一种高效负载生物膜式净化装置的制作方法

本实用新型属于净化设备技术领域，尤其是涉及一种高效负载生物膜式净化装置。

背景技术：

城市污水处理及其资源化资利用已成为当前我国迫切需要解决的问题之一，但是，传统的活性污泥法工艺存在工艺流程长、污水停留时间长、单位面积处理能力低、反应池占地面积大、污水膨胀等缺点，近年来，随着科学技术的发展和跨学科技术的综合应用研究，通过磁效应降解污水中的污染物，特别是降解高浓度和低浓度的有机或无机污染物已经成为一门新兴的污水处理技术。

技术实现要素：

本实用新型要解决的问题是提供一种污水处理效果好、具有生物降解功能的高效负载生物膜式净化装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种高效负载生物膜式净化装置，包括反应池，所述反应池内通过分隔板分隔为第一反应腔和第二反应腔，所述分隔板上设有贯通孔，所述贯通孔连通所述第一反应腔和第二反应腔，所述贯通孔将所述分隔板分隔成上隔离板和下隔离板，所述第一反应腔由上至下依次设有煤旰石陶粒层、生物污泥陶粒层和第一双层过滤层，所述煤旰石陶粒层、生物污泥陶粒层和第一双层过滤层的长度均小于所述第一反应腔的长度，所述煤旰石陶粒层的一端固定设在与所述分隔板相对的所述反应池的内壁上，所述生物污泥陶粒层的一端固定设在所述上隔离板上，所述第一双层过滤层固定设在所述第一反应腔的下端，所述第一双层过滤层的一端与所述第一反应腔的内壁密封连接，所述第一双层过滤层的另一端与所述下隔离板之间形成第一出泥口，所述第一反应腔的上端设有混凝剂定量添加装置和磁粉添加口，所述第一反应腔的侧壁上设有进水口和絮凝剂喷嘴，所述进水口位于所述煤旰石陶粒层的上端，所述絮凝剂喷嘴位于所述煤旰石陶粒层和生物污泥陶粒层之间，所述第二反应腔内由上至下依次设有纳米改性陶瓷层、多孔海绵层和第二双层过滤层，所述纳米改性陶瓷层和多孔海绵层设在所述上隔离板与反应池之间，所述第二双层过滤层固定设在所述第二反应腔的下端，所述第二双层过滤层的一端与所述第二反应腔的内壁密封连接，所述第二双层过滤层的另一端与所述下隔离板之间形成第二出泥口，所述第二反应腔的侧壁上设有出水口，所述出水口位于所述纳米改性陶瓷层的上端，所述下隔离板的两侧对称铰接连接活动板，所述活动板与所述下隔离板之间通过压缩弹簧连接，所述第一双层过滤层和第二双层过滤层靠近所述下隔离板的一侧上对称设有L型限位凹槽，所述活动板的自由端位于所述L型限位凹槽中。

进一步地，所述第一双层过滤层和第二双层过滤层均包括上沸石层和下石英砂层，所述上沸石层为倾斜设置，所述上沸石层靠近所述下隔离板的一侧为低端。

进一步地，所述第一双层过滤层和第二双层过滤层下端均设有加热层，所述加热层为电热丝或PTC陶瓷加热片。

进一步地，所述混凝剂定量添加装置包括精量杯，所述精量杯下端设有导流管，所述精量杯与所述导流管的连接处设有导流活塞，所述精量杯与所述导流管一体成型。

进一步地，所述絮凝剂喷嘴通过导管依次连接泵体和絮凝剂储液箱，所述泵体与所述絮凝剂储液箱之间设有流量计。

进一步地，所述多孔海绵层外侧设有支撑层，所述支撑层为铁丝网或塑料网板。

进一步地，所述出水口上设有多参数水质监测仪，所述多参数水质监测仪的监测头穿过所述出水口的一个侧壁固定设置，所述监测头与所述出水口的侧壁之间设有密封圈。

进一步地，所述第一出泥口和第二出泥口下端设有收集箱，所述收集箱下端设有滑轮。

进一步地，所述下隔离板的高度大于所述第一双层过滤层的高端的高度。

与现有技术相比，本实用新型具有的优点和有益效果是：

1、本实用新型将反应池分隔为第一反应腔和第二反应腔，在第一反应腔中通过加入混凝剂、磁粉和絮凝剂，通过煤旰石陶粒层和生物污泥陶粒层对污水的导流起到混合搅拌的作用，促进污水沉淀，污水中沉淀的污泥被下隔离板挡住沉淀在第一双层过滤层上，沉淀后污水进入第二反应腔内，在第二反应腔内进行二次沉淀，沉淀效果好，同时，污水在流经煤旰石陶粒层、生物污泥陶粒层、第一双层过滤层、纳米改性陶瓷层、多孔海绵层和第二双层过滤层时，会在上面形成一层生物膜，对污泥起到生物降解作用；

2、本实用新型在污水中加入的磁粉，磁粉对菌胶团具有吸附作用，减少了微生物的流失，增加微生物量，加快微生物在煤旰石陶粒层、生物污泥陶粒层、第一双层过滤层、纳米改性陶瓷层、多孔海绵层和第二双层过滤层上生物膜的形成，促进对污泥的生物降解；

3、本实用新型的煤旰石陶粒层和生物污泥陶粒层挂膜快、易于反冲洗，对水中的氨氮和氮去除效果好；第一双层过滤层和第二双层过滤层采用上沸石层和下石英砂层的结构，对有机物、含氮物和COD的去除效果好；纳米改性陶瓷层对水中的氮、磷、铬、银和锌都具有良好的去除作用，污水流经各层后具有良好的净化作用，同时各层生成的生物膜对污水中的污泥具有良好的生物降解作用；

4、本实用新型当第一双层过滤层和第二双层过滤层上的污泥聚集过多时，污泥对活动板产生挤压作用，将活动板向下隔离板方向压缩，当活动板与第一双层过滤层和第二双层过滤层分离时，聚集的污泥被收集到收集箱中，污泥减少后，活动板在压缩弹簧的作用下固定在L型限位凹槽中，能够自主对污泥进行收集，有效防止反应池内污泥过多，堵塞贯通孔，保证净化装置的持续运行，提高净化效率。

附图说明

图1是本实用新型一种高效负载生物膜式净化装置的结构示意图。

图2是图1中A处的放大结构示意图。

图中：1-反应池；2-分隔板；3-第一反应腔；4-第二反应腔；5-贯通孔；6-煤旰石陶瓷层；7-生物污泥陶瓷层；8-第一双层过滤层；9-第一出泥口；10-磁粉添加口；11-进水口；12-絮凝剂喷嘴；13-纳米改性陶瓷层；14-多孔海绵层；15-第二双层过滤层；16-第二出泥口；17-出水口；18-活动板；19-压缩弹簧；20-L型限位凹槽；21-上沸石层；22-下石英砂层；23-加热层；24-精量杯；25-导流管；26-导流活塞；27-导管；28-泵体；29-絮凝剂储液箱；30-流量计；31-支撑层；32-多参数水质监测仪；33-监测头；34-密封圈；35-收集箱；36-滑轮；201-上隔离板；202-下隔离板。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明。

如图1、图2所示，一种高效负载生物膜式净化装置，包括反应池1，反应池1内通过分隔板2分隔为第一反应腔3和第二反应腔4，分隔板2上设有贯通孔5，贯通孔5连通第一反应腔3和第二反应腔4，贯通孔5将分隔板2分隔成上隔离板201和下隔离板202，第一反应腔3由上至下依次设有煤旰石陶粒层6、生物污泥陶粒层7和第一双层过滤层8，煤旰石陶粒层6、生物污泥陶粒层7和第一双层过滤层8的长度均小于第一反应腔3的长度，煤旰石陶粒层6的一端固定设在与分隔板2相对的反应池1的内壁上，生物污泥陶粒层7的一端固定设在上隔离板201上，第一双层过滤层8固定设在第一反应腔3的下端，第一双层过滤层8的一端与第一反应腔3的内壁密封连接，第一双层过滤层8的另一端与下隔离板202之间形成第一出泥口9，第一反应腔3的上端设有混凝剂定量添加装置和磁粉添加口10，添加的混凝剂为聚合氯化铝(PAC)，磁粉为纳米四氧化三铁或微米四氧化三铁，第一反应腔3的侧壁上设有进水口11和絮凝剂喷嘴12，进水口11位于煤旰石陶粒层6的上端，絮凝剂喷嘴12位于煤旰石陶粒层6和生物污泥陶粒层7之间，将煤旰石陶粒层6和生物污泥陶粒层7交错设置，对污水起到良好的搅拌混合作用，使污水与添加剂充分混合，促进污水沉降，同时，煤旰石陶粒层6和生物污泥陶粒层7都具有良好的挂膜效果，促进微生物膜的形成，对污泥起到良好的生物降解作用，另外，在污水中加入磁粉，一方面，由于磁粉带正点，活性污泥带负点，磁粉既能够压缩双电层时活性污泥脱稳而沉降下来，并且在磁场效应作用下，加速了污泥的沉降，并产生磁挤压，使大量的结合水因挤压而被释放出来变成自由水，提高污泥的脱水性和沉降功能，另一方面，加入磁粉能够促进生物膜的形成，并且生成的生物膜致密性好，活性高，同时，部分有机物经磁化可以分解为碳、氮等营养元素，为微生物提供养分，能够有效平衡微生物的生长与死亡，有效防止污泥膨胀，沉降的污泥在第一双层过滤层8上进行生物降解。

第二反应腔4内由上至下依次设有纳米改性陶瓷层13、多孔海绵层14和第二双层过滤层15，纳米改性陶瓷层13和多孔海绵层14设在上隔离板201与反应池1之间，第二双层过滤层15固定设在第二反应腔4的下端，第二双层过滤层15的一端与第二反应腔4的内壁密封连接，第二双层过滤层15的另一端与下隔离板202之间形成第二出泥口16，第二反应腔4的侧壁上设有出水口17，出水口17位于纳米改性陶瓷层13的上端，在第一反应腔3内经沉降处理后的污水进入到第二反应腔4中，在第二反应腔4中进行二次沉降，沉降的污泥在第二双层过滤层15上进行生物降解，而污水流经多孔海绵层14和纳米改性陶瓷层13后在出水口流出，纳米改性陶瓷层13和多孔海绵层14上生成生物膜，对污水中的氮磷和金属具有良好的吸附作用，提高出水质量，另外多孔海绵层14对污水具有一定的缓冲作用，使污水与纳米改性陶瓷层13充分接触，对水中的无机物或有机物进行充分降解，下隔离板202的两侧对称铰接连接活动板18，活动板18与下隔离板202之间通过压缩弹簧19连接，第一双层过滤层8和第二双层过滤层15靠近下隔离板202的一侧上对称设有L型限位凹槽20，活动板18的自由端位于L型限位凹槽20中，当第一双层过滤层8和第二双层过滤层15上的污泥聚集过多时，污泥对活动板18产生挤压作用，将活动板18向下隔离板202方向压缩，当活动板18与第一双层过滤层8和第二双层过滤层15分离时，聚集的污泥被收集到收集箱35中，污泥减少后，活动板18在压缩弹簧19的作用下固定在L型限位凹槽20中，能够自主对污泥进行收集，有效防止反应池内污泥过多，堵塞贯通孔，保证净化装置的持续运行，提高净化效率。

进一步地，所述第一双层过滤层8和第二双层过滤层15均包括上沸石层21和下石英砂层22，此结构的双层过滤层对浊度、氨氮和氧化氮的去除效果好，同时，进行反冲洗时对微生物膜的影响小，所述上沸石层21为倾斜设置，所述上沸石层21靠近所述下隔离板202的一侧为低端，降解后的污泥能够聚集到下隔离板202处的出泥口处，方便对污泥的回收。

进一步地，所述第一双层过滤层8和第二双层过滤层15下端均设有加热层23，所述加热层23为电热丝或PTC陶瓷加热片，加热层23与控温装置进行连接，对加热层23进行温度控制，将温度控制在25-30℃，为双层过滤层上的微生物膜提高适宜的生长环境。

进一步地，所述混凝剂定量添加装置包括精量杯24，所述精量杯下24端设有导流管25，所述精量杯24与所述导流管25的连接处设有导流活塞26，所述精量杯24与所述导流管25一体成型，在精量杯24中精确量取加入混凝剂的体积，通过旋转导流活塞26对混凝剂进行添加，精准控制加入混凝剂的体积。

进一步地，所述絮凝剂喷嘴12通过导管27依次连接泵体28和絮凝剂储液箱29，絮凝剂储液箱29中的絮凝剂为聚丙烯酰胺(PAM)溶液，所述泵体28与所述絮凝剂储液箱29之间设有流量计30，能够有效控制加入絮凝剂的体积。

进一步地，所述多孔海绵层14外侧设有支撑层31，所述支撑层31为铁丝网或塑料网板，对多孔海绵层14起到良好的支撑固定作用，防止水流过大时多孔海绵层14变形损坏。

进一步地，所述出水口17上设有多参数水质监测仪32，所述多参数水质监测仪32的监测头33穿过所述出水口17的一个侧壁固定设置，所述监测头33与所述出水口17的侧壁之间设有密封圈34，防止漏水，设置多参数水质监测仪32，能够实时监测出水口17处的水质，从而有效控制前期混凝剂、磁粉和絮凝剂的添加量，同时通过监测的水质参数能够直观分析生物膜对水质的处理效果。

进一步地，所述第一出泥口9和第二出泥口16下端设有收集箱35，所述收集箱35下端设有滑轮36，通过滑轮36能够方便对收集箱35进行更换和转移。

进一步地，所述下隔离板202的高度大于所述第一双层过滤层8的高端的高度，下隔离板202对沉降的污泥起到阻挡作用，使污泥更好的沉淀在第一双层过滤层8上。

本实用新型的工作过程为：待处理污水在进水口泵入，进入第一反应腔，泵入的污水依次经过煤旰石陶粒层和生物污泥陶粒层，形成错流流动，同时在污水中依次加入定量的混凝剂、磁粉和絮凝剂促进污水污泥沉淀，沉淀后的污泥大部分被下隔离板挡在第一双层过滤层上，同时污水流经煤旰石陶粒层、生物污泥陶粒层和第一双层过滤层时在其表面易形成生物膜，同时磁粉对生物膜的形成具有促进作用，生成的生物膜对水质和污泥进行生物降解处理，有效防止污泥膨胀，在第一反应腔内沉淀处理后的污水通过贯通孔进入第二反应腔中进行二次沉淀，沉淀的污泥沉降在第二双层过滤层中，二次沉淀后的污水通过多孔海绵层和纳米改性陶瓷层后在出水口处流出，在出水口处设置多参数水质监测仪，对出水水质进行实施监测，有效了解净化装置对污水处理效果。

在第一双层过滤层和第二双层过滤层上沉积的污泥过多时，对活动板进行挤压，当活动板与第一双层过滤层和第二双层过滤层分离时，聚集的污泥被收集到收集箱中，污泥减少后，活动板在压缩弹簧的作用下固定在L型限位凹槽中，能够自主对污泥进行收集，有效防止反应池内污泥过多，堵塞贯通孔，保证净化装置的持续运行，提高净化效率。

以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。