复合填料外循环连续曝气生物滤池的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种复合填料外循环连续曝气生物滤池，其特征在于：具有填料清洗部，包括压缩空气提升管、压缩空气供应单元、填料清洗单元、清洗废水排放单元、填料回流单元及导料管。其中，的压缩空气提升管入口位于池内填料层的底部，出口位于池体的外部。压缩空气供应单元的出口与压缩空气提升管的入口对向设置，用于将填料颗粒吹入压缩空气提升管并气水冲洗。填料清洗单元承接从压缩空气提升管输送的颗粒填料，填料清洗单元的内壁具有突起结构，用于在填料掉落的过程中与填料发生摩擦清洗。填料回流单元在清洗部的底部连接有导料管。本发明在保证曝气生物滤池连续工作的情况下对其中的填料颗粒进行清洗，从而实现曝气生物滤池的连续不间断运行。
【专利说明】复合填料外循环连续曝气生物滤池
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种复合填料外循环连续曝气生物滤池，属于污、废水处理领域。
【背景技术】
[0002]我国是一个水资源严重缺乏的国家，然而，近些年伴随着社会经济的快速发展，人口的持续增加，大量未经处理的污水和不达标废水被排入周边水体环境中，造成我国水体污染严重，水资源缺乏情况进一步加剧。因此，研究和开发新的污、废水处理技术工艺，降低污、废水中污染物的含量，实现处理水达标排放或资源化利用，对于保护水环境和解决水资源危机具有重要的意义。
[0003]曝气生物滤池是上世纪80年代末由欧美国家研发的一种新型污水处理工艺，具有有机负荷高，占地面积小，反应器结构简单，操作灵活，出水水质好等特点。但是长时间运行一段时间后，附着在曝气生物滤池内部填料上的生物膜会逐渐变厚老化，导致氧传递速率降低，传质速率减慢，生物膜活性降低，与此同时反应器内部截留物增加，导致内部填料间孔隙率降低，甚至堵塞，水头损失增加，能耗增大，处理能力降低，因此，曝气生物滤池需要定期进行反冲洗以恢复滤池的处理能力。普通曝气生物滤池需要停止运行进行单独反冲洗，这种反冲洗方式降低了滤池的处理能力，同时也增加了操作负担，而且反冲洗后曝气生物滤池需要一段时间进行生物恢复才能达到反冲洗前的处理效果，在此期间出水水质不稳定。另外，现行的连续式曝气生物滤池由于一体化设计，其施工及维护管理不便，曝气生物滤池有效面积和容积小，处理能力差，且填料的级配、孔隙及挂膜、吸附性能没有优化。
【发明内容】
[0004]为解决上述问题，本发明采用了如下结构:
[0005]本发明提供一种复合填料外循环连续曝气生物滤池，具有内部填装颗粒填料的池体，以及位于池体内部填料层上部的均匀布水部、位于池体下部颗粒填料之中的均匀曝气部和位于曝气部下方的集水部，其特征在于:具有填料清洗部，包括压缩空气提升管、压缩空气供应单元、填料清洗单元、清洗废水排放单元、填料回流单元及导料管。其中，的压缩空气提升管入口位于池内填料层的底部，出口位于池体的外部。压缩空气供应单元的出口与压缩空气提升管的入口对向设置，用于将填料颗粒吹入压缩空气提升管并气水冲洗。填料清洗单元承接从压缩空气提升管输送的颗粒填料，填料清洗单元的内壁具有突起结构，用于在填料掉落的过程中与填料发生摩擦清洗。填料回流单元在清洗部的底部连接有导料管，用于将填料导入池体内部。
[0006]另外，本发明的复合填料外循环连续曝气生物滤池还可以具有这样的特征:填料清洗部位于曝气生物滤池池体外部。
[0007]另外，本发明的复合填料外循环连续曝气生物滤池还可以具有这样的特征:其中，填料为生物陶粒、改性沸石、改性膨润土烧结填料以及新型催化填料等中的至少两种或两种以上的复合。[0008]另外，本发明的复合填料外循环连续曝气生物滤池还可以具有这样的特征:空气提升管的出口处，设有防护罩。
[0009]另外，本发明的复合填料外循环连续曝气生物滤池还可以具有这样的特征:其中，导料管的出口处还连接有导料罩。
[0010]另外，本发明的复合填料外循环连续曝气生物滤池还可以具有这样的特征:清洗废水排放管及处理水排放管进口处均设置防填料流出网。
[0011]发明作用与效果
[0012]根据本发明的曝气生物滤池，一方面，由于本发明采用了独立的填料清洗部，因此在保证曝气生物滤池连续工作的情况下对其中的填料颗粒进行清洗，从而实现曝气生物滤池的连续不间断运行。
[0013]另一方面，由于填料清洗器置于池外，既方便施工与维修，也增大了曝气生物滤池的有效过水面积，提高了曝气生物滤池的处理能力。
[0014]另外，由于本发明的填料清洗单元内部的侧壁还具有突起结构，因此可以进一步对填料进行清洗，进一步提高了填料的清洗效果。
[0015]其次，由于本发明的曝气生物滤池，池内填料采用两种或两种以上新型高效填料的复合，增强了挂膜和吸附性能，以及传质和过滤效果，提高了曝气生物滤池的处理效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本发明的曝气生物滤池在实施例中的剖面结构示意图。
[0017]1、清洗废水排放管；2、填料自清洗器；3、溢流管；4、进水管；5、多爪式布水器；6、填料口 ；7、导料管；8、导料罩；9、池体；10、混合生物填料；11、曝气管；12、曝气总管；13、穿孔集水管；14、出水管；15、填料斗；16、卸料口 ；17、压缩空气进口 ；18、放空管；19、支撑架；20、压缩空气提升管；21、空气压缩机；22、空气泵；23、水泵；24、压缩空气提升管防护罩；25、清洗废水收集区。
【具体实施方式】
[0018]以下结合附图来详细说明本发明的曝气生物滤池。
[0019]图1是本发明曝气生物滤池的剖面结构示意图。
[0020]如图1所示，本发明的曝气生物滤池100包括连续式曝气生物滤池主体和填料清洗部两个主要部分。其中，填料清洗部包括压缩空气供应单元、压缩空气提升管2、压缩空气提升管防护罩24，填料清洗单元包括填料自清洗器2，清洗废水排放单元包括废水集水区25与废水排放管1，填料回流单元包括导料管7与导料罩8。其中，压缩空气供应单元具有空气压缩机21和压缩空气导入管17。
[0021]连续式曝气生物滤池主体具有池体9，池体9内部装有填料10，池体9的上部具有进水管4，进水管4的一端连接有水泵23，进水管4的另一端连接有多爪式布水器5。多爪式布水器5位于池体内部填料区的上方均匀的向填料层表面喷水。水泵23将待处理的废水通过进水管4泵入多爪式布水器5从而进入池体9内部。池体9内部的填料10的下部还具有曝气管11，池体外部的空气泵22通过曝气总管12将气体泵入曝气管11中，进而通过曝气管11进入池体9的填料10中，对废水进行曝气。曝气管11的下部设有穿孔集水管13，废水流经填料层后通过穿孔集水管13收集并通过出水管14流出。在池体9的下半部分还具有填料斗15，填料斗15的底部还具有放空管18和卸料口 16。池体9下部具有支撑架19，用于支撑整个装置。
[0022]填料清洗部具有空气压缩机21，压缩空气导入管17与空气压缩机21相连，压缩空气导入管17的出口位于池体9下部的填料斗15的底部，开口向上，与压缩空气提升管20在此位置的入口相对应，可以将填料气提进入压缩空气提升管20中。压缩空气提升管20以及填料清洗单元2由耐磨材料制成。压缩空气提升管20的进口为喇叭状，并且与压缩空气导入管17之间具有一定的空隙，使得一小部分填料能够进入。压缩空气导入管17向上延伸到池体9中部时伸出池体9的外部，并继续向上延伸将填料输送至清洗单元2。当来自压缩空气提升管20中的空气携带有填料10和一部分液体，填料10在压缩空气提升管20中由于高压气流及紊动水流的作用相互碰撞和摩擦，使其表面老化的部分生物膜脱落，当空气提升管输送的填料10受防护罩及重力的作用而落入填料清洗单元2中，填料清洗单元壁面具有多个突起结构，填料10会与这些突起之间发生碰撞和摩擦，从而进一步清洗填料上老化的生物膜。清洗废水携带老化脱落的生物膜流入液体收集区25，通过清洗废水排放管I排出。
[0023]在填料清洗单元的底部具有导料管7，将清洗后的填料10收集起来并重新导入池体9中。导料管的前端具有导料罩8可以使得填料更均匀的掉落在池体9内的填料10上。
[0024]设备采用进水均匀布水下向流方式运行，运行时:待处理的污、废水经水泵23提升到进水管4，后经进水管管道进入多爪式布水器5进行均匀布水，与此同时空气泵22将空气泵入曝气总管12，之 后经曝气管11进行均匀曝气，为填料上的生物膜提供充足的溶解氧，曝气管所产生的微小气泡和污废水形成气水异向流态流经混合生物填料层10，废水中含有的污染物被填料层10截留、生物膜吸附和降解；填料清洗过程:设备通过外置的空气压缩机21连接压缩空气进口 17，将压缩空气泵入压缩空气提升管20中，压缩空气在压缩空气提升管20中向上运动的同时会将反应器底部填料斗15中的部分填料10提升到压缩空气提升管20中，填料10在上升过程中，受到压缩空气对其的搅动、填料之间的相互碰撞摩擦以及压缩空气提升管20中紊流水体的剪切作用，填料表面的部分老化生物膜和杂质会因此外力作用而脱落更新，其到达压缩空气提升管20顶部后，填料会在重力的作用下进入填料自清洗器2进一步脱膜更新，之后清洗好的填料在重力作用下经导料管7和导料罩8回流到反应器中的生物填料层，携带老化生物膜等杂质的清洗废水由清洗废水排放管I排除，从而完成对反应器中填料上老化生物膜的清洗循环更新。
[0025]本发明的曝气生物滤池的填料清洗单元可以独立于废水处理过程。也就是说填料清洗单元可以只在需要对池体中的填料进行清洗的时候才开启。
[0026]曝气生物滤池的混合生物填料，选用两种或多种不同材质的填料复合:如挂膜性能优良的生物陶粒，吸附性能优良的改性沸石，挂膜及吸附性能较好的改性膨润土烧结填料，有催化作用的新型催化填料等。可根据水质要求采用适宜粒径和特性的填料。
[0027]相关填料的使用方法如下:
[0028]生物陶粒:粒径3_6mm，摩擦损失率< 2.2%，比表面积2-5 X 104m2/g,堆积孔隙(％)> 36%,堆积密度 0.75-1.lg/cm3
[0029]稀土瓷砂:粒径2_4mm，摩擦损失率< 0.75%，比表面积2 X 104m2/g,堆积孔隙(％)>28.6%,堆积密度 1.40-1.80g/cm3
[0030]改性膨润土烧结填料:粒径3-7mm，摩擦损失率< 3.0%，比表面积8_15m2/g，堆积孔隙(％) > 36%，堆积密度 0.2-0.7g/cm3
[0031]需氧生物催化填料:粒径5-10mm，摩擦损失率< 5.0%，比表面积0.6-1.5m2/g，堆积密度 0.2-0.7g/cm3
[0032]改性沸石:粒径2-5mm，摩擦损失率< 1.0%，比表面积122_355m2/g，堆积孔隙(％)32-48%,堆积密度 0.6-0.9g/cm3
[0033]对于含LAS的洗涤废水，使用生物陶粒和稀土瓷砂复合后，在进水COD浓度500-800mg/L, LAS50mg/L条件下，COD的去除率可以达到90%左右，LAS的去除率达到85%左右。
[0034]对于富营养化景观水体，使用生物陶粒和改性沸石复合后，进水COD浓度为80mg/L,氨氮为5mg/L时，其COD去除率可以达到75%，氨氮去除率达到95%。
[0035]实施例作用与效果
[0036]根据本发明的曝气生物滤池的实施例，一方面，由于本发明采用了独立的填料清洗部，因此在保证曝气生物滤池连续工作的情况下对其中的填料颗粒进行清洗，从而实现曝气生物滤池的连续不间断运行，不用停止运行进行单独反冲洗及生物膜恢复过程。反应器在连续运行阶段的大部分时间内填料上始终存在着已更新的生物膜，其传质效果好，污染物降解效率高，因此该反应器比普通曝气生物滤池有更高的处理效率和处理能力，耐冲击负荷性能更好。因此，出水水质更加平稳，不会出现明显的波动，其出水水质可达到综合污水排放二级标准或更高标准。
[0037]另一方面，相对于现行的连续式曝气生物滤池由于填料清洗器置于池外，既方便施工与维修，也增大了曝气生物滤池的有效过水面积，提高了曝气生物滤池的处理能力。
[0038]另外，由于本发明的填料清洗单元内部的侧壁还具有突起结构，因此可以进一步对填料进行清洗，进一步提高了填料的清洗效果。
[0039]另外，在启动填料清洗装备后，池底填料斗中的填料通过压缩空气提升至填料清洗器中，反应器内部生物填料呈现出整体向下缓慢运动的趋势，使填料自下至上逐步循环清洗，填料颗粒的相对位置会发生改变，填料之间的通透性得到提高，克服了普通曝气生物滤池填料之间易板结，易堵塞，水头损失及能耗大的缺点。
[0040]另外，由于采用了两种或多种填料复合，充分发挥每种填料的优势，使反应器填料具有良好的粒径级配和孔隙率，具备优良的挂膜和吸附性能，提高了反应器的处理能力和出水水质。
[0041]当然本发明所涉及的曝气生物滤池并不仅仅限定于在上述实施例中的结构。以上内容仅为本发明构思下的基本说明，而依据本发明的技术方案所作的任何等效变换，均应属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1. 一种复合填料外循环连续曝气生物滤池，具有内部填装复合填料的池体，以及位于所述池体内部填料层上部的均匀布水部、位于所述颗粒填料之中的曝气部和位于曝气部下方的集水部，其特征在于: 具有填料清洗部，包括压缩空气提升管、压缩空气供应单元、填料清洗单元、清洗废水排放单元、填料回流单元及导料管， 其中，所述的压缩空气提升管入口位于所述池内填料层的底部，出口位于所述池体的外部， 所述压缩空气供应单元的出口与所述压缩空气提升管的入口对向设置，用于将所述填料颗粒吹入所述压缩空气提升管并气水冲洗， 所述填料清洗单元承接从所述压缩空气提升管输送的颗粒填料，所述填料清洗单元的内壁具有突起结构，用于在所述填料掉落的过程中与所述填料发生摩擦清洗， 所述填料回流单元在清洗部的底部连接有导料管，用于将所述填料导入所述池体内部。
2.根据权利要求1所述的复合填料外循环连续曝气生物滤池，其特征在于: 所述填料清洗部位于所述曝气生物滤池池体外部。
3.根据权利要求1所述的复合填料外循环连续曝气生物滤池，其特征在于: 其中，所述填料为生物陶粒、改性沸石、改性膨润土烧结填料以及新型催化填料等中的至少两种或两种以上的复合。
4.根据权利要求1所述的复合填料外循环连续曝气生物滤池处理器，其特征在于: 所述空气提升管的出口处，设有防护罩。
5.根据权利要求1所述的复合填料外循环连续曝气生物滤池处理器，其特征在于: 其中，所述导料管的出口处还连接有导料罩。
6.根据权利要求1所述的复合填料外循环连续曝气生物滤池处理器，其特征在于: 清洗废水排放管及处理水排放管进口处均设置防填料流出网。
【文档编号】C02F3/02GK103613188SQ201310632302
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年12月2日 优先权日:2013年12月2日
【发明者】纪桂霞, 司大伟, 杨继柏, 王学连, 蒙勇翔, 王蒙, 许行翔, 方明智, 房萃, 洪昱昕 申请人:上海理工大学