一种节能型清水驱动强化硝化二级处理式生物转盘的制作方法

本发明属于水污染控制技术领域，尤其涉及一种节能型清水驱动强化硝化二级处理式生物转盘。

背景技术：

目前，中国城镇生活污水处理率已经很高，但对于农村生活污水，由于其居住分散，经济基础薄弱，城市下水管道缺乏，污水收集和集中处理在经济和技术上都很难实现，相比于规模大、能耗高和管理难的集中式城市污水处理工艺，投资低、实施快的小型化、就地化和分散式污水处理工艺更具有适用性。因此，研发低能耗、易管理的分散式污水处理设备具有重要意义。

分散式农村生活污水处理目前较多采用“厌氧-好氧-湿地”生物生态组合工艺，其中好氧段存在的主要问题为充氧效果和曝气能耗之间的矛盾，传统的好氧曝气主要采用机械或鼓风机提供，其设备成本及能耗大，不适用于农村污水的处理。而生物转盘是一种生物膜法污水生物处理技术，其生物膜可周期性地在空气和污水间交替，不需要曝气，且具有微生物浓度高，抗冲击负荷能力强，硝化功能良好及污泥产生量少等特点。迄今为止，根据驱动方式的不同，生物转盘主要分为电机驱动生物转盘、浮力驱动生物转盘和水力驱动生物转盘。对于多极多轴生物转盘系统，水力驱动生物转盘更具有低成本、低能耗等优势，具有较好的发展潜力。

现有技术采用驱动水车和转盘功能分区，虽在一定程度上改善了转盘驱动一体化式生物转盘的转动性能，但采用污水分流方式驱动水车，存在水车转动性能和生物转盘处理效率之间的矛盾。生物转盘工艺的主要影响因素包括转速、水力停留时间、有机负荷等。若要改变水车转速，则需改变驱动流量，与此同时，跌入生物转盘区的污水流量也会随之改变，从而改变生物转盘区水力停留时间和进水有机负荷，使之难以维持最佳工况。同时，现有技术中水车置于池体一侧，转轴受力不均匀，传动性能较差，降低水车转动性能，从而降低充氧效率，最终影响设备的污水处理效率。

技术实现要素：

解决的技术问题：本申请主要是提出一种节能型清水驱动强化硝化二级处理式生物转盘，解决现有技术中存在设备成本高、能耗大、管理难等技术问题，提供了一种节能型清水驱动强化硝化二级处理式生物转盘，其结构简单，管理方便。

技术方案：一种节能型清水驱动强化硝化二级处理式生物转盘，所述节能型清水驱动强化硝化二级处理式生物转盘，包括反应池和置于反应池侧上方的高位水箱，所述反应池包括池体和与池体相连的防水挡板；池体包括水车驱动区和分布于水车驱动区两侧的生物转盘区，所述水车驱动区两侧设有分隔板，通过分隔板将水车驱动区与生物转盘区分开；在所述水车驱动区和生物转盘区内分别设有水车和生物盘片；所述水车和生物盘片通过转轴相连，水车和生物盘片通过转轴以轴承固定架设在池体上，所述水车的圆周上设有若干等间距的直角型分格板，通过直角型分格板将水车上分隔出若干积水槽；所述高位水箱包括一级处理布水区和二级处理布水区，所述一级处理布水区上设有三角出水堰、布水导流板及布水板，所述三角出水堰和布水导流板设在一级处理布水区池壁上端，布水板设在一级处理布水区池壁下端，所述布水板底面上开有若干圆孔，所述一级处理布水区出水通过布水板跌落于所述生物转盘区内，所述二级处理布水区池壁下端设有出水管，所述二级处理布水区出水通过出水管跌落于所述水车的积水槽内。

作为本发明的一种优选技术方案：所述水车驱动区和生物转盘区底部均设有排泥管，便于装置调试及运行期间适当排泥，防止泥龄过长，污泥老化。

作为本发明的一种优选技术方案：所述积水槽内装填强化硝化的轻质生物填料，并在所述驱动水车外周上围有防止所述填料外泄的轻质不锈钢细丝网。

作为本发明的一种优选技术方案：所述水车驱动区池壁下端并低于水车水平高度的位置设有出流管。

作为本发明的一种优选技术方案：在所述生物转盘区池壁上端设有出水堰和分散导流板，生物转盘区池壁下端设有分散板，所述出水堰和分散导流板上均设有等边三角齿，出水堰上的等边三角齿与分散导流板上的等边三角齿空间上交错布置，所述分散板底面上开有若干圆孔，末端设有分散布水的等边三角齿。

作为本发明的一种优选技术方案：所述生物转盘区池底为弧形面。

有益效果：本申请所述一种节能型清水驱动强化硝化二级处理式生物转盘采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、本申请节能型清水驱动强化硝化二级处理式生物转盘，将现有技术中置于池体一侧的驱动水车设于池体中间，盘片分布于两侧，使转轴受力更均匀，力矩更短，阻力更小，传动性能更优，优化水车转动性能，提高水车转速，由此提高设备充氧效率，为污水中有机物的降解以及硝化作用提供充足的溶解氧。

2、基于现有技术生物转盘驱动水车和生物盘片功能分区，将现有技术中污水驱动改为利用生物转盘的一级处理出水驱动水车，使跌落生物转盘区的水量与驱动水车的水量完全分离，互不影响，解决了水车转动性能和生物转盘处理效率之间的矛盾，使之提高水车转速的同时，生物转盘区能够维持较优工况。

3、将现有技术中积水槽的直板型分格板改为直角型，由此改变积水重力的受力点，改善水车转动性能，提高水车转速，由此提高设备充氧效率，同时在积水槽中装填生物填料，利用一级处理出水进行快速硝化作用，利于强化设备的硝化性能。

4、水车驱动区采用出流管的方式出水，可集中水力，增强水跌落于积水槽时的冲力，更利于驱动水车转动。同时生物转盘区分散导流板下方设有倾斜安装的带孔分散板，使水流一部分从孔中滴落，另一部分沿板导流入下一级生物转盘区，既可以减少跌水的飞溅，又增强了跌水充氧效率。

5、结构简单，管理方便，一方面将驱动水车积水槽的直板型分格板改为直角型，水车置于池体中间，盘片分布于两侧，使转轴受力更均匀，力矩更短，阻力更小，提高了传动性能及水车转动性能，由此提高充氧效率；另一方面基于生物转盘驱动水车和生物盘片功能分区，利用生物转盘区的一级处理出水，即“富氧清水”驱动水车，解决了水车转动性能和生物转盘处理效率之间的矛盾，同时在水车积水槽内装填轻质生物填料，达到快速硝化作用，由此进一步加强污水处理效率。

附图说明：

图1为本申请所述节能型清水驱动强化硝化二级处理式生物转盘的结构示意图；

图2为本申请所述节能型清水驱动强化硝化二级处理式生物转盘反应池的俯视图；

图3为本申请所述节能型清水驱动强化硝化二级处理式生物转盘反应池的a-a剖视图。

图4为本申请所述节能型清水驱动强化硝化二级处理式生物转盘反应池的b-b剖视图。

图5为本申请所述节能型清水驱动强化硝化二级处理式生物转盘高位水箱的俯视图。

图6为本申请所述三级节能型清水驱动强化硝化二级处理式生物转盘系统的运行示意图。

附图标记说明：1、反应池，2、高位水箱，21、一级处理布水区，211、三角出水堰，212、布水导流板，213、布水板，22、二级处理布水区，221、出水管，3、防水挡板，4、水车驱动区，41、水车，42、出流管，43、分隔板，411、积水槽，412、轻质生物填料，413、轻质不锈钢细丝网，5、生物转盘区，51、生物盘片，52、出水堰，53、分散导流板，54、分散板，55、弧形面，6、转轴，7、排泥管。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明：

实施例1

如图1~5所示，一种节能型清水驱动强化硝化二级处理式生物转盘，包括反应池1和置于反应池侧上方的高位水箱2，所述反应池1包括池体和与池体相连的防水挡板3；所述池体包括水车驱动区4和分布于水车驱动区4两侧的生物转盘区5，所述水车驱动区4两侧设有分隔板43，通过分隔板43将水车驱动区4与生物转盘区5分开，在所述水车驱动区4和生物转盘区5底部均设有排泥管7；在所述水车驱动区4和生物转盘区5内分别设有水车41和生物盘片51；所述水车41和生物盘片51通过转轴6相连，水车41和生物盘片51通过转轴6以轴承固定架设在池体上，所述水车41的圆周上设有若干等间距的直角型分格板，通过直角型分格板将水车41上分隔出若干积水槽411，所述积水槽411内装填强化硝化的轻质生物填料412，并在所述驱动水车41外周上围有防止所述填料412外泄的轻质不锈钢细丝网413；所述高位水箱2包括一级处理布水区21和二级处理布水区22，所述一级处理布水区21上设有三角出水堰211、布水导流板212及布水板213，所述三角出水堰211和布水导流板212设在一级处理布水区21池壁上端，布水板213设在一级处理布水区21池壁下端，所述布水板213底面上开有若干圆孔，所述一级处理布水区21出水通过布水板213跌落于所述生物转盘区5内，所述二级处理布水区22池壁下端设有出水管221，所述二级处理布水区22出水通过出水管221跌落于所述水车41的积水槽411内。

所述水车驱动区4池壁下端并低于水车水平高度的位置设有出流管42，所述生物转盘区5池底为弧形面55，在所述生物转盘区5池壁上端设有出水堰52和分散导流板53，生物转盘区5池壁下端设有分散板54，所述出水堰52和分散导流板53上均设有等边三角齿，出水堰52上的等边三角齿与分散导流板53上的等边三角齿空间上交错布置，所述分散板54向下倾斜安装，分散板54底面上开有若干圆孔，末端设有分散布水的等边三角齿，所述分散板54使处理后的水一部分经圆孔滴落入下一级生物盘片区，另一部分处理后的水沿分散板54导流入下一级生物转盘区，既改善了跌水的飞溅，又增强了跌水充氧效率；生物盘片51经打磨、打孔及粘附轻质填料等方式增加其活性生物量后等间距固定在转轴6上。

需要处理的污水经泵一次提升至高位水箱2的一级处理布水区21内，一级处理布水区21池体设有三角出水堰211、布水导流板212和带孔布水板213，使污水分散跌落于生物转盘区5，转动轴6，生物盘片51随轴6转动，周期性地在空气和污水间交替，由此附着生长一层含有大量微生物的生物膜，污水中的污染物经生物膜吸附并降解，之后通过生物转盘区5的出水堰52、分散导流板53和带孔分散板54，经泵提升至高位水箱2的二级处理布水区22，经二级处理布水区22的出水管221跌入水车驱动区4内水车41的积水槽411中，采用出水管221的形式可集中水流，增强水流跌落至积水槽411时的冲力，并将所积水的重力势能一并转化为动能，驱动水车41转动，由此带动同轴6生物盘片51转动充氧。同时该处理水可利用积水槽411内装填强化硝化的轻质生物填料412进行快速硝化作用；最后积水槽411内流出的水再经该级出流管42流入人工湿地系统强化脱氮除磷，以确保出水水质的稳定达标。

本发明一种节能型清水驱动强化硝化二级处理式生物转盘集成于基于灰黑分离的“厌氧-缺氧-好氧-人工湿地”生物生态组合工艺，其工艺流程为：农村生活污水经灰黑分离后，黑水流入厌氧池进行高效厌氧处理，厌氧出水、灰水和好氧回流水合并流入缺氧池，进行反硝化作用和一定除臭。之后经泵提升至高位水箱2跌落入生物转盘区5，而经单级或多级生物转盘区出水部分回流至缺氧池进行脱氮除臭，部分进入高位水箱2的二级处理布水区22跌落，驱动水车41转动，同时利用一级处理出水进行快速硝化作用。最后出水流入人工湿地系统强化脱氮除磷，以确保出水水质的稳定达标。

节能型清水驱动强化硝化二级处理式生物转盘一方面将驱动水车41的积水槽411的直板型分格板改为直角型，水车41置于池体中间，生物盘片51分布于两侧，使受力更均匀，力矩更短，阻力更小，传动性能更优，提高了设备的转动性能，由此提高充氧效率。另一方面基于水车41和生物盘片51功能分区，利用生物转盘区5的一级处理出水，即“富氧清水”驱动水车41，解决了水车41转动性能和生物转盘处理效率之间的矛盾，同时在水车41的积水槽411内装填轻质生物填料，达到快速硝化作用，由此进一步加强污水处理效率。

实施例2

如图1~5所示，一种节能型清水驱动强化硝化二级处理式生物转盘，包括反应池1和置于反应池侧上方的高位水箱2，所述反应池1包括池体和与池体相连的防水挡板3；所述池体包括水车驱动区4和分布于水车驱动区4两侧的生物转盘区5，所述水车驱动区4两侧设有分隔板43，通过分隔板43将水车驱动区4与生物转盘区5分开，在所述水车驱动区4和生物转盘区5底部均设有排泥管7；在所述水车驱动区4和生物转盘区5内分别设有水车41和生物盘片51；所述水车41和生物盘片51通过转轴6相连，水车41和生物盘片51通过转轴6以轴承固定架设在池体上，所述水车41的圆周上设有若干等间距的直角型分格板，通过直角型分格板将水车41上分隔出若干积水槽411，所述积水槽411内装填强化硝化的轻质生物填料412，并在所述驱动水车41外周上围有防止所述填料412外泄的轻质不锈钢细丝网413；所述高位水箱2包括一级处理布水区21和二级处理布水区22，所述一级处理布水区21上设有三角出水堰211、布水导流板212及布水板213，所述三角出水堰211和布水导流板212设在一级处理布水区21池壁上端，布水板213设在一级处理布水区21池壁下端，所述布水板213底面上开有若干圆孔，所述一级处理布水区21出水通过布水板213跌落于所述生物转盘区5内，所述二级处理布水区22池壁下端设有出水管221，所述二级处理布水区22出水通过出水管221跌落于所述水车41的积水槽411内。

所述水车驱动区4池壁下端并低于水车水平高度的位置设有出流管42，所述生物转盘区5池底为弧形面55，在所述生物转盘区5池壁上端设有出水堰52和分散导流板53，生物转盘区5池壁下端设有分散板54，所述出水堰52和分散导流板53上均设有等边三角齿，出水堰52上的等边三角齿与分散导流板53上的等边三角齿空间上交错布置，所述分散板54向下倾斜安装，分散板54底面上开有若干圆孔，末端设有分散布水的等边三角齿，所述分散板54使处理后的水一部分经圆孔滴落入下一级生物盘片区，另一部分处理后的水沿分散板54导流入下一级生物转盘区，既改善了跌水的飞溅，又增强了跌水充氧效率；生物盘片51经打磨、打孔及粘附轻质填料等方式增加其活性生物量后等间距固定在转轴6上。

所述节能型清水驱动强化硝化二级处理式生物转盘，采用多级式运行。多级式运行可布置成垂直交错的形式以减少污水处理设备的占地面积，如图6所示为三级节能型清水驱动强化硝化二级处理式生物转盘系统。

需要处理的污水经泵一次提升至高位水箱2的一级处理布水区21内，一级处理布水区21池体设有三角出水堰211、布水导流板212和带孔布水板213，使污水分散跌落于生物转盘区5，转动轴6，生物盘片51随轴6转动，周期性地在空气和污水间交替，由此附着生长一层含有大量微生物的生物膜，污水中的污染物经生物膜吸附并降解。之后通过生物转盘区5的出水堰52、分散导流板53和带孔分散板54，分散跌入下一级生物转盘区5。

经生物转盘区5处理后的出水，经泵提升至高位水箱2的二级处理布水区22，经二级处理布水区22的出水管221跌入水车驱动区4内水车41的积水槽411中，采用出水管221的形式可集中水流，增强水流跌落至积水槽411时的冲力，并将所积水的重力势能一并转化为动能，驱动水车41转动，由此带动同轴6生物盘片51转动充氧。同时该处理水可利用积水槽411内装填强化硝化的轻质生物填料412进行快速硝化作用。最后积水槽411内流出的水再经该级出流管42跌入下一级水车驱动区4水车41的积水槽411内。

本发明一种节能型清水驱动强化硝化二级处理式生物转盘集成于基于灰黑分离的“厌氧-缺氧-好氧-人工湿地”生物生态组合工艺，其工艺流程为：农村生活污水经灰黑分离后，黑水流入厌氧池进行高效厌氧处理，厌氧出水、灰水和好氧回流水合并流入缺氧池，进行反硝化作用和一定除臭。之后经泵提升至高位水箱2跌落入生物转盘区5，而经单级或多级生物转盘区出水部分回流至缺氧池进行脱氮除臭，部分进入高位水箱2的二级处理布水区22跌落，驱动水车41转动，同时利用一级处理出水进行快速硝化作用。最后出水流入人工湿地系统强化脱氮除磷，以确保出水水质的稳定达标。

节能型清水驱动强化硝化二级处理式生物转盘一方面将驱动水车41的积水槽411的直板型分格板改为直角型，水车41置于池体中间，生物盘片51分布于两侧，使受力更均匀，力矩更短，阻力更小，传动性能更优，提高了设备的转动性能，由此提高充氧效率。另一方面基于水车41和生物盘片51功能分区，利用生物转盘区5的一级处理出水，即“富氧清水”驱动水车41，解决了水车41转动性能和生物转盘处理效率之间的矛盾，同时在水车41的积水槽411内装填轻质生物填料，达到快速硝化作用，由此进一步加强污水处理效率。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。