申请日2003.11.04
公开(公告)日2004.12.29
IPC分类号C02F3/10; C02F3/08
摘要
本实用新型涉及一种用于水处理的转盘，包括转轴及固定在转轴上的叶轮，其特点是叶轮由叶片及位于叶片两侧的挡片构成，叶片和挡片的内外侧面分别种植仿生水草和镀二氧化钛，集成了生化技术、曝气技术、光催化技术、吸附技术，充分发挥各技术的优势，使得本实用新型装置能高效地处理污水。
権利要求書
1、一种用于水处理的转盘，包括转轴及固定在转轴上的叶轮，其特征在 于叶轮由叶片及位于叶片两侧的挡片构成，叶片和/或挡片的一侧面种植有仿 生水草。
2、根据权利要求1所述的用于水处理的转盘，其特征在于叶片和/或挡 片的另一侧面镀二氧化钛。
3、根据权利要求1所述的用于水处理的转盘，其特征在于叶片的内侧面、 挡片的外侧面种植有仿生水草。
4、根据权利要求2所述的用于水处理的转盘，其特征在于叶片的外侧面、 挡片的内侧面镀二氧化钛。
5、根据权利要求2或3所述的用于水处理的转盘，其特征在于叶片的形 状为流线型曲面或V型平面。
6、根据权利要求2或3所述的用于水处理的转盘，其特征在于叶片的外 侧面、挡片的内侧面镀二氧化钛，叶片的内侧面、挡片的外侧面种植有仿生 水草;叶片的形状为流线型曲面或V型平面。
7、根据权利要求2或3所述的用于水处理的转盘，其特征在于挡片外侧 面呈波纹状。
8、根据权利要求2或3所述的用于水处理的转盘，其特征在于叶片的外 侧面、挡片的内侧面镀二氧化钛，叶片的内侧面、挡片的外侧面种植有仿生 水草;叶片的形状为流线型曲面或V型平面;挡片外侧面呈波纹状。
9、根据权利要求2或3所述的用于水处理的转盘，其特征在于挡片上分 布有若干孔。
10、根据权利要求2或3所述的用于水处理的转盘，其特征在于叶片的 外侧面、挡片的内侧面镀二氧化钛，叶片的内侧面、挡片的外侧面种植有仿 生水草;叶片的形状为流线型曲面或V型平面;挡片外侧面呈波纹状;挡片 上分布有若干孔。
说明书
用于水处理的转盘
技术领域
本实用新型涉及水处理装置及方法，更具体是涉及一种用于水污染装置 中的仿生水草转盘及其水处理方法。
背景技术
生物转盘处理污水技术始创于德国Stuttgart工学院(李世璋.生物转 盘处理污水——沈阳市皮毛厂污水处理工程剖析。沈阳建筑工程学院学报， 1994，10(1)：40～44)。生物转盘是一种生物膜法废水处理设备。常规的生物 转盘是由固定在一根轴上的许多间距很小的圆盘或多边形盘片组成。盘片是 由聚氯乙烯、聚乙烯、泡沫聚苯乙烯、玻璃钢、铝合金等材料制成。盘片是 平板、点波波纹板或组合形式。转盘在电机的带动下转动(唐受印，汪大翚等 编。废水处理工程。化学工业出版社，1998)。为了增大转盘表面，中国专利 (申请号：91220151.7)公布了一种改进的生物转盘结构，其结构为在多边 形盘片上布置平行于盘片缘边的辐条，外观形状如平板上有蜘蛛网一般。现 有生物转盘技术，目前主要用在处理城市污水和工业废水方面，但还存在如 下缺点：1.盘片是平面，一般的微生物(如土著微生物)在其上附着及繁殖 较困难，需采用特殊的微生物菌种。若用在河道和湖泊的水体净化，则外加 微生物可能引发原有生物种群失衡，而导致生态风险;2.盘片为二维结构， 盘片与水接触表面积较小，因而处理效率较低;3.盘片平面与水流方向平行， 故不能有效地利用水流动能来驱动转盘转动，需要消耗电能。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对已有技术存在的缺点，提供一种结合仿生水 草生物技术和光催化氧化技术的用于水处理的转盘。
本实用新型的技术方案如下：
一种用于水处理的转盘，包括转轴及固定在转轴上的叶轮，其特点是叶 轮由叶片及位于叶片两侧的挡片构成，叶片和/或挡片的一侧面种植有仿生水 草，叶片和/或挡片的另一侧面镀二氧化钛。
叶片和/或挡片的一侧面种植有仿生水草，可以达到仿生水草大量吸引微 生物聚集合繁殖，进而促进生化反应和净化水体的效果。
叶片和/或挡片的另一侧面镀二氧化钛，可以达到二氧化钛在太阳光或紫 外线光源的作用进行光催化氧化有机物的效果。
叶片的内侧面、挡片的外侧面种植有仿生水草，叶片的外侧面、挡片的 内侧面镀二氧化钛，可以达到仿生水草大量吸引微生物聚集合繁殖和二氧化 钛在太阳光或紫外线光源的作用进行光催化氧化有机物相结合的效果。
叶片的形状为流线型曲面或V型平面，可以达到转盘在水流动能的作用 下定向转盘的效果。
挡片外侧面呈波纹状，可以达到增大挡片的外侧面积，从而增大与水体 接触表面积的效果。
挡片上分布有若干孔，可以达到增大挡片的外侧面积及便于微生物污泥 排泄的效果。
使用时，可以将一个或多个转盘同轴组装在一起进行水处理。
本实用新型装置的水处理原理及过程如下：仿生水草是一种高比表面积 的三维有机材料，类似于天然水草丛，但不溶解，不腐败，各种微生物包括 土著微生物可在其上附着和繁殖。利用仿生水草形成的微环境吸引土著微生 物聚集和大量繁殖，促进生化反应和净化水体。在水流作用下，转盘缓慢转 动。在水中浸没时，水体(污水)中的有机物将被滋生在叶轮仿生水草上的 微生物吸附;当叶轮离开水体(污水)时，仿生水草叶片侧面形成薄水膜从 空气中吸氧，同时在微生物酶的作用下，被吸附的有机物进行氧化分解。在 叶轮上的仿生水草上附着的生物膜与污水、空气之间进行着有机物、O2、CO2、 NH3等的传递。叶轮不断地转动，污水中的有机物不断地分解。同时，叶轮在 转动过程中，可把部分空气压入水中，将促进有机物的氧化分解。另一方面， 在叶轮叶片的外侧面和挡板的内侧面上将发生以光催化氧化降解为主的光催 化——生物降解有机物的过程。在太阳光或紫外线光源的照射下，镀二氧化 钛的侧面发生光催化氧化反应。在半导体中失去电子的主要水分子、OH-和有 机物本身均可充当光生空穴的捕获剂。水分子经变化后生成氧化能力极强的 羟基自由基，·OH是水中存在的氧化剂中反应活性最强的，而且对作用物几 乎没有选择性。光生电子的捕获剂主要是吸附在二氧化钛表面的氧，它既可 抑制电子与空穴的复合，同时也是氧化剂，可以氧化己羟基化的反应物，是 表面羟基的另一来源。同时二氧化钛表面高活性的光生电子具有很强的还原 能力，可以还原去除水中的金属离子。总之，通过光激活后，二氧化钛产生 高活性光生空穴和光生电子，形成氧化—还原体系，经过一系列可能的反应 之后产生大量的高活性自由基，其中·OH是主要的自由基。光催化形成的自 由基及作光生电子的主要捕获剂——吸附在二氧化钛表面的氧，与污水中的 有机物发生氧化反应，从而降解有机物。同时，在二氧化钛表面具有高还原 活性的光生电子，可以去除水中的金属离子。叶轮的转动过程，即是叶轮转 出水面实现光催化和形成自由基，叶轮浸入污水中与有机物接触实现高效氧 化和有机物降解的过程。此外，在叶轮叶片和挡板的镀二氧化钛表面上，也 会吸附部分微生物。在处理过程中，这部分微生物也会对污水中的有机物产 生生物降解作用，且光催化形成的氧化环境，对生物降解有利，因而可以提 高污水处理效果。仿生水草的生物降解与光催化氧化相结合，可以大大提高 污水处理效率，同时，可以提高对水质的适应能力。
本实用新型与现有技术相比具有如下优点：
(1)用于水处理的转盘叶轮的叶片和挡片的内外侧面分别种植仿生水草 和镀二氧化钛，集成了生化技术、曝气技术、光催化技术、吸附技术，充分 发挥各技术的优势，使得本装置能高效地处理污水;
(2)叶轮叶片内侧面和挡片外侧面上种植仿生水草，与水接触的表面积 大，能大量吸引微生物聚集合繁殖，可以大大提高生物处理效率;
(3)生化过程可利用该水域的土著微生物，不需要培育和引入外来优势 微生物，不会破坏该水域的生态平衡和导致生态风险;
(4)叶片为流线型设计的用于水处理的转盘利用水流动能驱动，可以不 消耗其它能源。叶片的形状保证了转盘能够在水流作用下定向转动;
(5)二氧化钛固定地附着在基体材料上，克服了悬浮相光催化氧化法进 行光催化降解有害有机物存在的催化剂易失活、易凝聚、难分离、利用率低 等固有弊端。