专利名称：异向流生物曝气技术及装置的制作方法
所属技术领域异向流生物曝气技术，属于接触氧化及生物膜法处理技术，是一种涉及城市污水处理、住宅小区生活污水处理、江河湖泊污染治理、微污染源水预处理及中水回用的水处理工艺技术。
背景技术：
生物曝气技术是一种新兴的污水处理技术，是利用滤料为载体的生物膜处理技术，污水长期与滤料流动接触，就会在其表面形成生物膜，生物膜是微生物高度密集的物质，在膜的表面上和一定深度的内部生长繁殖大量的各种类型的微生物和微型动物，并形成有机污染物——细菌——原生动物(后生动物)的食物链。污水在流过滤料表面的过程中，污水中的有机污染物被生物膜中的微生物吸附，并通过氧向生物膜内部的扩散，在膜中发生生物氧化等作用，从而完成对有机污染物的分解。由于微生物的不断繁殖，生物膜逐渐增厚，超过一定厚度后，吸附的有机物在传递到生物膜内层的微生物以前，已被代谢掉，当厌氧层还不够厚时，它与好氧层保持着一种平衡稳定的关系，好氧层能够保持良好的净化功能，当厌氧层逐渐加厚时，其内层微生物因得不到充分的营养而进入内源代谢，这些代谢产物向外逸出时，必然要透过好氧层，从而破坏了又减弱了生物膜在载体上的固着力，促进了生物膜的脱落，脱落下来的生物膜随水流方向向滤料层深层渗透，并且在滤料巨大的比表面积吸附力作用下，被滤料表面张力吸附截留，在单元的生物曝气构筑物中形成生物氧化与吸附截留的双向过程。
但是在目前的应用中，均采用两段式同向流生物曝气滤池技术，即一段、二段滤池滤向是相同的，具体表现为两种方式(1)一种是两段均采用下向流的生物曝气技术，这种技术的缺点是滤料易堵塞，过滤周期短；(2)另一种是两段均采用上向流的生物曝气技术，这种技术的缺点是对滤料的要求苛刻，造价很高，且两段运行负荷不均匀，具体表现为前高后低，对污水的处理效果较差。这些问题都限制了生物曝气技术在工程中的广泛应用。
发明内容
为了解决现有的两段式同向流生物曝气滤池装置占地面积大、滤料易堵塞过滤周期短、滤料成本高、能耗大、运行负荷不均匀的问题，本发明提供了一种新的两段式生物曝气技术一异向流生物曝气技术及装置。
异向流生物曝气技术是在两个相邻的曝气滤池工艺单元里采用上向、下向两种流向，充分发挥上向流生物曝气滤池具有较强的生物降解功能和滤料不易堵塞的特性及下向流生物曝气滤池滤料截污性强的综合优势，从而形成生物氧化与吸附截留相统一的组合工艺技术。异向流生物曝气装置由相邻两段生物曝气滤池串联组成，前段为上向流生物曝气滤池，滤头滤板安装在滤料层上部，滤料直接堆放在池底(工作情况下为悬浮状态)，在滤料层下部依次安装有曝气管(为穿孔管)，反冲洗气管，进水及反冲洗排水管，此段滤料为粒径2～6mm，比重＜1轻质滤料，滤料层约3.5m厚，在滤头滤板上部布置有集水槽；后段为下向流生物曝气滤池，滤头滤板布置在滤料层下部，滤料为粒径2～6mm，比重＞1颗粒滤料，滤料层约3.5m厚，曝气管安装在滤板上部，滤板下部安装有反冲洗气管、出水及反冲洗进水管，在滤料层上部布置有进水槽；前段后段通过集水槽和进水槽连接，并用隔板分离。
在进行污水处理时，污水由进水管进入上向流生物曝气滤池处理单元，由于上向流生物曝气滤池采用的是从下到上的竖流流态，污水、压缩空气流经滤料层时，能充分地与滤料颗粒表面粘附的生物膜接触，并且细小的滤料颗粒无数次将污水、空气进行切割分离，从而产生大量的气、液、固三相接触单元，改善了三相水力条件，同时由于滤料颗粒对空气不断剪切，能够将大气泡分解成无数个小气泡，提高了生物滤池氧的利用率；生物曝气滤池对有机物的降解机理为吸附降解与过滤截留，污水流经滤料层时，有机物在气相氧的环境中被滤料表面粘附的生物膜氧化分解，同时具有巨大比表面积的滤料颗粒能起物理的过滤截留作用，进一步强化处理效果，使其具有很强的生物降解功能；滤池滤料在上向流水流作用下呈悬浮状态，而没有被压密实，因而其孔隙率在动态变化，因此滤料层不易被堵塞。
之后，出水经进水槽进入后段下向流生物曝气滤池处理单元，该池滤料为粒径2～6mm，比重＞1的颗粒滤料，污水流经滤料层时其巨大的比表面积吸附了污水中的悬浮物，同时，由于水流向下流动，使滤料颗粒产生压缩，从而缩小了滤料颗粒之间的孔隙率，达到吸附截留的效果。由于流进下向流生物曝气滤池处理单元的污水已经过前段处理，因而解决了在高负荷条件下，随着滤率的提高，污水在生物滤池中的停留时间缩短，出水水质相应下降的问题。
该装置滤料层纳污容量达到一定程度时，可利用滤后水及空气进行气水反冲洗，从而使滤料上老化膜及吸附的悬浮物脱落排除，形成过滤氧化与反冲洗的循环。
本发明的优点是很明显的，与普通两段式同向流生物曝气滤池相比，建造同样处理能力的装置，由于省掉了两段之间的连接管道及土建设施，制造费用仅为原装置的70％～80％，能耗为80％～90％，占地面积为60％～70％，同时其处理水质稳定，运行负荷高，并能同步达到除碳脱氮的目的。另外针对两段工艺单元不同的流向采用不同的滤料，在提高污水处理能力的同时，降低了对滤料的要求，极大的节省了滤料的投入成本。该工艺技术及装置具有广阔的应用前景，可广泛应用于城市污水处理、住宅小区生活污水处理、江河湖泊污染治理及微污染源水预处理，用其处理城市污水达到，在原水SS＝350mg/l，CODCr＝480mg/l，BOD5＝220mg/l，NH3-N＝40mg/l的条件下，出水水质SS≤6mg/l，BOD5≤5mg/l，CODCr≤30mg/l，NH3-N≤0.1mg/l，明显优于其它污水处理系统。
附图是本发明异向流生物曝气技术装置结构图在附图中，1.比重＜1轻质滤料 2.比重＞1颗粒滤料 3.集水槽 4.进水槽5.滤板(安装有滤头) 6.曝气管 7.反冲气管 8.污水进水管9.前段排水管 10.反冲水管 11.滤后水出水/补水管 12.反冲水管13.清水池 14.后段排水管 15.隔板具体实施方式
现结合附图对本发明作进一步描述在附图所示实施例中，本发明由前段上向流生物曝气滤池和后段下向流生物曝气滤池组成，两段通过隔板15隔开，各自形成单独的处理单元；两段的上部分别设有集水槽3和进水渠4；在两段滤池的下部布置有清水池13。其中，前段上向流生物曝气滤池处理单元的滤板5在滤料层1上部，滤料层为粒径2～6mm，比重＜1轻质滤料，待处理污水的流动方向为自下向上；后段下向流生物曝气滤池处理单元的滤板5在滤料层下部，滤料为粒径2～6mm，比重＞1颗粒滤料，将前段处理过的污水进行二次处理，污水的流动方向为自上而下。
其工艺处理过程如下已经过预处理后的污水由污水进水管8进入上向流生物曝气滤池处理单元，污水自下而上流经滤料层1、滤板5进入集水槽3，流向进水槽4，进入下向流生物曝气滤池处理单元，经过滤板5，自上而下的穿过滤料层2，从滤后水管11流出。根据反冲洗的需要，部分滤后水流入清水池13，供反冲洗泵对滤料层进行反洗，前段反冲洗进水由反冲水管10进入集水槽3，自上而下对滤料层1进行水洗，气洗通过反冲气管7进行；后段反冲洗进水由反冲水管12进入，自下而上对滤料层2进行水洗，气洗通过反冲气管7进行。反冲洗排水分别通过各段的前段排水管9、后段排水管14排出。
经过处理后的污水，其SS总去除率＞90％，CODCr总去除率＞83％，BOD5总去除率可达94％以上，NH3-N总去除率＞99.6％。
权利要求
1.一种生物曝气技术及其装置，由前段上向流生物曝气滤池处理单元和后段下向流生物曝气滤池处理单元及其下部的清水池组成，其特征是前段上向流生物曝气滤池处理单元的污水是从下到上的竖流流态，污水、压缩空气流经粒径2～6mm比重＜1轻质滤料层(1)，滤板(5)、集水槽(3)；后段下向流生物曝气滤池处理单元对前段处理过的出水进行二次处理，污水是从上到下的竖流流态，污水流经进水槽(4)，粒径2～6mm比重＞1颗粒滤料层(2)，滤板(5)，滤后水从出水管(11)流出。
2.根据权利要求1所述的生物曝气技术装置，其特征是前段上向流生物曝气滤池处理单元和后段下向流生物曝气滤池处理单元及其下部的清水池组成了一个一体化污水处理装置，前段上向流生物曝气滤池处理单元和后段下向流生物曝气滤池处理单元之间没有管道连接，仅通过隔板(15)分隔。
3.根据权利要求1所述的生物曝气装置，其特征是前段上向流生物曝气滤池处理单元的滤板安装在滤料层上部，后段下向流生物曝气滤池处理单元的滤板安装在滤料层下部。
4.根据权利要求1所述的生物曝气装置，其特征是前段上向流生物曝气滤池处理单元的滤料使用的是粒径2～6mm比重＜1轻质滤料(1)，后段下向流生物曝气滤池处理单元的滤料为粒径2～6mm比重＞1颗粒滤料(2)。
全文摘要
一种生物曝气技术及装置，由前段上向流生物曝气滤池和后段下向流生物曝气滤池组成，两段通过隔板(15)隔开，各自形成单独的处理单元；两段的上部分别设有集水槽(3)和进水槽(4)；前段上向流生物曝气滤池处理单元的滤板(5)位于滤料层上部，滤料层为粒径2～6mm比重＜1轻质滤料(1)，处理污水的流向为自下向上；后段下向流生物曝气滤池处理单元的滤板(5)在滤料层下部，滤料为粒径2～6mm比重＞1颗粒滤料(2)，将前段处理过的污水进行二次处理，污水的流动方向为自上而下；两段的下部布置有清水池(13)，整个装置为一体化污水处理装置。用其处理城市污水，出水水质SS≤6mg/l，BOD
文档编号C02F3/02GK1506321SQ0215469
公开日2004年6月23日 申请日期2002年12月6日 优先权日2002年12月6日
发明者叶昌明 申请人:深圳市清泉水系统工程设备有限公司