用于曝气生物滤池的滤砖和采用该滤砖的曝气生物滤池的制作方法

本发明涉及污水处理领域，特别涉及一种用于曝气生物滤池的滤砖以及使用该种滤砖的曝气生物滤池。

背景技术：

曝气生物滤池，简称baf((biologicalaeratedfilter)，是80年代末在欧美发展起来的一种新型生物膜法污水处理工艺，于90年代初得到较大发展，最大规模达几十万吨每天，并发展为可以脱氮除磷。该工艺具有去除ss(悬浮固体)、cod(化学需氧量)、bod(生化需氧量)、硝化、脱氮、除磷、去除aox(有害物质)的作用，曝气生物滤池是集生物氧化和截留悬浮固体一体的新工艺。

现有技术中的曝气生物滤池主要采用整浇滤板+滤头的布水布气系统，滤头固定安装于整体滤板上，反洗时反洗空气及反洗水共同由滤头下部进入混合后从滤头上部的滤帽排出。该系统在建设和运行中会出现以下问题：土建及安装施工复杂，施工周期长，施工精度不易保证；滤板以下需要设置1米高的滤室，用于安装布气管道及日常检修，故滤室占据池体容积较大但并不起到去除污染物的作用，属于浪费容积。滤池每平方米仅有36个布水布气点，布水布气点较少造成反洗强度不均。滤头在运行中容易出现破损或堵塞现象，从而使反洗强度不均，影响滤池运行效果。

现有技术中的滤砖结构通常仅能用于降流过滤的普通滤池或深床滤池，普通滤池或深床滤池降流过滤时，仅有水从上而下通过滤砖。反洗时反洗水和反洗气同时由下而上通过滤砖。由于曝气生物滤池在工作时需要持续曝气，在现在的滤砖均无法良好地实现曝气的同时实现下向流的水过滤。

技术实现要素：

为了解决现有技术的上述问题，本公开内容提出了一种用于曝气生物滤池的滤砖，所述滤砖包括有底部敞开的第一腔室，所述第一腔室自所述滤砖的底部延伸至滤砖顶部，所述第一腔室的横截面面积自下而上逐渐缩小，所述第一腔室用于容纳配气配水系统的出口端；所述第一腔室的侧向为布置有多个开孔的孔板，所述滤砖在所述孔板的中部位置与顶壁之间设置有分隔板，所述孔板在与所述分隔板的交接处分为上孔板部和下孔板部，所述顶壁在与所述分隔板的交接处分为第一顶壁部和第二顶壁部；其中，所述下孔板部、所述滤砖的侧壁、第一顶壁部和分隔板形成第二腔室，所述第一顶壁部都设置有开孔，所述第一顶壁部与所述侧壁相邻；所述上孔板部、所述第二顶壁部和所述分隔板形成第三腔室，所述第二顶壁部设置有开孔，所述分隔板将所述第二腔室与所述第三腔室分隔。

优选地，在根据本公开内容的滤砖的一个实施方式中，滤砖的第一腔室的顶部可以为封闭的顶板。优选地，第一腔室的顶板低于所述第一顶壁部和所述第二顶壁部。

优选地，在根据本公开内容的用于曝气生物滤池的滤砖中，滤砖可以为长方体构型，所述第一腔室位于滤砖底部中心位置并且纵向延伸，所述滤砖在所述第一腔室的两侧对称布置有左侧的分隔板和右侧的分隔板，所述滤砖还在所述第一腔室的两侧对称布置有左侧的第二腔室和第三腔室以及右侧的第二腔室和第三腔室。

进一步优选地，滤砖中的左侧的分隔板、左侧的上孔板部、右侧的上孔板部、右侧的分隔板呈大致w形构造。优选地，在根据本公开内容的滤砖中，第二顶壁部的宽度大于所述第一顶壁部的宽度；优选地，所述滤砖的顶壁的外周缘设有凸起挡边。

在根据本公开内容的用于曝气生物滤池的滤砖的另一个具体实施方式中，所述滤砖可以为顶面和底面均为六边形的柱状构造，所述第二腔室和第三腔室被配置成环绕所述第一腔室；所述第二顶壁部的宽度大于所述第一顶壁部的宽度。

根据本公开内容的另一方面，还提出了一种曝气生物滤池，该曝气生物滤池采用前文所述的滤砖；该生物滤池包括多列水平铺设的滤砖和铺设在各列滤砖之下的曝气管，曝气管上设有竖直朝向上方的短支管。

优选地，在根据本公开内容的曝气生物滤池中，所述曝气管和所述短支管布置在滤砖的第一腔室的中间位置。

进一步优选地，在根据本公开内容的曝气生物滤池的一个具体实施方式中，曝气生物滤池的上部设于进水口，中部设有过滤层，底部设有出水口；该曝气生物滤池曝气时，充氧的空气自曝气管、短支管经上孔板部、第三腔室、所述滤砖的上端面上向排出；污水经所述滤砖的上端面、第二腔室、下孔板部下向流出；该曝气生物滤池反洗时，反洗气体空气自曝气管、短支管经上孔板部、第三腔室、所述滤砖的上端面上向排出，反洗水体自下而上的经孔板、第三腔室和第二腔室、所述滤砖的上端面上向排出。

根据本发明的滤砖和曝气生物滤池，可获得的有益效果至少包括：

1、本发明的滤砖能够将滤砖的上端面空隙和内部空间进行功能区分，创造性的使得滤砖可应用于曝气生物滤池。

2、本发明的滤砖可同时进行上向曝气、下向过水，满足曝气生物滤池的运行条件要求，从而使滤砖不仅可以用于普通滤池或深床滤池，同时也可运用于曝气生物滤池，扩大了滤砖的使用范围。

3、本发明的滤砖应用于曝气生物滤池，可克服现有技术中采用整浇滤板和滤头的布水布气系统的缺陷。

应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本发明所要求保护内容的限制。

附图说明

参考随附的附图，本发明更多的目的、功能和优点将通过本发明实施方式的如下描述得以阐明，其中：

图1示意性示出根据本公开内容的用于曝气生物滤池的滤砖的一个实施方式的竖向截面视图；

图2为根据本公开内容的滤砖的示意图，其第一腔室内布置有曝气管；

图3为根据本发明的一个实施方式的滤砖的工作原理示意图；

图4为本发明的滤砖工作状态示意图，图4a为滤砖在过滤时的气水状态示意图，图4b为滤砖在反洗时的气水状态示意图。

具体实施方式

通过参考示范性实施例，本发明的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本发明并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本发明的具体细节。

在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。

如附图1至图2所示，示意性示出根据本公开内容的用于曝气生物滤池的滤砖的一个实施方式的竖向截面视图。

在所示的用于曝气生物滤池的滤砖中，包括有底部敞开的第一腔室53，所述第一腔室自所述滤砖的底部延伸至滤砖顶部。第一腔室53的横截面面积自下而上逐渐缩小。如图2所示，第一腔室53用于容纳配气配水系统的出口端；第一腔室的侧向为布置有多个开孔的孔板20，滤砖在孔板20的中部位置与顶壁之间设置有分隔板31，孔板20在与分隔板31的交接处分为上孔板部22和下孔板部21，顶壁在与分隔板31的交接处分为第一顶壁部11和第二顶壁部12。其中，下孔板部21、滤砖的侧壁41、第一顶壁部11和分隔板31形成第二腔室51，第一顶壁部11设置有开孔。第一顶壁部11与侧壁41相邻。上孔板部22、第二顶壁部12和分隔板31形成第三腔室52，第二顶壁部12设置有开孔，分隔板31将第二腔室51与第三腔室52分隔。其中第一腔室和第二腔室分别用于流体穿过其中而流动。

优选地，在根据本公开内容的滤砖的一个实施方式中，滤砖的第一腔室53的顶部可以为封闭的顶板。优选地，第一腔室53的顶板低于第一顶壁部11和第二顶壁部12。

优选地，在根据本公开内容的用于曝气生物滤池的滤砖中，滤砖可以为长方体构型，第一腔室53位于滤砖底部中心位置并且纵向延伸，滤砖在第一腔室53的两侧对称布置有左侧的分隔板和右侧的分隔板，滤砖还在第一腔室的两侧对称布置有左侧的第二腔室和第三腔室以及右侧的第二腔室和第三腔室。

进一步优选地，滤砖中的左侧的分隔板、左侧的上孔板部、右侧的上孔板部、右侧的分隔板呈大致w形构造。优选地，在根据本公开内容的滤砖中，第二顶壁部12的宽度大于第一顶壁部11的宽度；优选地，所述滤砖的顶壁的外周缘设有凸起挡边。

在如图1所示的实例中，例如在方形或长方体形构造的滤砖中，滤砖的顶壁10的中部可向下凹陷，形成中部凹陷13，滤砖的第一腔室位于中间，下部为两个向内倾斜并构成敞口渐扩的梯形槽构造的孔板20。孔板20与顶壁10的中部凹陷13邻接。

在根据本公开内容的滤砖的一个优选实施方式中，滤砖为方形的构造或者成为长方体形构型，图1中所示的为端面的立视图。如附图所示，滤砖包括沿其中轴线对称布置的左半部和右半部，左半部和右半部的内部均通过分隔板31分割成两个独立的腔室，分隔板31自滤砖顶壁10距靠近滤砖的侧壁(例如41)的预定距离处延伸至孔板20的腰部。

其中，左半部和右半部内的两个腔室可分别为第二腔室51和第三腔室52，所述左半部和右半部之间夹设的梯形槽构造为第一腔室53。

其中，滤砖的第一顶壁部11、滤砖的侧壁41、下孔板部21和分隔板31之间的空腔为第二腔室51，即在左半部和右半部内部且位于分隔板31外侧的腔室为第二腔室51。

其中，滤砖的第二顶壁部12、分隔板31、上孔板部22和上端面的中部凹陷13之间的空腔为第三腔室52，即在左半部和右半部内部且位于分隔板31内侧的腔室为第三腔室52。

此处所述的第一顶壁部11、第二顶壁部12如图1所示，第一顶壁部11为滤砖上端面10上的靠外侧部分，第二顶壁部12为靠中间部分。其中，其分界位置可为上端面10与分隔板31的连接部位。同理，下孔板部21和上孔板部22的交界位置是孔板20与分隔板31的连接部位。上端面的中部凹陷13能够用于加强与孔板20连接的强度。

在本实施方式中，滤砖的上端面10、孔板20均具有开孔14，分隔板31不开孔，并且分隔板由不透水不透气的材料制成。优选地，滤砖上端面的中部凹陷13也可以开孔，滤砖的侧壁41和与其相对的侧面不开孔，保证气水流动方向是上下方向流动的。

在本实施方式中，本发明的滤砖在不影响使用效果的前提下，采用在滤砖内部增加分隔板31的技术，将滤砖表面空隙和内部空腔进行功能性的区分。运行时，气走气路、水走水路，互不影响。而反洗时，因为气水同向流动，不存在气阻现象，气水同时由分隔板之间的空隙排出。不影响反洗效果。

在上述实施方式中，第二腔室51在第一顶壁部11的宽度小于第三腔室52在上端面中段12的宽度。即第二腔室51占用上端面10的面积小于第三腔室52的面积，也即第一顶壁部11的宽度小于第二顶壁部12的宽度，有利于污水充分曝气。在其他实施方式中，也可根据实际应用和需求调整第二腔室51和第三腔室52占用上端面10的比例，例如二者相等或关系大小互换。同理，分隔板31在孔板20的接点位置也可根据需求调节。

在如图所示的实施方式中，滤砖可以为大致长方体构造，滤砖上端面10的两侧可以设有凸起挡边，滤砖的下端的两侧设有水平支脚。

本发明的滤砖内部如同字母w，也可称为w型滤砖，在原有滤砖基础上优化内部机构，增加分隔板。将滤砖上表面的空隙部分、内部空腔部位根据下向过水和上向曝气功能进行分区。本发明的滤砖具有同时上向曝气、下向过水的功能技术特点，可适用于曝气生物滤池。本发明的滤砖不仅可应用于曝气生物滤池，也可应用普通滤池和深床滤池。

结合图3和图4来进一步说明根据本公开内容的滤砖的有益效果。

在布置有根据本公开内容的滤砖的曝气生物滤池中，当曝气生物滤池正常运行时，空气由气管进入滤砖后，由两块分隔板31中间的空隙(第三腔室52)排出滤砖，为曝气生物滤池充氧。而下向流的水体则由滤砖分隔板外侧的空隙(第二腔室51)向下流经滤砖。即w型滤砖内部空隙用于过气，w型外侧的空隙用于过水，气水分路运行，不产生气阻，互不干扰。在曝气的时候，在合适的气量和气压下，空气由中间的空隙(第三腔室52)排出，由下而上。

流体都具有一个特性，即选择阻力最小的路径流动。中间空隙(第三腔室52)由下而上走气，如果水体也从中间的空隙(第三腔室52)由上而下反向流动，会有很大阻力，所以水体会选择阻力小的侧面空隙(第二腔室51)由上而下流过。曝气时会在第一腔室53形成气水界面(图3仅示出了反洗时的气水界面)，气体在上部，水在下部，所以气体只会通过上部气孔排出。图3仅示出了反洗时的气水界面，

将本发明的滤砖应用的曝气生物滤池反洗时，气体仍由跟分隔板31中间的空隙(第三腔室52)排出，而水体则由滤砖表面全部的空隙(第二腔室51和第三腔室52)排出，因为反洗时气水都是由下而上排出，不存在气水反向流动而气阻的问题。

可选地，在根据本公开内容的用于曝气生物滤池的滤砖的另一个具体实施方式中，所述滤砖可以为顶面和底面均为六边形的柱状构造，所述第二腔室和第三腔室被配置成环绕所述第一腔室；所述第二顶壁部的宽度大于所述第一顶壁部的宽度。

根据本公开内容的另一方面，还提出了一种曝气生物滤池，该曝气生物滤池采用前文所述的滤砖；该生物滤池包括多列水平铺设的滤砖和铺设在各列滤砖之下的曝气管，曝气管上设有竖直朝向上方的短支管。

优选地，在根据本公开内容的曝气生物滤池中，所述曝气管和所述短支管布置在滤砖的第一腔室的中间位置。

进一步优选地，在根据本公开内容的曝气生物滤池的一个具体实施方式中，曝气生物滤池的上部设于进水口，中部设有过滤层，底部设有出水口；该曝气生物滤池曝气时，充氧的空气自曝气管、短支管经上孔板部、第三腔室、所述滤砖的上端面上向排出；污水经所述滤砖的上端面、第二腔室、下孔板部下向流出；该曝气生物滤池反洗时，反洗气体空气自曝气管、短支管经上孔板部、第三腔室、所述滤砖的上端面上向排出，反洗水体自下而上的经孔板、第三腔室和第二腔室、所述滤砖的上端面上向排出。

曝气生物滤池中的曝气系统也可包括采用其他方式的气管形式以及配套的供气装置。滤砖的排布方式也可按行分布，或者多行和多列交错分布。

如图4a所示的气水状态示意图，该曝气生物滤池曝气时，充氧的空气自曝气管、短支管经上孔板部、第三腔室、所述滤砖的上端面上向排出；污水经所述滤砖的上端面、第二腔室、下孔板部下向流出。

如图4b所示的气水状态示意图，该曝气生物滤池反洗时，反洗气体空气自曝气管、短支管经上孔板部、第三腔室、所述滤砖的上端面上向排出，反洗水体自下而上的经孔板、第三腔室和第二腔室、所述滤砖的上端面上向排出。

结合这里披露的本发明的说明和实践，本发明的其他实施例对于本领域技术人员都是易于想到和理解的。说明和实施例仅被认为是示例性的，本发明的真正范围和主旨均由权利要求所限定。