专利名称：潜水式生物过滤净化装置的制作方法
技术领域：
本发明关于一种潜水式生物过滤净化装置，尤指一种沉置在水面下并具有特定 角度软性生物接触滤材及沉降区结构的潜水式生物过滤净化装置。
背景技术：
传统的生物接触氧化法(Biological Contract Stabilization)应用在污水处理已有
多年历史，但是陆上型生物接触氧化法除了无法抵抗低温外，同时因为进水停止而造成 生物膜干燥死亡，另外一个缺点是当曝气量不良时，容易产生臭味而造成蚊蝇滋生的困 扰，因为如此生物接触氧 化法开始发展成潜水式生物接触氧化法(SubmergedBiological ContractStabilization)，至今该处理方法仍被大量应用。另外，传统的生物氧化塘(Biological Aerated Lagoon)应用在生活污水的处
理上已经有超过百年历史，经过多年来的改良，除了在曝气系统(Aerator)及水体搅 拌(Mixing)上施以改进外，并没有太大的突破性发展，生物氧化塘由于没有污泥回流 (Sludge recycling)的功能，因此生物污泥(Mix Liquor Suspended Solid，MISS)的浓度最 多只能达到500mg/l左右，因此传统生物氧化塘需要很大的用地面积(因为停留时间需达 10 30天)，另外生物氧化塘的生物污泥(MISS)也会因为四季水温的变化造成沉降性 (Settling)不良的情形，导致排放水质中悬浮固体(Suspendedsolid)超标的情形，也因此 造成处理效果不显著。因此，如何发明出一种潜水式生物过滤净化装置，以使污水处理技术达到运行 方式简单、节省用电量、过滤效果稳定、污染物去除效率提升及操作弹性大等效果，将 是本发明所欲积极公开之处。
发明内容
有鉴于上述现有技术的缺憾，发明人有感其未臻于完善，遂竭其心智悉心研究 克服，凭其从事该项产业多年的累积经验，进而研发出一种潜水式生物过滤净化装置， 以期达到运行方式简单、节省用电量、过滤效果稳定、污染物去除效率提升及操作弹性 大等目的。本发明的主要目的在提供一种潜水式生物过滤净化装置，其借着包含有沉降 区、过滤区及曝气单元的结构设计，致使该潜水式生物过滤净化装置可以沉置在生物氧 化塘中结合应用，进而达到污水处理运行方式简单、节省用电量、过滤效果稳定、污染 物去除效率提升及操作弹性大等目的。为达上述目的，本发明潜水式生物过滤净化装置的实施内容包含有一沉降 区，该沉降区为上、下端及两侧镂空的立体空间；一个或一个以上分别结合在该沉降 区两侧的过滤区，各该过滤区为完全镂空的立体空间，各该过滤区结合有多数个软性生 物接触滤材(Soft contact media)；及一个或一个以上结合在各该过滤区底部的曝气单元 (Bubble aeration unit)。
借此，本发明一种潜水式生物过滤净化装置，可利用该软性生物接触滤材提供 生物膜稳定成长，该曝气单元产生气泡引导污水往软性生物接触滤材流动，使生物膜吸 附污水的有机物质，再利用软性生物接触滤材的特定角度使污水自然的往沉降区两侧扩 散及再循环，借此使净化的水在该沉降区再沉降悬浮固体，达成污水净化功能；而且净 化的水可以在该沉降区再沉降悬浮固体，然后排出沉降区，使本发明潜水式生物过滤净 化装置达成运行方式简单、节省用电量、过滤效果稳定、污染物去除效率提升及操作弹 性大等效果。
图1为本发明较佳具体实施例的组合立体图。图2为本发明较佳具体实施例的应用状态立体示意图。图3为本发明较佳具体实施例的应用状态后视示意图。图4为本发明较佳具体实施例的应用状态剖面示意图。主要组件符号说明1....沉降区 11...前面挡板12...后面挡板 13...出水口14...水管 2....过滤区21...软性生物接触滤材 3....曝气单元31...曝气管32...进气口33...气泡产生部4....输气管5....浮筒6....刚性杆体7....缺氧层8....兼氧层
具体实施例方式为充分了解本发明的目的、特征及功效，兹借由下述具体的实施例，并配合所 附的图式，对本发明做一详细说明，说明如后参阅图1及图3所示，本发明潜水式生物过滤净化装置，其较佳的具体实施例包 含一沉降区1，一个或一个以上分别结合在该沉降区1两侧的过滤区2，以及一个或一个 以上结合在各过滤区2底部的曝气单元3所组成，其中沉降区1，如图1及图3所示，其为上、下端及两侧镂空的矩形或其它形状的立 体空间，并分别设有一前面挡板11及一后面挡板12，该后面挡板12近上端设有一出水口 13，该出水口 13连接有一水管14;过滤区2，如图1及图3所示，各该过滤区2为周围完全镂空的矩形或其它形状 的立体空间，各该过滤区2结合有多数个软性生物接触滤材21 (Soft contact media)，该软 性生物接触滤材21不限于特定形式，唯使各该软性生物接触滤材21呈一定斜角结合在各 该过滤区2之中；其中，较佳的实施例更包含该软性生物接触滤材21—端结合在该过滤 区2内侧面的低点，另一端结合在过滤区29外侧面的高点，使该软性生物接触滤材21倾 斜的底面朝向整个潜水式生物过滤净化装置的两侧；曝气单元3 (Bubble aeration unit)，如图1及图3所示，其可为一个或一个以上结合在该过滤区2底部的曝气管31，该曝气管31具有一进气口 32及一气泡产生部33，可 从该进气口 32连接一输气管4，并使该输气管4连接在一外部的空气泵浦；如图所示， 本发明较佳的实施例更包含该曝气单元3为两个结合在该过滤区2底部的曝气管31，其具 有一相对的大气泡曝气管，及一相对的小气泡曝气管，该大气泡曝气管结合在该过滤区2 底部的近外侧，该小气泡曝气管结合在该过滤区2底部的近内侧，因此所产生的细小气 泡可以跟随大气泡的方向上升及移动，借此组成本发明潜水式生物过滤净化装置。复如图1及图3所示，本发明潜水式生物过滤净化装置，较佳的具体实施例更包 含上述该沉降区1及过滤区2可以采用刚性杆体6(例如钢条等)连接组成所述的矩形或 其它形状的立体空间。而刚性杆体6最上端可以结合有一个或一个以上的浮筒5，借该浮 筒5使整个潜水式生物过滤净化装置可以沉置在生物氧化塘的水面下。本发明潜水式生物过滤净化装置应用实施时，如图2及图3所示，可以与生物 氧化塘弹性结合应用，依实际需求使一个或多个潜水式生物过滤净化装置沉置在污水水 面下，并利用所述该浮筒5保持浮性，再从该输气管4输入空气至曝气单元3 (曝气管 31)，即可产生上升的大气泡及细小气泡，使气泡同步带动污水上升到该软性生物接触滤 材21。因此，借由本发明该曝气单元3 (曝气管31)的曝气量分配，以及软性生物接触滤 材21设计，一方面可使生物膜(Biological film)(菌类及藻类生物)在该软性生物接触滤 材21上更加稳定成长，增进过滤污水悬浮固体(Suspended solid)及有机物质的效果；另 一方面可以在不增加额外动力条件下，借由该曝气单元3(曝气管31)产生自然上升的气 泡，使气泡引导污水往该软性生物接触滤材21流动，并使生物膜(Biological film)吸附或 去除污水的悬浮固体及有机物质，同时利用该软性生物接触滤材21的特定角度使上升气 泡及污水自然的往沉降区1两侧扩散，并且形成再循环作用(如箭头所示)，借此增进整 个生物氧化塘的污染物吸附、过滤、去除及扰动效果。另者，当上升气泡接触到该软性 生物接触滤材21时，可以提高氧传效率(Oxygen transfer effciency)，同时借由气泡及水流 的扰动及冲刷作用，使该软性生物接触滤材21上老化的生物膜剥落及沉降，让生物膜再 稳定成长，借此保持生物膜的活性，解决现有滤材阻塞的问题；而且净化后的水可以在 该沉降区1再沉降悬浮固体，然后从出水口 13及水管14排出该沉降区1，借此持续地完 成污水净化处理。又，如图4所示，本发明该过滤区2的软性生物接触滤材21的接触表面积 (Contact area),将可以产生足够的生物膜来负荷吸附或去除污水中的污染物及有机物 质，同时利用该生物氧化塘中的活性污泥(Activated sludge)也可以扮演污染物及有机物 质吸附或去除的角色，再加上生物膜可以有效将污水中的氨氮气(NH4-N)氧化成为硝酸 盐(NO3),借此达成除氮效果(Nitrification)；而且在该生物氧化塘的底部会有一缺氧层 7 (Anaerobic)及一兼氧层8 (Anoxic zone)，该缺氧层7及兼氧层8是生物处理法当中去除 氮(De-Nitrification)将硝酸盐(NO3)转换成氮气(N2)的最理想条件。如上所述，本发明 完全符合专利三要件新颖性、进步性和产业上的可利用 性。以新颖性和进步性而言，本发明借着包含有沉降区、过滤区及曝气单元的结构设 计，致使该潜水式生物过滤净化装置可以沉置在生物氧化塘中结合应用，进而达到污水 处理运行方式简单、节省用电量、过滤效果稳定、污染物去除效率提升及操作弹性大等 效用。就产业上的可利用性而言，利用本发明所衍生的产品，当可充分满足目前市场的需求。
本发明在上文中已以较佳实施例揭露，然而熟悉本领域的技术人员应理解的 是，该实施例仅用于描绘本发明，而不应解读为限制本发明的范围。应注意的是，举凡 与该实施例等效的变化与置换，均应设为涵盖于本发明的范畴内。因此，本发明的保护 范围当以下文的权利要求范围所界定者为准。
权利要求
1.一种潜水式生物过滤净化装置，其特征在于该潜水式生物过滤净化装置包含有 一沉降区，该沉降区为上、下端及两侧镂空的立体空间；一个或一个以上分别结合在该 沉降区两侧的过滤区，各该过滤区为完全镂空的立体空间，各该过滤区结合有多数个软 性生物接触滤材；及一个或一个以上结合在各该过滤区底部的曝气单元。
2.如权利要求1所述潜水式生物过滤净化装置，其中，该软性生物接触滤材呈一定斜 角结合在各该过滤区。
3.如权利要求2所述潜水式生物过滤净化装置，其中，该软性生物接触滤材一端结合 在过滤区内侧面的低点，另一端结合在过滤区外侧面的高点，使该软性生物接触滤材倾 斜的底面朝向潜水式生物过滤净化装置的两侧。
4.如权利要求1所述潜水式生物过滤净化装置，其中，该曝气单元为一个或一个以上 结合在该过滤区底部的曝气管。
5.如权利要求1所述潜水式生物过滤净化装置，其中，该曝气单元为两个结合在该过 滤区底部的曝气管，包含一相对的大气泡曝气管，及一相对的小气泡曝气管，该大气泡 曝气管结合在该过滤区底部的近外侧，该小气泡曝气管结合在该过滤区底部的近内侧。
6.如权利要求1所述潜水式生物过滤净化装置，其中，该沉降区分别设有一前面挡板 及一后面挡板，该后面挡板设有一出水口。
7.如权利要求6所述潜水式生物过滤净化装置，其中，该出水口连接有一水管。
8.如权利要求1所述潜水式生物过滤净化装置，其中，该沉降区及过滤区为矩形的立 体空间。
9.如权利要求8所述潜水式生物过滤净化装置，其中，该沉降区及过滤区为刚性杆体 连接组成该矩形的立体空间。
10.如权利要求9所述潜水式生物过滤净化装置，其中，该刚性杆体的最上端结合有 一个或一个以上的浮筒。
全文摘要
本发明提供一种潜水式生物过滤净化装置，其包含有一沉降区，该沉降区为上、下端及两侧镂空的立体空间；一个或一个以上位在该沉降区两侧的过滤区，各该过滤区为完全镂空的立体空间，各该过滤区结合有多数个软性生物接触滤材；及一个或一个以上结合在各该过滤区底部的曝气单元。借此，本发明的潜水式生物过滤净化装置，可利用该软性生物接触滤材提供生物膜稳定成长，该曝气单元产生气泡引导污水往软性生物接触滤材流动，使生物膜吸附污水的有机物质，再利用软性生物接触滤材的特定角度使污水自然的往沉降区两侧扩散及再循环，借此使净化后的水在该沉降区再沉降悬浮固体，达成污水净化功能。
文档编号C02F3/30GK102010056SQ200910171450
公开日2011年4月13日 申请日期2009年9月4日 优先权日2009年9月4日
发明者林俊男 申请人:林俊男