申请日2021.08.24
公开（公告）日2021.10.29
IPC分类号C02F3/08
摘要
本发明涉及一种三段式生物转盘污水处理装置，包括转动轴、转盘和若干片生物接触体，所述生物接触体通过转盘固定在转动轴上；所述转盘与转动轴同心设置，转盘包括两个外转盘和两个内转盘，所述两个外转盘分别固定在转动轴的两端，两个内转盘均匀地、可拆卸地设在转动轴的中部；所述生物接触体设在外转盘与内转盘之间以及两个内转盘之间，生物接触体与转动轴同心设置；所述转动轴包括主动轴头、从动轴头和转动轴主体，转动轴主体为中空的筒状结构，且由若干段中空筒体首尾相接组成，主动轴头固定连接在转动轴主体的一端，从动轴头可拆卸地连接在转动轴主体的另一端；主动轴头和从动轴头与转动轴主体同心设置。
权利要求书
1.一种三段式生物转盘污水处理装置，其特征在于，包括转动轴、转盘和若干片生物接触体，所述生物接触体通过转盘固定在转动轴上；
所述转盘与转动轴同心设置，转盘包括两个外转盘和两个内转盘，所述两个外转盘分别固定在转动轴的两端，两个内转盘均匀地、可拆卸地设在转动轴的中部；
所述生物接触体设在外转盘与内转盘之间以及两个内转盘之间，生物接触体与转动轴同心设置；
所述转动轴包括主动轴头、从动轴头和转动轴主体，转动轴主体为中空的筒状结构，且由若干段中空筒体首尾相接组成，主动轴头固定连接在转动轴主体的一端，从动轴头可拆卸地连接在转动轴主体的另一端；主动轴头和从动轴头与转动轴主体同心设置。
2.根据权利要求1所述的三段式生物转盘污水处理装置，其特征在于，所述中空筒体的前端的外侧设有外螺纹，后端的内侧设有内螺纹，相邻的两个中空筒体的内、外螺纹相配合，使得两个中空筒体首尾连接。
3.根据权利要求2所述的三段式生物转盘污水处理装置，其特征在于，所述转动轴主体的内部设有支撑装置，所述支撑装置包括中空的第一筒体、若干个支撑块和支撑杆；
所述第一筒体的外壁上设有若干个上下对称的通孔，支撑块能够通过通孔伸出或缩进第一筒体，所述支撑杆设在第一筒体的内部，并能够在第一筒体内水平移动，当支撑杆移动到上下对称的两个支撑块之间时，将两个支撑块顶出第一筒体。
4.根据权利要求3所述的三段式生物转盘污水处理装置，其特征在于，相邻的两对支撑块之间的水平距离等于一个所述中空筒体的长度，使得每对支撑块对应相邻的中空筒体的连接处；
所述每对支撑块与支撑杆的高度总和等于相邻的中空筒体的连接处的内径，等于中空筒体前端的内径。
5.根据权利要求4所述的三段式生物转盘污水处理装置，其特征在于，所述支撑杆的前端的外径小于支撑杆的其它部分，支撑杆的前端为箭头结构，具有倾斜的坡度；
所述支撑块处于第一筒体内部的一端具有朝向转动轴主体后端的倾斜坡度，使得支撑杆的前端易于分离上下堆放的一对支撑块。
6.根据权利要求5所述的三段式生物转盘污水处理装置，其特征在于，所述第一筒体和支撑杆的长度可根据转动轴主体的长度而调整；
所述第一筒体的前端与主动轴头的尾部接触，在通过上下支撑块与中空筒体内壁的接触，固定所述第一筒体的位置；
所述第一筒体和支撑杆的长度相等，第一筒体的前端密闭，后端设有开口，且后端设有后盖，能够密闭第一筒体的后端；
支撑杆从第一筒体的后端开口进入第一筒体，支撑杆依次顶开每对支撑块，并完全进入第一筒体，用后盖盖住第一筒体后端，将支撑杆固定在第一筒体内部；
所述后盖与从动轴头的的前端接触，固定第一筒体在转动轴主体内的位置。
7.根据权利要求1所述的三段式生物转盘污水处理装置，其特征在于，所述转动轴的外侧设有连接盘，连接盘与转动轴同心设置；所述连接盘包括两个外盘连接盘和两个内盘连接盘，所述两个外盘连接盘的位置分别对应两个外转盘，所述两个内盘连接盘的位置分别对应两个内转盘；
对应位置的连接盘与转盘之间采用止口定位，且通过铰制孔螺栓固定连接。
8.根据权利要求1所述的三段式生物转盘污水处理装置，其特征在于，所述主动轴头通过第一连接部与转动轴主体的前端固定连接，从动轴头通过第二连接部与转动轴主体的后端可拆卸连接。
9.根据权利要求1所述的三段式生物转盘污水处理装置，其特征在于，所述三段式生物转盘污水处理装置还包括连接固定组件，所述连接固定组件包括加强筋焊合件和支撑轴，所述加强筋焊合件包括外加强筋焊合件和内加强筋焊合件，所述内加强筋焊合件连接在两个内转盘之间，外加强筋焊合件连接在内转盘与外转盘之间；
所述支撑轴包括外支撑轴和内支撑轴，所述内支撑轴连接在两个内转盘之间，并依次贯穿两个内转盘之间的生物接触体，外支撑轴连接在内转盘与外转盘之间，并依次贯穿内转盘与外转盘之间的生物接触体。
10.根据权利要求9所述的三段式生物转盘污水处理装置，其特征在于，所述生物接触体包括六片扇形网状体，并依次排开组成圆形，所述网状体设有六个安装孔，在所述安装孔的周边经过热压形成薄边，薄边的厚度小于网状体其它区域的厚度；
所述支撑轴的外侧套接有若干个连接管件，所述连接管件彼此首尾连接，支撑轴贯穿若干个连接管件中部的中空管道，所述首尾连接的位置处于所述网状体的安装孔的位置。
说明书
一种三段式生物转盘污水处理装置
技术领域
本发明属于环保设备技术领域，具体涉及一种三段式生物转盘污水处理装置。
背景技术
随着我国工业产业的发展和国民生活水平的提高，生活污水和工业废水的排放量逐年增长，对于现有的和新建的污水处理厂的技术水平和处理能力形成了极大的挑战。生物法污水处理技术是水处理领域的重要组成部分，应用领域广泛。其中，生物膜法技术的特点是培养驯化微生物，并形成生物膜，污水流经生物膜，在微生物的生化作用下降解有机物，具有环保、高效的优点。
本领域技术人员对于生物膜法技术的实施装置，即生物转盘及其相关设备，在提高污水与生物膜的接触效果方面，进行了较多研究，不断优化其结构。然而，面对日益增长的污水处理量，常规做法是增加生物转盘及其相关设备的数量，这要求具有较多的占地面积或空间，另外的做法是不断加大生物转盘及其相关设备的尺寸，这就对设备的多方面性能提出了挑战。然而，随着生物转盘及其相关设备尺寸的增大，生物转盘的重量不断增大，或者转盘数量要求增多，这些都对现有生物转盘的转动轴的受力性能提出了严峻考验。
另外，面对污水处理达标标准的不断提高，旧污水处理厂的提标改造任务繁重，在现有的场地或处理池的基础上安装符合要求的生物转盘及其相关设备，需要开发适用性更强的装置，为本领域技术人员提出了挑战。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种三段式生物转盘污水处理装置，包括转动轴、转盘和若干片生物接触体，所述生物接触体通过转盘固定在转动轴上；
所述转盘与转动轴同心设置，转盘包括两个外转盘和两个内转盘，所述两个外转盘分别固定在转动轴的两端，两个内转盘均匀地、可拆卸地设在转动轴的中部；
所述生物接触体设在外转盘与内转盘之间以及两个内转盘之间，生物接触体与转动轴同心设置；
所述转动轴包括主动轴头、从动轴头和转动轴主体，转动轴主体为中空的筒状结构，且由若干段中空筒体首尾相接组成，主动轴头固定连接在转动轴主体的一端，从动轴头可拆卸地连接在转动轴主体的另一端；主动轴头和从动轴头与转动轴主体同心设置。
可选的，所述中空筒体的前端的外侧设有外螺纹，后端的内侧设有内螺纹，相邻的两个中空筒体的内、外螺纹相配合，使得两个中空筒体首尾连接。
本发明通过将转动轴设计成多段连接式，达到灵活调节转动轴长度的目的，以适应不同数量的生物接触体，能够使得所述三段式生物转盘污水处理装置根据不同污水处理负荷而增减生物接触体的数量，或者使得所述三段式生物转盘污水处理装置根据不同的需要提标改造的污水处理池的尺寸，而灵活改变自身的长度，并且，本发明选择了比较简单的螺纹连接的形式，使得转动轴拆装方便。
具体的，所述中空筒体的前端的外径略小于相邻的中空筒体的后端的内径，且相邻的两个中空筒体前后连接后，在连接处两个中空筒体的外径相同，实现所述连接处的平滑过渡。
可选的，所述转动轴主体的内部设有支撑装置，所述支撑装置包括中空的第一筒体、若干个支撑块和支撑杆，所述第一筒体的外壁上设有若干个上下对称的通孔，支撑块能够通过通孔伸出或缩进第一筒体，所述支撑杆设在第一筒体的内部，并能够在第一筒体内水平移动，当支撑杆移动到上下对称的两个支撑块之间时，将两个支撑块顶出第一筒体。
可选的，所述支撑块在第一筒体上成上下对称的成对设置，且相邻的两对支撑块之间的水平距离等于一个所述中空筒体的长度，使得每对支撑块对应相邻的中空筒体的连接处；所述每对支撑块与支撑杆的高度总和等于相邻的中空筒体的连接处的内径，即等于中空筒体前端的内径。
当上下对称的两个支撑块被支撑杆顶出第一筒体时，支撑块的顶部抵住相邻的中空筒体的连接处的内壁，在中空筒体螺纹连接的基础上，再提供一道支撑力量，既强化了中空筒体的连接牢固性，又增强了转动轴主体的强度。
可选的，所述支撑块和支撑杆均为实心的，在支撑块伸出第一筒体时，为转动轴主体的中空筒体提供足够的支撑强度。
可选的，所述支撑杆的前端的外径小于支撑杆的其它部分，即支撑杆的前端为箭头结构，具有倾斜的坡度；所述支撑块处于第一筒体内部的一端具有朝向转动轴主体后端的倾斜坡度，上述支撑杆和支撑块的结构特点，能够相互配合，使得支撑杆的前端易于分离上下堆放的一对支撑块。
制作时，所述第一筒体和支撑杆的长度可根据转动轴主体的长度而调整，使用时，第一筒体的前端与主动轴头的尾部接触，在通过上下支撑块与中空筒体内壁的接触，固定所述第一筒体的位置；所述第一筒体和支撑杆的长度相等，第一筒体的前端密闭，后端设有开口，且后端设有后盖，能够密闭第一筒体的后端；支撑杆从第一筒体的后端开口进入第一筒体，支撑杆依次顶开每对支撑块，并完全进入第一筒体，用后盖盖住第一筒体后端，将支撑杆固定在第一筒体内部；所述后盖与从动轴头的的前端接触，固定第一筒体在转动轴主体内的位置。
本发明为了增强分段式连接的中空的转动轴主体的连接强度和整体强度，设计了所述支撑装置，所述支撑装置的长度适应转动轴主体的长度，且置于转动轴主体内部，所述支撑块在支撑杆的作用下，伸出或缩回第一筒体，且支撑块的位置对应转动轴主体的两个中空筒体的连接处，此处是转动轴主体最为脆弱的位置，支撑块的设置能够明显补充可拆卸的中空的转动轴主体在结构上强度不足的短板，大大提高转动轴主体的连接强度和整体强度，所述支撑装置的结构设计巧妙，通过机械作用即可操作，使用简便。
可选的，所述转动轴的外侧设有连接盘，连接盘与转动轴同心设置；所述连接盘包括两个外盘连接盘和两个内盘连接盘，所述两个外盘连接盘的位置分别对应两个外转盘，所述两个内盘连接盘的位置分别对应两个内转盘。
可选的，对应位置的连接盘与转盘之间采用止口定位，且通过铰制孔螺栓固定连接。
进一步可选的，所述转动轴主体的两端分别设有一个外盘连接盘，所述外盘连接盘套装在转动轴主体的外侧，且焊接连接，用于连接外转盘。
进一步可选的，所述内盘连接盘套装在转动轴主体中部的外侧；两个内盘连接盘将所述两个外盘连接盘之间的转动轴主体部分均分为三段，用于连接内转盘。
可选的，所述中空筒体的外表面设有一圈凹陷的卡槽，用于安装固定内盘连接盘，所述内盘连接盘为卡箍结构，当调节转动轴主体的长度时，内盘连接盘的位置相应变化，始终保持两个内盘连接盘将所述两个外盘连接盘之间的转动轴主体部分均分为三段，确定内盘连接盘的位置后，使内盘连接盘紧固在距离该位置最近的中空筒体的卡槽内。
可选的，所述主动轴头通过第一连接部与转动轴主体的前端固定连接，从动轴头通过第二连接部与转动轴主体的后端可拆卸连接。
进一步可选的，所述第一连接部包括第一支撑环、若干个第一加强筋和第二支撑环，所述第一支撑环和第二支撑环依次套接于主动轴头的外侧，所述第一加强筋设在第一支撑环和第二支撑环之间，并沿主动轴头的周向均匀分布。
进一步可选的，所述第二连接部包括第三支撑环、若干个第二加强筋和第四支撑环，所述第三支撑环和第四支撑环依次套接于从动轴头的外侧，所述第二加强筋设在第三支撑环和第四支撑环之间，并沿从动轴头的周向均匀分布。
可选的，所述转动轴主体的前端的侧壁上设有若干个焊接孔，用于将所述第一支撑环和第二支撑环与所述转动轴主体的内壁焊接连接；转动轴主体的后端的侧壁上设有若干个螺栓孔，用于将所述第三支撑环和第四支撑环与所述转动轴主体的内壁通过螺栓可拆卸连接。
可选的，所述三段式生物转盘污水处理装置还包括连接固定组件，所述连接固定组件包括加强筋焊合件和支撑轴，所述加强筋焊合件包括外加强筋焊合件和内加强筋焊合件，所述内加强筋焊合件连接在两个内转盘之间，外加强筋焊合件连接在内转盘与外转盘之间；
所述支撑轴包括外支撑轴和内支撑轴，所述内支撑轴连接在两个内转盘之间，并依次贯穿两个内转盘之间的生物接触体，外支撑轴连接在内转盘与外转盘之间，并依次贯穿内转盘与外转盘之间的生物接触体。
可选的，所述转盘沿周向设有若干个向外侧凸出的凸起部，所述加强筋焊合件的两端分别固定连接相邻转盘的对应的凸起部。
进一步可选的，所述外转盘与内转盘对应位置的凸起部之间连接外加强筋焊合件，外加强筋焊合件为杆状结构，一端连接外转盘的凸起部，另一端连接内转盘的凸起部。
进一步可选的，所述两个内转盘对应位置的凸起部之间连接内加强筋焊合件，内加强筋焊合件为杆状结构，一端连接内转盘的凸起部，另一端连接相邻内转盘的凸起部。
可选的，所述生物接触体包括六片扇形网状体，并依次排开组成圆形，所述网状体设有六个安装孔，在所述安装孔的周边经过热压形成薄边，薄边的厚度小于网状体其它区域的厚度。
可选的，所述支撑轴的外侧套接有若干个连接管件，所述连接管件彼此首尾连接，支撑轴贯穿若干个连接管件中部的中空管道，所述首尾连接的位置处于所述网状体的安装孔的位置。
可选的，所述连接管件依次包括外螺纹连接端、中空管和内螺纹连接端，所述外螺纹连接端与中空管之间设有第一压盘，中空管与内螺纹连接端之间设有第二压盘，所述外螺纹连接端、内螺纹连接端、第一压盘和第二压盘均与中空管同心设置；所述中空管、外螺纹连接端和内螺纹连接端的内部均为中空的，并形成中空管道；所述第一压盘和第二压盘均设在所述中空管道的外部。
可选的，所述外转盘和内转盘均为圆形，且对应生物接触体的安装孔的位置设有贯穿孔，所述贯穿孔用于支撑轴贯穿转盘，至此，转盘固定支撑轴，支撑轴支撑生物接触体，完成生物接触体的固定。
可选的，所述外支撑轴在所述贯穿孔和安装孔的对应位置，依次贯穿所述外转盘、生物接触体和内转盘；内支撑轴在所述贯穿孔和安装孔的对应位置，依次贯穿所述内转盘、生物接触体和另一个内转盘。
本发明所述的三段式生物转盘污水处理装置，具有以下有益效果：
(1)所述转动轴上设置四个转盘，相比于现有的三个转盘，本发明的转盘的位置远离最大弯矩处，改善了转动轴受力状况；本发明取消了现有技术中转盘与转动轴连接处的加强筋，转盘直接与转动轴连接，大大降低焊接应力，并增加焊后热处理去应力工序，使焊接应力几乎接近于零；
(2)本发明采用主动轴头、从动轴头与转动轴主体配合的设计，使得固定生物接解体的辅助轴(即转动轴主体)变短，刚性增强，使生物接触体在运转过程中的摆动量减少，从而使载荷交变幅度减小，增强了安全性和使用寿命；
(3)所述转动轴主体为中孔结构，减轻了自身重量；同时，转动轴主体由若干段中空筒体首尾相接组成，实现了转动轴长度可调节的目的，以适应不同数量的生物接触体，或者适应不同的需要提标改造的污水处理池的尺寸，应用更为灵活；
(4)所述支撑装置用于增强分段式连接的中空的转动轴主体的连接强度和整体强度，所述支撑块的位置对应转动轴主体的两个中空筒体的连接处，此处是转动轴主体最为脆弱的位置，支撑块的设置能够明显补充可拆卸的中空的转动轴主体在结构上强度不足的短板；
(5)所述转动轴主体上的连接盘与转盘之间采用止口定位和铰制孔螺栓联接的形式，连接稳定可靠，连接盘与转盘的焊接面积减少，不会产生额外应力；同时，未连接转盘时，转动轴的空间尺寸较小，能够很容易实现去应力热处理，冷裂纹和延迟裂纹产生的可能性几乎降低到零，使其机械综合性能得到提高；
(6)利用所述加强筋焊合件和支撑轴将转盘和生物接触体进行连接，提高了生物接触体的连接牢固性。
