一種用于污水治理的自充氧生物濾床的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及污水處理技術領域，具體涉及一種用于污水治理的自充氧生物濾床。
【背景技術】
[0002] 隨著我國經濟的快速發展和人民生活水平的不斷提高，生活污水排放量正逐年大 幅增加。1999年全國生活污水排放量首次超過工業廢水排放量，生活污水污染物排放量已 居首位，成為主要污染源。生活污水的大量排放造成地表水體污染嚴重，直接威脅人民群眾 的身體健康和飲用水安全。一些農村生活污水處理設施及城鎮污水處理廠也因技術和處理 成本問題，造成設施無法正常運行或出水水質較差，使污染治理設施成為了集中污染源。因 此，開發一種工藝簡單、維護運行費用低、處理效果優的農村生活污水及城鎮尾水深度處理 技術顯的急為迫切。
[0003] 傳統生物濾床處理技術是將污水生物處理過程和懸浮物去除過程結合在一起的 污水處理工藝，可以降解去除污水中的有機污染物及氮磷等富營養元素。作為污水生物處 理工藝，生物濾床具有占地面積小，處理效果穩定等優點。但目前生物濾床處理技術主要運 用于污水生物二級處理段，其存在以下缺點：①生物濾床內需要強烈曝氣，動力損耗較大； ②易堵塞需對生物濾床進行反沖洗，操作麻煩且困難；③輔助設施較多，投資運行費用較 高，限制了其在農村生活污水處理及城鎮污水處理廠尾水深度處理中的應用。
[0004] 傳統人工濕地作為生態處理工藝，在農村生活污水處理和城鎮尾水深度處理中得 到了較為廣范的應用。人工濕地是由人工建造和控制運行的，用土壤和濾石等填料混合組 成的填料床，污水在床體的濾料縫隙中流動或在床體表面流動，并在床體表面種植水生植 物，形成一個獨特的生態體系來去除污水中的污雜物。目前人工濕地雖經過多次改良，但 仍存在著一些不足：①人工濕地多采用厭氧方式運行，處理效果不理想；②季節適應性不 強，受溫度影響較大，冬天大部分水生植物枯萎后，處理效率大大下降，出水水質變差；③一 般的生活污水中懸浮物較多，其進入人工濕地后，易造成空隙堵塞，且經過長期運行后濕地 表層土壤板結，導致堵塞，處理效率下降。
[0005] 授權公告號為CN200951341Y的實用新型專利公開了一種名為"新型生態滲濾床" 的生態濾床，包括床體、進水管和出水管，進水管設于床體側面中間部位，出水管設于床體 側面下部，應體內部自下向上依次設隔柵網、填料層、布水裝置、流化層和漂浮植物，漂浮植 物設置在床體內上部，布水裝置設在流化層之上，填料層設置在床體下部，中間布水裝置內 填充礫石。但該專利濾床內填充的濾料被污水淹沒，內部無充氧裝置，只能進行厭氧處理， 處理效果難以保證；且進水口處及裝置內無懸浮物過濾去除裝置，易造成堵塞，使系統癱 瘓；濾床上部種植漂浮植物，其根系不夠發達，無法起到為濾床輸氧及凈化污水的作用。
[0006] 申請公布號為CN101870519A的發明專利申請公開了一種人工強化自然通風脫氮 除磷生物滴濾池，包括池體、進水布水管、集水出水管、無動力通風裝置、承托層和濾料層， 其特征在于濾料層位于濾體內，承托層位于濾料層底部，承托層內布置有集水出水管，進水 布水管位于濾料層上方，池體頂部設有無動力通風裝置，濾料層自上而下由好氧區、兼氧 區、缺氧區和厭氧區組成。該滴濾池頂部安裝了無動力通風裝置，使池內形成了好氧、兼氧、 缺氧、厭氧，達到去除有機物和脫氮除磷的目的。但該發明頂部需加蓋密閉以便安裝通風裝 置并形成空氣對流所需條件，其增加了施工難度和建造成本；通風裝置采用的是無動力排 風機，即將平行方向的空氣流動轉變為由下而上垂直的空氣流動，以使濾池內的空氣與外 部進行交換，其受天氣影響較大，在無風天時其通風效果有限；濾床池壁上設有通風孔可增 加空氣流動，孔周邊因空氣流動可形成好氧裝態，但對流有限，空氣無法滲透入濾床內部， 只有池壁四周一圈能達到好氧裝態，中間絕大部分無法達到好氧狀態，處理效果有限；濾床 布水采用布水管布水，易造成懸浮物堵塞及布水不均等問題。
[0007] 申請公布號為CN102531287A的中國發明專利申請公開了一種多級好氧一厭氧復 合生物濾床，包括進水管及兩級以上的濾床，每級濾床的液位高度依級次降低，濾床用整流 墻分割成進水槽、過濾腔及出水槽，過濾腔內裝有填料層，兩邊填料層的填料粒徑大、中間 填料層的填料粒徑小，中間填料層的填料粒徑隨濾床的級次依次減小，進水管的出水端設 置在最前一級濾床的進水槽底部，上、下級濾床的出水槽底部通過虹吸管連通，最后一級濾 床的出水槽底部與排水槽連通，中間填料層內設有通氣立管、通氣干管和通氣支管，通氣支 管上間隔設置有通氣孔，填料層上部種植植物。該發明具有占地面積小，適用范圍廣等特 點。但該發明采用階梯狀兩級以上濾床構成，為提高污水凈化處理能力，勢必需增加級數， 相應增加了設施的抬升高度和造價，運行費用和污水提升能耗也將大大增加；兩級濾床之 間采用虹吸管連接，為使兩級之間的虹吸能夠相互協調，虹吸管的調整設置極其關健，操作 管理水平要求極高，級數越多，操作管理將更復雜，使其應用性受到一定的局限性；濾床內 好氧狀態主要靠虹吸管的虹吸時序造成濾床內液面的一漲一落完成濾床內的復氧，通風管 的復氧作用非常有限；兩級之間通過虹吸連接過水，使得濾床內污水處理為間段性工作，濾 床利用率低，影響處理效果。
[0008] 申請公布號為CN102642927A的中國發明專利申請公開了一種自動供氧型人工濕 地裝置，包括布水管、填充基質、頁巖空心磚、溢流堰、濕地植物以及底部可控開關，濕地系 統中頁巖空心磚橫放，空心磚之間不加任何粘接物，并利用空心磚將填充的兩層空心磚連 接在一起，使濕地系統停止進水期間能自動增氧。該發明裝置采用6天進水，1天停休放盡 池內污水，依靠濕地內液面的漲落完成增氧，其效果非常有限；為使系統進行自動增氧，需 定期中斷進水并放盡池內污水，使操作復雜化。
[0009] 申請公開號為CN1792883A的中國發明專利申請公開了一種潛流式人工濕地自動 增氧系統的發明專利，其特點是自廢水輸入管至潛流式人工濕地的入水口按照水自然流動 的落差，依次設置增氧器水槽I、增氧器和增氧器水槽II，增氧器是在連接于增氧器水槽I 和增氧器水槽II之間的連接管上設置射流器；在潛流式人工濕地中設置增氧管路，增氧管 路由至少兩層水平管和各層水平管貫通、且上端伸出濕地地表的豎管組成，豎管頂端呈180 度彎，水平管開有通孔。本系統可大大提高潛流式人工濕地中廢水的溶解氧，提高脫氧效 果，無需增加外加動力。但該發明采用射流器作為主要增氧設備，僅依靠少量的落差，增氧 效果有限，且射流器噴嘴漸縮接頭處口徑較小易造成懸浮物堵塞；人工濕地中廢水在濕地 下流動，增氧管浸入廢水內，其增氧效果不明顯。
[0010] 申請公布號為CN102874926A的中國發明專利申請公開了一種無動力增氧生態濾 池污水處理系統及方法的發明專利，其包括上層垂直流濾池和下層水平折流濾池，所述上 層垂直流濾池內部設有無動力充氧系統，所述無動力充氧系統包括水平通風管、垂直通風 管以及多孔集水支管，所述水平通風管水平設置在上層垂直流濾池下部，所述水平通風管 一端與多孔集水支管連通，另一端伸出上層垂直流濾池，所述垂直通風管垂直設置在上層 垂直流濾池內部，所述垂直通風管底端與多孔集水管連通，所述垂直通風管頂端高出上層 垂直流濾池頂部。該發明池頂采用穿孔管布水，易造成布水不均與堵塞。濕地植物倒伏時 易積壓在布水管上，易使布水管受壓變形或斷裂，且在布水時臭氣外逸影響周邊環境造成 二次污染；上層濾池表層易積累懸浮物從而造成上層濾料板結，過水性能下降，從而影響充 氧與污水處理效果；通風裝置在設計上只考慮在底層及單向上的充氧，充氧效果相對較差； 通風管無風量調節功能及保護裝置，不能進行有效的風量控制，同時植物落葉及其它雜物 易掉入通風管道內，造成通風管堵塞。同時，底層采用折流板折流過水，易形成大量死角，濾 池有效利用率低。
【發明內容】
[0011] 本發明提供了一種用于污水治理的自充氧生物濾床，可大幅提升污水治理效率。 具有無動力運行，不易堵塞、季節適應性強，脫氮除磷效率高，易管理維護等優點，具有較廣 的應用范圍。
[0012] 一種用于污水治理的自充氧生物濾床，包括依次連接的厭氧集水預處理系統、自 動增氧好氧生物濾床系統和厭氧潛流生態固磷系統，所述自動增氧好氧生物濾床系統包 括：
[0013] 濾床槽體；填充于所述濾床槽體中的好氧生物濾料；鋪設于所述好氧生物濾料表 面的污水分配裝置，該污水分配裝置外接進水管；埋置于所述好氧生物濾料底部的隧道型 空氣擴散裝置，該隧道型空氣擴散裝置外接進風管；以及底端與所述隧道型空氣擴散裝置 連通、頂端延伸出所述好氧生物濾料頂面的若干根豎向拔風管；