CN106957103A - 一种仿生变截面双虹吸势能增氧生态床（塔）污水处理设备 - Google Patents
一种仿生变截面双虹吸势能增氧生态床（塔）污水处理设备 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种仿生变截面双虹吸势能增氧生态床（塔）污水处理设备，它包括生态床床体，所述的生态床床体的内设置有生态床进水槽、小口径变截面双虹吸管和超细纤维弹性填料或铁‑碳填料，所述的生态床床体的上端设置有脉冲布水器，所述的脉冲布水器的内部设置有大口径变截面双虹吸管，所述的生态床床体的下端设置有沉淀池；本发明具有在层数、级数、虹吸管、生物填料机整体的运行方式上面相互协调作业，利用水体势能来达到净化水质的技术，进而达到规模化应用的条件的优点。
Description
技术领域
本发明属于水处理设备技术领域，具体涉及一种仿生变截面双虹吸势能增氧生态床（塔）污水处理设备。
背景技术
水体污染来自企业、矿山排污、城市污水、农田排水以及降水地表径流及至大气湿沉降等，这些污染物中有毒有害的有病原微生物、耗氧有机物、植物营养素、重金属及难降解有机物共5种为有毒害物质。世界卫生组织（WHO）认为已知的疾病中约80%都与水污染有关，其中水体中的污染物95%以上都是耗氧有机物。水体中氧的含量是水生物的生存环境中最重要的限制性因子；水体污染是指污染物进入水体后消耗水中的溶解氧超过了水体自净能力的现象，因而破坏了水体的生态平衡；为了消除水体中耗氧有机污染物，就要恢复水体中的溶解氧含量。污水生物处理的核心是在好氧条件下通过微生物的生长、繁殖、分解污水使其得到净化，使污染物变为无害物质或转化为生物质。传统的水体增氧技术，向水体送入气泡，气泡上升的过程遵循双面理论向水体增加溶解氧，气泡中的氧有限，在气泡上升的过程中，氧分压逐渐降低，增氧效率较低；针对以上问题，有必要开发出一种在层数、级数、虹吸管、生物填料机整体的运行方式上面相互协调作业，利用水体势能来达到净化水质的技术，进而达到规模化应用的条件的污水处理技术；因此，开发一种在层数、级数、虹吸管、生物填料机整体的运行方式上面相互协调作业，利用水体势能来达到净化水质的技术，进而达到规模化应用的条件的具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，而提供一种在层数、级数、虹吸管、生物填料机整体的运行方式上面相互协调作业，利用水体势能来达到净化水质的技术，进而达到规模化应用的条件的仿生变截面双虹吸势能增氧生态床（塔）污水处理设备。
本发明的目的是这样实现的：一种仿生变截面双虹吸势能增氧生态床（塔）污水处理设备，它包括生态床床体，所述的生态床床体的内设置有生态床进水槽、小口径变截面双虹吸管和超细纤维弹性填料或铁-碳填料，所述的生态床床体的上端设置有脉冲布水器，所述的脉冲布水器的内部设置有大口径变截面双虹吸管，所述的生态床床体的下端设置有沉淀池。
采用了圆管或扁口长方形变截面双虹吸管设计与生产技术，根据不同的水体、水质净化需氧量的要求，可满足任意规格结构分层所需虹吸装置的需要，同时采用了双虹吸叠加的结构设计，大大加强了虹吸效果和虹吸的可控要求；
虹吸管的规格为设计要求的任意规格。
该设施在整体运行过程中，当污水自流或连续进水时，在顶部设置利用大规格变截面（径）虹吸管的脉冲布水槽（增氧呼吸机），即可启动生态塔（床）的自动运行。
正常每层生态床（塔）的高度为50～500mm，标准塔高24层以上。
每层生态床填料采用高比表面积的超细弹性纤维和生态滤棉（或阿科蔓填料）填料，交替设置，达到协同强化的目的。
对难降解高浓度废水，每层生态塔（床）内填料采用高品味的铁-碳填料与火山岩或陶粒滤料交替布置，并采用多级串联处理的工艺，可实现高标准水质排放要求。
对空间放置的塔（床）体采用分层阶段标准化钢架组合结构，每段层高2.0～3.5m，对大型污水处理可采用钢筋砼框架结构。
对填料进行定型化标准组合，满足不同塔体结构要求。
本发明的有益效果：首先，采用了扁口长方形变截面双虹吸排水装置对传统的“∩”型虹吸管进行了研发创新，开发出了变截面（径）双虹吸管设计与生产技术；打破了传统“∩”型虹吸管管径小、流量小、流速低、不易触发等不利于批量化生产、大规模应用的难题；采用扁口长方形变截面双虹吸管单元的特殊结构设计，采用并列承插企口连接设计，实现了产品批量化、标准化生产；打破了流量、流速的限制，满足了批量化生产、大规模应用的需要；其次、充分利用了仿生学的呼吸原理，使塔体的设计更趋近于自然；通过人体仿生学心肺呼吸供氧的原理，利用虹吸管（相当于心脏）的作用，对每层生态床的水体实现了充、排过程的间断运动（相当于肺的呼、吸），通过生态床内设置的高比表面积的填料上生物膜表面的水膜（相当于肺泡）在满足好氧生物膜需氧的同时对新进入的污水进行水体复氧；结束了传统好氧污水处理工艺人工曝气增氧的现实；利用水体势能进行大气复氧、大大降低了污水处理的运行费用，达到了较高的出水水质；其次，结构分层灵活多样，满足不同水体、水质净化的需要利用仿生学的呼吸供氧原理，根据对不同水体、水质净化需氧量的要求，采用不同的高度的床体结构分层，选择适合的生态床充、排水时间间隔（呼吸次数），确定塔体的高度和规格；满足50~500mm及以上生态床层高的需要；标准层级24层以上；为充分利用水体的势能，对水体从高向低的跌落过程进行了合理分段，增加了水体大气复氧的次数，通过水膜（填料）是固定的、有限的，而空气中的氧是流动的，过量的（浓度高）的传质过程，实现了高效率的复氧过程；根据水质及需氧量的不同，选择相应的层高，增加了水体复氧的次数，降低了生态床的充、排水时间间隔，使整个增氧过程更接近与仿生学的呼吸原理；第三、根据生态学中的 “岛屿效应”，利用较长的食物链，提高了净化效率，减少了剩余污泥量；生物学者认为：相同生境中孤立的有机体难超越的小生境，也可以认为这种小生境是“岛”，如水体中的石头、树枝等；这时填料上就会形成生物膜，外来物种就在生物膜上停留，产生群集，并很快达到平衡，从而产生了捕食、被捕食等物种间的相互作用，产生食物链；“岛”的数量增加，小生境数量增加，生物群集的区域增加；水体大气复氧过程为单面性的增氧，是唯一值得人工强化的最关键的增氧技术；时间延长，食物链就加长，就可使被污染水体得到很高程度的净化；同时，由于食物链较长，产生的污泥量很少；“岛”的增加就是填料数量的增加，生态***简单说就是生物群落与其生存环境组成的综合体；群集的微生物代表了生物链上的几个营养级；群落内会产生捕食、被捕食、竞争等种间的相互作用，产生食物链，恢复生态平衡；同时利用生态学原理和生态食物链现象，实现了污泥减量化的目的第四、选用超高比表面积的生物填料（比表面积8000m2/m3以上）和专用高效填料；
针对“仿生变截面（径）双虹吸势能增氧生态塔（床）污水处理技术”；每层生态塔（床）内的填料采用高比表面积的超细弹性纤维和生态过滤棉填料交替设置；由于单位体积内的填料提供了巨大的表面积，大大提高了大气复氧的效率；对难降解等高浓度废水，塔（床）内填料采用高品位铁-碳填料与火山岩或陶粒滤料交替布置，并采用二段以上处理塔串联工艺布置；使水质达到并优于设计标准；铁碳填料在作为生物膜载体具有生物处理功能的同时还能利用原电池的原理对污染物进行氧化还原反应，达到协同强化的双重效果；第五、设施运行过程中，上部设置脉冲布水槽（增氧呼吸机），采用大规格、高流量的变截面（径）双虹吸管启动下部生态床自动运行；从整体上来说，该技术也同时满足了“局部完全混合、整体趋于推流”的高效生物反应器理论的基本原理，是一种低能耗高效率的污水处理创新技术；因此，本发明具有在层数、级数、虹吸管、生物填料机整体的运行方式上面相互协调作业，利用水体势能来达到净化水质的技术，进而达到规模化应用的条件的的优点。
附图说明
图1是本发明一种仿生变截面双虹吸势能增氧生态床（塔）污水处理设备的主视图。
图2是图1的局部放大图。
图中：1、生态床进水槽 2、生态床床体 3、小口径变截面（径）双虹吸管 4、超细纤维弹性填料或铁-碳填料 5、脉冲布水器 6、大口径变截面（径）双虹吸管 7、沉淀池。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
实施例1
如图1-2所示，一种仿生变截面双虹吸势能增氧生态床（塔）污水处理设备，它包括生态床床体2，所述的生态床床体2的内设置有生态床进水槽1、小口径变截面双虹吸管3和超细纤维弹性填料或铁-碳填料4，所述的生态床床体2的上端设置有脉冲布水器5，所述的脉冲布水器5的内部设置有大口径变截面双虹吸管6，所述的生态床床体2的下端设置有沉淀池7。
首先，采用了扁口长方形变截面双虹吸排水装置对传统的“∩”型虹吸管进行了研发创新，开发出了变截面（径）双虹吸管设计与生产技术；打破了传统“∩”型虹吸管管径小、流量小、流速低、不易触发等不利于批量化生产、大规模应用的难题；采用扁口长方形变截面双虹吸管单元的特殊结构设计，采用并列承插企口连接设计，实现了产品批量化、标准化生产；打破了流量、流速的限制，满足了批量化生产、大规模应用的需要；其次、充分利用了仿生学的呼吸原理，使塔体的设计更趋近于自然；通过人体仿生学心肺呼吸供氧的原理，利用虹吸管（相当于心脏）的作用，对每层生态床的水体实现了充、排过程的间断运动（相当于肺的呼、吸），通过生态床内设置的高比表面积的填料上生物膜表面的水膜（相当于肺泡）在满足好氧生物膜需氧的同时对新进入的污水进行水体复氧；结束了传统好氧污水处理工艺人工曝气增氧的现实；利用水体势能进行大气复氧、大大降低了污水处理的运行费用，达到了较高的出水水质；其次，结构分层灵活多样，满足不同水体、水质净化的需要利用仿生学的呼吸供氧原理，根据对不同水体、水质净化需氧量的要求，采用不同的高度的床体结构分层，选择适合的生态床充、排水时间间隔（呼吸次数），确定塔体的高度和规格；满足50~500mm及以上生态床层高的需要；标准层级24层以上；为充分利用水体的势能，对水体从高向低的跌落过程进行了合理分段，增加了水体大气复氧的次数，通过水膜（填料）是固定的、有限的，而空气中的氧是流动的，过量的（浓度高）的传质过程，实现了高效率的复氧过程；根据水质及需氧量的不同，选择相应的层高，增加了水体复氧的次数，降低了生态床的充、排水时间间隔，使整个增氧过程更接近与仿生学的呼吸原理；第三、根据生态学中的 “岛屿效应”，利用较长的食物链，提高了净化效率，减少了剩余污泥量；生物学者认为：相同生境中孤立的有机体难超越的小生境，也可以认为这种小生境是“岛”，如水体中的石头、树枝等；这时填料上就会形成生物膜，外来物种就在生物膜上停留，产生群集，并很快达到平衡，从而产生了捕食、被捕食等物种间的相互作用，产生食物链；“岛”的数量增加，小生境数量增加，生物群集的区域增加；水体大气复氧过程为单面性的增氧，是唯一值得人工强化的最关键的增氧技术；时间延长，食物链就加长，就可使被污染水体得到很高程度的净化；同时，由于食物链较长，产生的污泥量很少；“岛”的增加就是填料数量的增加，生态***简单说就是生物群落与其生存环境组成的综合体；群集的微生物代表了生物链上的几个营养级；群落内会产生捕食、被捕食、竞争等种间的相互作用，产生食物链，恢复生态平衡；同时利用生态学原理和生态食物链现象，实现了污泥减量化的目的第四、选用超高比表面积的生物填料（比表面积8000m2/m3以上）和专用高效填料；针对“仿生变截面（径）双虹吸势能增氧生态塔（床）污水处理技术”；每层生态塔（床）内的填料采用高比表面积的超细弹性纤维和生态过滤棉填料交替设置；由于单位体积内的填料提供了巨大的表面积，大大提高了大气复氧的效率；对难降解等高浓度废水，塔（床）内填料采用高品位铁-碳填料与火山岩或陶粒滤料交替布置，并采用二段以上处理塔串联工艺布置；使水质达到并优于设计标准；铁碳填料在作为生物膜载体具有生物处理功能的同时还能利用原电池的原理对污染物进行氧化还原反应，达到协同强化的双重效果；第五、设施运行过程中，上部设置脉冲布水槽（增氧呼吸机），采用大规格、高流量的变截面（径）双虹吸管启动下部生态床自动运行；从整体上来说，该技术也同时满足了“局部完全混合、整体趋于推流”的高效生物反应器理论的基本原理，是一种低能耗高效率的污水处理创新技术；因此，本发明具有在层数、级数、虹吸管、生物填料机整体的运行方式上面相互协调作业，利用水体势能来达到净化水质的技术，进而达到规模化应用的条件的的优点。
实施例2
如图1-2所示，一种仿生变截面双虹吸势能增氧生态床（塔）污水处理设备，它包括生态床床体2，所述的生态床床体2的内设置有生态床进水槽1、小口径变截面双虹吸管3和超细纤维弹性填料或铁-碳填料4，所述的生态床床体1的上端设置有脉冲布水器5，所述的脉冲布水器5的内部设置有大口径变截面双虹吸管6，，所述的生态床床体2的下端设置有沉淀池7；采用了圆管或扁口长方形变截面双虹吸管设计与生产技术，根据不同的水体、水质净化需氧量的要求，可满足任意规格结构分层所需虹吸装置的需要，同时采用了双虹吸叠加的结构设计，大大加强了虹吸效果和虹吸的可控要求；虹吸管的规格为设计要求的任意规格，该设施在整体运行过程中，当污水自流或连续进水时，在顶部设置利用大规格变截面（径）虹吸管的脉冲布水槽（增氧呼吸机），即可启动生态塔（床）的自动运行，正常每层生态床（塔）的高度为50～500mm，标准塔高24层以上，每层生态床填料采用高比表面积的超细弹性纤维和生态滤棉（或阿科蔓填料）填料，交替设置，达到协同强化的目的，对难降解高浓度废水，每层生态塔（床）内填料采用高品味的铁-碳填料与火山岩或陶粒滤料交替布置，并采用多级串联处理的工艺，可实现高标准水质排放要求，对空间放置的塔（床）体采用分层阶段标准化钢架组合结构，每段层高2.0～3.5m，对大型污水处理可采用钢筋砼框架结构，对填料进行定型化标准组合，满足不同塔体结构要求。
具体实施方式是对本发明的进一步说明而非限制，对本领域普通技术人员来说在不脱离本发明实质内容的情况下对结构做进一步变换，而所有这些变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (9)
1.一种仿生变截面双虹吸势能增氧生态床（塔）污水处理设备，它包括生态床床体，其特征在于：所述的生态床床体的内设置有生态床进水槽、小口径变截面双虹吸管和超细纤维弹性填料或铁-碳填料，所述的生态床床体的上端设置有脉冲布水器，所述的脉冲布水器的内部设置有大口径变截面双虹吸管，所述的生态床床体的下端设置有沉淀池。
2.根据权利要求1所述的一种仿生变截面双虹吸势能增氧生态床（塔）污水处理设备，其特征在于：采用了圆管或扁口长方形变截面双虹吸管设计与生产技术。
3.根据权利要求1所述的一种仿生变截面双虹吸势能增氧生态床（塔）污水处理设备，其特征在于：虹吸管的规格为设计要求的任意规格。
4.根据权利要求1所述的一种仿生变截面双虹吸势能增氧生态床（塔）污水处理设备，其特征在于：该设施在整体运行过程中，当污水自流或连续进水时，在顶部设置利用大规格变截面虹吸管的脉冲布水槽（增氧呼吸机），即可启动生态塔（床）的自动运行。
5.根据权利要求1所述的一种仿生变截面双虹吸势能增氧生态床（塔）污水处理设备，其特征在于：正常每层生态床（塔）的高度为50～500mm，标准塔高24层以上。
6.根据权利要求1所述的一种仿生变截面双虹吸势能增氧生态床（塔）污水处理设备，其特征在于：每层生态床填料采用高比表面积的超细弹性纤维和生态滤棉（或阿科蔓填料）填料，交替设置，达到协同强化的目的。
7.根据权利要求1所述的一种仿生变截面双虹吸势能增氧生态床（塔）污水处理设备，其特征在于：对难降解高浓度废水，每层生态塔（床）内填料采用高品味的铁-碳填料与火山岩或陶粒滤料交替布置，并采用多级串联处理的工艺，可实现高标准水质排放要求。
8.根据权利要求1所述的一种仿生变截面双虹吸势能增氧生态床（塔）污水处理设备，其特征在于：对空间放置的塔（床）体采用分层阶段标准化钢架组合结构，每段层高2.0～3.5m，对大型污水处理可采用钢筋砼框架结构。
9.根据权利要求1所述的一种仿生变截面双虹吸势能增氧生态床（塔）污水处理设备，其特征在于：对填料进行定型化标准组合，满足不同塔体结构要求。
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