本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种旋转床生物膜处理装置和方法。
背景技术：
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
为了强化对水环境的保护，国家对污水处理厂出水水质提出了更高的要求，传统的污水处理厂二级处理活性污泥工艺流程，对氮、有机物的去除效果一般，并且容积负荷低，占地面积大。通过向反应器内投加载体填料，作为微生物附着生长的载体，让微生物以生物膜的形式存在于反应器内，载体上的生物膜可以富集专性菌，获得高效的氮素去除效果，负荷高，出水氮素浓度低。由于生物膜工艺具有容积负荷高，去除效果好，占地省，基建费用低等优点，已被广泛的应用于污水处理厂生化池的改造和新建中，主要包括载体填料在反应器内固定不动的固定床生物膜反应器和载体填料在反应器内自由流化的移动床生物膜反应器两种形式。
但是目前生物膜反应器的两种形式，在工程应用中，都存在一些缺点，固定床的载体填料，挂膜多为松散的料间膜，处理负荷低，而且膜生长到一定厚度后需要反冲洗进行脱膜，如脱膜不良容易造成反应器堵塞。而移动床由于载体填料在反应器中自由流化，与反应器中污水存在水力剪切，所挂膜为紧实的料上膜，负荷较高且水力剪切可以促进老化生物膜脱落形成动态更新，无需反冲洗，但是需要在出水端设置填料拦截筛网，防止填料流失，缺氧移动床生物膜反应器还需设置专用的搅拌器，搅动反应器内混合液使填料充分流化，移动床载体填料流化不易控制，由于水流带动作用，常发生填料聚集在出水端拦截筛网处，造成堵塞，而进水端无填料的现象，填料在池体内流化不均匀，观感差，且影响传质传氧，进而影响处理效果，甚至堵塞严重后发生筛网变形垮塌等事故。
技术实现要素：
针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种旋转床生物膜处理装置和方法。
为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：
第一方面，一种旋转床生物膜处理装置，包括传动轴、若干载体盘，若干载体盘分别为圆盘形支架镂空结构，传动轴穿过若干载体盘的中心位置，传动轴与若干载体盘通过连接杆相接，若干载体盘的盘面垂直于传动轴设置，相邻的两个载体盘之间设置间距；
载体盘上固定连接若干纤维束载体，纤维束载体用以富集生物膜，运行时根据进水负荷调整载体盘旋转速度，从而控制载体上生物膜厚度。
若干载体盘在传动轴的带动下进行旋转，载体盘在旋转运动的过程中，使水流在池体内进行流动和分散，载体盘与水体间形成水流剪切，刺激生物膜挂膜以及促进老化生物膜脱落形成动态更新，无需反冲洗，加强了污水的处理效果。
载体盘上固定连接若干弹性纤维束载体，使纤维束载体在整个载体盘上均匀满布，同时与污水接触面积大，附着生物膜后的纤维束在载体盘旋转的过程中能够与污水动态接触，提高污水处理效果。
纤维束在载体盘上固定设置，避免通过出水口排出，避免发生堵塞的现象。
载体盘为圆盘型支架镂空结构，所以污水能够垂直穿过载体盘，水流分散好，接触效果好，可以使水流在整个空间内均匀分布，避免水流在空间内短流，运行问题。
第二方面，利用上述的旋转床生物膜处理装置进行污水处理的方法，所述方法为：
向池体内进水，启动生物膜处理装置，启动马达和减速机，带动载体盘连续旋转运动，污水处理后由出水管排出。
本发明一个或多个技术方案具有以下有益效果：
在池底设置进水管，并通至池底中央，并与由马达和减速机组成的动力系统相连，顶部设置出水管。运行时待处理污水经所述进水管进入，与旋转运动的载体盘组上的生物膜混合接触，被载体上生物膜形式的微生物利用降解，经处理后由出水管排出。
与现有技术中的生物膜污水处理装置不同的是，载体填料既不是固定床反应器那样固定不动的，也不是移动床反应器那样自由流动的，而是在圆盘形支架上绑扎纤维束构成载体盘，由传动轴连在一起，形成载体盘组，并与马达和减速机组成的动力系统相连，由动力系统带动，进行固定轨迹的旋转运动。待处理污水经所述进水管进入，与旋转运动的载体盘组上的生物膜混合接触，被载体上生物膜形式的微生物利用降解，经处理后由出水管排出。既让载体填料均匀的满布在反应器内，不会出现移动床填料自由流化时可能发生的填料部分不均匀，聚集在出水端拦截筛网处，造成堵塞的现象，又让载体填料运行起来，与水体间形成水流剪切，刺激生物膜挂膜以及促进老化生物膜脱落形成动态更新，无需反冲洗。且待处理污水自进水管进入反应器池底中央，自下而上流动，在载体盘组旋转运动作用下，均匀的分散在池体内，也不存在短流情况。实现了生物膜性状好，无需控制载体填料流化，运行稳定的特点。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为缺氧旋转床生物膜处理装置的侧面图；
图2为缺氧旋转床生物膜处理装置的俯视图；
图3为缺氧旋转床生物膜处理装置的立体剖视图；
图4为好氧旋转床生物膜处理装置的侧面图；
图5为好氧旋转床生物膜处理装置的立体剖视图；
其中，1-池体、2-进水管、3-出水管、4-载体盘、5-传动轴、6-马达、7-减速机、8-导轨，9-曝气装置。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
第一方面，一种旋转床生物膜处理装置，包括传动轴、若干载体盘，若干载体盘分别为圆盘形支架镂空结构，传动轴穿过若干载体盘的中心位置，传动轴与若干载体盘通过连接杆相接，若干载体盘的盘面垂直于传动轴设置，相邻的两个载体盘之间设置间距；
载体盘上固定连接若干纤维束，纤维束载体用以富集生物膜，运行时根据进水负荷调整载体盘旋转速度，从而控制载体上生物膜厚度。
若干载体盘在传动轴的带动下进行旋转，载体盘在旋转运动的过程中，使水流在池体内进行流动和分散，载体盘与水体间形成水流剪切，刺激生物膜挂膜以及促进老化生物膜脱落形成动态更新，无需反冲洗，加强了污水的处理效果。
载体盘上固定连接若干弹性纤维束载体，使纤维束载体在整个载体盘上均匀分布，附着生物膜后的纤维束在载体盘旋转的过程中能够与污水动态接触，提高污水处理效果。纤维束在载体盘上固定设置，避免通过出水口排出，避免发生堵塞的现象。
载体盘为圆盘型支架镂空结构，所以污水能够垂直穿过载体盘，水流分散好，接触效果好，可以使水流在整个空间内均匀分布，避免水流在空间内短流，运行问题。
在本发明的一些实施方式中，载体盘包括若干圆环形支架和相邻两个圆环形支架直接连接的若干连接杆，若干圆环形支架同心设置。
在本发明的一些实施方式中，圆盘型支架镂空结构与若干纤维束绑扎连接。若干纤维束与圆盘型支架绑扎连接，便于纤维束的固定，同时使若干纤维束之间形成空隙，便于水流的流动。
在本发明的一些实施方式中，纤维束长度15-30cm，单丝直径0.3-0.6mm。比表面积大，可以附着更多的生物膜，同时与污水接触面积大，附着生物膜后的纤维束在载体盘旋转的过程中能够与污水动态接触，提高污水处理效果。
在本发明的一些实施方式中，若干载体盘之间沿着传动轴的方向上的间距为10-20cm。
在本发明的一些实施方式中，载体盘的厚度为15-30cm。
在本发明的一些实施方式中，还包括池体和导轨，若干载体盘设置在池体内，导轨设置在池体的内侧壁，载体盘的外边部与导轨配合滑动连接。
在本发明的一些实施方式中，还包括马达、减速机，马达与减速机连接，马达与传动轴连接。
在本发明的一些实施方式中，还包括进水管，进水管与池体底部连接，进水管的一端伸入池体的内部，进水管的出水口位于靠近传动轴的位置。
进水管的出水口设置在池体接近中央的位置，水流从中部开始自下而上的流动，均匀的分散和与载体盘的纤维束位置进行接触，载体盘旋转时，水流在载体盘的带动下进行均匀的旋转流动状态。
在本发明的一些实施方式中，还包括出水管，出水管与池体顶部连接，连接口位于若干载体盘的上方。
在本发明的一些实施方式中，还包括曝气装置，曝气装置位于池体的底部，载体盘的下方。
第二方面，利用上述的旋转床生物膜处理装置进行污水处理的方法，所述方法为：
向池体内进水，启动生物膜处理装置，启动马达和减速机，带动载体盘连续旋转运动，污水处理后由出水管排出。
在本发明的一些实施方式中，载体盘的转速为1-10r/min，在进水负荷≤0.5kgtn/m3/d时，载体盘转速取值1-3r/min；在容积负荷为0.5-2kgtn/m3/d之间时，载体盘转速取值2-6r/min；在容积负荷为＞2kgtn/m3/d时，载体盘转速取值5-10r/min；载体盘周期性转换旋转方向，转换周期为6-12次/d。
启动生物膜处理装置和进水没有先后顺序。
如图1、图2和图3所示，缺氧旋转床生物膜处理装置，包括传动轴5、若干载体盘4，若干载体盘4分别为圆盘形支架镂空结构，传动轴5穿过若干载体盘4的中心位置，分别与若干载体盘4相接，若干载体盘4的盘面垂直于传动轴设置，若干载体盘4的外边缘与池体内侧的导轨8连接，可沿导轨转动。相邻的两个载体盘4之间设置间距；载体盘4上固定连接若干纤维束。
从图中可以看到，纤维束在圆形载体盘上均匀设置，与载体盘4一起形成了污水处理载体，微生物附着在纤维束上形成了生物膜。当载体盘4旋转时，在水流的水力剪切作用下，不断进行生物膜附着挂膜和老化生物膜脱膜的过程，形成了动态的更新，污水在与生物膜接触的过程中进行生化反应，去除污水中的污染物。
若干载体盘4分别为圆盘形支架镂空结构，这样水流在若干载体盘4的间距内和穿过载体盘进行流动，实现水流与生物膜的充分接触。
载体盘4与纤维束固定连接，避免纤维束脱落，发生堵塞。
与现有的生物膜处理装置不同的是，旋转床与纤维束固定形成载体盘4，载体盘旋转，为刺激微生物的生长提供水力剪切，同时纤维束又固定在载体盘上，不会随水流流动至出口等后续工艺段，也避免了发生堵塞。具有更好的连续处理效果。
载体盘4包括若干圆环形支架和相邻两个圆环形支架直接连接的若干连接杆，若干圆环形支架同心设置。圆盘型支架镂空结构与若干纤维束绑扎连接。载体盘的结构设计成镂空的结构，便于对纤维束进行绑扎固定，并且载体盘对称设置，有利于进行旋转，形成水流的均匀和稳定的流动。
若干载体盘4之间沿着传动轴的方向上的间距为10-20cm；载体盘的厚度为15-30cm；载体盘的厚度和间距的设置，有利于水流流动处理效果。
还包括池体1，若干载体盘设置在池体内，若干载体盘的外边缘与池体的内侧壁设置缝隙。池体提供一个密封处理水的空间，载体盘可以进行自由的旋转。
还包括马达6、减速机7，马达与减速机连接，马达与传动轴连接。马达提供传动轴旋转的动力，如图1和图3所述，马达和减速机设置在载体盘的顶部，通过支架与池体进行固定。
包括进水管2，进水管2与池体1底部连接，进水管的一端伸入池体1的内部，进水管的出水口位于靠近传动轴的位置。进水管直接将污水引入到池体内部的中央位置，然后水流均匀的向池体的外边缘和向上流动，使水均匀的布满整个池体，有利于水体进行均匀的流动。
还包括出水管3，出水管3与池体1顶部连接，连接口位于若干载体盘4的上方。出水管设置在上方，当水流处理之后，通过溢流流出。
如图4和图5所示，为好氧旋转床生物膜处理装置，还包括曝气装置，曝气装置位于池体的底部，载体盘的下方。为好氧处理污水的装置，通过曝气装置曝气，进行好氧处理。图1至图3为缺氧处理污水的装置。
实施例1
以某村镇污水处理站调节池出水作为进水，冬季水温12-15℃，水中cod浓度100-300mg/l，bod浓度80-120mg/l，氨氮浓度60-80mg/l。反应器直径2m，高2.5m，内置载体盘组由直径1.8m，厚20cm的6层载体盘组成，载体盘中间间隔10cm。
启动时，进水充满反应器，停止进水，开启反应器动力系统，带动载体盘组连续旋转运动，转速5r/min，每天转换载体盘旋转方向12次，同时开启曝气。序批运行，每24h，开启进水2h，补充基质，出水正常溢流出水。启动后7天，开始连续运行，处理水量80m3/d，连续运行21天后，出水氨氮浓度保持在0.5-5mg/l。
实施例2：
以某市政污水处理厂二沉池出水作为进水，并配置乙酸钠溶液作为碳源，全年水温12-25℃，水中tn浓度15-25mg/l，cod浓度30-50mg/l，投加乙酸钠后cod浓度提高至80-100mg/l。反应器直径3m，高3.5m，内置载体盘组由直径2.7m，厚30cm的6层载体盘组成，载体盘中间间隔15cm。
启动时，以该水厂剩余污泥作为接种污泥，以二沉池出水充满反应器，投加10l剩余污泥，开启反应器动力系统，带动载体盘组连续旋转运动，转速2r/min。开启进水，出水正常溢流出水，每天转换载体盘旋转方向6次。启动后7天，处理水量达到200m3/d，连续运行21天后，出水tn浓度保持在5-8mg/l。保持连续运行365d，出水保持稳定。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
技术特征：
1.一种旋转床生物膜处理装置，其特征在于：包括传动轴、若干载体盘，若干载体盘分别为圆盘形支架镂空结构，传动轴穿过若干载体盘的中心位置，传动轴与若干载体盘通过连接杆相接，若干载体盘的盘面垂直于传动轴设置，相邻的两个载体盘之间设置间距；
载体盘上固定连接若干纤维束载体，纤维束载体用以富集生物膜，运行时根据进水负荷调整载体盘旋转速度，从而控制载体上生物膜厚度。
2.如权利要求1所述的旋转床生物膜处理装置，其特征在于：载体盘包括若干圆环形支架和相邻两个圆环形支架直接连接的若干连接杆，若干圆环形支架同心设置。
3.如权利要求1所述的旋转床生物膜处理装置，其特征在于：圆盘型支架镂空结构与若干纤维束绑扎连接。
4.如权利要求1所述的旋转床生物膜处理装置，其特征在于：
纤维束长度15-30cm，单丝直径0.3-0.6mm；
或，若干载体盘之间沿着传动轴的方向上的间距为10-20cm。
5.如权利要求1所述的旋转床生物膜处理装置，其特征在于：载体盘的厚度为15-30cm。
6.如权利要求1所述的旋转床生物膜处理装置，其特征在于：还包括池体和导轨，若干载体盘设置在池体内，导轨设置在池体的内侧壁，载体盘的外边部与导轨配合滑动连接；
或，还包括马达、减速机，马达与减速机连接，马达与传动轴连接。
7.如权利要求1所述的旋转床生物膜处理装置，其特征在于：还包括进水管，进水管与池体底部连接，进水管的一端伸入池体的内部，进水管的出水口位于靠近传动轴的位置；
或，还包括出水管，出水管与池体顶部连接，连接口位于若干载体盘的上方；
或，还包括曝气装置，曝气装置位于池体的底部，载体盘的下方。
8.利用权利要求1-7任一所述的旋转床生物膜处理装置进行污水处理的方法，其特征在于：所述方法为：向池体内进水，启动生物膜处理装置，载体盘连续旋转运动，污水处理后由出水管排出。
9.如权利要求8所述的污水处理的方法，其特征在于：载体盘的转速为1-10r/min，在进水负荷≤0.5kgtn/m3/d时，载体盘转速取值1-3r/min；在负荷为0.5-2kgtn/m3/d之间时，载体盘转速取值2-6r/min；在负荷为＞2kgtn/m3/d时，载体盘转速取值5-10r/min。
10.如权利要求8所述的污水处理的方法，其特征在于：载体盘周期性转换旋转方向，转换周期为6-12次/d。
技术总结
本发明涉及一种旋转床生物膜处理装置和方法。包括传动轴、若干载体盘，若干载体盘分别为圆盘形支架镂空结构，传动轴穿过若干载体盘的中心位置，传动轴与若干载体盘通过连接杆相接，若干载体盘的盘面垂直于传动轴设置，载体盘外边缘与池体内侧导轨相连，相邻的两个载体盘之间设置间距；载体盘上固定连接若干纤维束。若干载体盘在传动轴的带动下进行旋转，载体盘在旋转运动的过程中，使水流在池体内进行流动和分散，载体盘与水体间形成水流剪切，刺激生物膜挂膜以及促进老化生物膜脱落形成动态更新，无需反冲洗。避免发生堵塞的现象，加强了污水的处理效果。
技术开发人、权利持有人：孙庆花;郑志佳;李凤达;关闯;李洪禹;路晖;刘宜龙
