一种防堵塞出水筛网及移动床生物膜反应器的制作方法

本发明涉及污水处理领域，具体涉及一种防堵塞出水筛网及移动床生物膜反应器。

背景技术：

移动床生物膜反应器(movingbedbiofilmreactor,简称mbbr)主要应用于市政和工业污水处理，其原理是通过向反应器中投加一定数量的悬浮载体，使载体内外生长不同的微生物种类，使每个载体成为微型的生物处理器，进而提高处理效果。

由于载体呈悬浮状态，随水流流动，因此必须设置筛网将载体截留保障后续工艺的稳定运行。但是污水中存在大量的有机物及氮、磷元素，极易在筛网上附着微生物，形成生物膜阻塞污水流向。因此选择合理材质、合理构造的筛网对mbbr工艺能够正常运行具有重要意义。设计合理的筛网除了保证足够的强度还需要保障合理的出水流速。出水流速太高会将载体随水流迁移聚集在筛网上，造成堵塞。出水流速太低又不能满足水量处理需求。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明的目的之一是提供一种防堵塞出水筛网，该筛网的纬线加强筋及经线加强筋均呈梯形或三角形，且纬线加强筋的顶端与经线加强筋的顶端固定连接，可有效防止悬浮物堵塞在缝隙内，具有不易变形、不易磨损、表面不易附着生物膜、易于清洗等特点。

本发明的目的之二是提供一种由上述防堵塞出水筛网构建而成的移动床生物膜反应器，出水筛网水平设置，筛网内部及其下方均采用穿孔管通风曝气，筛网内部的穿孔管可有效防止填料堆积在筛网上方，出水筛网底部由支撑架支撑。

本发明通过以下技术方案解决上述技术问题。

第一方面，本发明提供一种防堵塞出水筛网，所述筛网为圆筒结构，包括呈圆形的纬线加强筋和呈直线的经线加强筋，两者垂直固定分布，两者的横截面均为等腰梯形或等腰三角形，且纬线加强筋的顶端与经线加强筋的顶端固定连接，使纬线加强筋及经线加强筋的底端均位于相应顶端的外侧。

在上述技术方案中，等腰梯形中的“顶端”指其上底边所在端，下底边所在端称为“底端”，等腰三角形中的“顶端”指其顶角所在端，底边所在端称为“底端”，纬线加强筋及经线加强筋的顶端均朝内，底端均朝外，从而使筛网内表面或外表面上相邻两底端之间的缝隙均小于其内部相邻两顶端之间的缝隙，有效防止杂物进入堵塞缝隙，同时，缝隙内部生成的生物膜在气洗时可以向内或向外排出。

在上述技术方案的基础上，进一步地，纬线加强筋及经线加强筋的底端均呈圆弧形，纬线加强筋及经线加强筋的顶端均与侧边(也即腰边)圆滑过渡，可以有效降低筛网对水流速度的影响，同时使筛网更为美观。

在上述任一技术方案的基础上，进一步地，纬线加强筋与经线加强筋的分布有两种方式，分别为：纬线加强筋位于经线加强筋外侧，纬线加强筋的底端朝向筛网内侧面，经线加强筋的底端朝向筛网外侧面；或者，纬线加强筋位于经线加强筋的内侧，纬线加强筋的底端朝向筛网外侧面，经线加强筋的底端朝向筛网内侧面。

在上述任一技术方案的基础上，进一步地，筛网的开孔率优选43.8％-71.9％；通过控制筛网的开孔率，进一步限制水流速的合适范围，开孔率太大，使流速较高，较高的流速将导致填料随水流迁移并聚集在筛网上，进而导致筛网被填料堵塞，进网压力升高，同时导致聚集区域的氧气输送不足导致缺氧；开孔率太小，使流速较小，较小的流速又会影响整体的效率。

在上述任一技术方案的基础上，进一步地，纬线加强筋及经线加强筋的材质可选用不锈钢材质，如316ss、310和304不锈钢等，优选316ss，其总性能优于310和304不锈钢，具有极强的抗腐蚀性能，能够满足恶劣的污水环境下长期使用不腐蚀，并且刚性、韧性俱佳。

在上述任一技术方案的基础上，进一步地，所述筛网的至少一端设有圆形的封闭网板，封闭网板可以有效防止悬浮物从筛网端部进入筛网内；和/或，所述筛网的至少一端固定有筛网法兰，筛网法兰上沿轴向间隔开设有固定孔，其内侧呈圆形，并与筛网的外径相匹配，外侧呈正八边形；筛网法兰可选用与筛网一致的材质，筛网法兰的设置便于筛网的安装。

第二方面，本发明还提供了一种利用第一方面任一防堵塞出水筛网构建的移动床生物膜反应器，所述移动床生物膜反应器内壁间隔固定设置筛网，筛网水平分布，且其外端与反应器内壁上开设的出水口连通，筛网底部由支撑架固定支撑，筛网内部水平铺设第一曝气管，筛网下方水平铺设第二曝气管，第一曝气管及第二曝气管均通过管道与反应器顶部的送气管连通，第一曝气管上的第一曝气孔朝上，第二曝气管上的第二曝气孔朝下。

在本发明提供的移动床生物膜反应器中，筛网内部及底部设置的曝气管曝气孔方向不同，筛网内部曝气管的曝气孔朝上吹出气流，有效防止填料堆积在筛网顶部，筛网下方曝气管的曝气孔朝下吹出气流，气流吹动水流形成“涌流”，冲刷筛网底部及两侧，有效防止筛网侧面及底部堵塞。

在上述技术方案的基础上，进一步地，滤网的两侧设有水平分布的滤网固定杆，或者，滤网的两端设置筛网法兰，筛网法兰外侧固定滤网固定杆，支撑架与滤网固定杆固定连接。滤网固定杆的设置便于滤网固定在支撑架上，同时防止滤网在安装时发生损伤。

在上述任一技术方案的基础上，进一步地，支撑架包括第一支撑杆、固定在第一支撑杆上侧且竖直分布的第二支撑杆以及水平固定在相邻两第二支撑杆之间的第三支撑杆，第一支撑杆至少为平行分布的两根，每根第一支撑杆上固定有至少两根第二支撑杆，第二支撑杆的顶端与滤网固定杆固定连接，第三支撑杆至少为2根，固定在不同侧的两第二支撑杆之间，且位于同一水平面上，用于固定安装第二曝气管；本发明提供的支撑架不仅起到支撑滤网的作用，还可起到支撑第二曝气管的作用。

更进一步地，第一支撑杆可以水平设置在反应器的底部，或者第一支撑杆倾斜设置，且其底端固定在反应器内壁上。

在上述任一技术方案的基础上，进一步地，筛网法兰的外侧呈正八边形，且其底边水平分布，两侧边竖直分布，竖直分布的两侧边分别固定滤网固定杆，支撑架通过支撑滤网固定杆对滤网支撑，保证滤网安装的稳定性。

在上述任一技术方案的基础上，进一步地，每个筛网底部设置至少两组平行分布的第二曝气管，并关于滤网中心所在竖直面对称分布；至少设置两组第二曝气管可以有效冲刷筛网底部及两侧，防止筛网侧面及底部堵塞。

附图说明

图1为筛网的局部结构示意图；

图2为筛网的横剖图；

图3为筛网的纵剖图；

图4为筛网上纬线加强筋与经线加强筋形成筛孔的示意图；

图5为滤网法兰的结构示意图；

图6为移动床生物膜反应器内部设置若干滤网的结构示意图；

图7为滤网固定在反应器内壁上的正视图；

图8为滤网固定在反应器内壁上的侧视图；

图中，1、筛网；11、纬线加强筋；12、经线加强筋；2、筛网法兰；21、固定孔；3、出水口；4、支撑架；41、第一支撑杆；42、第二支撑杆；43、第三支撑杆；5、第一曝气管；51、第一曝气孔；6、第二曝气管；61、第二曝气孔；7、送气管；8、滤网固定杆；9、固定件。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

实施例1

本发明提供的防堵塞出水筛网1整体呈圆筒状，如图1-3所示，其包括呈圆形的纬线加强筋11和呈直线的经线加强筋12，两者垂直固定分布，两者的横截面均为梯形，优选等腰梯形，且纬线加强筋11的上底边与经线加强筋12的上底边固定连接，使纬线加强筋11及经线加强筋12的下底边均位于相应下底边的外侧，从而使筛网内表面或外表面上相邻两下底边之间的缝隙均小于其内部相邻两上底边之间的缝隙，有效防止杂物进入堵塞缝隙(不论是从筛网内侧面到外侧面还是外侧面到内侧面)，同时，缝隙内部生成的生物膜在气洗时可以向内或向外排出，有利于促进生物膜的更新，防止随着运行时间的延长，生物膜越积越厚，膜内部出现厌氧或兼氧层影响净化效果，并且本发明提供的筛网还具有不易变形、不易磨损、表面不易附着生物膜、易于清洗等特点。

为了有效降低筛网对水流速度的影响，同时使筛网更为美观，纬线加强筋11及经线加强筋12的上底边所在面整体均呈圆弧形，与两腰边圆滑过渡，或者仅上底边两端与两腰边圆滑过渡，纬线加强筋11及经线加强筋12的下底边两端与两腰边圆滑过渡。

具体地，纬线加强筋11与经线加强筋12的分布有两种方式，其一，纬线加强筋11位于经线加强筋12外侧，纬线加强筋11的上底边朝向筛网内侧面，经线加强筋12的上底边朝向筛网外侧面，如图2-3所示；其二，纬线加强筋11位于经线加强筋12的内侧，纬线加强筋11的上底边朝向筛网外侧面，经线加强筋12的上底边朝向筛网内侧面。

实施例2

与实施例1不同的是，本发明提供的筛网中，纬线加强筋11及经线加强筋12的横截面也可呈三角形，优选等腰三角形，纬线加强筋11的顶角与经线加强筋12的顶角固定连接，使纬线加强筋及经线加强筋的底边均位于相应顶角的外侧，从而可以使筛网内表面或外表面上相邻两底边之间的缝隙均小于其内部相邻两顶角之间的缝隙，同样可以有效防止杂物进入堵塞缝隙，缝隙内部生成的生物膜在气洗时可以向内或向外排出，有利于促进生物膜的更新。

为了有效降低筛网对水流速度的影响，同时使筛网更为美观，纬线加强筋11及经线加强筋12的顶角均呈圆弧形，纬线加强筋11及经线加强筋12的底边两端与腰边圆滑过渡。

具体地，纬线加强筋11与经线加强筋12的分布有两种方式，其一，纬线加强筋11位于经线加强筋12外侧面，纬线加强筋11的顶角朝向筛网内侧面，经线加强筋12的顶角朝向筛网外侧面；其二，纬线加强筋11位于经线加强筋12的内侧面，纬线加强筋11的顶角朝向筛网外侧面，经线加强筋12的顶角朝向筛网内侧面。

在实施例1及实施例2中，优选地，纬线加强筋及经线加强筋的材质可选用不锈钢材质，如316ss、310和304不锈钢等，优选316ss，其总性能优于310和304不锈钢，具有极强的抗腐蚀性能，能够满足恶劣的污水环境下长期使用不腐蚀，并且刚性、韧性俱佳，纬线加强筋及经线加强筋之间可采用焊接方式固定。

在实施例1及实施例2中，优选地，所述筛网1的至少一端设有封闭网板13，如图6-7所示，可以有效防止悬浮物从筛网端部进入筛网内；封闭网板13可以采用常规的网孔板，也可以采用结构如筛网所示的经、经线加强筋结构，截面呈等腰梯形或等腰三角形，且经、经线加强筋的顶端相互连接。

在实施例1及实施例2中，优选地，筛网的开孔率优选43.8％-71.9％；相邻两纬线加强筋及相连两经线加强筋之间形成的缝隙整体成长方形，筛网上的缝隙整体呈矩阵分布，竖直方向上相邻两缝隙中心间距为u1，水平方向上相邻两缝隙中心间距为u2，每个缝隙的高度为c，宽度为l，如图4所示，开孔率φ的计算方法如下：

具体地，本发明提供的筛网的尺寸可选择：长度为2000mm，外径600mm，其中，u1＝8mm，u2＝33mm，c＝5mm，l＝33mm，开孔率为62.5％。

在实施例1及实施例2中，优选地，所述筛网1的至少一端固定有筛网法兰2，如图5所示，筛网法兰2上沿轴向间隔开设有固定孔21，其内侧呈圆形，并与筛网的外径相匹配，外侧呈正八边形；筛网法兰可选用与筛网一致的材质，筛网法兰的设置不仅便于固定安装筛网，还便于将两段筛网固定连接起来。

在实施例1和实施例2中，纬线加强筋11和经线加强筋12还可不同形状的截面，例如，在同一个筛网1中，纬线加强筋11选择等腰梯形，经线加强筋12选择等腰三角形，或者，纬线加强筋11选择等腰三角形，经线加强筋12选择等腰梯形。

实施例3

本发明提供的移动床生物膜反应器内壁间隔固定设置多个筛网1，筛网1为上述实施方式的任一种，如图6-8所示，筛网1水平分布，且其外端固定在反应器内壁上，并与反应器内壁上开设的出水口3连通，筛网1底部由支撑架4固定支撑，筛网1内部水平铺设第一曝气管5，筛网1下方水平铺设第二曝气管6，第一曝气管5及第二曝气管6均通过管道与反应器顶部的送气管7连通，第一曝气管5上的第一曝气孔51朝上，第二曝气管6上的第二曝气孔61朝下；第一曝气管5的第一曝气孔51朝上吹出气流，有效防止填料堆积在筛网1顶部，第二曝气管6的第二曝气孔61朝下吹出气流，由于其他的密度小于水的密度，气流吹动水流形成“涌流”，冲刷筛网底部及两侧，有效防止筛网侧面及底部堵塞；送气管7上可设置阀门以控制气体的输送速率。

在本发明提供的移动床生物膜反应器中，污水主要从筛网的外侧进入内侧，故而，优选纬线加强筋11位于经线加强筋12外侧的方式，从而使筛网外表面上相邻两底端之间的缝隙均小于其内部相邻两顶端之间的缝隙，进而有效防止杂物进入堵塞缝隙。

为了便于将滤网固定在支撑架上，同时防止滤网在安装时发生损伤，优选地，滤网的两侧可设置水平分布的滤网固定杆8，当筛网1的两端均设置滤网法兰2时，可将滤网固定杆8固定在滤网法兰2外侧，然后通过支撑架4固定滤网固定杆8进而固定滤网1，同时筛网外端的滤网法兰可以固定在反应器的内壁上。

优选地，为了防止反应器内的悬浮物进入筛网内，筛网的内端设有密封网板13，为了便于安装第一曝气管5，密封网板13的中心开设有安装孔，便于第一曝气管5穿过，反应器的出水口3处可设置孔板、格栅板或者护栏板等，第一曝气管5的末端可通过固定件固定在孔板、格栅板或者护栏板上，从而将第一曝气管5固定。

优选地，支撑架4包括第一支撑杆41、固定在第一支撑杆41上侧且竖直分布的第二支撑杆42以及水平固定在相邻两第二支撑杆42之间的第三支撑杆43，第一支撑杆41至少为平行分布的两根，每根第一支撑杆41上固定有至少两根第二支撑杆42，第二支撑杆42的顶端与滤网固定杆8固定连接，第三支撑杆43至少为2根，固定在不同侧的两第二支撑杆之间，且位于同一水平面上，第二曝气管6固定安装在第三支撑杆43上；第一支撑杆41可以水平设置在反应器的底部，或者第一支撑杆42倾斜设置，且其底端固定在反应器内壁上，第一支撑杆41关于筛网对称分布；本发明提供的支撑架不仅起到支撑滤网的作用，还可起到支撑第二曝气管的作用。

优选地，筛网法兰2的内侧呈圆形，外侧呈正八边形，且其底边水平分布，两侧边竖直分布，竖直分布的两侧边分别固定一根滤网固定杆8，支撑架4的第二支撑杆42顶部与滤网固定杆8固定连接，从而对滤网起到支撑作用，并保证滤网安装的稳定性。

优选地，每个筛网1底部设置至少两组平行分布的第二曝气管6，并关于滤网中心所在竖直面对称分布；至少设置两组第二曝气管可以有效冲刷筛网底部及两侧，防止筛网侧面及底部堵塞。

当筛网的一端设置筛网法兰2，另一端设置密封网板13时，设置筛网法兰2的一端可通过螺栓等固定件固定在反应器内壁上，与出水口3相对应，设置密封网板13的一端朝向反应器内部，此时，滤网固定杆8可以直接固定在滤网1的两侧。

当筛网的两端都设置筛网法兰时，与第一曝气管连接的管道位于竖直方向，为了保证其安装的稳定性，该管道可通过固定件9与筛网法兰固定连接。

以上所述实施方式仅表达了本发明的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不能脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。