專利名稱：翻板曝氣生物濾池及其污水處理方法
技術領域：
本發明涉及一種污水處理設施。
背景技術：
目前運行的傳統曝氣生物濾池大多為V型濾池結構，按照處理污水工藝的流向可分為上向流(UBAF)和下向流(DBAF)，兩種工藝各有優點，但都存在著一個共同缺陷就是濾池的曝氣頭和濾頭、進氣管與反沖洗氣管都是獨立設置，既增加了建設投資又增加了施工難度，此外，濾池采用預制濾板，濾板在池底進行二次拼裝，平整度不易控制，導致配水配氣不夠均勻，由于傳統的曝氣生物濾池僅在濾板底部形成一個氣墊層濾池，因此在曝氣和氣水反沖洗時氣壓不夠穩定，影響曝氣和反沖洗效果，不能保證工作質量，影響工作效率。
發明內容
本發明的目的是提供一種翻板曝氣生物濾池及其污水處理方法，要解決進一步保證濾池曝氣、反沖洗質量、提高工作效率的技術問題。為實現上述目的，本發明采用如下技術方案
一種翻板曝氣生物濾池及其污水處理方法，包括濾池和布水、布氣管，所述濾池在底板中部的下方設置一矩形斷面的集水渠，由集水渠隔板將濾池和集水渠分為兩層，集水渠隔板上布置有一排一排的布水、布氣橫管，在集水渠隔板上鋪有濾料層；在濾池壁一側，高于濾料層的部位安裝有翻板閥，翻板閥外側有反沖排水渠，翻板閥的上方設有進水渠及溢流堰；所述布水、布氣橫管被埋沒在濾料層內，布水、布氣橫管的底板與向上穿過集水渠隔板、 向下伸入集水渠的布水、布氣組合豎管連通，所述集水渠的一側濾池壁與曝氣量控制閥、反沖洗氣控制閥的出口管道及濾后出水管、反沖洗進水管連通。所述布水、布氣橫管的橫截面為拱門形，其頂部分布有余氣釋放孔，其兩側腰部各有一條上防堵凹槽和一條下防堵凹槽，在凹槽內開有一排上布氣孔和一排下布氣孔，其底板中心筋板兩旁分布有兩排布水孔，橫管底板在集水渠部位開有連通布水、布氣組合豎管的插孔；
所述布水、布氣組合豎管，由布水管和布氣管兩根管子組合而成，固定在集水渠隔板上。其組合豎管的頭部插入橫管底板上的插孔內，其中布水管頂和橫管底板上平面取平，布氣管頂高于橫管的上布氣孔，濾池集水渠隔板以下的布水管長度大于布氣管，布氣管在緊靠濾池集水渠隔板下邊處設有集水渠氣墊層余氣釋放孔，在布氣管的下端管壁上開有進氣孔；
所述濾池集水渠隔板為二次澆混凝土板，布水、布氣組合豎管被固定在該板上。所述進氣管上連有曝氣量控制閥和反沖洗氣控制閥。一種應用所述翻板曝氣生物濾池的污水處理方法，其特征在于步驟如下
過濾工況原水通過進水渠及溢流堰均勻流入濾池，利用水重力作用，滲透穿過濾料層，原水中的懸浮物和濾料層中脫落的生物膜被阻留在濾料層中，過濾后的水經布水、布氣橫管底部的布水孔收集后通過布水、布氣組合豎管中的布水管流入濾池底部的集水渠，通過濾后出水管流出；
曝氣工況在濾水的同時，壓縮空氣經進氣管、曝氣量控制閥進入濾池底部的集水渠， 在其上部形成一個集水渠氣墊層，然后通過布水、布氣組合豎管中的布氣管進入布水、布氣橫管，在布水、布氣橫管的上部形成橫管氣墊層，然后通過布水、布氣橫管的上布氣孔以小氣泡的狀態從池底部上升均勻的通過濾料層，為濾池生物氧化降解工作提供足夠的氧氣， 翻板生物濾池在濾水、曝氣工況時，翻板閥處于關閉狀態；
反沖洗工況先關閉進水閥門和曝氣量控制閥，讓進入池內的原水繼續過濾，待池內水位降至濾料層上20cm左右時關閉濾后出水閥，然后通過啟動反沖泵并開關相應的反沖洗氣、水控制閥門按氣沖、氣水混合沖、水沖3個階段對濾池進行反沖，當一個反沖過程結束后，先后按45°、90°的不同開啟度按一定的時間控制程序，順序打開排水翻板閥，將反沖水和濾池內集聚的污物排出。所述翻板閥的開啟角度控制濾池的反沖洗排水的流向和流量。所述生物濾池的曝氣工況和反沖洗工況采用同一根布水、布氣橫管完成曝氣、過濾和反沖洗時的布水及布氣，并利用進氣管上連有的曝氣量控制閥和反沖洗氣控制閥控制濾池曝氣和氣反沖洗。與現有技術相比本發明具有以下特點和有益效果
本發明利用一套簡潔的布氣系統代替了傳統生物濾池曝氣、反沖洗配氣兩個獨立的系統，節省了投資、減少了建設施工難度、縮短了施工周期、減少了維修工作量，提高了設備使用率。本發明曝氣橫管安裝在濾池的最底部，可以保證濾料層任何部位都能均勻的獲得氧氣。保證曝氣工藝的效果和出水水質。本發明工作時形成兩個氣墊層，保證了曝氣和氣沖洗時氣壓的恒定。本發明不設置反沖洗排水渠，濾料層中不需安裝曝氣頭和管道，從而可以最大化利用濾池的建筑面積處理原水。本發明采用了先進的反沖洗工藝，翻板生物濾池在反沖洗時不同于以往其它池型濾池對反沖洗水的使用方法，在氣沖、氣水混合沖、水沖3個階段中翻板閥始終是關閉的， 通過提高反沖強度加大濾料的碰撞和反沖水的清洗強度，既提高了濾池的反沖效率又避免了濾料的流失，同時使反沖水得到了重復利用，減少了反沖水的用量，此外，排水初期翻板閥只開啟45°，所以積聚在濾池內的反沖水上部的懸浮物可以迅速排出，而池內的濾料由于比重大、沉降速度快，不會流失。本發明可廣泛應用于生物濾池污水處理工藝中。
下面結合附圖對本發明做進一步詳細的說明。圖1是本發明的結構示意圖。圖2是本發明的布水、布氣橫管的結構主視示意圖。圖3是本發明的布水、布氣橫管的結構側視示意圖。圖4是本發明的布水、布氣橫管的結構仰視示意圖。
圖5是本發明的布水、布氣橫管的安裝示意圖。圖6是本發明的布水管的結構示意圖。圖7是本發明的布水管的結構側視示意圖。圖8是本發明的布水、布氣豎管的結構示意圖。圖9是本發明的布水、布氣豎管的結構側視示意圖。圖10是本發明的過濾、曝氣的工作示意圖。圖11是本發明的反沖洗的工作示意圖。附圖標記1 一反沖洗進水管、2 —進氣管、3 —濾后出水管、4 一布水、布氣組合豎管、4. 1 一布氣管、4. 2 一集水渠余氣釋放孔、4. 3 一布氣管進氣孔、4. 4 一布水管、4. 5-布水管凹槽、5 —布水、布氣橫管、5. 1 一底板中心筋板、5. 2 一余氣釋放孔、5. 3 一上布氣孔、 5. 4 一下布氣孔、5. 5 一底板外凸筋板、5. 6 一布水孔、5. 7-上防堵凹槽、5. 8-下防堵凹槽、 5. 9-插孔、6 —濾料層、7 —翻板閥、8 —進水渠及溢流堰、9 一反沖排水渠、10 —集水渠氣墊層、11 一橫管氣墊層、12 —曝氣氣泡、13 —濾池集水渠隔板、14 一曝氣量控制閥、15 —集水渠、16 —反沖洗氣控制閥、17-固定壓板、18-固定螺栓、19-穩定橡膠墊、20-反沖洗氣泡。
具體實施例方式實施例參見圖1所示，一種翻板曝氣生物濾池，包括濾池和布水、布氣管，其特征在于所述濾池在底板中部的下方設置一矩形斷面的集水渠15，由集水渠隔板13將濾池和集水渠分為兩層，集水渠隔板13上布置有一排一排的布水、布氣橫管5，在集水渠隔板13上鋪有濾料層6 ；在濾池壁一側，高于濾料層的部位安裝有翻板閥7，翻板閥外側有反沖排水渠9，翻板閥的上方設有進水渠及溢流堰8 ；所述布水、布氣橫管被埋沒在濾料層內，布水、 布氣橫管5的底板與向上穿過集水渠隔板13、向下伸入集水渠的布水、布氣組合豎管4連通，所述集水渠一側與反沖洗進水管1和曝氣量控制閥14、反沖洗氣量控制閥16的出氣管以及濾后出水管3、反沖洗進水管1連通。參見圖2、圖3、所示，所述布水、布氣橫管5的橫截面為拱門形，其頂部分布有余氣釋放孔5. 2，其兩側腰部各有一條上防堵凹槽5. 7和一條下防堵凹槽5. 8，在凹槽內開有一排上布氣孔5. 3和一排下布氣孔5. 4，其底板中心筋板5. 1兩旁分布有兩排布水孔5. 6，底板的外側有兩條外凸筋板5. 5，用于固定安裝；橫管底板在集水渠部位開有連通布水、布氣組合豎管4的插孔；
參見圖4所示，橫管的安裝方法簡單，在濾池底板上安裝好固定螺栓18后，在橫管底部墊上穩定橡膠墊19，用金屬固定壓板17壓住濾管底板的外側的外凸筋板5. 5，鎖緊固定螺栓的螺帽即可。橫管底板中心筋板5. 1和穩定橡膠墊19可保證底板下平面和濾池底板留有一定間隙保證橫管布水孔的正常工作。參見圖5、圖6所示，布水、布氣組合豎管4采用薄壁不銹鋼管材制作，制作工藝比較復雜，首先，根據布氣管與布水管需要復合在一起的長度和布氣管的外徑制作一套壓制模具，把布水管壓出一段和布氣管外徑、復合長度一致的布水管凹槽4. 5，把開好余氣釋放孔和進氣孔的布氣管放置在布水管凹槽4. 5中，然后通過氬弧焊接使其形成復合管。參見圖7、圖8所示，所述布水、布氣組合豎管4，由布水管4. 4和布氣管4. 1兩根管子組合而成，固定在集水渠隔板13上，布水、布氣組合豎管4的頭部插入橫管底板的插孔5. 9內，其中布水管4. 4的管頂和橫管的底板上平面取平，布氣管4. 1的管頂高于橫管的上布氣孔5. 3，濾池集水渠隔板13以下的布水管4. 4長度大于布氣管4. 1，布氣管4. 1在緊靠濾池集水渠隔板13下邊處設有集水渠氣墊層余氣釋放孔4. 2，在布氣管4. 1的下端管壁上開有進氣孔4. 3，根據濾池運行在曝氣、氣反沖洗時需要的氣量大小所形成的氣墊層的厚薄調節進氣量。所述橫管和豎管接口部位配合間隙小于1毫米以避免造成反沖洗時水的泄漏。所述濾池集水渠隔板13為二次澆混凝土板，布水、布氣組合豎管4被固定在該板上。所述進氣管2上連有曝氣量控制閥14和反沖洗氣控制閥16。一種應用所述翻板曝氣生物濾池的污水處理方法，參見圖6、圖7所示，步驟如下 過濾、曝氣工況
過濾工況原水通過進水渠及溢流堰8均勻流入濾池，利用水重力作用，滲透穿過濾料層6，原水中的懸浮物和濾料層中脫落的生物膜被阻留在濾料層中，過濾后的水經布水、布氣橫管5底部的過水孔收集后通過布水、布氣組合豎管4中的布水管流入濾池底部的集水渠15，通過濾后出水管3流出；
曝氣工況在濾水的同時，壓縮空氣經進氣管2、曝氣量控制閥14進入濾池底部的集水渠，在其上部形成一個集水渠氣墊層10，然后通過布水、布氣組合豎管4中的布氣管進入布水、布氣橫管5，在布水、布氣橫管的上部形成橫管氣墊層11，然后通過布水、布氣橫管5. 3， 形成曝氣氣泡12從池底部上升均勻的通過濾料層，為濾池生物氧化降解工作提供足夠的氧氣，翻板生物濾池在濾水、曝氣工況時，翻板閥7處于關閉狀態； 反沖洗工況
先關閉進水管閥門和曝氣量控制閥，讓進入池內的原水繼續過濾，待池內水位降至濾料層上20cm左右時關閉濾后出水閥，然后通過啟動反沖泵并開關相應的反沖洗氣、水控制閥門按氣沖、氣水混合沖、水沖3個階段對濾池進行反沖，當一個反沖過程結束后，先后分別按45°、90°的不同開啟度按一定的時間控制程序，順序打開排水翻板閥，將反沖水和濾池內集聚的污物排出。以下是三個階段的流程
氣沖洗階段壓縮空氣經進氣管2、反沖洗氣控制閥16進入濾池下部的集水渠15，并在集水渠頂部形成集水渠氣墊層10，當氣墊層達到一定厚度后通過組合豎管4中的布氣管 4. 1下部的進氣孔4. 3進入布氣管后，進入布水、布氣橫管5，并在布水、布氣橫管的上部形成橫管氣墊層11，然后通過布水、布氣橫管上的上布氣孔5. 3和下布氣孔5. 4，形成反沖洗氣泡20從池底部上升均勻的通過濾料層以達到氣沖洗濾料的目的。在此需要說明的是，由于濾池反沖洗時的氣量約為曝氣量的3-4倍，故形成的集水渠氣墊層10和橫管氣墊層11 都比曝氣時形成的氣墊層要厚的多，形成的氣泡量也大得多；
氣、水混合沖洗階段反沖洗氣的工作情況和氣沖洗階段相同，此時，反沖洗水經反沖洗進水管1進入集水渠15，在水壓作用下通過組合豎管的布水管4. 4，進入布水、布氣橫管 5，通過橫管底板上的布水孔5. 6流出，均勻穿過濾料層6對濾料進行清洗；
水沖洗階段反沖洗氣控制閥關閉，集水渠上部氣墊層和橫管內存的余氣會通過豎管上的集水渠余氣釋放孔4. 2和橫管上部的余氣釋放孔5. 2釋放掉，以避免在集水渠、豎管和橫管中形成氣阻和脈沖，此時，集水渠和豎管、橫管內將全部充滿水，水沖洗時橫管上的上布氣孔5. 3、下布氣孔5. 4和余氣釋放孔5. 2也會有少量的反沖洗水流出，由于其孔徑很小， 水流量也很小。所述翻板閥7的開啟角度控制濾池的反沖洗排水的流向和流量。所述生物濾池的曝氣工況和反沖洗工況采用同一根布水、布氣橫管5完成曝氣、 過濾和反沖洗時的布水及布氣，并利用進氣管2上連有的曝氣量控制閥14和反沖洗氣控制閥16控制濾池曝氣和氣反沖洗。
權利要求
1.一種翻板曝氣生物濾池，包括濾池和布水、布氣管，其特征在于所述濾池在底板中部的下方設置一矩形斷面的集水渠(15)，由集水渠隔板(13)將濾池和集水渠分為兩層，集水渠隔板(13)上布置有一排一排的布水、布氣橫管(5)，在集水渠隔板(13)上鋪有濾料層 (6);在濾池壁一側，高于濾料層的部位安裝有翻板閥(7)，翻板閥外側有反沖排水渠(9)，翻板閥的上方設有進水渠及溢流堰(8)；所述布水、布氣橫管(5)被埋沒在濾料層內，布水、布氣橫管(5)的底板與向上穿過集水渠隔板(13)、向下伸入集水渠(15)的布水、布氣組合豎管(4)連通，所述集水渠(15)的一側濾池壁與曝氣量控制閥(14)、反沖洗氣量控制閥(16) 的出氣管以及濾后出水管(3)、反沖洗進水管(1)連通。
2.根據權利要求1所述的翻板曝氣生物濾池，其特征在于所述布水、布氣橫管(5)的橫截面為拱門形，其頂部分布有余氣釋放孔(5. 2)，其兩側腰部各有一條上防堵凹槽(5. 7) 和一條下防堵凹槽(5. 8)，在凹槽內開有一排上布氣孔(5. 3)和一排下布氣孔(5. 4)，底板中心筋板(5. 1)兩側分布有兩排布水孔(5. 6)，橫管底板外側有兩條外凸筋板(5. 5)，橫管底板在集水渠部位開有連通布水、布氣組合豎管(4)的插孔(5. 9)；所述布水、布氣組合豎管(4)，由布水管(4. 4)和布氣管(4. 1)兩根管子組合而成，固定在集水渠隔板(13)上，組合豎管(4)的頭部插入橫管底板的插孔(5. 9)內，其中布水管 (4.4)的管頂和橫管的底板上平面取平，布氣管(4. 1)頂高于橫管的上布氣孔(5. 3)，濾池集水渠隔板(13)以下的布水管(4. 4)長度大于布氣管(4. 1)，布氣管(4. 1)在緊靠濾池集水渠隔板(13)下邊處設有集水渠氣墊層余氣釋放孔(4. 2)，在布氣管(4. 1)的下端管壁上開有進氣孔(4. 3)。
3.根據權利要求1所述的翻板曝氣生物濾池，其特征在于所述濾池集水渠隔板(13) 為二次澆混凝土板，布水、布氣組合豎管(4)被固定在該板上。
4.根據權利要求1所述的翻板曝氣生物濾池，其特征在于所述進氣管(2)上連有曝氣量控制閥(14)和反沖洗氣控制閥(16)。
5.一種應用權利要求1-4之一所述翻板曝氣生物濾池的污水處理方法，其特征在于步驟如下過濾、曝氣工況過濾工況原水通過進水渠及溢流堰(8)均勻流入濾池，利用水重力作用，滲透穿過濾料層(6)， 原水中的懸浮物和濾料層中脫落的生物膜被阻留在濾料層中，過濾后的水經布水、布氣橫管(5)底部的布水孔收集后通過布水、布氣組合豎管(4)中的布水管流入濾池底部的集水渠(15)，通過濾后出水管(3)流出；曝氣工況在濾水的同時，壓縮空氣經進氣管(2)、曝氣量控制閥(14)進入濾池下部的集水渠(15)，并在集水渠頂部形成集水渠氣墊層(10)，當氣墊層達到一定厚度后通過組合豎管(4)中的布氣管(4. 1)下部的進氣孔(4. 3)進入布氣管后，進入布水、布氣橫管(5)， 并在布水、布氣橫管的上部形成橫管氣墊層(11)，然后通過布水、布氣橫管的上布氣孔 (5. 3)，形成曝氣氣泡(12)從池底部上升均勻的通過濾料層，為濾池生物氧化降解工作提供足夠的氧氣，翻板生物濾池在濾水、曝氣工況時，翻板閥(7)處于關閉狀態；反沖洗工況先關閉進水管閥門和曝氣量控制閥，讓進入池內的原水繼續過濾，待池內水位降至濾料層上20cm左右時關閉濾后出水閥，然后通過啟動反沖泵并開關相應的反沖洗氣、水控制閥門按氣沖、氣水混合沖、水沖3個階段對濾池進行反沖洗，當一個反沖過程結束后，先后分別按45°、90°的不同開啟度按一定的時間控制程序，順序打開排水翻板閥，將反沖水和濾池內集聚的污物排出，以下是三個階段的流程氣沖洗階段壓縮空氣經進氣管(2)、反沖洗氣控制閥(16)進入濾池下部的集水渠 (15)，并在集水渠頂部形成集水渠氣墊層(10)，當氣墊層達到一定厚度后通過組合豎管 (4)中的布氣管(4. 1)下部的進氣孔(4. 3)進入布氣管后，進入布水、布氣橫管(5)，并在布水、布氣橫管的上部形成橫管氣墊層(11)，然后通過布水、布氣橫管上的上布氣孔(5. 3)和下布氣孔(5. 4)，形成反沖洗氣泡(20)從池底部上升均勻的通過濾料層以達到氣沖洗濾料的目的，在此需要說明的是，由于濾池反沖洗時的氣量約為曝氣量的3-4倍，故形成的集水渠氣墊層(10)和橫管氣墊層(11)都比曝氣時形成的氣墊層要厚的多，形成的氣泡量也大得多；氣、水混合沖洗階段反沖洗氣的工作情況和氣沖洗階段相同，此時，反沖洗水經反沖洗進水管(1)進入集水渠(15)，在水壓作用下通過組合豎管的布水管(4. 4)，進入布水、布氣橫管(5)，通過橫管底板上的布水孔(5. 6)流出，均勻穿過濾料層(6)對濾料進行清洗；水沖洗階段反沖洗氣控制閥關閉，集水渠上部氣墊層和橫管內存的余氣會通過豎管上的集水渠余氣釋放孔(4. 2)和橫管上部的余氣釋放孔(5. 2)釋放掉，以避免在集水渠、豎管和橫管中形成氣阻和脈沖，此時，集水渠和豎管、橫管內將全部充滿水，水沖洗時橫管上的上布氣孔(5. 3)、下布氣孔(5. 4)和余氣釋放孔(5. 2)也會有少量的反沖洗水流出，由于其孔徑很小，水流量也很小。
6.根據權利要求5所述的污水處理方法，其特征在于所述翻板閥(7)的開啟角度控制濾池的反沖洗排水。
7.根據權利要求5所述的污水處理方法，其特征在于所述生物濾池的曝氣工況和反沖洗工況采用同一根布水、布氣橫管(5)完成曝氣、過濾和反沖洗時的布水及布氣，并利用進氣管(2)上連有的曝氣量控制閥(14)和反沖洗氣控制閥(16)控制濾池曝氣和氣反沖洗。
全文摘要
本發明涉及一種翻板曝氣生物濾池及其污水處理方法，包括濾池和布水、布氣管，濾池在底板中部的下方設置一矩形斷面的集水渠，由集水渠隔板將濾池和集水渠分為兩層，集水渠隔板上布置有一排一排的布水、布氣橫管，在集水渠隔板上鋪有濾料層；濾池壁一側安裝有翻板閥，翻板閥外側有反沖排水渠，翻板閥的上方設有進水渠及溢流堰；布水、布氣橫管被埋沒在濾料層內，與布水、布氣組合豎管連通，集水渠一側的濾池壁與曝氣量控制閥、反沖洗氣控制閥的出氣管道及濾后出水管、反沖洗進水管連通。本發明代替了傳統生物濾池曝氣、反沖洗配氣兩個獨立的系統，節省了投資、減少了建設施工難度、提高了設備使用率。可廣泛應用于生物濾池污水處理工藝中。
文檔編號C02F3/02GK102390887SQ20111030997
公開日2012年3月28日 申請日期2011年10月13日 優先權日2011年10月13日
發明者杜海寬, 汪平, 顏述敏 申請人:惠州市銘博實業發展有限公司, 汪平