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管道源头控污多级生化处理系统

阅读:1031发布:2020-06-12

专利汇可以提供管道源头控污多级生化处理系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提出了排 水 管道源头控污多级生化处理系统,包括:链条式 导轨 、悬挂式 支架 、 生物 膜 填料及曝气组件。所述链条式导轨安装于检查井及 排水管 道内,所述悬挂式支架悬挂于链条式导轨,所述生物膜填料嵌套于悬挂式支架,所述曝气组件对排水管道中的污水进行曝气增 氧 。本发明充分利用检查井及排水管道的内部空间,通过链条式导轨和悬挂式支架的精巧设计实现生物膜填料及曝气组件在排水管道内的运送与安置,并通过曝气组件的多级鼓 风 强度调控与排水管道的管式反应器特性的耦合实现污水的多级AO生化处理。与 现有技术 相比,本发明具有适用性强、易于实施、功能多样、操作灵活、效果显著等突出特色。,下面是管道源头控污多级生化处理系统专利的具体信息内容。

1.排管道源头控污多级生化处理系统,其特征在于,
链条式导轨,所述链条式导轨安装于检查井及排水管道内;
悬挂式支架,所述悬挂式支架悬挂于链条式导轨,沿所述链条式导轨在检查井及排水管道内移动;
生物膜填料,所述生物膜填料嵌套于悬挂式支架,通过富集的生物膜净化污水;
曝气组件,所述曝气组件的空气管和曝气头亦嵌套于悬挂式支架,用于为污水进行多级曝气增
2.如权利要求1所述的排水管道源头控污多级生化处理系统,其特征在于,所述链条式导轨包括承托框架,所述承托框架安装有主动链轮、从动滑轮及与其配合的链条,所述主动链轮及从动滑轮的轮面均与排水管道的轴线位于同一平面,电动机与所述主动链轮相连,用于带动主动链轮旋转,从而带动链条移动,从动滑轮设轮槽,所述链条的链槽与主动链轮的轮齿咬合,链条的外侧则与从动滑轮的轮槽卡合。
3. 如权利要求2所述的排水管道源头控污多级生化处理系统,其特征在于,所述主动链轮位于承托框架的顶部,所述从动滑轮位于承托框架的底部;所述主动链轮的齿距为5-8 cm,齿厚为3-5 cm;所述从动滑轮的轮槽宽度为2-4 cm,轮槽深度为3-4cm;所述主动链轮及从动滑轮的轮面均与排水管道的轴线位于同一平面。
4.如权利要求1所述的排水管道源头控污多级生化处理系统,其特征在于,所述悬挂式支架包括架顶及与架顶连接的挂钩,所述挂钩穿过所述链条的销轴,从而将所述架身与所述链条相连;所述架顶的底部设有卡扣,通过所述卡扣将填料网架及曝气头框架与所述架顶相连,所述生物膜填料固定于所述填料网架上,所述曝气组件的曝气头固定于曝气头框架底部;所述曝气头通过空气管与检查井外的多级空气相连。
5.如权利要求4所述的排水管道源头控污多级生化处理系统,其特征在于,每个悬挂式支架设有为2个及以上挂钩,以限制所述悬挂式支架在排水管道中的轴向位移;所述挂钩上部为钩状物,下部为与架身相连的连接杆,所述连接杆需具有一定长度,以使得所述悬挂式支架随所述链条运动时能够顺利通过直弯处;所述生物膜填料的外形为辫形、球形、矩形、圆柱形、盘状、丝状、带状、或瓜片状,材质为PE、PP、RPP、PVC、CPVC、PVDF、涤纶、海绵、或农林废弃物;所述生物膜填料包含预先挂膜及自然挂膜2种挂膜方式,从而使得具有水质净化功能的微生物富集在生物膜填料表面。
6. 如权利要求4所述的排水管道源头控污多级生化处理系统,其特征在于,所述多级空气泵具有多个鼓强度不同的出气孔,所述出气孔分别通过空气管与不同的曝气头相连,从而实现曝气组件的多级鼓风强度调控。
7. 排水管道源头控污多级生化处理系统的使用方法,其特征在于,所述方法包括安装阶段
步骤一:预先将排水管道内的污水放空,以便操作人员进入检查井作业;
步骤二:检测井内安装链条式导轨,链条式导轨包括主动链轮、从动滑轮及与其配合的链条;
步骤三:将单个或多个悬挂式支架固定于链条上;
步骤四:将生物膜填料及曝气组件的多个曝气头安装于悬挂式支架,并通过空气管将所述曝气头与检查井外地面上的多级空气泵相连;
步骤五:通过电动机带动主动链轮转动,继而传动链条,从而将悬挂式支架运送至排水管道内部;
步骤六:排水管道正常进水;
运行阶段:
步骤一:开启多级空气泵,使得各曝气头按设定强度曝气;
步骤二:生物膜填料通过微生物对污水中污染物的转化作用,同时协同各曝气头的不同曝气增氧效应,实现排水管道内污水的原位净化;
检修阶段:
步骤一:通过电动机反向转动主动链轮,从而使得需要检修的悬挂式支架随链条运出至检查井顶部;
步骤二:将生物膜填料及曝气头从悬挂式支架上拆卸下来,对其进行清洗、检修或更换;
步骤三:将正常的生物膜填料及曝气头重新固定于悬挂式支架,并通过电动机转动主动链轮,从而使得检修好的生物膜填料随链条运送至排水管道内。
8.如权利要求7所述的方法,其特征在于,所述链条式导轨包括承托框架,所述承托框架安装有主动链轮、从动滑轮及与其配合的链条,所述主动链轮及从动滑轮的轮面均与排水管道的轴线位于同一平面,电动机与所述主动链轮相连,用于带动主动链轮旋转,从而带动链条移动,从动滑轮设轮槽,所述链条的链槽与主动链轮的轮齿咬合,链条的外侧则与从动滑轮的轮槽卡合。
9.如权利要求7所述的方法,其特征在于,所述悬挂式支架包括架顶及与架顶连接的挂钩,所述挂钩穿过所述链条的销轴,从而将所述架身与所述链条相连;所述架顶的底部设有卡扣,通过所述卡扣将填料网架及曝气头框架与所述架顶相连,所述生物膜填料固定于所述填料网架上,所述曝气组件的曝气头固定于曝气头框架底部;所述曝气头通过空气管与检查井外的多级空气泵相连。
10.如权利要求7所述的方法,其特征在于,所述生物膜填料的外形为辫形、球形、矩形、圆柱形、盘状、丝状、带状、或瓜片状,材质为PE、PP、RPP、PVC、CPVC、PVDF、涤纶、海绵、或农林废弃物。

说明书全文

管道源头控污多级生化处理系统

技术领域

[0001] 本发明属市政排水技术领域,具体涉及排水管道源头控污多级生化处理系统。

背景技术

[0002] 排水管道是收集、输送城镇生活污水、工业废水和雨水的工程设施。近年来,随着我国城镇化进程的加快,排水管道的建设数量与规模也在逐年增加。如:“十三五”期间,上海市在已建总长约9530 km排水管道的基础上,中心城区配套排水管道约100 km,郊区新建排水管道约310 km。日益完善的排水管道系统为城镇中各类污水及雨水的输送提供了便利,然而,随着排水管道系统的逐渐庞大,排水管道的水质污染及次生灾害等问题也逐渐凸显。
[0003] 这些问题主要表现在:1)排水管道内的有机污染废水厌水解可产生大量有毒、易燃、易爆气体(如:一氧化(CO)、硫化氢(H2S)),积聚到一定程度可使人中毒或遇明火爆炸;2)排水管道内缺乏富氧环境及好氧生物,造成污水黑臭并从检查井逸散大量臭气,刺激市民感官;3)合流制排水管道及存在雨污混接的雨水管道在旱天时水流较慢,污水中的悬浮性颗粒物易于沉淀形成淤泥,雨天时由于水量剧增,管道内的淤泥被冲出,由此造成河湖黑臭问题的频发。
[0004] 面对上述问题,我国现有的城镇排水管道系统仍然只具有输送能,却不具备曝气增氧、水质净化以及防止沉淀的功能。而且,由于排水管道的输送终点往往是城镇污水处理厂或自然水体,所以如能充分利用排水管道的内部空间,进行原位净化,必将极大地缓解城镇污水处理厂或自然水体的纳污负荷,进而提升水污染控制能力和水环境治理水平。因此,市场亟需一种能对排水管道进行原位净化的新型技术。
[0005] 排水管道既是污水输送设施,亦是一个狭长的管式反应器。管式反应器具有“轴向没有返混、浓度逐渐变化、可实现分段控制”等特性。因此,将排水管道的上述特性与基于多级曝气调控的好氧/缺氧(A/O)生物膜净水工艺结合,可在排水管道内实现污水的好氧及缺氧分段处理,进而取得有机物降解、脱氮等多种净水功能,同时曝气对排水管道的淤泥也有扰动作用,可有效防止管道内淤泥的积聚。
[0006] 综上,将基于多级曝气调控的好氧/缺氧/厌氧生物膜净水工艺应用于排水管道的原位净化,是一条可选途径。然而,国内外还鲜有此类研究及应用的实例。

发明内容

[0007] 本发明的目的是通过对排水管道及检查井实施适当的工程改造,充分利用排水管道内部空间,通过链条式导轨和悬挂式支架的设计向排水管道内部运送生物膜填料及曝气组件,从而实现排水管道的原位水质净化。
[0008] 为实现上述目的,本发明的技术方案如下:排水管道源头控污多级生化处理系统,其特征在于,所述导轨式多级生化净水系统包括链条式导轨,所述链条式导轨安装于检查井及排水管道内;
悬挂式支架,所述悬挂式支架悬挂于链条式导轨,沿所述链条式导轨在检查井及排水管道内移动;
生物膜填料,所述生物膜填料嵌套于悬挂式支架,通过富集的生物膜净化污水;
曝气组件,所述曝气组件的空气管和曝气头亦嵌套于悬挂式支架,用于为污水进行多级曝气增氧。
[0009] 进一步地,所述链条式导轨包括承托框架,所述承托框架安装有主动链轮、从动滑轮及与其配合的链条,所述主动链轮及从动滑轮的轮面均与排水管道的轴线位于同一平面,电动机与所述主动链轮相连,用于带动主动链轮旋转,从而带动链条移动,从动滑轮设轮槽,所述链条的链槽与主动链轮的轮齿咬合,链条的外侧则与从动滑轮的轮槽卡合。
[0010] 进一步地,所述承托框架和检查井侧壁设固定结点,所述固定结点系所述承托框架和检查井侧壁的连结点,连结方式为焊接、粘接或膨胀螺丝固定;所述承托框架底部设框架底座,框架底座置于检查井底部,其底面与检查井的底面吻合。
[0011] 进一步地,所述主动链轮位于承托框架的顶部,所述从动滑轮位于承托框架的底部;所述主动链轮的齿距为5-8 cm,齿厚为3-5 cm;所述从动滑轮的轮槽宽度为2-4 cm,轮槽深度为3-4cm;所述主动链轮及从动滑轮的轮面均与排水管道的轴线位于同一平面。
[0012] 进一步地,所述悬挂式支架包括架顶及与架顶连接的挂钩,所述挂钩穿过所述链条的销轴,从而将所述架身与所述链条相连;所述架顶的底部设有卡扣,通过所述卡扣将填料网架及曝气头框架与所述架顶相连,所述生物膜填料固定于所述填料网架上,所述曝气组件的曝气头固定于曝气头框架底部;所述曝气头通过空气管与检查井外的多级空气相连。
[0013] 进一步地,每个悬挂式支架设有为2个及以上挂钩,以限制所述悬挂式支架在排水管道中的轴向位移;所述挂钩上部为钩状物,下部为与架身相连的连接杆,所述连接杆需具有一定长度,以使得所述悬挂式支架随所述链条运动时能够顺利通过直弯处;所述生物膜填料的外形为辫形、球形、矩形、圆柱形、盘状、丝状、带状、或瓜片状,材质为PE、PP、RPP、PVC、CPVC、PVDF、涤纶、海绵、或农林废弃物;所述生物膜填料包含预先挂膜及自然挂膜2种挂膜方式,从而使得具有水质净化功能的微生物富集在生物膜填料表面。
[0014] 所述多级空气泵具有多个鼓强度不同的出气孔,所述出气孔分别通过空气管与不同的曝气头相连,从而实现曝气组件的多级鼓风强度调控。
[0015] 排水管道源头控污多级生化处理系统的使用方法,其特征在于,所述方法包括安装阶段步骤一:预先将排水管道内的污水放空,以便操作人员进入检查井作业;
步骤二:检测井内安装链条式导轨,链条式导轨包括主动链轮、从动滑轮及与其配合的链条;
步骤三:将单个或多个悬挂式支架固定于链条上;
步骤四:将生物膜填料及曝气组件的多个曝气头安装于悬挂式支架,并通过空气管将所述曝气头与检查井外地面上的多级空气泵相连;
步骤五:通过电动机带动主动链轮转动,继而传动链条,从而将悬挂式支架运送至排水管道内部;
步骤六:排水管道正常进水;
运行阶段:
步骤一:开启多级空气泵,使得各曝气头按设定强度曝气;
步骤二:生物膜填料通过微生物对污水中污染物的转化作用,同时协同各曝气头的不同曝气增氧效应,实现排水管道内污水的原位净化;
检修阶段:
步骤一:通过电动机反向转动主动链轮,从而使得需要检修的悬挂式支架随链条运出至检查井顶部;
步骤二:将生物膜填料及曝气头从悬挂式支架上拆卸下来,对其进行清洗、检修或更换;
步骤三:将正常的生物膜填料及曝气头重新固定于悬挂式支架,并通过电动机转动主动链轮,从而使得检修好的生物膜填料随链条运送至排水管道内。
[0016] 进一步地,所述链条式导轨包括承托框架,所述承托框架安装有主动链轮、从动滑轮及与其配合的链条,所述主动链轮及从动滑轮的轮面均与排水管道的轴线位于同一平面,电动机与所述主动链轮相连,用于带动主动链轮旋转,从而带动链条移动,从动滑轮设轮槽,所述链条的链槽与主动链轮的轮齿咬合,链条的外侧则与从动滑轮的轮槽卡合;所述链条式导轨的安装方式为以下两种方式中的一种:其一,将承托框架、固定结点、框架底座、主动链轮及从动滑轮全部安装于检测井内,使得链条呈双股U型结构;
其二,将承托框架的一部分及主动链轮安装于检测井的上方,固定结点、框架底座及从动滑轮则安装于检测井内,使得链条呈单股口型结构。
[0017] 本发明充分利用检查井及排水管道的内部空间,通过链条式导轨和悬挂式支架的精巧设计实现生物膜填料及曝气组件在排水管道内的运送与安置,并通过曝气组件的多级鼓风强度调控与排水管道的管式反应器特性的耦合实现污水的多级AO生化处理。与现有技术相比,本发明具有适用性强、易于实施、功能多样、操作灵活、效果显著等突出特色。
[0018]  与同领域的现有技术相比,本发明的显著特色为:1.适用性强
系统针对排水管道的原位净化问题,通过链条式导轨、悬挂式支架、生物膜填料及曝气组件的合理布局,能够适应不同形式排水管道的原位净化。
[0019] 2.易于实施充分利用检查井及排水管道的已有空间进行简易的改造,工程措施少,投资规模小,易于实施及推广。
[0020] 3.功能多样通过曝气组件的多级鼓风强度调控,可实现排水管式内污水的多段好氧及缺氧处理,从而实现降解有机物、脱氮等多种净水功能;同时曝气对排水管道的沉积物也有扰动作用,可有效防止管道内淤泥的积聚;另外经曝气扰动悬浮的淤泥可粘附在生物膜上,这既可强化生物膜填料的挂膜效果,又能有效降低污水中的悬浮颗粒物浓度;当生物膜填料上富集的微生物及淤泥较多时,可通过检修对其进行清洗,不至于堵塞排水管道。
[0021] 4.操作灵活:通过链条式导轨及悬挂式支架的设计,能够方便地实现系统启动时将生物膜填料及曝气组件从检查井外向排水管道内的安置,以及检修时将其从排水管道内向检查井外的运送。
[0022] 5.效果显著通过与排水管道的管式反应器特性的耦合,实现导轨式多级生化净水系统在排水管道内对污水的多级、高效净化,针对性强、效果明显、易于推广。
附图说明
[0023] 图1为本发明排水管道源头控污多级生化处理系统主视图(链条式导轨按“U型”结构安装)。
[0024] 图2为本发明排水管道源头控污多级生化处理系统主视图(链条式导轨按“口型”结构安装)。
[0025] 图3为本发明系统中链条式导轨主视图(链条式导轨按“U型”结构安装)。
[0026] 图4为本发明系统中链条式导轨主视图(链条式导轨按“口型”结构安装)。
[0027] 图5为本发明系统中嵌套了生物膜填料及曝气组件的悬挂式支架的主视图。
[0028] 图6为图5的侧视图。
[0029] 图中的编号含义为:1 -链条式导轨,11 -承托框架,12 -固定结点,13 -框架底座,14 -主动链轮,15 -从动滑轮,16 -链条,17 -电动机;
2 -悬挂式支架,21 -挂钩,22 -架顶,23 -卡扣,24 -填料网架,25 -曝气头框架;
3 -生物膜填料;
4 -曝气组件,41 -空气管,42 -曝气头;
5 -地面;
6 -检测井;
7 -污水;
8 -排水管道。

具体实施方式

[0030] 结合以下具体实施例和附图,对发明作进一步的详细说明。实施本发明的过程、条件、实验方法等,除以下专提及的内容之外,均为本领域的普遍知识和公知常识,本发明没有特别限制内容。
[0031] 排水管道源头控污多级生化处理系统,其特征在于,链条式导轨1,所述链条式导轨1安装于检查井6及排水管道8内;
悬挂式支架2,所述悬挂式支架2悬挂于链条式导轨1,沿所述链条式导轨1在检查井6及排水管道8内移动;
生物膜填料3,所述生物膜填料3嵌套于悬挂式支架2,通过富集的生物膜净化污水7;
曝气组件4,所述曝气组件4的空气管41和曝气头42亦嵌套于悬挂式支架2,用于为污水
7进行多级曝气增氧。
[0032] 如图1、图2所示,链条式导轨1上设有3个悬挂式支架2,每个悬挂式支架2下方装有生物膜填料3和曝气头42,曝气头42通过空气管41与地面上的空气泵相连。
[0033] 所述链条式导轨包括承托框架11,所述承托框架11安装有主动链轮14、从动滑轮15及与其配合的链条16,所述主动链轮14及从动滑轮15的轮面均与排水管道8的轴线位于同一平面,电动机17与所述主动链轮14相连,用于带动主动链轮旋转,从而带动链条16移动,从动滑轮15设轮槽,所述链条16的链槽与主动链轮15的轮齿咬合,链条16的外侧则与从动滑轮15的轮槽卡合。所述承托框架11和检查井6侧壁设固定结点12,所述固定结点12系所述承托框架11和检查井6侧壁的连结点,连结方式为焊接、粘接或膨胀螺丝固定;所述承托框架11底部设框架底座13,框架底座13置于检查井6底部,其底面与检查井6的底面吻合。所述主动链轮14位于承托框架11的顶部,所述从动滑轮15位于承托框架11的底部;所述主动链轮14的齿距为5-8 cm,齿厚为3-5 cm;所述从动滑轮15的轮槽宽度为2-4 cm,轮槽深度为
3-4cm;所述主动链轮14及从动滑轮15的轮面均与排水管道6的轴线位于同一平面。
[0034] 所述链条式导轨的安装方式有两种:其一,如图3所示,将承托框架11、固定结点12、框架底座13、主动链轮14及从动滑轮15全部安装于检查井6内,使得链条16呈双股U型结构;
其二,如图4所示,将承托框架11的一部分及主动链轮14安装于检查井6的上方,固定结点12、框架底座13及从动滑轮15则安装于检查井6内,使得链条16呈单股口型结构。
[0035] 如图5、图6所示,所述悬挂式支架包括架顶22及与架顶22连接的挂钩21,所述挂钩21穿过所述链条16的销轴,从而将所述架身与所述链条16相连;所述架顶22的底部设有卡扣23,通过所述卡扣23将填料网架24及曝气头框架25与所述架顶22相连,所述生物膜填料3固定于所述填料网架24上,所述曝气组件4的曝气头42固定于曝气头框架25底部;所述曝气头通过空气管41与检查井外的多级空气泵相连。所述生物膜填料3的外形为辫形、球形、矩形、圆柱形、盘状、丝状、带状、或瓜片状,材质为PE、PP、RPP、PVC、CPVC、PVDF、涤纶、海绵、或农林废弃物;所述生物膜填料3包含预先挂膜及自然挂膜2种挂膜方式,从而使得具有水质净化功能的微生物富集在生物膜填料表面。
[0036] 所述多级空气泵具有多个鼓风强度不同的出气孔,所述出气孔分别通过空气管与不同的曝气头相连,从而实现曝气组件4的多级鼓风强度调控。
[0037] 进一步地,每个悬挂式支架设有为2个及以上挂钩21,以限制所述悬挂式支架2在排水管道8中的轴向位移;所述挂钩21上部为钩状物,下部为与架身22相连的连接杆,所述连接杆需具有一定长度,以使得所述悬挂式支架2随所述链条运动时能够顺利通过直角弯处。
[0038] 本发明的使用方法包括安装阶段
步骤一:预先将排水管道8内的污水7放空,以便操作人员进入检查井7作业;
步骤二:检测井6内安装链条式导轨1,链条式导轨1包括主动链轮14、从动滑轮15及与其配合的链条16;
步骤三:将单个或多个悬挂式支架2固定于链条16上;
步骤四:将生物膜填料3及曝气组件4的多个曝气头42安装于悬挂式支架2,并通过空气管41将所述曝气头42与检查井6外地面5上的多级空气泵相连;
步骤五:通过电动机17带动主动链轮14转动,继而传动链条16,从而将悬挂式支架2运送至排水管道8内部;
步骤六:排水管道8正常进水;
运行阶段:
步骤一:开启多级空气泵,使得各曝气头42按设定强度曝气;
步骤二:生物膜填料3通过微生物对污水7中污染物的转化作用,同时协同各曝气头42的不同曝气增氧效应,实现排水管道8内污水7的原位净化;
检修阶段:
步骤一:通过电动机17反向转动主动链轮14,从而使得需要检修的悬挂式支架2随链条
16运出至检查井6顶部;
步骤二:将生物膜填料3及曝气头42从悬挂式支架2上拆卸下来,对其进行清洗、检修或更换;
步骤三:将正常的生物膜填料3及曝气头42重新固定于悬挂式支架2,并通过电动机17转动主动链轮14,从而使得检修好的生物膜填料3随链条16运送至排水管道8内。
[0039] 依照本例实施的实际效果表明,该系统连续运行48小时后,其下游检查井中污水的CODCr浓度相比上游检查井削减90.15%,氮浓度削减72.8%,总氮浓度削减67.21%,总磷浓度削减73.52%。
[0040] 本发明的保护内容不局限于以上实施例。在不背离发明构思的精神和范围下,本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本发明中,并且以所附的权利要求书为保护范围。
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