专利名称：一种提高下向流生物滤池截污容量的生物滤池的制作方法
技术领域：
本发明属于环境工程污水处理技术领域，尤其是涉及一种提高下向流生物滤池截污容量的生物滤池。
背景技术：
目前，水环境污染和水资源短缺已经成为制约我国国民经济进一步可持续发展的主要问题，引起了社会各界的高度关注。生物滤池是一种具有简易、高效和低耗特征的新型污水生物处理技术，是近年来污水生物处理领域的研究热点之一。该技术具有出水水质稳定、处理效率高、处理水量大、占地面积小、设备结构紧凑、操作管理方便、易于实现自动控制、适用范围广等特点。目前已经被广泛地应用于我国的城市污水处理、小区生活污水的处理及回用、工业废水处理以及微污染水源水的预处理，正逐渐成为我国污水生物处理领域一种重要的技术手段之一。生物滤池的水流方向分为上向流和下向流两种形式，下向流是指进水由上向下流经滤料层，滤料层中附着生长微生物种群，在滤料层中完成对进水中悬浮物和微生物的截留、以及对进水中溶解性污染物的降解。由于悬浮物往往都是在表层就被截留，污染物大部分也是在上层降解，促使微生物在上层快速繁殖，所以在过滤过程中，滤料上层阻力增加较快，当达到设定的过滤阻力限值时，下层滤料的截污效能还往往没有达到很好的发挥。由此看来，在这种运行模式下，下层滤料的截污效能没有达到很好的发挥，就会由于整体滤层达到阻力的限值而进行反冲洗，一方面下层滤料的截污效能没有得到充分的利用，另一方面又会由于频繁的反冲洗导致系统的运行能耗增加、产水率降低、反冲洗污泥产量大、运行效能不稳定。`
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种提高滤料深层截污容量的生物滤池，延长滤池过滤周期、提高产水率，降低系统运行能耗。本发明的目的可以通过以下技术方案来实现一种提高下向流生物滤池截污容量的生物滤池，包括滤池体、进水管道、滤料层、集水区及出水井，进水管道设在滤池体的上部，所述的滤料层设置在滤池体内，所述的集水区设在滤料层的下方，所述的出水井设在滤池体的侧部并与集水区连通，还包括三根自上而下依次连接在出水井上的出水管道。作为优选的实施方式，三根出水管道上分别设置有高位出水管阀门、中位出水管阀门、低位出水管阀门，三根出水管道末端汇总成一出水管。作为优选的实施方式，三根出水管道之间的高度间隔为400mm。作为优选的实施方式，集水区还连接有反冲洗进水管及反冲洗进气管。作为优选的实施方式，滤池体的上部还设置有反冲洗集水槽及反冲洗水收集渠，反冲洗水收集渠与反冲洗排水管连通。
通过设置三根高度不同的出水管道替代传统的出水调节堰(出水口保持恒水位)，在滤池开始运行的时候，处理水自上而下经过滤料层，通过底部的出水管道进入出水井，出水井的水位升高至第一个出水管道时出水,进入后续处理构筑物。此时,滤池中液位处于较高水位(设定反冲液位限值的附近)，能够给予滤层较高的水压，表层截留的污染物在较高的水压推动下，逐渐向滤料深层处推进；当滤层阻力上升400mm(滤池中液位上升400mm)时，打开第二高度的出水管道阀门，出水井中的水位降低400_，滤池中的液位也会随之下降400mm，维持在原先的水位附近；随之滤池阻力的继续增加，水位继续上升，当滤池水位上升400mm后，打开出水井第三高度的出水管道阀门，出水井水位下降400mm，滤池中的水位又会下降400mm，继续过滤过程。当滤池水位再次上升400mm，达到液位限值时,此时启动发冲洗程序，开始滤料的清洗过程。作为优选的实施方式，高位出水管阀门、中位出水管阀门、低位出水管阀门的材质为钢制，阀门直径为100mm。作为优选的实施方式，滤池体采用钢筋混凝土砌筑。作为优选的实施方式，滤料层中填充轻质陶粒的滤料。作为优选的实施方式，轻质陶粒的粒径为6_9mm。与现有技术相比，本发明会使滤料层始终处于较高的水压状态下工作，滤层中截留的污染物可以逐次往滤层深处迁移，从而使厚度更高的深层滤料发挥了截污的作用，而不是仅仅发挥表层滤料的截污作用。
图1为本发明的结构示意图。
图中，I为滤池体,2为进水管道,3为滤料层,4为集水区,5为出水井,6为高位出水管阀门，7为中位出水管阀门,8为低位出水管阀门,9为出水管，10为反冲洗进水管，11为反冲洗进气管，12为反冲洗集水槽，13为反冲洗水收集渠，14为反冲洗排水管。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。实施例1一种提高下向流生物滤池截污容量的生物滤池，其结构如图1所示，主要包括滤池体I，进水管道2，滤料层3，集水区4，出水井5，高位出水管阀门6，中位出水管阀门7，低位出水管阀门8，出水管9，反冲洗进水管10，反冲洗进气管11，反冲洗集水槽12，反冲洗水收集渠13，反冲洗排水管14。进水管道2设在滤池体I的上部，采用钢筋混凝土砌筑，平面尺寸为3x4m，高度为5.2m。滤料层3设置在滤池体I内，厚度为2m。本实施例中采用的滤料为粒径6_9mm的轻质陶粒。集水区4高度为0. 8m，设在滤料层3的下方。出水井5的平面尺寸为lxlm，高度为5. 2m,设在滤池体I的侧部并与集水区4连通。出水井5还连接有三根自上而下高度差为400mm依次设置的出水管道，三根出水管道上分别设置有高位出水管阀门6、中位出水管阀门7、低位出水管阀门8，上述阀门的材质均为钢制，直径100mm。三根出水管道末端汇总成一出水管9。在集水区4连接有反冲洗进水管10及反冲洗进气管11。滤池体I的上部还设置有反冲洗集水槽12及反冲洗水收集渠13，反冲洗水收集渠13与反冲洗排水管14连通。运行过程中，进水管道2将原水输送进入滤池I，原水自上而下流经滤料层3，汇集于集水区4，通过配水花墙进入出水井5，集水井5中水位升高至高位出水管时，打开高位出水管阀门6出水；随着运行时间的延长，生物滤池I中的水位逐渐升高，升高值达到400mm时，打开中位出水管阀门7出水，此时出水井中水位下降400mm，滤池I的水位也会随之下降400mm，过滤继续进行；随着运行时间的延长，生物滤池I中的水位再次升高400mm，此时打开低位出水管阀门8出水，出水井中水位下降400mm，滤池I的水位再次随之下降400mm，过滤继续进行。随着过滤时间的延长，滤池I的水位再次升高了 400mm，此时，一个过滤周期结束，需要进行滤池反冲洗。通过设置三个不同高度的出水管道，可以使滤料层3始终处于较高的水压状态下工作，滤料层3中截留的污染物可以逐次往滤料层3的深处迁移，从而使厚度更高的深层滤料发挥了截污的作用， 而不是仅仅发挥表层滤料的截污作用。反冲洗过程中，采用气水联合反冲洗方式，关闭低位出水管阀门8、进水管阀门，打开反冲洗水管10和反冲洗气管11的阀门，进行反冲洗，反冲洗水进入反冲洗集水槽12中，汇入反冲洗水收集渠13，再通过反冲洗排水管14排出系统。实施例2在杭州市玉皇山预处理水厂中建立一格下向流反硝化生物滤池，采用钢筋混凝土砌筑。生物滤池单格平面尺寸3x4m，高度5. 2m ;滤料采用轻质陶粒，粒径为6_9mm，滤层厚度为2m ;底部集水区高度为0. 8m ;出水井尺寸为lxlm，高度为5. 2m ;进水管道为钢制管道，直径为100mm;高位、中位、低位三根出水管道均为钢制管道，直径为100mm，阀门均为DN100，三根出水管道的高度差值为400mm。本发明的下向流反硝化生物滤池装置与另外一格相同尺寸的下向流反硝化生物滤池在杭州玉皇山预处理厂中对比运行一年，对COD，TN, SS的平均去除率分别为23%，72%,82% ；25%,70%,83% ;二者的反冲洗周期分别为2天和1. 5天。可以看出，二者对COD、SS和TN的去除率相近，而本发明的下向流反硝化生物滤池运行周期延长了 1/3，减少了反冲洗次数、反冲洗污泥产量和运行费用，具有良好的环境和经济效益。
权利要求
1.一种提高下向流生物滤池截污容量的生物滤池，包括滤池体(I)、进水管道(2)、滤料层(3)、集水区(4)及出水井(5)，所述的进水管道(2)设在滤池体(I)的上部，所述的滤料层(3)设置在滤池体(3)内，所述的集水区(4)设在滤料层(3)的下方，所述的出水井(5)设在滤池体(I)的侧部并与集水区(4)连通，其特征在于，还包括三根自上而下依次连接在出水井(5)上的出水管道。
2.根据权利要求1所述的一种提高下向流生物滤池截污容量的生物滤池，其特征在于，三根出水管道上分别设置有闻位出水管阀门(6)、中位出水管阀门(7)、低位出水管阀门(8)，三根出水管道末端汇总成一出水管(9)。
3.根据权利要求1或2所述的一种提高下向流生物滤池截污容量的生物滤池，其特征在于，三根出水管道之间的高度间隔为400mm。
4.根据权利要求2所述的一种提高下向流生物滤池截污容量的生物滤池，其特征在于，所述的高位出水管阀门(6)、中位出水管阀门(7)、低位出水管阀门(8)的材质为钢制，阀门直径为100mm。
5.根据权利要求1所述的一种提高下向流生物滤池截污容量的生物滤池，其特征在于，所述的滤池体(I)采用钢筋混凝土砌筑。
6.根据权利要求1所述的一种提高下向流生物滤池截污容量的生物滤池，其特征在于，所述的滤料层(3)中填充轻质陶粒的滤料。
7.根据权利要求6所述的一种提高下向流生物滤池截污容量的生物滤池，其特征在于，所述的轻质陶粒的粒径为6-9mm。
8.根据权利要求1所述的一种提高下向流生物滤池截污容量的生物滤池，其特征在于，所述的集水区(4)还连接有反冲洗进水管(10)及反冲洗进气管(11)。
9.根据权利要求1所述的一种提高下向流生物滤池截污容量的生物滤池，其特征在于，所述的滤池体(I)的上部还设置有反冲洗集水槽(12)及反冲洗水收集渠(13)，所述的反冲洗水收集渠(13)与反冲洗排水管(14)连通。
全文摘要
本发明涉及一种提高下向流生物滤池截污容量的生物滤池，包括滤池体、进水管道、滤料层、集水区及出水井，进水管道设在滤池体的上部，滤料层设置在滤池体内，集水区设在滤料层的下方，出水井设在滤池体的侧部并与集水区连通，还包括三根自上而下依次连接在出水井上的出水管道。本发明通过对生物滤池出水井管道的出水高度加以调节，使生物滤池中的水位始终维持在高水位附近，运行过程中滤料层中承受的水压力最大，从而能够将更多表层截留的颗粒物、生物污泥推往滤料深层，充分发挥滤料的深层截污效能，延长滤池的过滤周期，节约反冲洗水量，减少反冲洗污泥产量，降低运行成本。
文档编号C02F3/00GK103058358SQ20131003311
公开日2013年4月24日 申请日期2013年1月29日 优先权日2013年1月29日
发明者何圣兵, 陈雪初, 周伟丽, 应智渊, 刘佃娜, 徐靖航 申请人:上海交通大学