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摘要：从技术层面对转轮式小型污水处理装置及其应用进行深入研究，并对目前市场上同类产品结构进行了分析，通过比较得出该装置的优点。
关键词：小型污水处理装置 应用 转轮式 技术
小型污水处理装置是80年代末在国内出现的一种污水处理措施，它将生化处理与沉淀、消毒等工艺过程组合在同一套设备里，主要适用于处理水量较小、分散广、市政管网收集难度高的生活污水和与之类似的有机工业废水，具有经济实用、占地少、操作管理方便等特点，是城市污水处理系统的有益补充。
1、小型污水处理装置存在的问题
目前我国好氧菌小型污水处理装置结构大致是；在卧式圆柱形的污水仓底部布置很多井字形的气管，气管上钻有很多孔，仓的顶部挂下很多附着有好氧菌微生物的挂件，污水缓慢地流过密布挂件的区域，微生物会吸附，氧化，污水中的氮源，碳源，磷等构成的大分子污染物，并分解成小分子再吸收为营养，从而除去有机物。运行时，由空压机把空气压入污水仓底部的气管，气管上的孔使空气进入污水，其中的氧成溶解氧。这样挂件上的微生物得以繁殖，其细胞表面向外生长的菌丝及胞外聚合物形成钎维状的缠结结构即生物膜（活性污泥）。膜上微生物与重金属相互作用除去污水中的重金属等。这种好氧菌小型污水处理装置存在如下缺陷：
（1）压入污水仓的空气中的氧不容易溶解于污水，所以挂件上的好氧菌微生物繁殖不快，处理污水效率较低。
（2）依附在挂件生物膜上的微生物会繁殖并吸附重金属等污染物而变长变重，活性污泥（膜及细菌尸体）会断裂并成片落下，造成底部气管堵塞。这时需停止运行清理污泥，费力又费时。
（3）空气经过污水后，部分氧气溶解进污水，而余下的气体就冲出水面，造成周围环境臭气污染。
为提高水质，常常需将经好氧菌处理的污水进一步进行“人工湿地”处理。“人工湿地”的结构大致是这样的：先做好水泥的坑，坑的底部布置很多井字形的气管（好氧菌型的，不布置气管为厌氧菌型的）上面堆上多层填充物，第一层为碎石子，在它上面再堆一层煤渣。又堆一层砂，最后堆一层泥，在泥上种植美人蕉等植物。将经过初步处理的污水从底部进入”人工湿地“，经过多层填充物进一步吸附，沉淀或胞内积累重金属离子等作用，从上部沙层处出来的水已经干净，可以直接排入江河。但“人工湿地”运行一段时间后，会使各层填充物堵塞，而无法持续使用。
2、转轮式小型污水处理装置
2.1转轮式小型污水处理装置介绍
转轮式小型污水处理装置（见图1），包括卧式圆柱形的污水仓，主轴7，电动机9，减速器8，圆柱形污水仓的下半圆由隔板6依次分隔为五个分仓1-5，隔板6上有进出水口16，前一个分仓的出水口是后一个分仓的进水口，五个分仓的进出水口依次有落差，便于污水自行从前一个分仓流入后一个分仓。主轴7通过轴承安装在污水仓两端的支架10上，主轴的一端与减速器8的输出轴固定，减速器8的输入轴与电动机9的转轴固定，主轴7上依次固定有搅拌轮11，第一转轮12、第二转轮13和第三转轮14，搅拌轮11位于第一分仓1中，第一转轮12、第二转轮13和第三转轮14分别位于第二分仓2、第三分仓3和第四分仓4中，所述的第一转轮12、第二转轮13和第三转轮14均是由若干个横截面呈梯形的契形笼15拼接成的轮体，一般用10个契形笼拼接而成，（契形笼参见图2），其中构成第一转轮12和第二转轮13的每个契形笼15的顶面23敞开，前端面21和后端面22为不锈钢板，底面24以及两个侧面为不锈钢丝网，在第一转轮12和第二转轮13的每个契形笼15内装满纵向波纹板25和横向波纹板26，纵向波纹板和横向波纹板相间排列（见图3，图中18为固定螺栓的通孔），第二转轮13中的纵向波纹板和横向波纹板的波纹半径小于第一转轮12中的纵向波纹板和横向波纹板的波纹半径，这样第二转轮13中被波纹板分隔的空间更多，体积更小，其比表面积就更大，微生物量更多，处理能力更好。一般，第一转轮12中的纵向波纹板和横向波纹板的波纹半径为21～23毫米，第二转轮13中的纵向波纹板和横向波纹板的波纹半径为12～13毫米，第一转轮12和第二转轮13分别与污水仓壁之间有4-6厘米的间隙；构成第三转轮14的每个契形笼15的前端面21和后端面22为不锈钢丝网，顶面23、底面24以及两个侧面为不锈钢板，且在第三转轮14的每个契形笼15中充满木质作物碎片填料，在第三转轮14的前端面固定圆环形挡水板17，圆环形挡水板与污水仓壁之间的间隙小于1mm。
图3
本发明装置运行时，在第一转轮12和第二转轮13的波纹板上及第三转轮14的木质作物碎片上“培殖上好氧菌”。主轴在驰动装置的驰动下，以1-3转/分的速度转动。搅拌轮11把进来的污水搅拌均匀后从出水口流出进入第二分仓。在第二分仓里的第一转轮12的契形笼转入水平面下时，污水从第一转轮与仓壁之间的间隙进入契形笼内，笼内的空气被排出，在契形笼内的被波纹板分隔的污水不会流动，这时附着在波纹板表面的好氧菌会吸收污水中的有机物并吸附，沉淀，胞内积累重金属。当转子转到契形笼离开水平面时，在波纹板空间内的已处理过的水会流出，而空气就补充到波纹板空间。这时的细菌会吸收氧气更快地繁殖，直至又转到水平面下，进入第二循环。这相当于契形笼的波纹板空间在自动呼吸。在第三分仓里的第二转轮13的作用与第一转轮12的作用一样，只是波纹板形成的空间更小，污染物更易被吸附。
在第四分仓里的第三转轮14是对已被前二轮处理过的半干净的污水更进一步处理，由于第三转轮14的前端面有环形挡水板，环形挡水板与仓壁的间隙小于1mm。污水只能从第三转轮14前端面的钢丝网进入契形笼内，污水里余下的污染物被附着在木质作物碎片上的微生物（好氧菌）更彻底吸收，过滤和吸附（与“人工湿地”作用类似）。从第三转轮14后端流入第五分仓5的水已是干净的水了，而当木质作物碎片充满污泥（膜及细菌的尸体）时会堵塞，此时可取出旧碎片，装上新的碎片，旧木质作物碎片可送进热解炉或垃圾发电锅炉燃烧利用。第五分仓为水质检测仓，符合排放标准的水可直接排入江河。
2.2转轮式小型污水处理装置优点
转轮式小型污水处理装置的优点在于：
（1）转轮里的波纹板及作物碎片上微生物（好氧菌）可更多地吸收氧，使其快速繁殖，所以处理效率更高。
（2）不用空压机而转轮会自动呼吸，不会有臭气扩散到周围。
（3）转轮慢（1-3转/分）可用高压水冲洗波纹板上的污泥，使长的太多的膜及细菌尸体的污泥落入污水仓下半部圆内，用吸管吸出即可，无需停止运行。
（4）旧的作物碎片可送进热解炉热解成可燃气发电或直接送垃圾电厂的锅炉中燃烧发电，达到废物利用的目的。
（5）本装置占地面积少，而且能持续运行，适用于农村、学校、机关单位的污水处理。
3、结束语
近年来国内在现有小型污水处理装置的设计、运行及生产建设等方面已积累了较丰富的经验，产品总的数量过剩，而质量有待提高。这些装置经过几年的实践也暴露出许多问题，因此改进并完善现有装置是以后的发展方向之一。
参考文献：
[1]史润青. 小型污水处理装置的模块化应用[J]. 工程技术:全文版, 2016(11):00240-00240.
[2]朱凯. 城镇中小型污水处理厂升级探讨[J]. 大科技, 2016(13)
论文作者:王雍火
论文发表刊物:《防护工程》2017年第2期
论文发表时间:2017/6/8
标签：转轮论文; 波纹论文; 污水论文; 污水处理论文; 装置论文; 端面论文; 微生物论文; 《防护工程》2017年第2期论文;