一种进水流量可调节的循环流小型生物转盘设备的制作方法

1.本发明涉及一种进水流量可调节的小型生物转盘设备，特别涉及一种进水流量可调节的循环流小型生物转盘设备；适用于分散性小规模生活污水处理，如以家庭为单位的污水处理；属于污水处理与资源化领域。


背景技术：

2.生活污水处理系统分为集中型和分散型两种，市政生活污水通常采用集中式污水处理系统，将较大范围内的污水统一收集再处理。该系统的特点是统一收集、统一输送、统一处理、处理规模大、基建费用高、适用于生活污水源较集中的地区。
3.目前，大部分城市采用的是集中处理系统。但是农村、城乡结合部、高速服务区等，大部分未纳入城市市政管网覆盖范围，这些污水排放点具有污水产量小、污染源分散且数量众多等特点，但是，不处理又会带来很多环境问题。以农村生活污水为例：2012年我国大约有58万个自然村，而其中生活污水的处理率仅达8％，未处理的污水总量是城市和县城采用集中式污水处理总量的1.5倍。
4.生物转盘法作为生物膜法的一种，由盘片、接触反应槽、转轴及驱动装置所组成，盘片串联成组，中心冠以转轴，转轴两端安设在半圆形接触反应槽两端的支座上；转盘面积的40％左右浸没在槽内的污水中，转轴高出槽内水面10～25cm，其主要的净化机理为：(1)生物转盘上长着生物膜，靠生物膜的吸附稳定作用，能够去除有机物；(2)含有溶解氧和微生物的悬浮液对有机物有一定的净化作用，同时也向生物膜提供氧源；(3)生物膜和悬浮液的共同作用使得污染得以去除。
5.生物转盘系统设计灵活；安装便捷、操作简单；运行费用较低；生物膜的量，与空气和污水接触的时间，可以通过盘片转速来控制；在较短的接触时间就可以得到较高的净化效果。
6.上世纪七十年代初，我国开始引进生物转盘技术，并对其开展了广泛的科学研究工作。不仅在市政生活污水中得到应用，而且在化纤、石化、印染、制革、造纸、煤气发生站等行业的工业废水处理领域也得到了应用，并取得了良好的效果。
7.对于居住比较分散的中小乡村(镇)广大农村、偏远地区及丘陵地区，由于受到地理条件和经济因素制约，不适宜进行生活污水的集中处置。中小乡村(镇)广大农村及偏远地区居住人口少，居民生活规律相近，因此，污水日变化系数较大，排放高、低峰值非常明显，需要很强的抗冲击负荷能力；而且，分散式污水处理，每个排放点污水产量小，同一类型的排水工程，水量越小，单位水量的工程造价越大，运行成本更高。
8.另外，中小乡村(镇)广大农村及偏远地区部分已建成的污水处理设施，因缺乏必要的专业技术管理人员和运行经费，导致设施正常运行和维护管理困难，难以实现按预期的设计目标对污水进行有效的处理。
9.现有的中小乡村(镇)广大农村及偏远地区污水处理系统的缺点为：(1)占地面积大，基建投资大，不适用于小水量的分散处理；(2)系统抗冲击负荷能力差；(3)传统方法能
耗高，运行费用高；(4)需要专业技术人员操作管理。
10.因此，提供一种运行能耗低、抗冲击负荷能力高、管理维护简单、在用于分散式生活污水的处理项目中能够有效降低cod、bod、ss、氨氮和总氮等指标的生物转盘设备就成为该技术领域急需解决的技术难题。


技术实现要素：

11.本发明的目的是开发一种用于分散式尤其是以家庭为单位的生活污水处理的小型一体化生物转盘设备，低运行能耗、抗冲击负荷高，能保证出水稳定达标。
12.本发明的上述目的是通过以下技术方案达到的：
13.一种进水流量可调节的循环流小型生物转盘设备，其特征在于：包括反硝化池、生物转盘反应池、循环流池、泥水分层槽、蓄水装置、导流装置、生物转盘、生物转盘主轴、钢制框架和生物转盘电机；反硝化池设总进水口，反硝化池通过导流装置和生物转盘反应池相连接，反硝化池与循环流池连通，生物转盘反应池与循环流池连通，循环流池和泥水分层槽相连接，泥水分层槽上端设总出水口；反硝化池与生物转盘池为上下布置，且生物转盘池在反硝化池上部；生物转盘位于生物转盘反应池内并固定于生物转盘主轴上，生物转盘电机位于生物转盘主轴上靠近循环流池的一端，并与生物转盘主轴连接；蓄水装置和导流装置位于反硝化池和生物转盘反应池之间，并与钢制框架螺接；钢制框架与生物转盘主轴螺接。
14.优选地，反硝化池与循环流池通过鸭嘴阀连通。
15.优选地，所述蓄水装置与导流装置在一个纵向平面上。
16.优选地，所述蓄水装置与钢制框架通过紧固螺钉螺接；所述蓄水装置的直径和高，根据生物转盘设备处理能力大小进行匹配；蓄水装置设计流量为设备额定设计进水流量的2倍。
17.优选地，所述钢制框架包括第一钢制框架、第二钢制框架和第三钢制框架，所述蓄水装置安装于第一钢制框架上，第一钢制框架靠反硝化池一侧，第二钢制框架靠生物转盘反应池一侧，第三钢制框架位于生物转盘主轴的另一侧。
18.优选地，所述蓄水装置是一梯形体敞口盛水装置。
19.优选地，所述蓄水装置为三个，分别为第一蓄水装置、第二蓄水装置和第三蓄水装置，在第一钢制框架上均匀布置。
20.优选地，所述生物转盘盘片采用如一种环形纹路的生物转盘片材(zl201822044309.7)和一种直线纹路的生物转盘片材(zl201822043693.9)专利所述盘片。
21.优选地，反硝化池与循环流池连通，生物转盘反应池与循环流池连通。
22.优选地，所述蓄水装置将污水由反硝化池导入导流装置中，再由导流装置进入生物转盘反应池，所述生物转盘反应池出水溢流进入循环流池，方向不可逆转；同时，由于反硝化池与循环流池连通，通过独特的蓄水装置设计，可实现不需额外动力的硝化液回流。
23.优选地，所述整套设备的动力消耗只有一台减速电机(生物转盘电机)即可完成进水流量的调节和硝化液回流，无需单独设置曝气装置，运行能耗低。
24.优选地，所述进水流量可调节的循环流小型生物转盘设备为一整体化设备。
25.优选地，所述生物转盘电机是唯一的耗电设备，为一台减速机，减速机功率为60w。
26.优选地，所述设备额定处理能力为0.5～1.5m3/d。
27.本发明的优点是：
28.本发明的进水流量可调节的循环流小型生物转盘设备，只有一台减速电机的动力消耗，流量调节的动力来源于生物转盘主轴的转动，在没有额外动力消耗的前提下完成进水流量的调节，并使进水流量与生物转盘的额定处理能力一致，又可完成硝化液的回流。
29.本发明利用独特的蓄水装置消除了水量不稳定因素对生物转盘系统的冲击，对维持生物膜最佳状态，消减臭味滋生具有优良效果，集成了多个合理分配的工艺段，结构紧凑占地面积小，一体化设备能够整机运输和吊装，管理维护简单，运行成本低，可实现无人值守，适用于分散式生活污水处理。
30.下面通过附图和具体实施方式对本发明做进一步说明，但并不意味着对本发明保护范围的限制。
附图说明
31.图1为本发明的进水流量可调节的循环流小型生物转盘设备的结构示意图。
32.图2为本发明的进水流量可调节的循环流小型生物转盘设备的俯视示意图。
33.主要零部件名称：
34.1总进水口
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
2反硝化池
35.3-1第一蓄水装置
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
3-2第二蓄水装置
36.3-3第三蓄水装置
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
4导流装置
37.5-1第一钢制框架
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
5-2第二钢制框架
38.5-3第三钢制框架
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
6生物转盘反应池
39.7生物转盘主轴
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
8生物转盘盘片
40.9生物转盘电机
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
10循环流池
41.11泥水分层槽
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
12总出水口
具体实施方式
42.下面结合本发明的具体内容，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域的普通技术人员在没有做成创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
43.下面对本发明实施例具体作进一步地详细描述。
44.除非特别说明，本实施例中所述设备和零部件均为市场可购的常规零部件。
45.如图1所示，为本发明的进水流量可调节的循环流小型生物转盘设备的结构示意图，如图2所示，为本发明的进水流量可调节的循环流小型生物转盘设备的俯视示意图；其中，1为总进水口，2为反硝化池，3-1为第一蓄水装置，3-2为第二蓄水装置，3-3为第三蓄水装置，4为导流装置，5-1为第一钢制框架，5-2为第二钢制框架，5-3为第三钢制框架，6为生物转盘反应池，7为生物转盘主轴，8为生物转盘，9为生物转盘电机，10为循环流池，11为泥水分层槽，12为总出水口；本发明的进水流量可调节的循环流小型生物转盘设备包括总进水口1、反硝化池2、第一蓄水装置3-1、第二蓄水装置3-2、第三蓄水装置3-3、导流装置4、第
一钢制框架5-1、第二钢制框架5-2、第三钢制框架5-3、生物转盘反应池6、生物转盘主轴7、生物转盘8、生物转盘电机9、循环流池10、泥水分层槽11和总出水口12；总进水口1位于反硝化池2的一侧，总出水口12位于泥水分层槽11一侧，第一钢制框架5-1和第二钢制框架5-2之间设有第一蓄水装置3-1、第二蓄水装置3-2、第三蓄水装置3-3和导流装置4，第一钢制框架5-1和第二钢制框架5-2在生物转盘主轴7上位于反硝化池2和生物转盘反应池6的共用壁面，第一钢制框架5-1靠反硝化池5一侧，第二钢制框架5-2靠生物转盘反应池6一侧，第一钢制框架5-1、第二钢制框架5-2和第三钢制框架5-3的尺寸和规格与生物转盘8的盘片配套设计，同时，在第一钢制框架5-1上，在面向生物转盘8的一侧均匀安装有第一蓄水装置3-1、第二蓄水装置3-2和第三蓄水装置3-3，第一蓄水装置3-1、第二蓄水装置3-2和第三蓄水装置3-3与导流装置4位于一个纵向平面上，第一蓄水装置3-1、第二蓄水装置3-2和第三蓄水装置3-3是由不锈钢制成的梯形体，第一钢制框架5-1、第二钢制框架5-2和第三钢制框架5-3与生物转盘主轴7螺接，第三钢制框架5-3位于生物转盘主轴7的另一侧；生物转盘主轴7横跨生物转盘反应池6；
46.反硝化池2与生物转盘反应池6为上下布置，且生物转盘反应池6在反硝化池2的上部；生物转盘反应池6与循环流池10相临并通过一个过水孔相连接，循环流池10与泥水分层槽11相连通，泥水分层槽11在上端设备外部设有总出水口12，循环流池10与反硝化池2由底部通过鸭嘴阀连通；生物转盘反应池6的出水端顺次进入循环流池10和泥水分层槽11；
47.导流装置4的作用是使蓄水装置(第一蓄水装置3-1、第二蓄水装置3-2和第三蓄水装置3-3)排出的污水全部流入生物转盘反应池6；
48.蓄水装置(第一蓄水装置3-1、第二蓄水装置3-2和第三蓄水装置3-3)的直径和高，根据生物转盘设备处理能力大小进行匹配；蓄水装置(第一蓄水装置3-1、第二蓄水装置3-2和第三蓄水装置3-3)设计流量为设备额定设计进水流量的2倍；
49.第一钢制框架5-1随生物转盘主轴7转动，当第一钢制框架5-1上的第一蓄水装置3-1、第二蓄水装置3-2和第三蓄水装置3-3随着第一钢制框架5-1依次转动到反硝化池2的液位以下时，会通过水的静压力注满污水；当第一蓄水装置3-1、第二蓄水装置3-2和第三蓄水装置3-3随着第一钢制框架5-1依次转动到最高点时，第一蓄水装置3-1、第二蓄水装置3-2和第三蓄水装置3-3中储存的污水会依靠重力从第一蓄水装置3-1、第二蓄水装置3-2和第三蓄水装置3-3流出，并流入导流装置4内，然后流入生物转盘反应池6；
50.生物转盘反应池6的出水由过水孔流入循环流池10，循环流池10出水溢流进入泥水分层槽11，循环流池10与反硝化池2由底部连通，由于蓄水装置(第一蓄水装置3-1、第二蓄水装置3-2和第三蓄水装置3-3)的设计流量大于设备设计进水流量，生物转盘反应池6的出水一部分经过循环流池10后溢流进入泥水分层槽11，剩余部分被第一蓄水装置3-1、第二蓄水装置3-2和第三蓄水装置3-3导入导流装置4，流入生物转盘反应池6，形成硝化液回流。
51.生物转盘反应池6与循环流池10连通，循环流池10与反硝化池2连通；蓄水装置(第一蓄水装置3-1、第二蓄水装置3-2和第三蓄水装置3-3)将污水由反硝化池2导入导流装置4中，再由导流装置4进入生物转盘反应池6，生物转盘反应池6的出水溢流进入循环流池10，方向不可逆转；同时，由于反硝化池2与循环流池10连通，通过独特的蓄水装置设计，可实现不需额外动力的硝化液回流；
52.整套设备的动力消耗只有一台减速电机(生物转盘电机)即可完成进水流量的调
节和硝化液回流，无需单独设置调节阀门、回流水泵及曝气装置，运行能耗低。
53.本发明装置唯一的耗电设备为生物转盘电机(减速电机)，减速电机的功率为60w；本发明装置的额定处理能力为0.5～1.5m3/d。
54.污水进入设备后通过重力和第一蓄水装置3-1、第二蓄水装置3-2和第三蓄水装置3-3依次经过各个功能池，最大限度利用了空间，同时保证各个单元的最佳效果，且仅使用了一台动力设备，就实现了进水流量调节和硝化液回流，使得设备运行维护简单，运行成本低。
55.本发明的装置是一个整体的设备，将初沉、反硝化、硝化、循环流、泥水分离等功能高效集中于一体。
56.本发明人以生物转盘为核心工艺开发的进水流量可调节的循环流小型一体化生物转盘设备，集成反硝化池、生物转盘反应池、循环流池、泥水分层槽和独特的蓄水装置，具有运行能耗低、抗冲击负荷能力高、管理维护简单的特点；在用于分散式生活污水的处理项目中能够有效降低cod、bod、ss、氨氮和总氮等指标。
57.本发明利用独特的蓄水装置消除了水量不稳定因素对生物转盘系统的冲击，对维持生物膜最佳状态，消减臭味滋生具有优良效果，集成了多个合理分配的工艺段，结构紧凑占地面积小，一体化设备能够整机运输和吊装，管理维护简单，运行成本低，可实现无人值守，适用于分散式生活污水处理。
58.本发明的进水流量可调节的循环流小型生物转盘设备，以生物转盘为核心，系统处理单元设计灵活、操作简单、系统可靠、运行费用低，且不需要设置调节阀门、回流水泵及曝气系统，在没有额外动力消耗的前提下，完成进水流量的调节和自动循环流，并使进水流量与生物转盘的额定处理能力一致，对维持生物膜最佳状态，提高设备抗冲击负荷能力具有优良效果。
59.通过以上实施例对本发明进行了说明，所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为是本发明的实施范围。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应属于本发明专利涵盖范围。