一种利用复合微生物处理污水的可移动生物反应器的制作方法

本实用新型涉及污水处理技术领域，具体是涉及一种利用复合微生物处理污水的可移动生物反应器。

背景技术：

在我国城乡地区，河道因污染和生态系统退化，水环境问题日益严峻——河水中的有机物、氮磷含量过高，导致河水富营养、黑臭、藻类爆发等问题，目前解决这类问题的主要方法为底泥疏浚、机械曝气，这种办法耗资大且没有连续性。使用微生物处理分解有机物、氮磷具有耗资少、持续性强的优点。但受限于河道水体含氧量的限制，许多有益好氧菌繁殖受限，无法发挥其分解能力。

申请号为“cn201510035826.6”，名称为“一种处理河道污染物的生物滤床”的中国发明公开一种处理河道污染物的生物滤床，能够在借助水能的情况下，对河水进行曝气，从而达到使能分解污染物的好氧菌增殖的目的。

但是该发明是利用离心河水产生的负压来提取河水，这样的工作原理使得该发明对于离心速率的要求很高，一旦发生河流速度减缓，离心速率降低，整个装置将会停止工作且很难重启，效率较低；而且该发明是通过折弯空心管甩出河水产生负压带动整个装置工作，却没有设置应有的过滤装置，一旦发生堵塞，整个装置将会失效，对于河道除污，很难达到预期目标。

技术实现要素：

为了解决以上问题，本实用新型提供了一种利用复合微生物处理污水的可移动生物反应器，能够同时利用风能和水能作为动力抽取河水，对河水进行曝气，使好氧微生物得以扩培，从而增强河水分解污染物的能力。

本实用新型的技术方案如下：

一种用于利用复合微生物处理污水的可移动生物反应器，包括主体装置、动力系统、提取系统和污水处理系统。

所述主体装置包括圆形浮床，所述圆形浮床沿内壁设置有一圈环形浮囊。所述浮囊为充气式浮囊，浮囊浮力应保证在微生物扩培腔充满河水的情况下，生物反应器不会沉入水中。

所述动力系统包括风力涡轮和水力涡轮。本实用新型利用了风能和水能组作为装置动力源，极大地减小了制造成本和维护成本，一经投入使用，便能全天自动净化河道污水。

所述风力涡轮经风力传动轴连接于圆形浮床顶面外侧，并通过双动力传输锥齿轮与总动力传输轴连接。风能的利用，使本实用新型的能量获取途径进一步拓宽，加快装置对于污水的处理速度，提升了工作效率。

所述水力涡轮经水力传动轴连接于圆形浮床底面外侧，并通过双动力传输锥齿轮与总动力传输轴连接；所述总动力传输轴与总动力传输锥齿轮连接。本实用新型使用水能作为主要能源，使得装置脱离了目前主流的电力功能模式，不仅避免了电力功能在水潮湿环境的短路问题，而且更为环保和清洁，降低了投入成本，提高了经济效益。

所述提取系统包括活塞泵和提水管。活塞泵吸入性能好，能抽吸各种不同介质、不同粘度的液体，鉴于河水的复杂成分，活塞泵是最为理想的水泵。

所述提水管设置于圆形浮床中心轴线处，并贯穿圆形浮床上、下面，所述提水管上端设有出水管，下端设有隔离栅，所述出水管上设置有若干洒水喷头，所述提水管内腔靠近出水管处设置有出水阀，内腔靠近隔离栅处设置有进水阀。隔离栅的作用为隔离河水中的大块杂物，避免堵塞提水管。

所述活塞泵设置于圆形浮床顶面提水管和风力涡轮连线处，并与提水管连接，所述活塞泵包括转轮，所述转轮通过传送带与总动力传输锥齿轮连接，并通过连接杆与活塞连接，当转轮转动时，会通过连接杆带动活塞做往复运动。当活塞向右运动时，进水阀开启，水进入提水管，同时出水阀关闭，提水管中的水随压强降低向上提升；当活塞向左运动时，进水阀关闭，出水阀开启，同时使提水管下腔的水压入上腔，并升入出水管，如此反复进水和提升，使水不断从出水管的洒水喷头喷出，喷出的河水与空气充分接触，从而增加河水中的溶解氧。此外，被洒落的河水还能防止微生物扩培腔内悬浮体下沉，加强腔内有机物与微生物及溶解氧的接触，从而保证腔内微生物在有充足溶解氧的条件下，对污水中有机物的氧化分解作用。

所述污水处理系统包括微生物扩培腔，所述微生物扩培腔设置于圆形浮床顶面，并以提水管和风力涡轮连线为准线对称，所述微生物扩培腔腔口外沿设置有若干排水口，底部设置有扩培底物。所述微生物扩培腔的作用为利用来自洒水喷头的富氧河水繁育扩培底物中的好氧菌，存在大量分解污染物的好氧菌菌液随着微生物扩培腔中水位的上升，从排水口重新流入河道，进而实现分解河道污染物的目标。

进一步地，所述活塞泵和外部套有密封装置。所述密封装置能够避免洒水喷头喷出的河水进入轴承系统，对轴承进行腐蚀，导致装置使用寿命减降低。

进一步地，所述风力涡轮为垂直轴风机，相对于圆形浮床做顺时针转动。垂直轴风机在风向改变的时候无需对风，在这点上相对于水平轴风机是一大优势，它不仅使结构设计简化，而且也减少了风轮对风时的陀螺力，使得装置更加稳定。

进一步地，所述水力涡轮为弗朗西斯涡轮，相对于圆形浮床做逆时针转动。弗朗西斯水轮机适用水头范围极广，结构简单，制造安装方便，运行可靠，且有较高的效率和较低的空蚀系数，因此作为本实用新型的选择。

进一步地，所述圆形浮床11设有固定环13。通过固定环13可以用绳索固定圆形浮床11在河道中的位置，防止被河水冲走。

进一步地，所述扩培底物为河底污泥。河底污泥中含有大量土著微生物，他们能够分解河水中的复杂有机物质，但限于底层河水的低含氧量和低温，土著微生物中的好氧菌并不能发挥其强大的分解能力，但一旦给予其合适的环境河，水中的好氧菌便能大量增殖，从而达到净化水质的目的。

与现有的处理河道污染的生物反应器相比，本实用新型的有益效果是：

1)本实用新型因采用水能和风能作为动力源对河道污水进行曝气，无需使用电能，维护成本大大降低，具有可观的经济效益。

2)本实用新型直接采用河道底泥作为菌种培育有益好氧菌，投入成本低，成型周期短，无需耗费大量时间便可见效。

3)本实用新型采用浮动式结构，灵活方便，无需依靠河岸建设，不受河道形状影响，可根据河水污染情况随时调整数量和位置。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的外观图；

图3是本实用新型的俯视图；

图4是本实用新型的应用示意图。

图中：1、主体装置，11、圆形浮床，12、浮囊，13、固定环，14、密封装置，2、动力系统，21、风力涡轮，211、风力传动轴，22、水力涡轮，221、水利传动轴，23、双动力传输锥齿轮，24、总动力传输轴，25、总动力传输锥齿轮，251、传动带，3、提取系统，31、活塞泵，311、转轮，312、连杆，313、活塞，32、提水管，321、进水阀，322、出水阀，33、出水管、331、洒水喷头，34、隔离栅，4、污水处理系统，41、微生物扩培腔，42、扩培底物，43、排水口。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型所采取的方式和取得的效果，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚和完整地描述。

实施例一

如图1所示，一种用于利用复合微生物处理污水的可移动生物反应器，包括主体装置1、动力系统2、提取系统3和污水处理系统4。

所述主体装置1包括圆形浮床11，所述圆形浮床11沿内壁设置有一圈环形浮囊12。所述浮囊12为充气式浮囊，浮囊浮力应保证在微生物扩培腔41充满河水的情况下，生物反应器不会沉入水中。

所述动力系统2包括风力涡轮21和水力涡轮22。本实用新型利用了风能和水能组作为装置动力源，极大地减小了制造成本和维护成本，一经投入使用，便能全天自动净化河道污水。

所述风力涡轮21经风力传动轴211连接于圆形浮床11顶面外侧，并通过双动力传输锥齿轮23与总动力传输轴24连接。风能的利用，使本实用新型的能量获取途径进一步拓宽，加快装置对于污水的处理速度，提升了工作效率。

所述水力涡轮22经水力传动轴221连接于圆形浮床11底面外侧，并通过双动力传输锥齿轮23与总动力传输轴24连接；所述总动力传输轴24与总动力传输锥齿轮25连接。本实用新型使用水能作为主要能源，使得装置脱离了目前主流的电力功能模式，不仅避免了电力功能在水潮湿环境的短路问题，而且更为环保和清洁，降低了投入成本，提高了经济效益。

所述提取系统3包括活塞泵31和提水管32。活塞泵31吸入性能好，能抽吸各种不同介质、不同粘度的液体，鉴于河水的复杂成分，活塞泵31是最为理想的水泵。

所述提水管32设置于圆形浮床11中心轴线处，并贯穿圆形浮床11上、下面，所述提水管32上端设有出水管33，下端设有隔离栅34，所述出水管33上设置有若干洒水喷头331，所述提水管32内腔靠近出水管33处设置有出水阀322，内腔靠近隔离栅34处设置有进水阀321。隔离栅34的作用为隔离河水中的大块杂物，避免堵塞提水管32。

所述活塞泵31设置于圆形浮床11顶面提水管32和风力涡轮连线处，并与提水管32连接，所述活塞泵31包括转轮311，所述转轮311通过传送带251与总动力传输锥齿轮25连接，并通过连接杆312与活塞313连接，当转轮311转动时，会通过连接杆312带动活塞313做往复运动。当活塞313向右运动时，进水阀321开启，水进入提水管32，同时出水阀322关闭，提水管32中的水随压强降低向上提升；当活塞向左运动时，进水阀321关闭，出水322阀开启，同时使提水管32下腔的水压入上腔，并升入出水管33，如此反复进水和提升，使水不断从出水管33的洒水喷头331喷出，喷出的河水与空气充分接触，从而增加河水中的溶解氧。此外，被洒落的河水还能防止微生物扩培腔41内悬浮体下沉，加强腔内有机物与微生物及溶解氧的接触，从而保证腔内微生物在有充足溶解氧的条件下，对污水中有机物的氧化分解作用。

所述污水处理系统4包括微生物扩培腔41，所述微生物扩培腔41设置于圆形浮床11顶面，并以提水管32和风力涡轮连线为准线对称，所述微生物扩培腔41腔口外沿设置有若干排水口43，底部设置有扩培底物42。所述微生物扩培腔41的作用为利用来自洒水喷头331的富氧河水繁育扩培底物42中的好氧菌，存在大量分解污染物的好氧菌菌液随着微生物扩培腔41中水位的上升，从排水口43重新流入河道，进而实现分解河道污染物的目标。

所述活塞泵31和外部套有密封装置14。所述密封装置14能够避免洒水喷头331喷出的河水进入轴承系统，对轴承进行腐蚀，导致装置使用寿命减降低。

所述风力涡轮21为垂直轴风机，相对于圆形浮床11做顺时针转动。垂直轴风机在风向改变的时候无需对风，在这点上相对于水平轴风机是一大优势，它不仅使结构设计简化，而且也减少了风轮对风时的陀螺力，使得装置更加稳定。

所述水力涡轮22为弗朗西斯涡轮，相对于圆形浮床11做逆时针转动。弗朗西斯水轮机适用水头范围极广，结构简单，制造安装方便，运行可靠，且有较高的效率和较低的空蚀系数，因此作为本实用新型的选择。

所述圆形浮床11设有固定环13。通过固定环13可以用绳索固定圆形浮床11在河道中的位置，防止被河水冲走。

所述扩培底物42为河底污泥。河底污泥中含有大量土著微生物，他们能够分解河水中的复杂有机物质，但限于底层河水的低含氧量和低温，土著微生物中的好氧菌并不能发挥其强大的分解能力，但一旦给予其合适的环境河，水中的好氧菌便能大量增殖，从而达到净化水质的目的。

如图4所示，本实用新型可在河岸边通过绳索和固定环13将整个装置固定在河道某一位置。装置漂浮于河面上，利用水能使水力涡轮22逆时针转动，利用风能使风力涡轮21顺时针转动，两者产生的动能通过双动力传输锥齿轮23传递给总动力传输轴24，所述总动力传输轴24带动总动力传输锥齿轮25转动，经传动带251将动力传输到转轮311上，当转轮311转动时，会通过连接杆312带动活塞313做往复运动。当活塞313向右运动时，进水阀321开启，河水经隔离栅34过滤进入提水管32，同时出水阀322关闭，提水管32中的水随压强降低向上提升；当活塞向左运动时，进水阀321关闭，出水阀322开启，同时使提水管32下腔的水压入上腔，并升入出水管33，如此反复进水和提升，使水不断从出水管33的洒水喷头331喷出，喷出的河水与空气充分接触，从而增加河水中的溶解氧。河水被洒落入微生物扩培腔41，洒落河水带来的冲击力能防止微生物扩培腔41内悬浮体下沉，加强腔内有机物与微生物及溶解氧的接触，从而保证腔内微生物在有充足溶解氧的条件下，保证繁殖的同时，对污水中的有机物进行氧化分解。随着微生物扩培腔41中河水量的增多，含有大量好氧菌的河水从排水口43流入河流中，加强河水分解污染物的能力，从而达到治理治理水污染问题的目标。

实施例二

与实施例一不同之处在于，本实用新型可根据河道宽窄和污染程度，在一个根绳索上串联多个装置，数量和位置均易于调整，简单便捷。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。