專利名稱：自清洗式活性生物濾池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于污水處理設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種自清洗式活性生物濾池。
背景技術(shù)：
目前我國(guó)仍然面臨很多的環(huán)境壓力，湖泊、水庫(kù)、近海海域富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題依然突出，污水排放總量仍然持續(xù)增加，在節(jié)能減排的背景下，COD和氨氮的排放總量雖然呈下降的趨勢(shì)，但是總氮的排放量還未列入國(guó)家的環(huán)境狀況公報(bào)的統(tǒng)計(jì)指標(biāo)，目前的一些行業(yè)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)如《合成氨工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 13458-2001)、《啤酒工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(19821-2005)等雖然僅對(duì)氨氮的排放做出限制，《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)、《酵母工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 25462-2010)、《淀粉工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 25461-2010)等不僅僅對(duì)氨氮而且對(duì)總氮都提出了嚴(yán)格的要求，而富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題的解決必須對(duì)氨氮和總氮都進(jìn)行控制。因此不論是城市生活污水還是工業(yè)廢水對(duì)總氮這一指標(biāo)的控制將會(huì)越來(lái)越嚴(yán)格。
現(xiàn)今我國(guó)城鎮(zhèn)生活污水處理基本都采用了具備脫氮除磷功能的A/0、A2/0、氧化溝、CASS等工藝，其處理出水可以達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002) —級(jí) B 的標(biāo)準(zhǔn)(NH3-N〈5mg/L、T_N〈15mg/L)，而要達(dá)到一級(jí) A 標(biāo)準(zhǔn)(NH3_N〈5mg/L、T_N〈15mg/L)往往還需后續(xù)深度處理，常規(guī)的物理化學(xué)法深度處理工藝如絮凝沉淀、過(guò)濾等處理效果并不十分理想或者投資運(yùn)行費(fèi)用過(guò)高，低成本的生物深度脫氮可以具備廣闊的應(yīng)用前景；而工業(yè)廢水的處理工藝多種多樣，技術(shù)水平更是千差萬(wàn)別，尤其是高濃度的淀粉廢水、啤酒廢水、制革廢水、制藥廢水等，一般都采用厭氧預(yù)處理(UASB、1C、AF等)及常規(guī)生化處理，其處理出水應(yīng)能達(dá)到NH3-N〈15 25mg/L、T_N〈 3(T40mg/L的標(biāo)準(zhǔn)，而在實(shí)際工程運(yùn)行中，工業(yè)廢水的處理脫氮效果往往不甚理想。2011年發(fā)明人申請(qǐng)了 CN201120415861.8 —種逆流式移動(dòng)床生物深度脫氮處理裝置，但是在之后的使用過(guò)程中發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，CN201120415861.8中水位的調(diào)節(jié)不夠便利，導(dǎo)致膜載 體分離器排泥管中生物膜的排放速度調(diào)整困難，因此研發(fā)一種便于調(diào)節(jié)水位的裝置亟亟可待。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種便于調(diào)節(jié)水位的自清洗式活性生物濾池。本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
自清洗式活性生物濾池，包括反應(yīng)器，反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有填料腔，填料腔的下部上寬下窄，填料腔內(nèi)設(shè)有配水系統(tǒng)，反應(yīng)器的頂部設(shè)有出水管，反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有貫穿填料腔的中心氣提管，中心氣提管的上、下端開(kāi)口，中心氣提管下端開(kāi)口處設(shè)有進(jìn)氣管，中心氣提管的頂部設(shè)有膜載體分離器，中心氣提管的頂部伸入膜載體分離器內(nèi)，出水管的進(jìn)口處設(shè)有高低位置可調(diào)節(jié)的套筒。出水管進(jìn)口處的外壁上設(shè)有外螺紋，套筒內(nèi)設(shè)有與外螺紋相適配的內(nèi)螺紋，套筒位置的高低通過(guò)旋轉(zhuǎn)套筒調(diào)節(jié)外螺紋與內(nèi)螺紋配合的深度來(lái)調(diào)節(jié)。反應(yīng)器為圓柱體或多邊形體，當(dāng)反應(yīng)器為圓柱體時(shí)，填料腔的下部為錐形斗，當(dāng)反應(yīng)器為多邊形體時(shí)，填料腔下部呈倒棱錐形，其橫截面為與多邊形體橫截面相適應(yīng)的多邊形。所述配水系統(tǒng)包括環(huán)狀的主管，主管上設(shè)有支管，主管上設(shè)有進(jìn)水口，進(jìn)水口與進(jìn)水管連接。當(dāng)反應(yīng)器為圓柱體時(shí)，支管的延長(zhǎng)線與其和填料腔的錐形斗交點(diǎn)所在的母線呈90±5° ;當(dāng)反應(yīng)器為多邊形體時(shí)，支管的延長(zhǎng)線與其和填料腔的交點(diǎn)所在的填料腔內(nèi)壁呈90±5°。所述膜載體分離器包括外筒，外筒的內(nèi)壁上設(shè)有環(huán)狀保護(hù)圈，外筒內(nèi)設(shè)有第一級(jí)擋板，中心氣提管的上端開(kāi)口位于膜載體分離器外筒內(nèi)的第一級(jí)擋板之下，且中心氣提管上端開(kāi)口與外筒內(nèi)部相通；第一級(jí)擋板下方的外筒內(nèi)壁上設(shè)有一個(gè)或多個(gè)向下傾斜的擋板，第一級(jí)擋板上方的外筒上設(shè)有孔口，外筒上孔口位置處的外側(cè)設(shè)有一外殼，外殼的底部設(shè)有排泥管。所述填料腔內(nèi)的配水系統(tǒng)的上方設(shè)有曝氣系統(tǒng)，曝氣系統(tǒng)的進(jìn)氣口與進(jìn)氣管連接。所述填料腔的底部設(shè)有排空管。進(jìn)氣管的出口處延伸至中心氣提管下端開(kāi)口內(nèi)l-2cm，進(jìn)氣管的進(jìn)口位于反應(yīng)器的頂部，有效防止填料回吸。本發(fā)明的自清洗式活性生物濾池使用時(shí)，污水由進(jìn)水管進(jìn)入配水系統(tǒng)的主管，由支管排出，污水經(jīng)填料腔下部?jī)?nèi)壁作用下改變流動(dòng)方向向上流動(dòng)，通過(guò)填充有載體的填料腔，污水通過(guò)載體的過(guò)程中經(jīng)配附在載體上的微生物降解，進(jìn)行硝化或反硝化，處理之后的污水繼續(xù)上升，最終由出水管排出；隨著硝化與反硝化的不斷進(jìn)行，載體表面老化的生物膜需要進(jìn)行清洗，此時(shí)進(jìn)氣管提供載體流動(dòng)的動(dòng)力，使載體進(jìn)入中心氣提管內(nèi)，載體在中心氣提管內(nèi)與氣泡、管壁發(fā)生強(qiáng)烈碰撞，中心氣提管內(nèi)的高速氣流初步將生物膜從載體上分離，最終生物膜和載體被提升進(jìn)入膜載體分離器外筒內(nèi)，載體首先與第一級(jí)擋板發(fā)生碰撞，一定程度上洗脫生物膜，然后載體在重力作用下下落，繼續(xù)與向下傾斜的擋板發(fā)生碰撞，生物膜再一次被洗脫，之后載體繼續(xù)下落，經(jīng)過(guò)多次的擋板碰撞后生物膜基本被洗脫殆盡，同時(shí)載體在滑落、與擋板的碰撞過(guò)程中也相互磨檫，生物膜也在載體下落的過(guò)程中被擦洗掉，最終實(shí)現(xiàn)生物膜與載體的分離，生物膜被自上而下的水流通過(guò)孔口排出，最終進(jìn)入外殼內(nèi)由排泥管排出，而清潔更新后的載體在自身重量的作用下下落至填料腔內(nèi)，開(kāi)始下一輪的硝化、反硝化，填料腔的上寬下窄的下部方便載體順利滑落至底部。曝氣系統(tǒng)提供硝化或反硝化時(shí)所需的氧氣。當(dāng)需要調(diào)節(jié)排泥管中生物膜的排出量時(shí)，對(duì)反應(yīng)器內(nèi)的水位進(jìn)行調(diào)節(jié)，根據(jù)水位的變化所帶來(lái)的壓力不同從而調(diào)節(jié)排泥管中生物膜的排出量，水位的調(diào)節(jié)通過(guò)旋轉(zhuǎn)套筒調(diào)節(jié)外螺紋與內(nèi)螺紋配合的深度來(lái)調(diào)節(jié)，外螺紋與內(nèi)螺紋配合的深度較淺，則套筒的位置較高，水位較高；外螺紋與內(nèi)螺紋配合的深度較深，則套筒的位置較低，水位較低，從而便捷地調(diào)整濾池內(nèi)的水位。本發(fā)明的配水系統(tǒng)包括環(huán)狀的主管，主管上設(shè)有支管，支管的數(shù)量可根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置調(diào)整，一 般可設(shè)置6-8個(gè)，當(dāng)反應(yīng)器為圓柱體時(shí)，支管的延長(zhǎng)線與其和填料腔的錐形斗交點(diǎn)所在的母線呈90±5° ;當(dāng)反應(yīng)器為多邊形體時(shí)，支管的延長(zhǎng)線與其和填料腔的交點(diǎn)所在的填料腔內(nèi)壁呈90±5°，均以90°為最佳，這樣省去了反射錐，減少了濾池內(nèi)的部件，降低了成本，改善了濾池內(nèi)的水流狀況。本發(fā)明的填料腔內(nèi)可以采用石英砂、陶粒、無(wú)煙煤、石榴石等作為生物載體，培養(yǎng)生物膜，使填料附著的生物膜內(nèi)富含硝化菌和反硝化菌，利用反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使得水流方向自下而上，填料移動(dòng)方向自上而下，使生物載體在反應(yīng)器內(nèi)連續(xù)流動(dòng)，同時(shí)通過(guò)氣提作用提供載體連續(xù)流動(dòng)的動(dòng)力，避免堵塞，同時(shí)使生物膜從生物載體上的脫落，實(shí)現(xiàn)生物膜的更新和排除老化的生物膜，避免反應(yīng)器的堵塞并實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器的連續(xù)運(yùn)行，不需要進(jìn)行反沖洗。裝置使用一段時(shí)間后必要時(shí)在進(jìn)水中補(bǔ)充甲醇、乙醇等外加碳源強(qiáng)化脫氮效果，克服眾多生物脫氮技術(shù)的氮去除能力差的缺點(diǎn)，并可實(shí)現(xiàn)中小型生活污水和工業(yè)廢水深度脫氮處理的設(shè)備成套化。本發(fā)明的自清洗式活性生物濾池的水位調(diào)節(jié)便利，投資及運(yùn)行費(fèi)用低、脫氮效果好，可以連續(xù)運(yùn)行，不進(jìn)行反沖洗，不會(huì)堵塞，運(yùn)行管理簡(jiǎn)單，通過(guò)外加氣源、碳源實(shí)現(xiàn)硝化、反硝化或者同時(shí)硝化反硝化，對(duì)于城市污水深度處理，出水總氮可低于2mg/L，對(duì)于工業(yè)廢水，出水總氮可低于5mg/L。本發(fā)明的目的是在載體表面培養(yǎng)易于硝化菌和反硝化菌，首先是生物膜(硝化菌、反硝化菌、厭氧菌、兼氧菌、異養(yǎng)菌、自養(yǎng)菌等)附著于載體表面；其次是實(shí)現(xiàn)硝化菌、反硝化菌、厭氧菌、兼氧菌、異養(yǎng)菌、自養(yǎng)菌等在生物膜內(nèi)的分層，通過(guò)氣提作用提供生物載體床的連續(xù)流動(dòng)的動(dòng)力，避免堵塞，最終使生物膜從生物載體上脫落，實(shí)現(xiàn)生物膜的更新和排除老化的生物膜。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明中的設(shè)有套筒的出水管的放大示意 圖3為配水系統(tǒng)的正面視 圖4為圖3的A-A視 圖5為膜載體分離器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式 如圖1、2所示的自清洗式活性生物濾池，包括反應(yīng)器10，反應(yīng)器10內(nèi)設(shè)有下部為錐形斗的填料腔11，填料腔11內(nèi)設(shè)有配水系統(tǒng)6，填料腔11的底部設(shè)有排空管13 ;反應(yīng)器10內(nèi)設(shè)有貫穿填料腔11的中心氣提管12，中心氣提管12的上、下端開(kāi)口，中心氣提管12下端開(kāi)口處設(shè)有進(jìn)氣管8，進(jìn)氣管8的出口處延伸至中心氣提管12下端開(kāi)口內(nèi)l_2cm，中心氣提管12的頂部設(shè)有膜載體分離器5，中心氣提管12的頂部伸入膜載體分離器5內(nèi)；填料腔11內(nèi)的配水系統(tǒng)6的上方設(shè)有曝氣系統(tǒng)9，曝氣系統(tǒng)9的進(jìn)氣口與進(jìn)氣管8連接；反應(yīng)器10的頂部設(shè)有出水管3，出水管3的進(jìn)口處設(shè)有高低位置可調(diào)節(jié)的套筒4，出水管3進(jìn)口處的外壁上設(shè)有外螺紋，套筒4內(nèi)設(shè)有與外螺紋相適配的內(nèi)螺紋，套筒4位置的高低通過(guò)旋轉(zhuǎn)套筒4調(diào)節(jié)外螺紋與內(nèi)螺紋配合的深度來(lái)調(diào)節(jié)。如圖3、4所示的配水系統(tǒng)6，包括環(huán)狀的主管61，主管上設(shè)有支管62，支管62的延長(zhǎng)線與其和填料腔11的錐形斗交點(diǎn)所在的母線呈90±5°，以90°為最佳，主管61上設(shè)有進(jìn)水口，進(jìn)水口與進(jìn)水管I連接。如圖5所不的膜載體分離器5,包括外筒51,夕卜筒51的內(nèi)壁上設(shè)有環(huán)狀保護(hù)圈56,外筒51內(nèi)設(shè)有第 一級(jí)擋板52，中心氣提管12的上端開(kāi)口位于膜載體分離器5外筒51內(nèi)的第一級(jí)擋板52之下，且中心氣提管12上端開(kāi)口與外筒51內(nèi)部相通；第一級(jí)擋板52下方的外筒51內(nèi)壁上設(shè)有一個(gè)或多個(gè)向下傾斜的擋板53，第一級(jí)擋板52上方的外筒51上設(shè)有孔口 54，外筒51上孔口 54位置處的外側(cè)設(shè)有一外殼55，外殼55的底部設(shè)有排泥管7。本發(fā)明使用時(shí)，污水由進(jìn)水管I進(jìn)入配水系統(tǒng)6的主管61，由支管62排出，污水經(jīng)填料腔11的錐形斗作用下改變流動(dòng)方向向上流動(dòng)，通過(guò)填充有載體的填料腔11，污水通過(guò)載體的過(guò)程中經(jīng)配附在載體上的微生物降解，進(jìn)行硝化或反硝化，處理之后的污水繼續(xù)上升，最終由出水管3排出；隨著硝化與反硝化的不斷進(jìn)行，載體表面老化的生物膜需要進(jìn)行清洗，此時(shí)進(jìn)氣管8提供載體流動(dòng)的動(dòng)力，使載體進(jìn)入中心氣提管12內(nèi)，載體在中心氣提管12內(nèi)與氣泡、管壁發(fā)生強(qiáng)烈碰撞，中心氣提管12內(nèi)的高速氣流初步將生物膜從載體上分離，最終生物膜和載體被提升進(jìn)入膜載體分離器5外筒51內(nèi)，載體首先與第一級(jí)擋板52發(fā)生碰撞，一定程度上洗脫生物膜，然后載體在重力作用下下落，繼續(xù)與向下傾斜的擋板53發(fā)生碰撞，生物膜再一次被洗脫，之后載體繼續(xù)下落，經(jīng)過(guò)多次的擋板碰撞后生物膜基本被洗脫殆盡，同時(shí)載體在滑落、與擋板的碰撞過(guò)程中也相互磨檫，生物膜也在載體下落的過(guò)程中被擦洗掉，最終實(shí)現(xiàn)生物膜與載體的分離，脫落的生物膜被自上而下的水流通過(guò)54孔口排出，最終進(jìn)入外殼55內(nèi)由排泥管7排出，而清潔更新后的載體在自身重量的作用下下落至填料腔11內(nèi)，開(kāi)始下一輪的硝化、 反硝化，填料腔11的錐形斗方便載體順利滑落至錐底。
權(quán)利要求
1.自清洗式活性生物濾池，包括反應(yīng)器，反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有填料腔，填料腔的下部上寬下窄，填料腔內(nèi)設(shè)有配水系統(tǒng)，反應(yīng)器的頂部設(shè)有出水管，反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有貫穿填料腔的中心氣提管，中心氣提管的上、下端開(kāi)口，中心氣提管下端開(kāi)口處設(shè)有進(jìn)氣管，中心氣提管的頂部設(shè)有膜載體分離器，中心氣提管的頂部伸入膜載體分離器內(nèi)，其特征在于:出水管的進(jìn)口處設(shè)有高低位置可調(diào)節(jié)的套筒。
2.如權(quán)利要求1所述的自清洗式活性生物濾池，其特征在于:出水管進(jìn)口處的外壁上設(shè)有外螺紋，套筒內(nèi)設(shè)有與外螺紋相適配的內(nèi)螺紋，套筒位置的高低通過(guò)旋轉(zhuǎn)套筒調(diào)節(jié)外螺紋與內(nèi)螺紋配合的深度來(lái)調(diào)節(jié)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的自清洗式活性生物濾池，其特征在于:反應(yīng)器為圓柱體或多邊形體，當(dāng)反應(yīng)器為圓柱體時(shí)，填料腔的下部為錐形斗，當(dāng)反應(yīng)器為多邊形體時(shí)，填料腔下部呈倒棱錐形，其橫截面為與多邊形體橫截面相適應(yīng)的多邊形。
4.如權(quán)利要求3所述的自清洗式活性生物濾池，其特征在于:所述配水系統(tǒng)包括環(huán)狀的主管，主管上設(shè)有支管，主管上設(shè)有進(jìn)水口，進(jìn)水口與進(jìn)水管連接。
5.如權(quán)利要求4所述的自清洗式活性生物濾池，其特征在于:當(dāng)反應(yīng)器為圓柱體時(shí)，支管的延長(zhǎng)線與其和填料腔的錐形斗交點(diǎn)所在的母線呈90±5° ;當(dāng)反應(yīng)器為多邊形體時(shí)，支管的延長(zhǎng)線與其和填料腔的交點(diǎn)所在的填料腔內(nèi)壁呈90±5°。
6.如權(quán)利要求1或2所述的自清洗式活性生物濾池，其特征在于:所述膜載體分離器包括外筒，外筒的內(nèi)壁上設(shè)有環(huán)狀保護(hù)圈，外筒內(nèi)設(shè)有第一級(jí)擋板，中心氣提管的上端開(kāi)口位于膜載體分離器外筒內(nèi)的第一級(jí)擋板之下，且中心氣提管上端開(kāi)口與外筒內(nèi)部相通；第一級(jí)擋板下方的外筒內(nèi)壁上設(shè)有一個(gè)或多個(gè)向下傾斜的擋板，第一級(jí)擋板上方的外筒上設(shè)有孔口，外筒上孔口位置處的外側(cè)設(shè)有一外殼，外殼的底部設(shè)有排泥管。
7.如權(quán)利要求1或2所述的自清洗式活性生物濾池，其特征在于:所述填料腔內(nèi)的配水系統(tǒng)的上方設(shè)有曝氣系統(tǒng)，曝氣系統(tǒng)的進(jìn)氣口與進(jìn)氣管連接。
8.如權(quán)利要求1或2所述的自清洗式活性生物濾池，其特征在于:所述填料腔的底部設(shè)有排空管。
9.如權(quán)利要求1或2所述的自清洗式活性生物濾池，其特征在于:進(jìn)氣管的出口處延伸至中心氣提管下端開(kāi)口內(nèi)l-2cm。
全文摘要
本發(fā)明屬于污水處理設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種自清洗式活性生物濾池，該生物濾池包括反應(yīng)器，反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有下部上寬下窄的填料腔，填料腔內(nèi)設(shè)有配水系統(tǒng)，反應(yīng)器的頂部設(shè)有出水管，出水管的進(jìn)口處設(shè)有高低位置可調(diào)節(jié)的套筒。本發(fā)明的自清洗式活性生物濾池的水位通過(guò)調(diào)節(jié)套筒的高低來(lái)調(diào)節(jié)，非常調(diào)節(jié)便利，投資及運(yùn)行費(fèi)用低、脫氮效果好，可以連續(xù)運(yùn)行，不進(jìn)行反沖洗，不會(huì)堵塞，運(yùn)行管理簡(jiǎn)單。
文檔編號(hào)C02F3/00GK103241828SQ20131018678
公開(kāi)日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月20日
發(fā)明者徐洪斌, 王靖雯, 耿穎, 馬浩亮, 董亞麗 申請(qǐng)人:鄭州大學(xué)