專利名稱：一種圓形生物膜盤片及采用該盤片的自曝氣生物轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及污水處理設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種圓形生物膜盤片及采用該盤片的自曝氣生物轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
利用微生物對(duì)生活或工業(yè)污水進(jìn)行處理是污水處理中廣泛使用的處理方法，由于該方法在污水處理過程中不使用化學(xué)藥劑，從而大大減少了對(duì)環(huán)境的污染和處理成本。在污水生物處理設(shè)備中，生物轉(zhuǎn)盤于二十世紀(jì)五六十年代開始使用，是一種生物膜法廢水處理裝置。生物轉(zhuǎn)盤上可以生長(zhǎng)世代存活時(shí)間較長(zhǎng)的微生物、污泥齡長(zhǎng)，有較長(zhǎng)的耐沖擊負(fù)荷能力，處理效果好，在工藝和維護(hù)運(yùn)行方面具有微生物濃度高、污泥不需回流、動(dòng)力消耗低、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，但是傳統(tǒng)的生物轉(zhuǎn)盤在污水處理過程中面臨惡臭、有機(jī)負(fù)荷低、結(jié)構(gòu)不緊湊、施工復(fù)雜、占地面積大，中心轉(zhuǎn)動(dòng)主軸承載大等問題。 活性污泥法是污水生物處理技術(shù)中的傳統(tǒng)方式，其具有去除有機(jī)物效果好，和其他工藝結(jié)合能有效去除污水中的N、P，投資成本和運(yùn)行費(fèi)用較低等優(yōu)點(diǎn)，但是由于整個(gè)系統(tǒng)必須曝氣供氧，因此在運(yùn)行過程中，曝氣所需能耗占系統(tǒng)能耗的很大一部分，如果能省下這部分能耗，其投資成本和運(yùn)行成本將大幅度降低。美國(guó)專利US D452295S公開了一種具有曝氣功能的生物轉(zhuǎn)盤，盤片分為三份或四份，粗糙的表面為生物膜的生長(zhǎng)提供有利條件。在生物轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，轉(zhuǎn)盤內(nèi)的空氣以氣泡的形式釋放從而實(shí)現(xiàn)曝氣。通過調(diào)整轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速來調(diào)整曝氣量，以滿足活性污泥和生物膜的需氧量。同時(shí)一部分空氣可以在腔體單元之間轉(zhuǎn)移，增加浮力，減少設(shè)備的動(dòng)力消耗。在設(shè)備的腔體單元轉(zhuǎn)到液面上時(shí)，單元內(nèi)的空氣都已經(jīng)以氣泡的形式釋放到廢水中。這種曝氣方法延長(zhǎng)了氣水接觸時(shí)間，最大可能的提高了氧轉(zhuǎn)移率。但其還存在以下不足(1)雖然能夠?qū)崿F(xiàn)自曝氣，但是由于扇形單元曝氣口位置靠上，進(jìn)氣口被水面封住時(shí)，空腔內(nèi)的氣體較少，這就使得帶入液體的空氣量較??；(2)曝氣時(shí)氣泡的大小沒有得到有效的控制，氣泡較大，充氧效率低；(3)盤片總表面積較小，生物膜附著面積受到很大影響，從而降低了生物轉(zhuǎn)盤的去污性能；(4)每個(gè)扇形單元只靠?jī)蓚€(gè)穿孔結(jié)構(gòu)穿桿連接，在扇形單元壓緊連接及整個(gè)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候受力不均，對(duì)穿桿的機(jī)械強(qiáng)度要求增加，穿桿在長(zhǎng)期的運(yùn)行過程中容易損壞變形。

發(fā)明內(nèi)容
為了彌補(bǔ)上述利用微生物對(duì)生活或工業(yè)污水進(jìn)行處理過程中曝氣設(shè)備出現(xiàn)缺陷，本發(fā)明提出一種圓形生物膜盤片及采用該盤片的自曝氣生物轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)。實(shí)現(xiàn)上述有益效果的技術(shù)方案為，一種圓形生物膜盤片，包括底板，所述底板為圓形結(jié)構(gòu)，在其圓心位置開有穿孔，穿孔外圍相間分布有同心的環(huán)形凸起、凹槽，凸起和凹槽共同構(gòu)成底板的“S”形波紋結(jié)構(gòu)，在底板外圍還固定有高于盤片波紋的擋板，擋板焊接在底板邊緣并留有缺口。本技術(shù)方案中，盤片的“S”形波紋表面提高了單片盤片的生物膜附著面積，波紋板表面獨(dú)特的同心環(huán)狀結(jié)構(gòu)在轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)提高污水在盤片內(nèi)部與生物膜的接觸時(shí)間；本發(fā)明的缺口在盤片露出水面時(shí)通入空氣，盤片在水下轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)盤片內(nèi)剩余的空氣逐漸排出，延長(zhǎng)了空氣與生物膜的接觸時(shí)間，提高了反應(yīng)效率，同時(shí)空氣在排出的時(shí)候?qū)ξ鬯M(jìn)行攪拌，空氣中攜帶的部分氧氣溶入污水中，提高污水含氧量，為后續(xù)凈化做鋪墊。所述擋板設(shè)一側(cè)邊沿設(shè)有凸緣，另一側(cè)邊沿設(shè)有凹陷，相鄰兩個(gè)盤片的凸緣和凹陷可以配合卡接到一起。本技術(shù)方案中，采用凸緣與凹陷配合完成相鄰的兩個(gè)盤片的安裝，便于相鄰兩個(gè)盤片的對(duì)準(zhǔn)，簡(jiǎn)化了安裝步驟，縮短了安裝時(shí)間，同時(shí)，凸緣和凹陷還可以起到部分密封的作用，防止外界混入雜物和外界對(duì)生物膜的沖刷，延長(zhǎng)了生物膜的壽命。一種采用上述盤片的生物轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)，多個(gè)盤片縱向固定在一起構(gòu)成盤片單元，多個(gè)盤片單元固定到環(huán)形框架上構(gòu)成轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)，構(gòu)成盤片單元的相鄰盤片的缺口對(duì)應(yīng)到一起。本發(fā)明的自曝氣生物轉(zhuǎn)輪的盤片單元徑向環(huán)形固定到一起，在轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候盤片單元同時(shí)對(duì)污水起到攪拌的作用。所述盤片單元還包括連接軸，連接軸穿過盤片的穿孔將盤片單元固定到環(huán)形框架上。本技術(shù)方案中，采用一根連接軸穿過穿孔的方式將盤片固定到一起，并將盤片單元固定到環(huán)形框架上，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單便于維護(hù)，增加了盤片單元固定的機(jī)械強(qiáng)度和穩(wěn)定性，提高了盤片單元的使用壽命。所述環(huán)形框架包括中心轉(zhuǎn)軸，固定在中心轉(zhuǎn)軸兩側(cè)的支撐架和固定在支撐架上的環(huán)形盲板，盲板通過連接軸與盤片單元連接并將盤片單元兩端密封住。本技術(shù)方案中，中心轉(zhuǎn)軸為生物轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)軸心，支撐架和盲板配合固定好具有生物膜反應(yīng)功能的盤片單元，在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)盲板將盤片單元兩端密封住，提高了兩端盤片生物膜的壽命。所述支撐架還包括多個(gè)延伸出盲板的架梁，架梁的末端延伸出盲板并連接有盤片單元。本技術(shù)方案中，架梁的轉(zhuǎn)動(dòng)軌道較大，連接在架梁頂端的盤片單元的反應(yīng)路程較長(zhǎng)，同時(shí)由于其在水下的運(yùn)動(dòng)角速度較大，對(duì)污水的攪動(dòng)劇烈，提高了污水中的溶氧量和污水中微生物的生長(zhǎng)。在架梁的末端還設(shè)有密封板，密封板通過連接軸與盤片單元連接并將盤片單元兩端密封住。本技術(shù)方案中，密封板保護(hù)兩端的盤片不受磨損，提高了盤片內(nèi)生物膜的壽命。所述環(huán)形框架還包括鏈輪，鏈輪與支撐架固定到一起。本技術(shù)方案中，通過鏈輪與外界連接為生物轉(zhuǎn)輪提供動(dòng)力，鏈輪與鏈條配合結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便更換和維護(hù)。所述穿孔呈多邊形，多邊形的中心和盤片的圓心重合到一起。本技術(shù)方案中，穿孔一般為正方形，采用多變形穿孔配合多變形的連接軸，避免連接軸相對(duì)穿孔出現(xiàn)滑動(dòng)。相鄰的盤片單元等距固定到環(huán)形框架上，且盤片單元的盤片缺口與環(huán)形框架切線方向保持一致。本技術(shù)方案中，盤片缺口的角度保證其在出水時(shí)可以在盤片內(nèi)帶如更多的水，在入水時(shí)為水下攪拌最大量的空氣，提高了反應(yīng)效率。


圖1為本發(fā)明的盤片的一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明盤片的一種實(shí)施方式的俯視結(jié)構(gòu)示意 圖3為本發(fā)明的生物轉(zhuǎn)輪的一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意 圖4為圖3中A位置的放大示意圖；圖5為圖3實(shí)施例中B位置的放大示意 圖6為圖3實(shí)施中轉(zhuǎn)輪的側(cè)視示意 圖中，1、底板；11、穿孔；12、凸起；13、凹陷；2、擋板；21、缺口 ；22、凸緣；23、凹槽；3、盤片單元；31、連接軸；4、環(huán)形框架；41、中心轉(zhuǎn)軸；42、支撐架；43、環(huán)形盲板；44、架梁；5、密封板；6、鏈輪；7、盤片；圖3和圖4中為了使圖面整潔，省略了盤片的結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。結(jié)合圖1，本發(fā)明盤片的一種實(shí)施方式。一種圓形生物膜盤片，包括底板1，所述底 板為圓形結(jié)構(gòu)，在其圓心位置開有穿孔11，所述穿孔呈多邊形，多邊形的中心和盤片的圓心重合到一起。結(jié)合圖2，穿孔外圍相間分布有同心的環(huán)形凸起12、凹槽13，凸起和凹槽共同構(gòu)成底板的“S”狀波紋結(jié)構(gòu)，在底板外圍還固定有高于盤片波紋的擋板2，擋板焊接在底板邊緣并留有缺口 21。參照?qǐng)D2，本實(shí)施中，所述擋板設(shè)一側(cè)邊沿設(shè)有凸緣22，另一側(cè)邊沿設(shè)有凹陷23，相鄰兩個(gè)盤片的凸緣和凹陷可以配合卡接到一起。結(jié)合圖3，本發(fā)明生物轉(zhuǎn)輪的一種實(shí)施方式，本實(shí)施例中，生物轉(zhuǎn)輪與電動(dòng)機(jī)通過鏈條連接到一起。結(jié)合圖5，多個(gè)盤片7縱向固定在一起構(gòu)成盤片單元3，多個(gè)盤片單元固定到環(huán)形框架4上構(gòu)成轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)，構(gòu)成盤片單元的相鄰盤片的缺口對(duì)應(yīng)到一起。參照?qǐng)D4，所述盤片單元還包括連接軸31，連接軸穿過盤片的穿孔將盤片單元固定到環(huán)形框架上。所述環(huán)形框架包括中心轉(zhuǎn)軸41，固定在中心轉(zhuǎn)軸兩側(cè)的支撐架42和固定在支撐架上的環(huán)形盲板43，盲板通過連接軸與盤片單元連接并將盤片單元兩端密封住。所述支撐架還包括多個(gè)延伸出盲板的架梁44，架梁的末端延伸出盲板并連接有盤片單元。在架梁的末端還設(shè)有密封板5，密封板通過連接軸與盤片單元連接并將盤片單元兩端密封住。所述環(huán)形框架還包括鏈輪6，鏈輪與支撐架固定到一起。相鄰的盤片單元等距固定到環(huán)形框架上，且盤片單元的盤片缺口與環(huán)形框架切線方向保持一致。參照?qǐng)D6，出于轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)穩(wěn)定性和平衡性的考慮，本實(shí)施例轉(zhuǎn)輪采用8個(gè)架梁，具體架梁數(shù)量可以根據(jù)實(shí)際需要增減。本發(fā)明中，盤片在拼接疊加的過程中，相鄰的兩盤片上對(duì)應(yīng)的兩個(gè)圓形單元之間會(huì)形成一個(gè)“C”形狀腔體。該裝置可以實(shí)現(xiàn)曝氣、攪拌，并能為生物膜的生長(zhǎng)提供附著空間。轉(zhuǎn)輪的驅(qū)動(dòng)是由固定在反應(yīng)器液面上的齒輪電機(jī)和鏈條傳動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)。鏈條圍繞在鏈輪上，這樣有效的減少了中心主軸的扭矩負(fù)荷。當(dāng)轉(zhuǎn)輪在液面上時(shí)，液體排出，空氣進(jìn)入腔體單元。由于有較大面積的盤片暴露在空氣中，使得盤片上生物膜外層生物得到充足的溶解氧。為了提高生物轉(zhuǎn)輪生物膜的附著量，生物轉(zhuǎn)輪扇形空腔體內(nèi)壁上我們采用S型粗糙表面，這樣腔體內(nèi)壁表面積將得到大幅度的增加。轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)到腔體單元淹沒在廢水中時(shí)，通過設(shè)計(jì)腔體的內(nèi)部機(jī)械結(jié)構(gòu)，使得腔體單元的空氣被壓縮到腔體底部。在轉(zhuǎn)輪向下旋轉(zhuǎn)的過程中，壓縮空氣以氣泡形式逐步均勻釋放。氣泡產(chǎn)生的紊流及轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)過程的攪拌作用使的生物質(zhì)混合均勻。轉(zhuǎn)輪向上轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，腔體內(nèi)剩余的氣體提供一定的浮力，減少了轉(zhuǎn)動(dòng)過程中的動(dòng)力消耗。轉(zhuǎn)輪在水面上時(shí)，固定在轉(zhuǎn)輪盤片表面的生物膜可以獲得充足的氧氣，轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)的過程中，空氣不間斷的壓縮和釋放，這個(gè)過程可以為生物膜及懸浮在水體中的活性污泥的生長(zhǎng)提供足夠的氧氣。在實(shí)際的運(yùn)行過程中，可以通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的速度來調(diào)整曝氣量，系統(tǒng)可以滿足較高的負(fù)荷所導(dǎo)致的較大的氧氣需求速率。固定的生物膜里層為厭氧生物膜，外層為好氧生物膜，反應(yīng)槽內(nèi)也存在著厭氧微生物和好樣微生物，通過間歇性的調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)速，能夠有效的控制反應(yīng)槽內(nèi)溶解氧濃度，使得反應(yīng)槽內(nèi)處在一個(gè)缺氧和好氧的交替變化環(huán)境中，從而有效的進(jìn)行脫氮和除磷，實(shí)現(xiàn)SBR傳統(tǒng)工藝的去污模式。
以上所述，為本發(fā)明的一般實(shí)施案例，并非對(duì)本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種圓形生物膜盤片，包括底板(1)，其特征在于，所述底板為圓形結(jié)構(gòu)，在其圓心位置開有穿孔(11)，穿孔外圍相間分布有同心的環(huán)形凸起(12)、凹槽(13)，凸起和凹槽共同構(gòu)成底板的“S”形波紋結(jié)構(gòu)，在底板外圍還固定有高于盤片波紋的擋板(2)，擋板焊接在底板邊緣并留有缺口(21)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓形生物膜盤片，其特征在于，所述擋板設(shè)一側(cè)邊沿設(shè)有凸緣(22)，另一側(cè)邊沿設(shè)有凹陷(23)，相鄰兩個(gè)盤片的凸緣和凹陷可以配合卡接到一起。
3.一種采用權(quán)利要求1或2所述盤片的自曝氣生物轉(zhuǎn)輪，其特征在于，多個(gè)盤片(7)縱向固定在一起構(gòu)成盤片單元(3)，多個(gè)盤片單元固定到環(huán)形框架(4)上構(gòu)成轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)，構(gòu)成盤片單元的相鄰盤片的缺口對(duì)應(yīng)到一起。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自曝氣生物轉(zhuǎn)輪，其特征在于，所述盤片單元還包括連接軸 (31)，連接軸穿過盤片的穿孔將盤片單元固定到環(huán)形框架上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自曝氣生物轉(zhuǎn)輪，其特征在于，所述環(huán)形框架包括中心轉(zhuǎn)軸 (41),固定在中心轉(zhuǎn)軸兩側(cè)的支撐架(42)和固定在支撐架上的環(huán)形盲板(43),盲板通過連接軸與盤片單元連接并將盤片單元兩端密封住。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自曝氣生物轉(zhuǎn)輪，其特征在于，所述支撐架還包括多個(gè)延伸出盲板的架梁(44)，架梁的末端延伸出盲板并連接有盤片單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自曝氣生物轉(zhuǎn)輪，其特征在于，在架梁的末端還設(shè)有密封板(5)，密封板通過連接軸與盤片單元連接并將盤片單元兩端密封住。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自曝氣生物轉(zhuǎn)輪，其特征在于，所述環(huán)形框架還包括鏈輪(6)，鏈輪與支撐架固定到一起。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自曝氣生物轉(zhuǎn)輪，其特征在于，所述穿孔呈多邊形，多邊形的中心和盤片的圓心重合到一起。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自曝氣生物轉(zhuǎn)輪，其特征在于，相鄰的盤片單元等距固定到環(huán)形框架上，且盤片單元的盤片缺口與環(huán)形框架切線方向保持一致。
全文摘要
本發(fā)明公開一種圓形生物膜盤片及采用該盤片的自曝氣生物轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)，所述盤片包括底板，所述底板為圓形結(jié)構(gòu)，在其圓心位置開有穿孔，穿孔外圍相間分布有同心的環(huán)形凸起、凹槽，凸起和凹槽共同構(gòu)成底板的“S”形波紋結(jié)構(gòu)，在底板外圍還固定有高于盤片波紋的擋板，擋板焊接在底板邊緣并留有缺口。本技術(shù)方案中，盤片波紋板表面獨(dú)特的同心環(huán)狀結(jié)構(gòu)在轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)提高污水在盤片內(nèi)部與生物膜的接觸時(shí)間；本發(fā)明的缺口在盤片露出水面時(shí)倒出水體并通入空氣，在盤片進(jìn)入水下時(shí)，盤片內(nèi)的空氣被液面密封，并隨著盤片的轉(zhuǎn)動(dòng)角度逐漸釋放延長(zhǎng)了空氣與生物膜的接觸時(shí)間，提高了反應(yīng)效率，同時(shí)空氣在排出的時(shí)候?qū)ξ鬯M(jìn)行攪拌，空氣中攜帶的部分氧氣溶入污水中，提高污水含氧量。
文檔編號(hào)C02F3/12GK103011393SQ20121055774
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月20日
發(fā)明者蔡曉涌, 高超, 黃雪 申請(qǐng)人:北京安力斯環(huán)境科技有限公司