申请日2004.12.24
公开(公告)日2005.08.17
IPC分类号C02F3/10
摘要
本发明涉及水处理技术，更具体的是指一种转笼式悬浮填料生物污水处理方法及其装置。包括中心轴、转笼体、内外叶片、悬浮填料、轴承、轴承盖板和投料窗口盖板;中心轴通过轴承与转笼体形成转动副联接，轴承依靠轴承盖板及螺钉定位，悬浮填料通过转笼体的端面的投料窗口充填至转笼体中，外叶片与内叶片通过螺栓与转笼体的圆周壁联接。污水进水流推动转笼的外叶片，驱动转笼体转动;污水与悬浮填料、中心曝气的气流混合，在转笼内叶片作用下形成均匀气、固、液的流化态，污水与填料上的生物膜、曝气流充分接触，水中有机污染物被生物降解及空气流氧化分解，进而使污水得到净化。本发明具有处理污水效率高、节省能源、运行管理费用低的优点。
权利要求书
1、一种转笼式悬浮填料生物污水处理方法，其特征在于：污水进水流推 动转笼的外叶片，驱动转笼体转动;从充填有悬浮填料的转笼周向曲面上的 进水孔进入的污水，与悬浮填料、中心曝气的气流混合，在转笼内叶片作用 下形成均匀气、固、液的流化态;污水与填料上自然生成的生物膜、曝气流 充分接触，水中有机污染物被生物降解及空气流氧化分解，进而使污水得到 净化。
2、实现权利要求1所述的转笼式悬浮填料生物污水处理方法的装置，其 特征在于：它包括中心轴(4)、转笼体(5)、内叶片(2)、外叶片(6)、 悬浮填料(1)、曝气入管(3)、轴承(7)及轴承盖板(8);它们的联接 关系如下：周向曲面上开有微孔(11)的中心轴(4)，通过轴承(7)与转 笼体(5)形成转动副联接，轴承(7)依靠轴承盖板(8)及螺钉定位，中心 轴(4)的一端封闭，一端留有空气入口(12)，空气入口(12)处固定有曝 气入管(3);转笼体(5)的一端端面上开有悬浮填料(1)的投料窗口(14)， 转笼体(5)周边曲面上开有进水孔(13);外叶片(6)与内叶片(2)分别 通过螺栓与转笼体(5)的外周向壁联接。
3、根据权利要求2所述的转笼式悬浮填料生物污水处理装置，其特征在 于：中心轴(4)周向面上微孔(11)的开孔率范围为45%～60%。
4、根据权利要求2所述的转笼式悬浮填料生物污水处理装置，其特征在 于：内叶片(2)和外叶片(6)连成一个整体与转笼体(5)联接。
5、根据权利要求2所述的转笼式悬浮填料生物污水处理装置，其特征在 于：转笼体(5)周边曲面上进水孔(13)的形状为圆孔或椭圆孔或方孔，开 孔率保持在75%～90%的范围内。
6、根据权利要求2所述的转笼式悬浮填料生物污水处理装置，其特征在 于：内叶片(2)加工成平面或曲面，内叶片(2)的数目在6～10片范围内， 内叶片(2)的高度为转笼体(5)半径的0.1～0.3倍。
7、根据权利要求2所述的转笼式悬浮填料生物污水处理装置，其特征在 于：外叶片(6)加工成流线型曲面或V型面，外叶片(6)的数目在6～10 片范围内，外叶片(6)的高度为转笼体(5)半径的0.3～0.5倍。
8、根据权利要求2所述的转笼式悬浮填料生物污水处理装置，其特征在 于：转笼体(5)内充填有其容积45%～55%的悬浮填料。
说明书
一种转笼式悬浮填料生物污水处理方法及其装置
技术领域
本发明涉及水处理技术，更具体的是指一种转笼式悬浮填料生物污水处 理方法及其装置。
背景技术
生物转盘是现有的污水生物处理重要装置之一，但传统的生物转盘技术 在实际应用中存在一些不足，如盘片比表面积小、处理效率低等。专利号为 97242354.0的中国专利公开了一种具有填充物的生物转筒(鼓)的污水处理 装置，对传统的生物转盘进行了改进，采用内有充填物的生物转筒(鼓)结 构，在处理效率、制造等方面有了较大地提高。但还是有一些不足，1.依靠 转筒(鼓)转出水面与空气接触曝气，曝气效率较低;2.转筒(鼓)为半浸 工作方式，生物膜与污水接触量受到限制，处理效率也相应受到限制;3.外 周没有叶片，需要驱动装置驱动，消耗能源。
申请号为03128090.0的中国专利申请公开了一种三相生物流化床反应器 处理污水的方法及设备，也是现有的污水生物处理中的一种重要方法及装置， 但现有的三相流化床技术在应用中存在的不足是：仅仅依靠气流和水流的提 升作用达到反应器内气固液的流化态，流化型态不易控制。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的缺点，提供一种中心强制曝气、 生物膜与水接触面积大、能依靠水动能驱动、流化态良好且易控制的转笼式 悬浮填料生物污水处理方法及其装置。
本发明的技术方案如下：
一种转笼式悬浮填料生物污水处理方法，其特征在于：污水进水流推动 转笼的外叶片，驱动转笼体转动;从充填有悬浮填料的转笼周向曲面的开孔 进入的污水，与悬浮填料、中心曝气的气流混合，在转笼内叶片作用下形成 均匀气、固、液的流化态;污水与填料上自然生成的生物膜、曝气流充分接 触，水中有机污染物被生物降解及空气流氧化分解，进而使污水得到净化。
实现上述的转笼式悬浮填料生物污水处理方法的装置，其特征在于：它 包括中心轴、转笼体、内外叶片、悬浮填料、曝气入管、轴承及轴承盖板; 周向曲面上开有微孔的中心轴，通过轴承与转笼体形成转动副联接，轴承依 靠轴承盖板及螺钉定位，中心轴的一端封闭，一端留有空气入口，在空气入 口处固定有曝气入管;转笼体的一端端面上开有悬浮填料的投料窗口，转笼 体周边曲面上开有进水孔;外叶片与内叶片分别通过螺栓与转笼体的外周向 壁联接，也可以联成一个整体与转笼体联接。
中心轴周向面上开有微孔是空气进入转笼体的通道，开孔率在45～60% 的范围内，中心轴与轴承依靠轴上的轴肩实现轴向定位。
转笼体周边曲面开设的进水孔的形状为圆孔或椭圆孔或方孔，开孔率保 持在75～90%的范围内，以保证足够的过水面积，便于污水充分进入转笼体 内与悬浮填料接触。
内叶片加工成平面或曲面，其数目在6～10片范围内，其高度根据转笼 体内部悬浮填料搅拌的需要进行调节，为转笼体半径的0.1～0.3倍。
外叶片加工成流线型曲面或V型面，其数目根据驱动转笼的需要确定， 在6～10片范围内，其高度根据水流速度调整，为转笼体5半径的0.3～0.5 倍。
悬浮填料是具有一定机械强度、适应强化搅动的生物载体，充填在转笼 体内，充填率为转笼体容积的45～55%。
使用时，可以将一个或多个转笼反应器序列组装在一起进行污水处理。
本发明装置的水处理原理及过程如下：悬浮填料是一种比重稍小于水的 高比表面积的生物载体，各种微生物包括土著微生物可在其上附着和繁殖， 形成粘液状的生物膜。随着生物膜的厚度增加，形成内层为厌氧层和外层为 好氧层结合的生物膜。同时反应器内部的以中心曝气方向形成梯度的好氧与 厌氧区，造成一个硝化和反硝化同步进行的污水处理反应的微环境。当污水 水流从沿周向曲面上的开孔进入转笼反应器内，与悬浮填料上的生物膜接触 时，生物膜与污水、空气之间进行着有机物、O2、CO2、NH3等的传递。微 生物吸附污水中的有机物，并迅速降解有机物，进而达到除去水中污染物的 作用。空气通过中心轴曝气，在提升反应器内悬浮填料流化的同时，直接促 进有机物的氧化分解、强化处理效果。
由于转笼转动，内叶片搅拌悬浮填料，以及中心曝气的气流提升和冲击 悬浮填料的结果，加快了悬浮填料上生物膜的老膜的脱落，在反应器内部形 成良好的均匀混合流化状态，使反应器内生物活性始终处于旺盛状态，从而 达到高效处理污水的效果。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
本发明具有处理污水效率高、节省能源、运行管理费用低的优点，具体 分述如下：
(1)用于水处理的转笼式生物处理装置内部充填悬浮填料，悬浮填料是 高比表面积、高孔隙率的三维结构体，使自然挂膜时间缩短7天以上。
(2)处理装置内部充填的悬浮填料在挂膜后表面积较大，污水与生物膜 的接触面积大，水中有机物降解速率快。
(3)叶片根据水动力学原理设计，为流线型，该形状保证了转笼能够在 水流作用下定向转动，达到利用水流动能驱动的效果，可以不消耗其它能源; 运行时不需要专门的管理，运行费用低。
(4)转笼体内周边的叶片在转动时搅拌悬浮填料和水流、气流，使装置 内部的流态更均匀，保持悬浮填料各部分的微生物始终处于旺盛的高效处理 污水状态。
(5)处理装置中的悬浮填料上微生物膜可利用该水域的土著微生物，不 需要培育和引入外来优势微生物，不会破坏该水域的生态平衡和导致生态风 险。
(6)反应器中产生的剩余污泥直接通过转笼体周边的开孔排出反应器， 不会造成填料堵塞，不用反冲洗。
