申请日2018.01.11
公开(公告)日2018.06.01
IPC分类号C02F3/02; C02F3/34; C02F101/16
摘要
本发明公开了一种升流循环复氧机及利用该升流复氧机的污水处理工艺，解决了现有的升流循环复氧机耗能大的问题，其技术方案要点是一种升流循环复氧机，包括有固设在河道中的外机体、穿设在外机体中且开设有通孔的内机体以及位于外机体上方且与外机体之间留有空隙的机盖，所述外机体和内机体围合形成有开口朝向机盖的外腔室以及贯通内机体的内腔室，所述外腔室内设置有生物填料，所述内腔室中固设有驱动电机以及一端开口朝向电机轴的抽气管，所述抽气管的另一端开口位于液面以上，所述驱动电机的电机轴上固设有与电机轴同步转动的离心叶轮，将曝气和水体的提升集成一体，减小了能耗，提高河道底部的溶氧量，抑制厌氧反应，进而抑制了水华现象。
权利要求书
1.一种升流循环复氧机，其特征在于，包括有固设在河道中的外机体(12)、穿设在外机体(12)中且开设有通孔的内机体(11)以及位于外机体(12)上方且与外机体(12)之间留有空隙的机盖(13)，所述外机体(12)和内机体(11)围合形成有开口朝向机盖(13)的外腔室(14)以及贯通内机体(11)的内腔室(15)，所述外腔室(14)内设置有生物填料(141)，所述内腔室(15)中固设有驱动电机(171)以及一端开口朝向电机轴的抽气管(174)，所述抽气管(174)的另一端开口位于液面以上，所述驱动电机(171)的电机轴上固设有与电机轴同步转动的离心叶轮(175);
当所述驱动电机(171)驱动离心叶轮(175)转动时，所述离心叶轮(175)在抽气管(174)的开口形成负压，将气体抽入抽气管(174)，气体与水在离心叶轮(175)中混合形成气液混合物并通过内机体(11)向外腔室(14)推送，经过生物填料(141)后从机盖(13)与外机体(12)之间的空隙排出。
2.根据权利要求1所述的升流循环复氧机，其特征在于，所述内腔室(15)、内机体(11)、外腔室(14)、外机体(12)、机盖(13)、驱动电机(171)以及抽气管(174)均同轴设置。
3.根据权利要求1所述的升流循环复氧机，其特征在于，所述外机体(12)通过连接柱(121)连接有固设在水底的底座(2)，所述底座(2)包括有与连接柱(121)连接的滑移架(22)以及供滑移架(22)滑移连接的固定架(21)，所述固定架(21)上螺纹连接有抵接在滑移架(22)上以限制滑移架(22)滑动的紧固栓(223)。
4.根据权利要求1所述的升流循环复氧机，其特征在于，所述内腔室(15)中固设有等边多边形支撑片(172)，所述驱动电机(171)通过法兰盘(1711)固设在等边多边形支撑片(172)上，所述等边多边形支撑片(172)和内机体(11)的侧壁之间形成有若干供水体通过的过水通道。
5.根据权利要求1所述的升流循环复氧机，其特征在于，所述内机体(11)包括有与外机体(12)连接的底环部(112)以及连接在底环部(112)内环处且与外机体(12)同轴设置的侧环部(111)，所述通孔包括有开设在底环部(112)的第一通孔(1121)以及开设在侧环部(111)的第二通孔(1111)。
6.根据权利要求1所述的升流循环复氧机，其特征在于，所述生物填料(141)上负载有除臭微生物，所述外腔室(14)内设置有喷淋机构，所述喷淋机构包括有装设有微生物营养混合液的加药箱(161)、通过加药泵(163)与加药箱(161)连接的加药管(164)以及与加药管(164)连接且穿设在外腔室(14)中的喷淋管(165)。
7.根据权利要求6所述的升流循环复氧机，其特征在于，所述喷淋管(165)包括有呈环状绕设在内机体(11)外周且与内机体(11)同轴设置的加药环(1651)以及周向等距分布在加药环(1651)上的若干加药喷头(1652)。
8.根据权利要求6所述的升流循环复氧机，其特征在于，所述除臭微生物包括有负载在生物填料(141)上的乳酸片球菌、酵母菌、芽孢杆菌、硝化细菌、厌氧反硝化细菌。
9.根据权利要求6所述的升流循环复氧机，其特征在于，所述微生物营养混合液包括有好氧反硝化细菌、葡萄糖、玉米淀粉、谷壳、分子筛。
10.一种利用如权利要求1-9任一项所述的升流循环复氧机的污水处理工艺，其特征在于，包括有如下步骤:
Step1,将升流循环复氧机固设在河道底，并使抽气管(174)的其中一开口位于液面以上;
Step2，启动驱动电机(171)，使驱动电机(171)带动离心叶轮(175)旋转在抽气管(174)的另一开口产生负压，并将河道底部的水向远离河道底部的方向推送;
Step3，抽气管(174)将空气抽向离心叶轮(175)，气体在离心叶轮(175)的叶片处和水体混合形成大量气泡，并在离心叶轮(175)的机械切割下对气泡进行多次破碎，形成气液混合物;
Step4，气液混合物在离心叶轮(175)的推送下经过内机体(11)并向外腔室(14)扩散;
Step5，气液混合物在外腔室(14)经过生物填料(141)，分解气液混合物中的有机质;
Step6，气液混合物从外机体(12)与机盖(13)之间的空隙排出升流循环复氧机，从而将河道底部的水抽至河道表面。
说明书
升流循环复氧机及利用该升流复氧机的污水处理工艺
技术领域
本发明涉及污水处理，特别涉及一种升流循环复氧机及利用该升流复氧机的污水处理工艺。
背景技术
当藻类大量生长时，水中的营养盐会很快被用尽，藻类也随之死亡。藻类大量死亡后，在腐败、被分解的过程中，要消耗水中大量的溶解氧，并会上升至水面而形成一层绿色的黏质物，使水体严重恶臭，造成了“水华”现象;水域沿线大量施用化肥、居民生活污水和工业废水大量排入江河湖泊，致使江河湖泊中氮、磷、钾等含量上升同样会造成“水华”现象。
“水华”的爆发导致湖泊水体发黑发臭，不仅严重恶化湖泊生态，且严重威胁到水源的饮用安全，目前最好的应急处理技术是黑臭水体的快速充氧，传统的水体充氧技术对于大面积浅水湖库的充氧存在种种技术限制，如微孔曝气由于安装不便，难于在大面积水体布设;表曝机能耗大，且难于固定、维护费用高。
授权公告号为CN202246274U的实用新型公开了罩式浅水型升流循环接触复氧装置，包括固定在水底的底座、设置在底座上的中心上升筒、安装在中心上升筒开口处与水面相接触的释放头和固定在中心上升筒外侧且顶端封闭的裙罩;中心上升筒与裙罩之间的区域从上到下依次形成集气室和复氧区，复氧区内设有曝气管和切割填料;位于集气室处的中心上升筒上至少设有一个出气孔，位于复氧区处的中心上升筒上至少设有一个出水孔。该装置在运行中，既存在将水体提升的上升耗能，又存在曝气管的曝气耗能，因此在运行过程中能耗过大。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种升流循环复氧机，将曝气和水体的提升集成一体，减小了能耗。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种升流循环复氧机，包括有固设在河道中的外机体、穿设在外机体中且开设有通孔的内机体以及位于外机体上方且与外机体之间留有空隙的机盖，所述外机体和内机体围合形成有开口朝向机盖的外腔室以及贯通内机体的内腔室，所述外腔室内设置有生物填料，所述内腔室中固设有驱动电机以及一端开口朝向电机轴的抽气管，所述抽气管的另一端开口位于液面以上，所述驱动电机的电机轴上固设有与电机轴同步转动的离心叶轮;
当所述驱动电机驱动离心叶轮转动时，所述离心叶轮在抽气管的开口形成负压，将气体抽入抽气管，气体与水在离心叶轮中混合形成气液混合物并通过内机体向外腔室推送，经过生物填料后从机盖与外机体之间的空隙排出。
通过采用上述技术方案，将该升流循环复氧机固定在河道中，在离心叶轮旋转下，抽气管将河道上的空气抽向离心叶轮，离心叶轮同时将河道的底部上抽，气体和水体在离心叶轮的扇叶之间通过机械搅拌加速混合，并且在扇叶的机械切割下，将气体与水形成的气泡切割成小气泡，提高水体中的气泡含量，提高溶氧量;离心叶轮将气液混合物以离心叶轮为轴成喇叭状向周向、远离河道底部的方向推送;气液混合物通过内机体并向外腔室扩散;气液混合物经过位于外腔室的生物填料的吸附，将水体中的氨氮有机质、硫化有机质等有害物质吸附在生物填料上，同时气泡接触到生物填料，由于生物填料不规则的特性，生物填料能够对气泡进行进一步切割，从而进一步减小气泡的体积，提高气泡的比表面积，提高水体溶氧量，气液混合物在离心叶轮的推动下经过生物填料，并从机盖与外机体之间的空隙向外扩散;该升流循环复氧机将位于河道底部的河道水升流至河道上，并提高了位于河道底部水的溶氧量，水体在河道表面扩散的同时，还能够提高河道表面的含氧量，在水体向外扩散的同时，由于底部离心叶轮的抽水作用，扩散水体会向离心叶轮方向进行水体的补充，扩散水体向河道底部流动，从而提高了河道底部的含氧量，使从而形成河道内的水循环;通过驱动电机和叶轮的配合，无须安装曝气管，在提升水体的同时将水体和气体进行混合，节约了能耗。
作为优选，所述内腔室、内机体、外腔室、外机体、机盖、驱动电机以及抽气管均同轴设置。
通过采用上述技术方案，同轴设计能够使机盖与外机体之间的空隙平均，使气液混合物在从空隙中扩散出来的时候，能够均匀分布。
作为优选，所述外机体通过连接柱连接有固设在水底的底座，所述底座包括有与连接柱连接的滑移架以及供滑移架滑移连接的固定架，所述固定架上螺纹连接有抵接在滑移架上以限制滑移架滑动的紧固栓。
通过采用上述技术方案，滑移架的设计能够使外机体根据河道的高度进行调节，从而使升流循环复氧机能够适应不同高度的河道环境。
作为优选，所述内腔室中固设有等边多边形支撑片，所述驱动电机通过法兰盘固设在等边多边形支撑片上，所述等边多边形支撑片和内机体的侧壁之间形成有若干供水体通过的过水通道。
通过采用上述技术方案，等边多边形支撑片能够与内机体的侧壁之间形成大小相同的过水通道，从而使离心叶轮的抽水更加均匀，从而使水体的循环能够均匀分布。
作为优选，所述内机体包括有与外机体连接的底环部以及连接在底环部内环处且与外机体同轴设置的侧环部，所述通孔包括有开设在底环部的第一通孔以及开设在侧环部的第二通孔。
通过采用上述技术方案，侧环部开设的第二通孔能够供汽水混合物通过内机体进入外腔室;在该升流循环复氧机未工作时，底环部开设的第一通孔能够使部分负载在生物填料上的微生物通过第一通孔向河道底部输送，通过负载在生物填料上的微生物对河道底部的氨氮或者含硫有机物进行生物清除。
作为优选，所述生物填料上负载有除臭微生物，所述外腔室内设置有喷淋机构，所述喷淋机构包括有装设有微生物营养混合液的加药箱、通过加药泵与加药箱连接的加药管以及与加药管连接且穿设在外腔室中的喷淋管。
通过采用上述技术方案，除臭微生物的负载能够通过微生物的新陈代谢能够进一步清除水体中的氨氮和含硫有机质，喷淋机构的设计能够为负载在生物填料上的提供必需的养分，保障了菌种生长。
作为优选，所述喷淋管包括有呈环状绕设在内机体外周且与内机体同轴设置的加药环以及周向等距分布在加药环上的若干加药喷头。
通过采用上述技术方案，加药环和加药喷头的设计能够在外腔室内均匀喷洒微生物营养混合液，使位于外腔室中的微生物能够吸收到养分。
作为优选，所述除臭微生物包括有负载在生物填料上的乳酸片球菌、酵母菌、芽孢杆菌、硝化细菌、厌氧反硝化细菌。
通过采用上述技术方案，乳酸片球菌能够产酸，调节外腔室中水体的pH，使pH处于弱酸性，既可以竞争性地抑制病原微生物的生长，减少有害物质产生，同时，在pH位于6.5-7.0之间我酵母菌、芽孢杆菌、硝化细菌和厌氧反硝化细菌生长适宜pH值，能够为酵母菌、芽孢杆菌、硝化细菌和厌氧反硝化细菌提供适宜的生长环境，从而提高酵母菌、芽孢杆菌、硝化细菌的厌氧反硝化细菌对氨氮和含硫有机质的去除效率。
作为优选，所述微生物营养混合液包括有好氧反硝化细菌、葡萄糖、玉米淀粉、谷壳、分子筛。
通过采用上述技术方案，在气液混合物进入到外腔室中时，会抑制厌氧反硝化细菌的生长，从而阻碍厌氧反硝化细菌对硝酸盐的处理，在此时，好氧反硝化细菌能够代替厌氧反硝化细菌将硝酸盐转化为氮气;葡萄糖和玉米淀粉为微生物生长提供必需的碳源，同时玉米淀粉有溶胀性，能够使微生物营养混合液呈胶体状，降低其的扩散速度，使其能够与生物填料充分接触并粘附在生物填料表面;谷壳富含纤维素、木质素、二氧化硅，适宜菌种负载，而分子筛有大量的微孔结构，同样适合菌种负载，且分子筛重量较重，能够增加微生物营养混合液的重量，使微生物营养混合液能够混杂着微生物下沉到河道底部，从而对河道底部的氨氮和含硫有机质进行清除。
本发明的第二个目的是提供一种利用上述升流复氧机的污水处理工艺，补充河道底部的含氧量，提高河道底部的溶氧量，抑制厌氧反应，达到对河道氨氮和含硫氧化物处理的目的。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
Step1,将升流循环复氧机固设在河道底，并使抽气管的其中一开口位于液面以上;
Step2，启动驱动电机，使驱动电机带动离心叶轮旋转在抽气管的另一开口产生负压，并将河道底部的水向远离河道底部的方向推送;
Step3，抽气管将空气抽向离心叶轮，气体在离心叶轮的叶片处和水体混合形成大量气泡，并在离心叶轮的机械切割下对气泡进行多次破碎，形成气液混合物;
Step4，气液混合物在离心叶轮的推送下经过内机体并向外腔室扩散;
Step5，气液混合物在外腔室经过生物填料，分解气液混合物中的有机质;
Step6，气液混合物从外机体与机盖之间的空隙排出升流循环复氧机，从而将河道底部的水抽至河道表面。
通过采用上述技术方案，用该工艺对富营养化水体进行处理，将该升流循环复氧机固设在河道上的时候，启动驱动电机，驱动电机将河道底部的水上抽，并使抽气管开口形成负压，将气体下抽，通过离心叶轮将气体和水体混合，并向第二腔室扩散，形成气液混合物，气液混合物接触负载有微生物的生物填料，生物填料吸附一部分氨氮类和含硫有机物并进一步破碎气泡，对气液混合物进行处理，然后通过机盖和外机体之间的空隙排出到河道中，由于底部的水体被抽上离心叶轮，因此会将升流循环复氧机周围的水体带动向下，以补充被抽上去的水体，排至升流循环复氧机外的气液混合物随之向下，从而补充河道底部的含氧量，提高河道底部的溶氧量，抑制厌氧反应，达到对河道氨氮和含硫氧化物处理的目的。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
该升流循环复氧机，将曝气和水体的提升集成一体，减小了能耗，补充河道底部的含氧量，提高河道底部的溶氧量，抑制厌氧反应，进而抑制了水华现象。
