一种生物膜污水处理装置论文和设计

全文摘要

本实用新型涉及废水处理领域，提供了一种生物膜污水处理装置，包括过滤池，过滤池中设有载体，在充氧的条件下，微生物在载体表面聚附着形成生物膜，生物膜中的微生物吸收分解污水中的有机物，使污水得到净化；微生物在载体表面聚附着形成生物膜后，由于生物膜的吸附作用，生物膜表面存在一层薄薄的水层，该水层为附着水层，附着水层外还有流动污水层；过滤池中还设有曝气装置和错流泵。本实用新型中的错流泵，可推动附着水层流动，使生物膜可随时接触污水，大大提升了生物膜处理污水的效率，可降低污水处理的成本。

主设计要求

1.一种生物膜污水处理装置，其特征在于，包括过滤池，所述过滤池中设有载体(1)，在充氧的条件下，微生物在载体(1)表面聚附着形成生物膜(6)，所述生物膜(6)中的微生物吸收分解污水中的有机物，使污水得到净化；微生物在载体(1)表面聚附着形成生物膜(6)后，由于生物膜(6)的吸附作用，生物膜(6)表面存在一层薄薄的水层，该水层为附着水层(4)，附着水层(4)外还有流动污水层(5)；所述过滤池中还设有曝气装置，所述曝气装置用于充氧；所述过滤池中还设有错流泵，所述错流泵可加快附着水层(4)的流动速度。

设计方案

所述过滤池中还设有曝气装置，所述曝气装置用于充氧；

所述过滤池中还设有错流泵，所述错流泵可加快附着水层(4)的流动速度。

2.根据权利要求1所述的一种生物膜污水处理装置，其特征在于，所述生物膜(6)包括好氧层微生物(3)。

3.根据权利要求2所述的一种生物膜污水处理装置，其特征在于，所述生物膜(6)还包括厌氧层微生物(2)，所述厌氧层微生物(2)附着在载体(1)上，所述好氧层微生物(3)附着在厌氧层微生物(2)上。

4.根据权利要求1所述的一种生物膜污水处理装置，其特征在于，所述曝气装置包括鼓风机、空气输送管道，所述空气输送管道均匀分布在过滤池内。

5.根据权利要求1所述的一种生物膜污水处理装置，其特征在于，所述错流泵的压力可调节，通过调节错流泵的压力大小可调节附着水层(4)的流速。

6.根据权利要求1所述的一种生物膜污水处理装置，其特征在于，所述载体(1)为陶粒多孔材料、石英砂、塑料填料、碎石填料、活性炭、砾石、纤维球、沸石中的一种或几种的组合。

7.根据权利要求1所述的一种生物膜污水处理装置，其特征在于，所述过滤池中还设有反冲洗装置，所述反冲洗装置用于冲洗载体(1)上的生物膜(6)。

8.根据权利要求1所述的一种生物膜污水处理装置，其特征在于，所述生物膜(6)为高度密集的好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物、藻类中的一种或几种组成的生态系统。

9.根据权利要求1所述的一种生物膜污水处理装置，其特征在于，还包括沉淀池，所述沉淀池设在过滤池下游，用于将过滤池过滤后的水沉淀。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于污水处理领域，涉及一种污水处理装置，特别涉及一种生物膜污水处理装置。

背景技术

生物膜法是在充分供氧条件下，用生物膜稳定和澄清污水的污水处理方法。生物膜是由高度密集的好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类等组成的生态系统，其附着的固体介质称为载体。生物膜自载体向外可分为厌氧层、好氧层、附着水层、运动水层。

在污水处理构筑物内设置微生物生长聚集的载体，在充氧的条件下，微生物在填料表面聚附着形成生物膜，经过充氧的污水以一定的流速流过填料时，生物膜中的微生物吸收分解水中的有机物，使污水得到净化，同时微生物也得到增殖，生物膜随之增厚。当生物膜增长到一定厚度时，向生物膜内部扩散的氧受到限制，其表面仍是好氧状态，而内层则会呈缺氧甚至厌氧状态，并最终导致生物膜的脱落。随后，填料表面还会继续生长新的生物膜，周而复始，使污水得到净化。

微生物在填料表面聚附着形成生物膜后，由于生物膜的吸附作用，其表面存在一层薄薄的水层，该水层为附着水层，附着水层中的有机物已经被生物膜氧化分解，故附着水层中的有机物浓度比进水要低得多，当污水从生物膜表面流过时，有机物就会从运动着的污水中转移到附着水层中去，并进一步被生物膜所吸附，同时，空气中的氧也经过污水而进入生物膜水层并向内部转移。

生物膜上的微生物在有溶解氧的条件下对有机物进行分解和机体本身进行新陈代谢，因此产生的二氧化碳等无机物又沿着相反的方向，即从生物膜经过附着水层转移到流动的污水中或空气中去。这样一来，出水的有机物含量减少，污水得到了净化。

综上所述，生物膜污水处理装置在运行时，附着水层和生物膜的接触是净化速度的关键，目前附着水层与流动污水层之间的流动仅仅依靠有机物浓度的平衡和曝气装置的气流。有机物浓度的平衡是指生物膜将附着水层中的有机物净化后，附着水层中有机物浓度降低，流动污水层中的有机物会自动流向附着水层中，从而实现附着水层与流动污水层之间的流动；曝气装置的气流是指曝气装置在向污水中充氧时，充入的气体在污水中上升或破裂时均会使污水流动，从而实现附着水层与流动污水层之间的流动。但上述两种方式中，附着水层的流动性慢，无法高效率地利用生物膜降解废水中的有机物，造成生物膜净化效率低、净化成本高的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了一种生物膜污水处理装置。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种生物膜污水处理装置，包括过滤池，所述过滤池中设有载体，在充氧的条件下，微生物在载体表面聚附着形成生物膜，所述生物膜中的微生物吸收分解污水中的有机物，使污水得到净化；微生物在载体表面聚附着形成生物膜后，由于生物膜的吸附作用，生物膜表面存在一层薄薄的水层，该水层为附着水层，附着水层外还有流动污水层；

所述过滤池中还设有曝气装置，所述曝气装置用于充氧；

所述过滤池中还设有错流泵，所述错流泵可加快附着水层的流动速度。

作为优选，所述生物膜包括好氧层微生物。

作为优选，所述生物膜还包括厌氧层微生物，所述厌氧层微生物附着在载体上，所述好氧层微生物附着在厌氧层微生物上。

作为优选，所述曝气装置包括鼓风机、空气输送管道，所述空气输送管道均匀分布在过滤池内。

作为优选，所述错流泵的压力可调节，通过调节错流泵的压力大小可调节附着水层的流速。

作为优选，所述载体为陶粒多孔材料、石英砂、塑料填料、碎石填料、活性炭、砾石、纤维球、沸石中的一种或几种的组合。

作为优选，所述过滤池中还设有反冲洗装置，所述反冲洗装置用于冲洗载体上的生物膜。

作为优选，所述生物膜为高度密集的好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物、藻类中的一种或几种组成的生态系统。

作为优选，生物膜污水处理装置还包括沉淀池，所述沉淀池设在过滤池下游，用于将过滤池过滤后的水沉淀。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型中设有错流泵，可推动附着水层流动，使生物膜可随时接触污水，大大提升了生物膜处理污水的效率，可降低污水处理的成本。

2、本实用新型中的附着水层在错流泵的推动下更新速度快，新形成的附着水层含氧量丰富，为生物膜中的好氧菌分解有机物提供了充足的原料，并且不易形成厌氧层，延长了生物膜的使用周期。

3、本实用新型中的污水处理装置不生长灰蝇，气味小，卫生条件较好。在生物膜法中微生物固着生长，能够和介质中的有机物浓度形成动平衡，故可应用于低浓度污水的深度处理。近年来，国内外用生物膜法作为对生物处理构筑物出水的补充处理进行了不少研究。生物膜法用于含氨氮(包括有机氮)污水的硝化、脱氮，获得了很好效果。

4、本实用新型中的污水处理装置生物相多样化。生物膜是固定生长的，具有形成稳定生态的条件，能够栖息增殖速度慢、世代时间长的细菌和较高级的微型生物，如硝化菌，它的繁殖速度要比一般的假单胞菌慢40—50倍，故用生物膜法可获得很高的脱氮能力。在生物膜上出现的生物，在种属上要比在活性污泥中丰富得多，除细菌、原生动物外，而且还能出现在活性污泥中比较少见的真菌、藻类、后生动物以及大型的无脊椎生物等。

5、本实用新型中生物量多、设备处理能力大。生物膜具有较少的含水率，单位体积内的生物量有时可多达活性污泥的5—20倍，因此过滤池具有较大的处理能力。

6、本实用新型剩余污泥的产量少。在生物膜中，较多栖息着高次营养水平的生物，食物链较活性污泥的为长、剩余污泥量较活性污泥法要少。特别是在一些生物膜法工艺中，生物膜是由好气层和厌气层组合而成，厌气层中的厌气菌能降解好气过程合成的剩余污泥，从而使总的剩余污泥量大大减少，这对于污泥处置是很有利的。

7、本实用新型运行管理方便。生物膜法不需要污泥回流，因而不需要经常调整污泥量和污泥排除量，易于维护管理。活性污泥法普遍存在污泥膨胀问题，对处理效果影响很大，甚至使处理工艺遭到破坏。而生物膜法由于微生物固着生长，故无此问题。丝状菌的大量繁殖，可导致活性污泥膨胀，但另一方面，丝状菌又具有相当强的氧化能力。生物膜法则可充分利用丝状菌的长处而克服其缺陷。

8、本实用新型工艺过程比较稳定。有机负荷和水力负荷的波动影响较小，即使工艺遭到较大的破坏，恢复起来也比较快。由于固着生长的特点，处理构筑物还可间歇运行。

9、本实用新型动力消耗少。当采用在填料下直接曝气时，由于气泡的再破裂提高了充氧效率，加上厌气膜不消耗氧的特性，故一般动力消耗较活性污泥法要小。

附图说明

图1是本实用新型的示意图；

图中，1、载体；2、厌氧层微生物；3、好氧层微生物；4、附着水层；5、流动污水层；6、生物膜。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图所示，一种生物膜污水处理装置，包括过滤池，上述过滤池中设有载体1，在充氧的条件下，微生物在载体1表面聚附着形成生物膜6，上述生物膜6中的微生物吸收分解污水中的有机物，使污水得到净化；微生物在载体1表面聚附着形成生物膜6后，由于生物膜6的吸附作用，生物膜6表面存在一层薄薄的水层，该水层为附着水层4，附着水层4外还有流动污水层5；

上述过滤池中还设有曝气装置，上述曝气装置用于充氧；

上述过滤池中还设有错流泵，上述错流泵可加快附着水层4的流动速度，在泵的推动下，使污水平行于生物膜膜面流动，污水流经膜面时产生的剪切力可加快流动污水层5和附着水层4之间的水体交换，使生物膜能一直接触到污水中的有机物并及时处理。

上述生物膜6包括好氧层微生物3。

上述生物膜6还包括厌氧层微生物2，上述厌氧层微生物2附着在载体1上，上述好氧层微生物3附着在厌氧层微生物2上。在污水过滤池内设置微生物生长聚集的载体，在充氧的条件下，微生物在填料表面聚附着形成生物膜6，经过充氧的污水以一定的流速流过填料时，生物膜6中的微生物吸收分解水中的有机物，使污水得到净化，同时微生物也得到增殖，生物膜6随之增厚。当生物膜6增长到一定厚度时，向生物膜6内部扩散的氧受到限制，其表面仍是好氧状态，而内层则会呈缺氧甚至厌氧状态，并最终导致生物膜6的脱落。随后，填料表面还会继续生长新的生物膜6，周而复始，使污水得到净化。

上述曝气装置包括鼓风机、空气输送管道，上述空气输送管道均匀分布在过滤池内。

上述错流泵的压力可调节，通过调节错流泵的压力大小可调节附着水层4的流速。

上述载体1为陶粒多孔材料、石英砂、塑料填料、碎石填料、活性炭、砾石、纤维球、沸石中的一种或几种的组合。

上述过滤池中还设有反冲洗装置，上述反冲洗装置用于冲洗载体1上的生物膜6。

上述生物膜6为高度密集的好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物、藻类中的一种或几种组成的生态系统。

生物膜污水处理装置还包括沉淀池，上述沉淀池设在过滤池下游，用于将过滤池过滤后的水沉淀。

本实用新型中设有错流泵，可推动附着水层4流动，使生物膜6可随时接触污水，大大提升了生物膜6处理污水的效率，可降低污水处理的成本。

本实用新型中的附着水层4在错流泵的推动下更新速度快，新形成的附着水层4含氧量丰富，为生物膜6中的好氧菌分解有机物提供了充足的原料，并且不易形成厌氧层，延长了生物膜6的使用周期。

本实用新型中的污水处理装置不生长灰蝇，气味小，卫生条件较好。在生物膜法中微生物固着生长，能够和介质中的有机物浓度形成动平衡，故可应用于低浓度污水的深度处理。近年来，国内外用生物膜法作为对生物处理构筑物出水的补充处理进行了不少研究。生物膜法用于含氨氮(包括有机氮)污水的硝化、脱氮，获得了很好效果。

本实用新型中的污水处理装置生物相多样化。生物膜6是固定生长的，具有形成稳定生态的条件，能够栖息增殖速度慢、世代时间长的细菌和较高级的微型生物，如硝化菌，它的繁殖速度要比一般的假单胞菌慢40—50倍，故用生物膜法可获得很高的脱氮能力。在生物膜6上出现的生物，在种属上要比在活性污泥中丰富得多，除细菌、原生动物外，而且还能出现在活性污泥中比较少见的真菌、藻类、后生动物以及大型的无脊椎生物等。

本实用新型中生物量多、设备处理能力大。生物膜6具有较少的含水率，单位体积内的生物量有时可多达活性污泥的5—20倍，因此过滤池具有较大的处理能力。

本实用新型剩余污泥的产量少。在生物膜6中，较多栖息着高次营养水平的生物，食物链较活性污泥的为长、剩余污泥量较活性污泥法要少。特别是在一些生物膜法工艺中，生物膜6是由好气层和厌气层组合而成，厌气层中的厌气菌能降解好气过程合成的剩余污泥，从而使总的剩余污泥量大大减少，这对于污泥处置是很有利的。

本实用新型运行管理方便。生物膜法不需要污泥回流，因而不需要经常调整污泥量和污泥排除量，易于维护管理。活性污泥法普遍存在污泥膨胀问题，对处理效果影响很大，甚至使处理工艺遭到破坏。而生物膜法由于微生物固着生长，故无此问题。丝状菌的大量繁殖，可导致活性污泥膨胀，但另一方面，丝状菌又具有相当强的氧化能力。生物膜法则可充分利用丝状菌的长处而克服其缺陷。

本实用新型工艺过程比较稳定。有机负荷和水力负荷的波动影响较小，即使工艺遭到较大的破坏，恢复起来也比较快。由于固着生长的特点，处理构筑物还可间歇运行。

本实用新型动力消耗少。当采用在填料下直接曝气时，由于气泡的再破裂提高了充氧效率，加上厌气膜不消耗氧的特性，故一般动力消耗较活性污泥法要小。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

设计图

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