专利名称：双层滤料曝气生物滤池的制作方法
技术领域：
本发明属于污水处理装置，特别涉及一种对低浓度生活污水处理的一种双层滤料曝气生物滤池。
背景技术：
曝气生物滤池(BAF)是80年代末和90年代初兴起的污水处理工艺，最初用作三级处理，后发展成直接用于二级处理。它使用粗糙多孔的粒状滤料，滤料表面生长有生物膜，池底提供曝气，污水流过滤床时，污染物首先被过滤和吸附，进而被滤料表面的微生物氧化分解。其最大特点是集生物氧化和截留悬浮物于一体，节省了后续沉淀池，具有容积负荷大，水力停留时间短，基建投资少，出水水质高等优点。法国得利满公司的专利产品BIOFOR工艺，一般采用3-5mm陶粒作为滤料，分为两级；清华大学齐兵强在其清华大学2001年的博士论文“曝气生物滤池(BIOFOR)处理生活污水中试研究”中首次提出了一种曝气生物滤池不完全反冲洗的方法。
但这些有缺点，主要表现为(1)采用同一种粒径范围的滤料。那么，若粒径过小，容易堵塞，而粒径过大，则滤料外比表面积较小，生物量小，处理效率低，两者不易兼顾。
(2)运行周期短。由于异养菌污泥龄短，生长迅速，导致靠近进水口处的滤层内水头损失增长较快，需要频繁反冲洗，若反冲洗布水不均匀，易出现滤料粘结的现象，最后会造成滤池出水水质恶化，阻力上升，不得不停运检修。
(3)BIOFOR不易反冲洗。反洗强度大，反冲洗用水量大(最大可达40％)，反洗时间长，且反冲洗后恢复时间长(＞2h)。
(4)不利于同时完成脱碳和硝化功能。如果将有机物和氨氮的去除在一台设备中完成，就会由于异养菌生长迅速，需要频繁反洗而影响硝化菌的生长。若将脱碳和硝化功能在两个串连的BAF中完成，由于有机物的去除在很短的区域就完成了，因此在正常流速4～6m/h下，脱碳段的高度很低，造成设备的浪费；若依靠提高滤速增大负荷，会增大动力损耗，缩短反冲洗周期，同样不经济。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种双层滤料曝气生物滤池，所述生物滤池主要由进水分配装置、支撑层、双滤料层、工艺曝气装置、反冲洗布气装置、中部排水装置、出水口组成，其特征在于在一台设备内装填粗、细不同粒径的滤料，形成双滤料层，用于同时实现脱碳和硝化功能。并在位于上、下滤料层的交界处，安装中排装置，在中排管支管壁上开小孔，用于排出反洗的污泥。双层滤料曝气生物滤池的上、下两层可以采取不同的反冲洗方式。
所述装填的粗、细两层滤料的高度分为上厚、下薄、或相等、或相反。下部为粗粒径4-6mm的滤料，用于提高滤池的纳污能力，延长滤池的周期运行时间；上部装填细粒径1～3mm的滤料，用于增大滤料的比表面积，从而提高附着的硝化菌生物量，提高氨氮去除率。
所述两层滤料可为同一种滤料，也可为密度近似的不同种类滤料，并且其形状既可为规则的滤料，也可为不规则的滤料。
所述反冲洗方式采用大、小反冲洗交替，每5-7次小反冲洗后进行一次大反冲洗，每次大反冲洗前先进行小反冲洗。其反冲洗过程为反冲洗时压缩空气从空气入口4进入，通过反冲洗布气装置13均匀分布，清水从反冲洗进水口8进入。小反冲洗时反冲洗污泥由排水口7排出，大反冲洗时则由排水口6排出。当滤池水头损失达到2.0m高度后，用压缩空气和出水联合进行反冲洗，反冲洗出澄清的水后即可投入运行。
本发明的有益效果是本发明既可减少脱碳区的运行阻力，又可使硝化区生物量得到累积，提高硝化效率；另外还可减少反冲洗用水量和反冲洗阻力损失，缩短反冲洗后出水水质达到稳定的时间。与现有技术相比，本发明所具有的优点是(1)能在一台BAF内同时实现脱碳和硝化功能，对有机物和氨氮具有较高的去除率。COD(化学需氧量)去除率在80％以上，氨氮去除率可达95％。
(2)运行和反洗阻力小，运行周期长，反洗水耗低。运行阻力一般不会超过2m，24h才需要一次小冲反洗，5-7个周期后才需要一次大反冲洗，反冲洗自用水耗在10％以内。
(3)小反洗后恢复正常运行状态所需时间短，在2h内。
(4)气水比低，仅2∶1～6∶1，运行费用低。
(5)相对于两级BAF，占地面积小，系统简单，投资少。
图1为双层滤料曝气滤池结构示意图。
具体实施例方式
图1所示为双层滤料曝气滤池结构示意图。双层曝气生物滤池主要由上部滤料层1、下部滤料层2、承托层11、多孔板进水分配装置12、工艺曝气装置10、反冲洗布气装置13组成，并在位于上滤料层1和下滤料层2的交界处，安装中排装置7，在中排管7的支管管壁上开孔14，便于双层滤料曝气生物滤池的上、下两层可以采取不同的反冲洗方式，并用于排掉小反冲洗时的污泥。在下部装填粗粒径4-6mm的滤料，用于提高滤池的纳污能力，延长滤池的周期运行时间；在上部装填细粒径1～3mm的滤料，用于增大滤料的比表面积，从而提高硝化菌的生物量，提高氨氮去除率。运行时污水从进水口9进入，通过进水分配装置12，穿过承托层11，经过下部滤料层2和上部滤料层1去除悬浮物、COD、BOD5(生化需氧量)和氨氮后，从出水口5排出，同时压缩空气由3进入，通过工艺曝气装置10曝气，为微生物生长提供氧气；反洗时压缩空气从空气入口4进入，通过反冲洗布气装置13均匀分布，清水从反洗进水口8进入。小反洗时反冲洗污泥由排水口7排出，大反洗时则由6排出。一般24小时才进行一次小反冲洗，其过程为先关闭出水口5，打开中排口7，放空上部存水，先以强度为(10-15)L/m2.s的气体进行气反冲洗2-4min，再以水强度为(8-12)L/m2.s同气一起进行气水同洗3-6min，以同样强度的水漂洗干净投入运行。经过5～7个周期后，再大反冲洗一次，其过程与小反冲洗基本相同。当滤池水头损失达到一定高度后(一般为1～2m左右)用压缩空气和出水联合进行反冲洗，反冲洗出水澄清后即可投入运行。
下面再列举两实施例对本发明进一步说明
实施例1较低浓度生活污水的处理(COD浓度为100-250mg/l)下部滤料粒径为4～6mm，密度为(1800～2200)kg/m3，高度为1-1.5m；上部滤料为2-3mm，密度为(1800～2200)kg/m3，高度为2～3m。运行水流速2-3m/h，水气比为1∶3～1∶6。本工艺采用大、小反冲洗交替的方法进行反冲洗，约5-7个小反冲洗后进行一次大反冲洗。大、小反冲洗均采用气水联合反冲洗方式。悬浮物去除率约为80％左右，COD去除率约为80％左右，氨氮的去除率为80～95％。
实施例2极低浓度生活污水的处理(COD浓度＜100mg/l)下部滤料粒径为3～5mm，密度为(1800～2200)kg/m3，高度为1-1.5m；上部滤料为1-3mm，密度为(1800～2200)kg/m3，高度为2～3m。运行水流速3-6m/h，水气比为1∶2～1∶4。本工艺采用大、小反冲洗交替的方法进行反冲洗，约5-7次小反冲洗后再进行一次大反冲洗。大、小反冲洗均采用气水联合反冲洗方式。悬浮物去除率约为80％左右，COD去除率约为80％左右，氨氮的去除率为80～95％。
权利要求
1.一种双层滤料曝气生物滤池，所述生物滤池主要由进水分配装置、支撑层、双滤料层、工艺曝气装置、反冲洗布气装置、中部排水装置、出水口组成，其特征在于在一台设备内装填粗、细不同粒径的滤料，形成双滤料层，用于同时实现脱碳和硝化功能，并在位于上、下滤料层的交界处，安装中排装置，在中排管支管壁上开小孔，用于排出反洗的污泥。双层滤料曝气生物滤池的上、下两层可以采取不同的反冲洗方式。
2.根据权利要求1所述双层滤料曝气生物滤池，其特征在于所述装填的粗细两层滤料的高度分为上厚、下薄、或相等、或相反，下部为粗粒径4-6mm的滤料，用于提高滤池的纳污能力，延长滤池的周期运行时间；上部装填细粒径1～3mm的滤料，用于增大滤料的比表面积，从而提高附着的硝化菌生物量，提高氨氮去除率。
3.根据权利要求1所述双层滤料曝气生物滤池，其特征在于所述两层滤料可为同一种滤料，也可为密度近似的不同种类滤料，并且其形状既可为规则的滤料，也可为不规则的滤料。
4.根据权利要求1所述双层滤料曝气生物滤池，其特征在于所述反冲洗方式采用大、小反冲洗交替，每5-7次小反冲洗后进行一次大反洗，每次大反洗前先进行小反冲洗。其反冲洗过程为反冲洗时压缩空气从空气入口(4)进入，通过反冲洗布气装置(13)均匀分布，清水从反冲洗进水口(8)进入，小反冲洗时反洗污泥由排水口(7)排出，大反冲洗时则由排水口(6)排出，当滤池水头损失达到1-2m高度后，用压缩空气和出水联合进行反冲洗，反冲洗出水澄清后即可投入运行。
全文摘要
本发明公开了属于污水处理的一种双层滤料曝气生物滤池，在一个设备内装填两种不同粒径的滤料，并在两层滤料交界处安装中排装置，其中排支管管壁上开有过水孔，在小反冲洗时，污泥等从中排管排出，在大、小反冲洗时采用气水交替冲洗。本发明用于处理低浓度的生活污水有很好的效果，既可减少脱碳区的运行阻力，又可使硝化区生物量得到累积，提高硝化效率；可以减少反冲洗用水量和反冲洗阻力损失，缩短反冲洗后出水水质达到稳定的时间。与现有技术相比，能在一台生物滤池内同时实现脱碳和硝化功能，能去除有机物80％以上，氨氮去除率达可95％。是目前处理低浓度生活污水的设备中系统简单、投资小的较好的实用装置。
文档编号C02F3/06GK1401592SQ02129618
公开日2003年3月12日 申请日期2002年9月4日 优先权日2002年9月4日
发明者文湘华, 田文华, 钱易 申请人:清华大学, 西北电力试验研究院