復合填料外循環連續曝氣生物濾池的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種復合填料外循環連續曝氣生物濾池，其特征在于：具有填料清洗部，包括壓縮空氣提升管、壓縮空氣供應單元、填料清洗單元、清洗廢水排放單元、填料回流單元及導料管。其中，的壓縮空氣提升管入口位于池內填料層的底部，出口位于池體的外部。壓縮空氣供應單元的出口與壓縮空氣提升管的入口對向設置，用于將填料顆粒吹入壓縮空氣提升管并氣水沖洗。填料清洗單元承接從壓縮空氣提升管輸送的顆粒填料，填料清洗單元的內壁具有突起結構，用于在填料掉落的過程中與填料發生摩擦清洗。填料回流單元在清洗部的底部連接有導料管。本發明在保證曝氣生物濾池連續工作的情況下對其中的填料顆粒進行清洗，從而實現曝氣生物濾池的連續不間斷運行。
【專利說明】復合填料外循環連續曝氣生物濾池
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種復合填料外循環連續曝氣生物濾池，屬于污、廢水處理領域。
【背景技術】
[0002]我國是一個水資源嚴重缺乏的國家，然而，近些年伴隨著社會經濟的快速發展，人口的持續增加，大量未經處理的污水和不達標廢水被排入周邊水體環境中，造成我國水體污染嚴重，水資源缺乏情況進一步加劇。因此，研究和開發新的污、廢水處理技術工藝，降低污、廢水中污染物的含量，實現處理水達標排放或資源化利用，對于保護水環境和解決水資源危機具有重要的意義。
[0003]曝氣生物濾池是上世紀80年代末由歐美國家研發的一種新型污水處理工藝，具有有機負荷高，占地面積小，反應器結構簡單，操作靈活，出水水質好等特點。但是長時間運行一段時間后，附著在曝氣生物濾池內部填料上的生物膜會逐漸變厚老化，導致氧傳遞速率降低，傳質速率減慢，生物膜活性降低，與此同時反應器內部截留物增加，導致內部填料間孔隙率降低，甚至堵塞，水頭損失增加，能耗增大，處理能力降低，因此，曝氣生物濾池需要定期進行反沖洗以恢復濾池的處理能力。普通曝氣生物濾池需要停止運行進行單獨反沖洗，這種反沖洗方式降低了濾池的處理能力，同時也增加了操作負擔，而且反沖洗后曝氣生物濾池需要一段時間進行生物恢復才能達到反沖洗前的處理效果，在此期間出水水質不穩定。另外，現行的連續式曝氣生物濾池由于一體化設計，其施工及維護管理不便，曝氣生物濾池有效面積和容積小，處理能力差，且填料的級配、孔隙及掛膜、吸附性能沒有優化。
【發明內容】
[0004]為解決上述問題，本發明采用了如下結構:
[0005]本發明提供一種復合填料外循環連續曝氣生物濾池，具有內部填裝顆粒填料的池體，以及位于池體內部填料層上部的均勻布水部、位于池體下部顆粒填料之中的均勻曝氣部和位于曝氣部下方的集水部，其特征在于:具有填料清洗部，包括壓縮空氣提升管、壓縮空氣供應單元、填料清洗單元、清洗廢水排放單元、填料回流單元及導料管。其中，的壓縮空氣提升管入口位于池內填料層的底部，出口位于池體的外部。壓縮空氣供應單元的出口與壓縮空氣提升管的入口對向設置，用于將填料顆粒吹入壓縮空氣提升管并氣水沖洗。填料清洗單元承接從壓縮空氣提升管輸送的顆粒填料，填料清洗單元的內壁具有突起結構，用于在填料掉落的過程中與填料發生摩擦清洗。填料回流單元在清洗部的底部連接有導料管，用于將填料導入池體內部。
[0006]另外，本發明的復合填料外循環連續曝氣生物濾池還可以具有這樣的特征:填料清洗部位于曝氣生物濾池池體外部。
[0007]另外，本發明的復合填料外循環連續曝氣生物濾池還可以具有這樣的特征:其中，填料為生物陶粒、改性沸石、改性膨潤土燒結填料以及新型催化填料等中的至少兩種或兩種以上的復合。[0008]另外，本發明的復合填料外循環連續曝氣生物濾池還可以具有這樣的特征:空氣提升管的出口處，設有防護罩。
[0009]另外，本發明的復合填料外循環連續曝氣生物濾池還可以具有這樣的特征:其中，導料管的出口處還連接有導料罩。
[0010]另外，本發明的復合填料外循環連續曝氣生物濾池還可以具有這樣的特征:清洗廢水排放管及處理水排放管進口處均設置防填料流出網。
[0011]發明作用與效果
[0012]根據本發明的曝氣生物濾池，一方面，由于本發明采用了獨立的填料清洗部，因此在保證曝氣生物濾池連續工作的情況下對其中的填料顆粒進行清洗，從而實現曝氣生物濾池的連續不間斷運行。
[0013]另一方面，由于填料清洗器置于池外，既方便施工與維修，也增大了曝氣生物濾池的有效過水面積，提高了曝氣生物濾池的處理能力。
[0014]另外，由于本發明的填料清洗單元內部的側壁還具有突起結構，因此可以進一步對填料進行清洗，進一步提高了填料的清洗效果。
[0015]其次，由于本發明的曝氣生物濾池，池內填料采用兩種或兩種以上新型高效填料的復合，增強了掛膜和吸附性能，以及傳質和過濾效果，提高了曝氣生物濾池的處理效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是本發明的曝氣生物濾池在實施例中的剖面結構示意圖。
[0017]1、清洗廢水排放管；2、填料自清洗器；3、溢流管；4、進水管；5、多爪式布水器；6、填料口 ；7、導料管；8、導料罩；9、池體；10、混合生物填料；11、曝氣管；12、曝氣總管；13、穿孔集水管；14、出水管；15、填料斗；16、卸料口 ；17、壓縮空氣進口 ；18、放空管；19、支撐架；20、壓縮空氣提升管；21、空氣壓縮機；22、空氣泵；23、水泵；24、壓縮空氣提升管防護罩；25、清洗廢水收集區。
【具體實施方式】
[0018]以下結合附圖來詳細說明本發明的曝氣生物濾池。
[0019]圖1是本發明曝氣生物濾池的剖面結構示意圖。
[0020]如圖1所示，本發明的曝氣生物濾池100包括連續式曝氣生物濾池主體和填料清洗部兩個主要部分。其中，填料清洗部包括壓縮空氣供應單元、壓縮空氣提升管2、壓縮空氣提升管防護罩24，填料清洗單元包括填料自清洗器2，清洗廢水排放單元包括廢水集水區25與廢水排放管1，填料回流單元包括導料管7與導料罩8。其中，壓縮空氣供應單元具有空氣壓縮機21和壓縮空氣導入管17。
[0021]連續式曝氣生物濾池主體具有池體9，池體9內部裝有填料10，池體9的上部具有進水管4，進水管4的一端連接有水泵23，進水管4的另一端連接有多爪式布水器5。多爪式布水器5位于池體內部填料區的上方均勻的向填料層表面噴水。水泵23將待處理的廢水通過進水管4泵入多爪式布水器5從而進入池體9內部。池體9內部的填料10的下部還具有曝氣管11，池體外部的空氣泵22通過曝氣總管12將氣體泵入曝氣管11中，進而通過曝氣管11進入池體9的填料10中，對廢水進行曝氣。曝氣管11的下部設有穿孔集水管13，廢水流經填料層后通過穿孔集水管13收集并通過出水管14流出。在池體9的下半部分還具有填料斗15，填料斗15的底部還具有放空管18和卸料口 16。池體9下部具有支撐架19，用于支撐整個裝置。
[0022]填料清洗部具有空氣壓縮機21，壓縮空氣導入管17與空氣壓縮機21相連，壓縮空氣導入管17的出口位于池體9下部的填料斗15的底部，開口向上，與壓縮空氣提升管20在此位置的入口相對應，可以將填料氣提進入壓縮空氣提升管20中。壓縮空氣提升管20以及填料清洗單元2由耐磨材料制成。壓縮空氣提升管20的進口為喇叭狀，并且與壓縮空氣導入管17之間具有一定的空隙，使得一小部分填料能夠進入。壓縮空氣導入管17向上延伸到池體9中部時伸出池體9的外部，并繼續向上延伸將填料輸送至清洗單元2。當來自壓縮空氣提升管20中的空氣攜帶有填料10和一部分液體，填料10在壓縮空氣提升管20中由于高壓氣流及紊動水流的作用相互碰撞和摩擦，使其表面老化的部分生物膜脫落，當空氣提升管輸送的填料10受防護罩及重力的作用而落入填料清洗單元2中，填料清洗單元壁面具有多個突起結構，填料10會與這些突起之間發生碰撞和摩擦，從而進一步清洗填料上老化的生物膜。清洗廢水攜帶老化脫落的生物膜流入液體收集區25，通過清洗廢水排放管I排出。
[0023]在填料清洗單元的底部具有導料管7，將清洗后的填料10收集起來并重新導入池體9中。導料管的前端具有導料罩8可以使得填料更均勻的掉落在池體9內的填料10上。
[0024]設備采用進水均勻布水下向流方式運行，運行時:待處理的污、廢水經水泵23提升到進水管4，后經進水管管道進入多爪式布水器5進行均勻布水，與此同時空氣泵22將空氣泵入曝氣總管12，之 后經曝氣管11進行均勻曝氣，為填料上的生物膜提供充足的溶解氧，曝氣管所產生的微小氣泡和污廢水形成氣水異向流態流經混合生物填料層10，廢水中含有的污染物被填料層10截留、生物膜吸附和降解；填料清洗過程:設備通過外置的空氣壓縮機21連接壓縮空氣進口 17，將壓縮空氣泵入壓縮空氣提升管20中，壓縮空氣在壓縮空氣提升管20中向上運動的同時會將反應器底部填料斗15中的部分填料10提升到壓縮空氣提升管20中，填料10在上升過程中，受到壓縮空氣對其的攪動、填料之間的相互碰撞摩擦以及壓縮空氣提升管20中紊流水體的剪切作用，填料表面的部分老化生物膜和雜質會因此外力作用而脫落更新，其到達壓縮空氣提升管20頂部后，填料會在重力的作用下進入填料自清洗器2進一步脫膜更新，之后清洗好的填料在重力作用下經導料管7和導料罩8回流到反應器中的生物填料層，攜帶老化生物膜等雜質的清洗廢水由清洗廢水排放管I排除，從而完成對反應器中填料上老化生物膜的清洗循環更新。
[0025]本發明的曝氣生物濾池的填料清洗單元可以獨立于廢水處理過程。也就是說填料清洗單元可以只在需要對池體中的填料進行清洗的時候才開啟。
[0026]曝氣生物濾池的混合生物填料，選用兩種或多種不同材質的填料復合:如掛膜性能優良的生物陶粒，吸附性能優良的改性沸石，掛膜及吸附性能較好的改性膨潤土燒結填料，有催化作用的新型催化填料等。可根據水質要求采用適宜粒徑和特性的填料。
[0027]相關填料的使用方法如下:
[0028]生物陶粒:粒徑3_6mm，摩擦損失率< 2.2%，比表面積2-5 X 104m2/g,堆積孔隙(％)> 36%,堆積密度 0.75-1.lg/cm3
[0029]稀土瓷砂:粒徑2_4mm，摩擦損失率< 0.75%，比表面積2 X 104m2/g,堆積孔隙(％)>28.6%,堆積密度 1.40-1.80g/cm3
[0030]改性膨潤土燒結填料:粒徑3-7mm，摩擦損失率< 3.0%，比表面積8_15m2/g，堆積孔隙(％) > 36%，堆積密度 0.2-0.7g/cm3
[0031]需氧生物催化填料:粒徑5-10mm，摩擦損失率< 5.0%，比表面積0.6-1.5m2/g，堆積密度 0.2-0.7g/cm3
[0032]改性沸石:粒徑2-5mm，摩擦損失率< 1.0%，比表面積122_355m2/g，堆積孔隙(％)32-48%,堆積密度 0.6-0.9g/cm3
[0033]對于含LAS的洗滌廢水，使用生物陶粒和稀土瓷砂復合后，在進水COD濃度500-800mg/L, LAS50mg/L條件下，COD的去除率可以達到90%左右，LAS的去除率達到85%左右。
[0034]對于富營養化景觀水體，使用生物陶粒和改性沸石復合后，進水COD濃度為80mg/L,氨氮為5mg/L時，其COD去除率可以達到75%，氨氮去除率達到95%。
[0035]實施例作用與效果
[0036]根據本發明的曝氣生物濾池的實施例，一方面，由于本發明采用了獨立的填料清洗部，因此在保證曝氣生物濾池連續工作的情況下對其中的填料顆粒進行清洗，從而實現曝氣生物濾池的連續不間斷運行，不用停止運行進行單獨反沖洗及生物膜恢復過程。反應器在連續運行階段的大部分時間內填料上始終存在著已更新的生物膜，其傳質效果好，污染物降解效率高，因此該反應器比普通曝氣生物濾池有更高的處理效率和處理能力，耐沖擊負荷性能更好。因此，出水水質更加平穩，不會出現明顯的波動，其出水水質可達到綜合污水排放二級標準或更高標準。
[0037]另一方面，相對于現行的連續式曝氣生物濾池由于填料清洗器置于池外，既方便施工與維修，也增大了曝氣生物濾池的有效過水面積，提高了曝氣生物濾池的處理能力。
[0038]另外，由于本發明的填料清洗單元內部的側壁還具有突起結構，因此可以進一步對填料進行清洗，進一步提高了填料的清洗效果。
[0039]另外，在啟動填料清洗裝備后，池底填料斗中的填料通過壓縮空氣提升至填料清洗器中，反應器內部生物填料呈現出整體向下緩慢運動的趨勢，使填料自下至上逐步循環清洗，填料顆粒的相對位置會發生改變，填料之間的通透性得到提高，克服了普通曝氣生物濾池填料之間易板結，易堵塞，水頭損失及能耗大的缺點。
[0040]另外，由于采用了兩種或多種填料復合，充分發揮每種填料的優勢，使反應器填料具有良好的粒徑級配和孔隙率，具備優良的掛膜和吸附性能，提高了反應器的處理能力和出水水質。
[0041]當然本發明所涉及的曝氣生物濾池并不僅僅限定于在上述實施例中的結構。以上內容僅為本發明構思下的基本說明，而依據本發明的技術方案所作的任何等效變換，均應屬于本發明的保護范圍。
【權利要求】
1. 一種復合填料外循環連續曝氣生物濾池，具有內部填裝復合填料的池體，以及位于所述池體內部填料層上部的均勻布水部、位于所述顆粒填料之中的曝氣部和位于曝氣部下方的集水部，其特征在于: 具有填料清洗部，包括壓縮空氣提升管、壓縮空氣供應單元、填料清洗單元、清洗廢水排放單元、填料回流單元及導料管， 其中，所述的壓縮空氣提升管入口位于所述池內填料層的底部，出口位于所述池體的外部， 所述壓縮空氣供應單元的出口與所述壓縮空氣提升管的入口對向設置，用于將所述填料顆粒吹入所述壓縮空氣提升管并氣水沖洗， 所述填料清洗單元承接從所述壓縮空氣提升管輸送的顆粒填料，所述填料清洗單元的內壁具有突起結構，用于在所述填料掉落的過程中與所述填料發生摩擦清洗， 所述填料回流單元在清洗部的底部連接有導料管，用于將所述填料導入所述池體內部。
2.根據權利要求1所述的復合填料外循環連續曝氣生物濾池，其特征在于: 所述填料清洗部位于所述曝氣生物濾池池體外部。
3.根據權利要求1所述的復合填料外循環連續曝氣生物濾池，其特征在于: 其中，所述填料為生物陶粒、改性沸石、改性膨潤土燒結填料以及新型催化填料等中的至少兩種或兩種以上的復合。
4.根據權利要求1所述的復合填料外循環連續曝氣生物濾池處理器，其特征在于: 所述空氣提升管的出口處，設有防護罩。
5.根據權利要求1所述的復合填料外循環連續曝氣生物濾池處理器，其特征在于: 其中，所述導料管的出口處還連接有導料罩。
6.根據權利要求1所述的復合填料外循環連續曝氣生物濾池處理器，其特征在于: 清洗廢水排放管及處理水排放管進口處均設置防填料流出網。
【文檔編號】C02F3/02GK103613188SQ201310632302
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年12月2日 優先權日:2013年12月2日
【發明者】紀桂霞, 司大偉, 楊繼柏, 王學連, 蒙勇翔, 王蒙, 許行翔, 方明智, 房萃, 洪昱昕 申請人:上海理工大學