復(fù)合填料外循環(huán)連續(xù)曝氣生物濾池的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種復(fù)合填料外循環(huán)連續(xù)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(yīng)單元、填料清洗單元、清洗廢水排放單元、填料回流單元及導(dǎo)料管。其中，的壓縮空氣提升管入口位于池內(nèi)填料層的底部，出口位于池體的外部。壓縮空氣供應(yīng)單元的出口與壓縮空氣提升管的入口對向設(shè)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(nèi)壁具有突起結(jié)構(gòu)，用于在填料掉落的過程中與填料發(fā)生摩擦清洗。填料回流單元在清洗部的底部連接有導(dǎo)料管。本發(fā)明在保證曝氣生物濾池連續(xù)工作的情況下對其中的填料顆粒進(jìn)行清洗，從而實(shí)現(xiàn)曝氣生物濾池的連續(xù)不間斷運(yùn)行。
【專利說明】復(fù)合填料外循環(huán)連續(xù)曝氣生物濾池
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種復(fù)合填料外循環(huán)連續(xù)曝氣生物濾池，屬于污、廢水處理領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]我國是一個水資源嚴(yán)重缺乏的國家，然而，近些年伴隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人口的持續(xù)增加，大量未經(jīng)處理的污水和不達(dá)標(biāo)廢水被排入周邊水體環(huán)境中，造成我國水體污染嚴(yán)重，水資源缺乏情況進(jìn)一步加劇。因此，研究和開發(fā)新的污、廢水處理技術(shù)工藝，降低污、廢水中污染物的含量，實(shí)現(xiàn)處理水達(dá)標(biāo)排放或資源化利用，對于保護(hù)水環(huán)境和解決水資源危機(jī)具有重要的意義。
[0003]曝氣生物濾池是上世紀(jì)80年代末由歐美國家研發(fā)的一種新型污水處理工藝，具有有機(jī)負(fù)荷高，占地面積小，反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡單，操作靈活，出水水質(zhì)好等特點(diǎn)。但是長時間運(yùn)行一段時間后，附著在曝氣生物濾池內(nèi)部填料上的生物膜會逐漸變厚老化，導(dǎo)致氧傳遞速率降低，傳質(zhì)速率減慢，生物膜活性降低，與此同時反應(yīng)器內(nèi)部截留物增加，導(dǎo)致內(nèi)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(jìn)行反沖洗以恢復(fù)濾池的處理能力。普通曝氣生物濾池需要停止運(yùn)行進(jìn)行單獨(dú)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(fù)擔(dān)，而且反沖洗后曝氣生物濾池需要一段時間進(jìn)行生物恢復(fù)才能達(dá)到反沖洗前的處理效果，在此期間出水水質(zhì)不穩(wěn)定。另外，現(xiàn)行的連續(xù)式曝氣生物濾池由于一體化設(shè)計(jì)，其施工及維護(hù)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(yōu)化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述問題，本發(fā)明采用了如下結(jié)構(gòu):
[0005]本發(fā)明提供一種復(fù)合填料外循環(huán)連續(xù)曝氣生物濾池，具有內(nèi)部填裝顆粒填料的池體，以及位于池體內(nèi)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(yīng)單元、填料清洗單元、清洗廢水排放單元、填料回流單元及導(dǎo)料管。其中，的壓縮空氣提升管入口位于池內(nèi)填料層的底部，出口位于池體的外部。壓縮空氣供應(yīng)單元的出口與壓縮空氣提升管的入口對向設(shè)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(nèi)壁具有突起結(jié)構(gòu)，用于在填料掉落的過程中與填料發(fā)生摩擦清洗。填料回流單元在清洗部的底部連接有導(dǎo)料管，用于將填料導(dǎo)入池體內(nèi)部。
[0006]另外，本發(fā)明的復(fù)合填料外循環(huán)連續(xù)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(fā)明的復(fù)合填料外循環(huán)連續(xù)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(jié)填料以及新型催化填料等中的至少兩種或兩種以上的復(fù)合。[0008]另外，本發(fā)明的復(fù)合填料外循環(huán)連續(xù)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(shè)有防護(hù)罩。
[0009]另外，本發(fā)明的復(fù)合填料外循環(huán)連續(xù)曝氣生物濾池還可以具有這樣的特征:其中，導(dǎo)料管的出口處還連接有導(dǎo)料罩。
[0010]另外，本發(fā)明的復(fù)合填料外循環(huán)連續(xù)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(jìn)口處均設(shè)置防填料流出網(wǎng)。
[0011]發(fā)明作用與效果
[0012]根據(jù)本發(fā)明的曝氣生物濾池，一方面，由于本發(fā)明采用了獨(dú)立的填料清洗部，因此在保證曝氣生物濾池連續(xù)工作的情況下對其中的填料顆粒進(jìn)行清洗，從而實(shí)現(xiàn)曝氣生物濾池的連續(xù)不間斷運(yùn)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(fā)明的填料清洗單元內(nèi)部的側(cè)壁還具有突起結(jié)構(gòu)，因此可以進(jìn)一步對填料進(jìn)行清洗，進(jìn)一步提高了填料的清洗效果。
[0015]其次，由于本發(fā)明的曝氣生物濾池，池內(nèi)填料采用兩種或兩種以上新型高效填料的復(fù)合，增強(qiáng)了掛膜和吸附性能，以及傳質(zhì)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(fā)明的曝氣生物濾池在實(shí)施例中的剖面結(jié)構(gòu)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(jìn)水管；5、多爪式布水器；6、填料口 ；7、導(dǎo)料管；8、導(dǎo)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(jìn)口 ；18、放空管；19、支撐架；20、壓縮空氣提升管；21、空氣壓縮機(jī)；22、空氣泵；23、水泵；24、壓縮空氣提升管防護(hù)罩；25、清洗廢水收集區(qū)。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的曝氣生物濾池。
[0019]圖1是本發(fā)明曝氣生物濾池的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]如圖1所示，本發(fā)明的曝氣生物濾池100包括連續(xù)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(yīng)單元、壓縮空氣提升管2、壓縮空氣提升管防護(hù)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(qū)25與廢水排放管1，填料回流單元包括導(dǎo)料管7與導(dǎo)料罩8。其中，壓縮空氣供應(yīng)單元具有空氣壓縮機(jī)21和壓縮空氣導(dǎo)入管17。
[0021]連續(xù)式曝氣生物濾池主體具有池體9，池體9內(nèi)部裝有填料10，池體9的上部具有進(jìn)水管4，進(jìn)水管4的一端連接有水泵23，進(jìn)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(nèi)部填料區(qū)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(jìn)水管4泵入多爪式布水器5從而進(jìn)入池體9內(nèi)部。池體9內(nèi)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(jìn)而通過曝氣管11進(jìn)入池體9的填料10中，對廢水進(jìn)行曝氣。曝氣管11的下部設(shè)有穿孔集水管13，廢水流經(jīng)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(jī)21，壓縮空氣導(dǎo)入管17與空氣壓縮機(jī)21相連，壓縮空氣導(dǎo)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(yīng)，可以將填料氣提進(jìn)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(jìn)口為喇叭狀，并且與壓縮空氣導(dǎo)入管17之間具有一定的空隙，使得一小部分填料能夠進(jìn)入。壓縮空氣導(dǎo)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(xù)向上延伸將填料輸送至清洗單元2。當(dāng)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(dāng)空氣提升管輸送的填料10受防護(hù)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(jié)構(gòu)，填料10會與這些突起之間發(fā)生碰撞和摩擦，從而進(jìn)一步清洗填料上老化的生物膜。清洗廢水?dāng)y帶老化脫落的生物膜流入液體收集區(qū)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(dǎo)料管7，將清洗后的填料10收集起來并重新導(dǎo)入池體9中。導(dǎo)料管的前端具有導(dǎo)料罩8可以使得填料更均勻的掉落在池體9內(nèi)的填料10上。
[0024]設(shè)備采用進(jìn)水均勻布水下向流方式運(yùn)行，運(yùn)行時:待處理的污、廢水經(jīng)水泵23提升到進(jìn)水管4，后經(jīng)進(jìn)水管管道進(jìn)入多爪式布水器5進(jìn)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(jīng)曝氣管11進(jìn)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(chǎn)生的微小氣泡和污廢水形成氣水異向流態(tài)流經(jīng)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(shè)備通過外置的空氣壓縮機(jī)21連接壓縮空氣進(jìn)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(yùn)動的同時會將反應(yīng)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(zhì)會因此外力作用而脫落更新，其到達(dá)壓縮空氣提升管20頂部后，填料會在重力的作用下進(jìn)入填料自清洗器2進(jìn)一步脫膜更新，之后清洗好的填料在重力作用下經(jīng)導(dǎo)料管7和導(dǎo)料罩8回流到反應(yīng)器中的生物填料層，攜帶老化生物膜等雜質(zhì)的清洗廢水由清洗廢水排放管I排除，從而完成對反應(yīng)器中填料上老化生物膜的清洗循環(huán)更新。
[0025]本發(fā)明的曝氣生物濾池的填料清洗單元可以獨(dú)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(jìn)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(zhì)的填料復(fù)合:如掛膜性能優(yōu)良的生物陶粒，吸附性能優(yōu)良的改性沸石，掛膜及吸附性能較好的改性膨潤土燒結(jié)填料，有催化作用的新型催化填料等?？筛鶕?jù)水質(zhì)要求采用適宜粒徑和特性的填料。
[0027]相關(guān)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(jié)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(fù)合后，在進(jìn)水COD濃度500-800mg/L, LAS50mg/L條件下，COD的去除率可以達(dá)到90%左右，LAS的去除率達(dá)到85%左右。
[0034]對于富營養(yǎng)化景觀水體，使用生物陶粒和改性沸石復(fù)合后，進(jìn)水COD濃度為80mg/L,氨氮為5mg/L時，其COD去除率可以達(dá)到75%，氨氮去除率達(dá)到95%。
[0035]實(shí)施例作用與效果
[0036]根據(jù)本發(fā)明的曝氣生物濾池的實(shí)施例，一方面，由于本發(fā)明采用了獨(dú)立的填料清洗部，因此在保證曝氣生物濾池連續(xù)工作的情況下對其中的填料顆粒進(jìn)行清洗，從而實(shí)現(xiàn)曝氣生物濾池的連續(xù)不間斷運(yùn)行，不用停止運(yùn)行進(jìn)行單獨(dú)反沖洗及生物膜恢復(fù)過程。反應(yīng)器在連續(xù)運(yùn)行階段的大部分時間內(nèi)填料上始終存在著已更新的生物膜，其傳質(zhì)效果好，污染物降解效率高，因此該反應(yīng)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(fù)荷性能更好。因此，出水水質(zhì)更加平穩(wěn)，不會出現(xiàn)明顯的波動，其出水水質(zhì)可達(dá)到綜合污水排放二級標(biāo)準(zhǔn)或更高標(biāo)準(zhǔn)。
[0037]另一方面，相對于現(xiàn)行的連續(xù)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(fā)明的填料清洗單元內(nèi)部的側(cè)壁還具有突起結(jié)構(gòu)，因此可以進(jìn)一步對填料進(jìn)行清洗，進(jìn)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(yīng)器內(nèi)部生物填料呈現(xiàn)出整體向下緩慢運(yùn)動的趨勢，使填料自下至上逐步循環(huán)清洗，填料顆粒的相對位置會發(fā)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(jié)，易堵塞，水頭損失及能耗大的缺點(diǎn)。
[0040]另外，由于采用了兩種或多種填料復(fù)合，充分發(fā)揮每種填料的優(yōu)勢，使反應(yīng)器填料具有良好的粒徑級配和孔隙率，具備優(yōu)良的掛膜和吸附性能，提高了反應(yīng)器的處理能力和出水水質(zhì)。
[0041]當(dāng)然本發(fā)明所涉及的曝氣生物濾池并不僅僅限定于在上述實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)。以上內(nèi)容僅為本發(fā)明構(gòu)思下的基本說明，而依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案所作的任何等效變換，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種復(fù)合填料外循環(huán)連續(xù)曝氣生物濾池，具有內(nèi)部填裝復(fù)合填料的池體，以及位于所述池體內(nèi)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(yīng)單元、填料清洗單元、清洗廢水排放單元、填料回流單元及導(dǎo)料管， 其中，所述的壓縮空氣提升管入口位于所述池內(nèi)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(yīng)單元的出口與所述壓縮空氣提升管的入口對向設(shè)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(nèi)壁具有突起結(jié)構(gòu)，用于在所述填料掉落的過程中與所述填料發(fā)生摩擦清洗， 所述填料回流單元在清洗部的底部連接有導(dǎo)料管，用于將所述填料導(dǎo)入所述池體內(nèi)部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合填料外循環(huán)連續(xù)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(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合填料外循環(huán)連續(xù)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(jié)填料以及新型催化填料等中的至少兩種或兩種以上的復(fù)合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合填料外循環(huán)連續(xù)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(shè)有防護(hù)罩。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合填料外循環(huán)連續(xù)曝氣生物濾池處理器，其特征在于: 其中，所述導(dǎo)料管的出口處還連接有導(dǎo)料罩。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合填料外循環(huán)連續(xù)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(jìn)口處均設(shè)置防填料流出網(wǎng)。
【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(yōu)先權(quán)日:2013年12月2日
【發(fā)明者】紀(jì)桂霞, 司大偉, 楊繼柏, 王學(xué)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(xué)