)，中间设有填料(3)，所述填料(3)由下到上直径逐渐减小，所述水箱(1)的一端与污水入口或上级水箱(1)的出水口连接，另一端与增氧机(4)连接，所述增氧机(4)内设有虹吸管(5)，所述虹吸管(5)的吸水口设于本层水箱(1)集水廊道(2)的底部，出水口通入下一层水箱(1)的集水廊道(2)；所述集水廊道(2)的底部还设有供气管道(6)，所述供气管道(6)上开设有多个小孔。

2.根据权利要求1所述的势能增氧生态净化装置，其特征在于，所述供气管道(6)包括横向管和纵向管，所述横向管沿集水廊道(2)的底部设置，所述纵向管沿增氧机(4)的一侧和顶部设置。

3.根据权利要求2所述的势能增氧生态净化装置，其特征在于，所述横向管的顶部均匀开设有多个所述小孔，用于向集水廊道(2)内通入氧气。

4.根据权利要求3所述的势能增氧生态净化装置，其特征在于，所述横向管上沿长度方向平行设置有至少两列小孔。

5.根据权利要求1所述的势能增氧生态净化装置，其特征在于，所述水箱(1)设有10层，每层水箱(1)的长度为3m，宽度为1.2m，高度为30cm。

6.根据权利要求5所述的势能增氧生态净化装置，其特征在于，所述虹吸管(5)的吸水口距水箱(1)底部距离为25㎜。

7.根据权利要求5所述的势能增氧生态净化装置，其特征在于，所述供气管道(6)的直径为3-5㎝，所述小孔每隔0.3m设置一个。

8.根据权利要求1所述的势能增氧生态净化装置，其特征在于，所述供气管道(6)为PVC材料制成的圆管。

9.根据权利要求1所述的势能增氧生态净化装置，其特征在于，每层所述水箱(1)的一端设有一个增氧机(4)，相邻两层水箱(1)的增氧机(4)分别设于水箱(1)不同的端部，所有增氧机(4)整体呈S型排布。

10.根据权利要求1所述的势能增氧生态净化装置，其特征在于，所述填料(3)的材质为砂石、珍珠岩、活性炭、PP花球或沸石。