專利名稱：復合流曝氣生物濾池處理廢水的方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及廢水的處理，具體涉及一種復合流曝氣生物濾池處理廢水的方法及裝置。
背景技術：
曝氣生物濾池(Biological Aerated Filter)簡稱BAF，是20世紀80年代末90年代初在普通生物濾池的基礎上，并借鑒給水濾池工藝而開發(fā)的污水處理新工藝。曝氣生物濾池的形式在進水方式、填料選擇和使用功能上的不同可以有多種分類和應用方式，其中以法國Degremont公司開發(fā)出來的BIOFOR工藝最為典型。BIOFOR采用上向流的形式，即污水從濾池下部進入池體，在濾料層跟濾料反應后從濾池上部排出；濾池采用密度大于水的濾料，自然堆積。這個過程一般需要用提升泵提供進水的動力。該技術最大的特點是集生物氧化和截留懸浮固體于一體，節(jié)省了后續(xù)二次沉淀池，在保證處理效果的前提下使處理工藝簡化。此外，曝氣生物濾池工藝有機物容積負荷高、水力負荷大、水力停留時間短、所需基建投資少、能耗及運行成本低，同時該工藝出水水質高。
曝氣生物濾池是在普通生物濾池的基礎上發(fā)展起來的。普通生物濾池的特點為采用下向流的形式；填料多為砂、無煙煤等，微生物粘附量少；采用自然通風供氧等。普通生物濾池運行時，廢水從濾池的頂部進入濾料層進行反應，氣水逆向流動，出水從濾池底部排出。兩種濾池相比較，從處理效果上說，上向流的曝氣生物濾池由于在結構上采用氣水平行上向流態(tài)，同時采用強制鼓風曝氣技術，使得氣水進行極好的均分，防止了氣泡在濾料中的凝結，氧氣利用率高，氣水平行上向流態(tài)持續(xù)在整個濾池高度上提供正壓條件，可以更好地避免形成溝流或短流，從而避免通過形成溝流來影響過濾工藝而形成氣阱；采用氣水平行上向流，使空間過濾能被更好地運用，空氣能將污水中的有機物、懸浮物等帶入濾床深處，充分發(fā)揮濾池的處理功能，使得曝氣生物濾池能更適應較高懸浮物的廢水的處理，延長反沖洗周期，減少清洗時間和清洗時的水、氣量。因而上向流式的曝氣生物濾池COD、SS等去除效率一般高于同條件的下向流式的普通生物濾池。但下向流式的普通生物濾池可以利用水力高程差順流而下，可以不需要泵提供動力，減低了設備投資與動力消耗；上向流式的曝氣生物濾池一般需要采用混凝沉淀或氣浮等物化處理工藝作為預處理，下向流式的普通生物濾池可以方便的與一級物化處理工藝銜接，使整個廢水處理流程中更加順暢。
當為上向流式的曝氣生物濾池時，廢水自下往上流過濾池，其推動力為泵提供的升力和曝氣系統(tǒng)向上的升力，阻力為水的重力、濾料的重力和濾料與廢水的摩擦阻力，該種模式泵的動力消耗大。當采用下向流式的普通生物濾池時，廢水由上往下通過濾池，推動力主要為廢水本身的重力，阻力則有向上的空氣阻力、廢水與濾料表明的摩擦阻力，因而這種方式容易造成池體堵塞、廢水的水頭損失較大。

發(fā)明內容
為了克服背景技術中曝氣生物濾池與普通生物濾池存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種復合流曝氣生物濾池處理廢水的方法及裝置。
本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是一、復合流曝氣生物濾池處理廢水的方法采用混凝、氣浮或沉淀澄清作為復合流曝氣生物濾池處理廢水的預處理工藝，經過預處理后的廢水從濾池頂部的進水導流管直接進入濾池底部的配水緩沖室，首先在配水緩沖室進行配水緩沖，然后在水壓的作用下通過濾板層的布水濾頭，進入墊層實現(xiàn)均勻布水；然后在曝氣層壓縮空氣的推動下，由下而上通過濾料層，利用濾料上大量的微生物對廢水中的污染物進行生化降解。處理后的廢水自然溢過濾池頂部的出水堰，流入集水槽，最后由濾池頂部的出水/反沖出水管流出，復合流曝氣生物濾池的水力停留時間在2～6h之間，氣水比為1～5∶1。
二、復合流曝氣生物濾池處理廢水的裝置包括進水導流管，配水緩沖室，濾板層，墊層，曝氣管網，濾料層，開有集水槽的出水堰，出水/反沖出水管，反沖進氣、進水管網和池體；在池體的底部自下向上依次設置配水緩沖室，在濾板上裝有均布的濾頭的濾板層，墊層，濾料層和出水堰。開有小通孔的反沖進氣、進水口管網從池體側面接入配水緩沖室，曝氣管網從池體側面接入墊層，出水/反沖出水管從池體側面接入集水槽，進水導流管從池體的上端經出水堰，濾料層，墊層，濾板層和反沖進氣、進水管網連通或不連通。
所述的墊層為直徑在20～50mm的鵝卵石堆積而成。所述的濾料層為陶粒，濾料密度在1.0～1.2g/cm3之間，粒徑在2～6mm。所述的進水導流管一根或者多根。
本發(fā)明與背景技術相比，具有的有益效果是兼容曝氣生物濾池與普通生物濾池的功能。濾料層采用比重與水相近、表面多微孔、高比表面積的陶粒濾料能有效地富集微生物、保持微生物活性，提高生化處理效率。壓縮氣體由下往上氣水同向通過濾料層，這樣的方式有效地克服了溝流現(xiàn)象，使高比表面積的陶粒濾料得以充分利用，并且提高了氧的利用率。采用水位差的推力與自下而上的壓縮空氣的粘附力作為該裝置廢水運行的推動力，減少了附屬設備的投資和降低了動力的消耗。采用上面進水上面出水的形式，與其他廢水處理工藝的銜接更加順暢與自然。
本發(fā)明適用于一般的廢水處理，尤其適用于中、低濃度的廢紙造紙廢水的二級處理，也可以與其他生物處理工藝結合，作為該類廢水的三級或深度處理的工藝之一。


圖1是本發(fā)明的第一種結構原理示意圖。
圖2是本發(fā)明的第二種結構原理示意圖。
圖3是本發(fā)明的第三種結構原理示意圖。
圖中1、進水導流管，2、配水緩沖室，3、濾板層，4、墊層，5、曝氣管網，6、濾料層，7、出水堰，8、集水槽，9、出水/反沖出水管，10、反沖進氣、進水管網，11、池體。
具體實施例方式
如附圖1、圖2、圖3所示，本發(fā)明包括進水導流管1，配水緩沖室2，濾板層3，墊層4，曝氣管網5，濾料層6，開有集水槽8的出水堰7，出水/反沖出水管9，反沖進氣、進水管網10和池體11；在池體11的底部自下向上依次設置配水緩沖室2，在濾板上裝有均布的濾頭的濾板層3，墊層4，濾料層6和出水堰7；開有小通孔的反沖進氣、進水口管網10從池體11側面接入配水緩沖室2，曝氣管網5從池體11側面接入墊層4，出水/反沖出水管9從池體11側面接入集水槽8，進水導流管1從池體11的上端經出水堰7，濾料層6，墊層4，濾板層3和反沖進氣、反沖進水管網10連通或不連通。
當采用如圖1和圖2所示的復合流曝氣生物濾池結構時，由于進水導流管跟反沖進氣、進水管網10連通，使得布水更為均勻。當采用如圖3所示的復合流曝氣生物濾池結構時，由于進水導流管跟反沖進氣、進水管網10不連通，布水主要依靠配水緩沖室的緩沖作用。
所述的墊層4為直徑在20～50mm的鵝卵石堆積而成。
所述的濾料層6為陶粒，濾料密度在1.0～1.2g/cm3之間，粒徑在2～6mm。
所述的進水導流管1可為一根或者多根。
當復合流曝氣生物濾池運行時，一般采用混凝、氣浮或沉淀澄清等作為復合流曝氣生物濾池的預處理工藝，經過預處理后的廢水從進水導流管進入，首先進入濾池底部的配水緩沖室，然后在水壓的作用下通過濾板層的長柄濾頭，進入墊層實現(xiàn)均勻布水。然后在曝氣管網壓縮空氣的推動下，廢水由下而上通過濾料層，利用濾料層陶粒濾料上吸附的大量微生物對廢水中的污染物進行生化降解。由于濾料層中氣水同向向上流動，有效的克服了溝流現(xiàn)象，使得氣水分布十分均勻，濾料表面微生物與廢水的充分接觸，處理效率得到極大的提高。處理后的廢水自然溢過濾池頂部的出水堰，流入集水槽，最后由濾池頂部的出水/反沖出水管流出濾池外。復合流曝氣生物濾池的水力停留時間為在2～6小時，氣水比為1～5∶1。
運行一段時間后，濾料層由于截留懸浮物過多會出現(xiàn)堵塞，因而須進行反沖洗。反沖洗時，首先關閉進水導流管、曝氣管網和出水/反沖出水管的出水管的閥門，并且打開出水/反沖出水管的反沖出水管的閥門。采用反沖氣和反沖水分別從濾池底部的配水緩沖室進入濾池，通過濾板層的長柄濾頭進入濾料層，用反沖氣攪動濾料層，用反沖水帶出截留的懸浮物，反沖出水由濾池頂部的出水/反沖出水管的反沖出水管流出濾池外。當采用如圖1所示的復合流曝氣生物濾池結構時，由于反沖氣、反沖水共用一套管網，通過閥門控制，分別用反沖氣和反沖水沖洗濾池；當采用如圖2或圖3所示復合流曝氣生物濾池結構時，由于反沖氣、反沖水的管網是獨立的，可以同時進行氣、水的反沖洗，也可以間隔運行。
實施例1某廢紙脫墨廢水，經預處理后，水質指標CODcr280mg/L，BOD125mg/L，SS35mg/L的廢紙脫墨廢水，通過以圓形陶粒為濾料，濾料粒徑2～4mm，密度為1.1g/cm3，高度為3000mm的復合流曝氣生物濾池裝置進行處理。廢水首先直接進入濾池底部的配水緩沖室2，首先在配水緩沖室2進行緩沖，然后在水壓的作用下通過濾板層3的長柄濾頭，進入墊層4實現(xiàn)均勻布水。然后在曝氣管網壓縮空氣的推動下，由下而上通過濾料層6，利用濾料上大量的微生物對廢水中的污染物進行生化降解。處理后的廢水自然溢過濾池頂部的出水堰7，流入集水槽8，最后由濾池頂部的出水/反沖出水管9的出水管流出濾池外。當水力停留時間為4小時、氣水比為3∶1時，復合流曝氣生物濾池COD的去除率約為75％，BOD約為90％，SS的去除率約為60％。經過復合流曝氣生物處理后出水達到國家一級排放標準。
實施例2某無脫墨廢紙造紙廢水，經混凝處理后，水質指標CODcr220mg/L，BOD105mg/L，SS32mg/L的廢紙脫墨廢水，通過以圓形陶粒為濾料，濾料粒徑2～4mm，密度為1.1g/cm3，高度為3000mm的復合流曝氣生物濾池裝置進行處理。廢水首先直接進入濾池底部的配水緩沖室2，首先在配水緩沖室2進行緩沖，然后在水壓的作用下通過濾板層3的長柄濾頭，進入墊層實現(xiàn)均勻布水。然后在曝氣管網壓縮空氣的推動下，由下而上通過濾料層6，利用濾料上大量的微生物對廢水中的污染物進行生化降解。處理后的廢水自然溢過濾池頂部的出水堰7，流入集水槽8，最后由濾池頂部的出水/反沖出水管9的出水管流出濾池外。當水力停留時間為3小時、氣水比為3∶1時，COD的去除率約為80％左右，BOD約為95％左右，SS的去除率約為60％。經過復合流曝氣生物處理后出水達到國家一級排放標準。
上述具體實施方式
用來解釋說明本發(fā)明，而不是對本發(fā)明進行限制，在本發(fā)明的精神和權利要求的保護范圍內，對本發(fā)明作出的任何修改和改變，都落入本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.復合流曝氣生物濾池處理廢水的方法，其特征在于采用混凝、氣浮或沉淀澄清作為復合流曝氣生物濾池處理的預處理工藝，經過預處理后的廢水從濾池頂部的進水導流管直接進入濾池底部的配水緩沖室，首先在配水緩沖室進行配水緩沖，然后在水壓的作用下通過濾板層的布水濾頭，進入墊層實現(xiàn)均勻布水；然后在曝氣層壓縮空氣的推動下，由下而上通過濾料層，利用濾料上大量的微生物對廢水中的污染物進行生化降解。處理后的廢水自然溢過濾池頂部的出水堰，流入集水槽，最后由濾池頂部的出水/反沖出水管流出，復合流曝氣生物濾池的水力停留時間在2～6h之間，氣水比為1～5∶1。
2.復合流曝氣生物濾池處理廢水的裝置，其特征在于包括進水導流管(1)，配水緩沖室(2)，濾板層(3)，墊層(4)，曝氣管網(5)，濾料層(6)，開有集水槽(8)的出水堰(7)，出水/反沖出水管(9)，反沖進氣、進水管網(10)和池體(11)；在池體(11)的底部自下向上依次設置配水緩沖室(2)，在濾板上裝有均布的濾頭的濾板層(3)，墊層(4)，濾料層(6)和出水堰(7)；開有小通孔的反沖進氣、進水口管網(10)從池體(11)側面接入配水緩沖室(2)，曝氣管網(5)從池體(11)側面接入墊層(4)，出水/反沖出水管(9)從池體(11)側面接入集水槽(8)，進水導流管(1)從池體(11)的上端經出水堰(7)，濾料層(6)，墊層(4)，濾板層(3)和反沖進氣、進水管網(10)連通或不連通。
3.根據權利要求2所述的復合流曝氣生物濾池處理廢水的裝置，其特征在于所述的墊層(4)為直徑在20～50mm的鵝卵石堆積而成。
4.根據權利要求2所述的復合流曝氣生物濾池處理廢水的裝置，其特征在于所述的濾料層(6)為陶粒，濾料密度在1.0～1.2g/cm3之間，粒徑在2～6mm。
5.根據權利要求2所述的復合流曝氣生物濾池處理廢水的裝置，其特征在于所述的進水導流管(1)為一根或者多根。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種復合流曝氣生物濾池處理廢水的方法及裝置。在池體內安裝有進水導流管，廢水沿池體的進水導流管從上而下進入池體底部的配水緩沖室，然后在水壓等作用下與空氣同向自下而上氣水同向流過生物濾池，使廢水得以凈化，處理后的廢水從濾池的上部排出。該發(fā)明利用水位差的推力與自下而上的壓縮空氣的粘附力作為該裝置廢水運行的動力，具有處理效率高、動力消耗低、投資與運行費用省、工藝銜接自然等優(yōu)點。本發(fā)明對廢水有良好的處理效果，尤其適用于廢紙造紙廢水的處理。
文檔編號C02F1/52GK101033100SQ20071006718
公開日2007年9月12日 申請日期2007年2月6日 優(yōu)先權日2007年2月6日
發(fā)明者謝春生 申請人:浙江理工大學