专利名称：V型曝气生物滤池的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种曝气生物滤池，尤其涉及一种V型曝气生物滤池，属于污水 处理领域。
背景技术：
曝气生物滤池(Biological Aerated Filter，简称BAF)，又称“生物曝气滤池”、 “淹没式曝气生物滤池”，是在生物接触氧化工艺基础上，引入给水处理中的过滤工艺，而形 成的一种污水处理工艺。曝气生物滤池起源于欧美20世纪70年代末，经80年代中后期 的较大发展后，到90年代初已基本成熟，目前，工艺形式不断推陈出新，功能逐步扩展和完 善。对于污染物浓度较高的情况下(如城镇污水经初次沉淀后直接进入曝气生物滤池)，滤 池内地生物量可达10 15g/L，具有较高的容积负荷；同时利用了填料和滤头的过滤作用， 节省了沉淀池，具有占地小、能耗低、效率高、运行稳定可靠等优点，是目前中水回用领域内 值得推广和使用的新技术。我国在“九五”期间组织了对生物曝气滤池的攻关研究，对生物 曝气滤池的滤料、处理性能及设计参数等方面进行了较为深入的试验研究。迄今为止，作为 污水处理的一项新技术，生物曝气滤池在世界各国主要是应用于去除污水中的有机物、悬 浮固体和硝化去除氨氮。曝气生物滤池是一种高负荷淹没式固定床三相反应器，充分运用了给水处理中的 过滤技术将过滤技术和接触氧化法有机地结合起来，不设沉淀池，通过反冲洗再生实现滤 池的周期更替。曝气生物滤池的主要特点是采用粒径较小的粒状材料作为滤料，滤料浸没 在水中，利用鼓风曝气供氧。滤料层起两方面的作用，一是作为微生物的载体，与一般的生 物滤池相比，由于其具有更大的比表面积，污水与生物膜实际的接触时间长，可使生物化学 反应进行得更为彻底；二是可作为过滤介质，截留进水中的悬浮固体和新形成的生物固体， 从而省去其他生物处理法中的二次沉淀池，取得优质的出水。生物曝气滤池可用作不同目 的的污水生物处理，如作为污水的二级生物处理，可用来去除污水中的SS、C0D、B0D，或进一 步硝化去除氨氮；用作污水三级生物处理，主要是硝化以去除氨氮，并进一步深度处理去除 污水中有机物和悬浮固体。若同时在厌氧和好氧条件下运行，还可用作污水的脱氮除磷。在曝气生物滤池中可以生长许多不同性质的菌群。在距进水端较近的滤层中， 污水中的有机物浓度较高，各种异养菌占优势，主要是去除B0D;在距出水口较近的滤料层 中，污水中的有机物浓度已很低，自养型的硝化菌将占优势，可进行氨氮的硝化反应。硝化 菌存在于生物膜的内侧，在滤料上有很强的附着能力，一旦形成，不易完全脱落。它通过沿 滤层高度上充氧强度的灵活调整达到下部缺氧区和上层好氧区的相互配合，生物曝气滤池 具有很高的硝化去除氨氮的能力，气水相对运动，气液接触面积大，气、水、生物膜的接触时 间长，从而提高了氧的利用率和处理效果。曝气生物滤池的滤料一般采用陶粒、无烟煤、活性炭、页岩、沸石等，以及密度远小 于水的有机滤料。一般要求滤料除应满足强度、耐磨、耐水、耐腐蚀等方面的要求外，一般选 用相对密度小的为好，这主要是考虑反冲洗的方便。相对密度小的滤料在反冲洗时易被松动，滤料层容易被冲洗干净，节省冲洗水量，避免滤料层引起严重积泥现象，影响处理效果。 滤料粒径的选择取决于进水水质和设计的反冲洗周期。为运行管理方便，反冲洗周期一般 定为24h。一般建议采用粒径3 6mm，滤料层的高度可取为1. 8 3. Om, 一般情况滤层高 度为2.0m。曝气系统可采用穿孔管曝气系统。穿孔管使用塑料或不锈钢材质，设置在距滤 料底底面以上约0. 3m处，使得滤料层的底部有一小段距离内不进行曝气，不受空气气泡的 扰动，保证有更好的过滤效果，以取得清澈的出水。生物曝气滤池的底部为反冲洗的布气、 布水和出水区。气和水通过滤头混合，从滤头的缝隙中均勻喷出，这种装置与给水处理的V 型滤池相似。反冲洗排水装置反冲水可采用设置在滤料层上部的排水槽连续排除，为防止 滤料流失，也可采用虹吸管排水。这些装置的设计方法同给水滤池。曝气生物滤池的反冲洗周期一般受水头损失的限制。经验表明当水头损失达到 约0. 6m时，若再延长运行时间，水头损失急剧升高，这时如采用增大水头损失来延长工作 周期并无多大实际意义。在实际生产中，为管理方便，满负荷运行条件下，生物曝气滤池可 每天反冲洗一次，即经24h运行水头损失不应超过0. 6m。按布水方向，曝气生物滤池可分为下向流和上向流两种。下向流指进水端为上部， 属气水逆向流方式，上向流指进水端为底部，属气水同向流方式。对于一般污水，目前的发 展趋势倾向于上向流方式，主要原因在于过滤介质总纳污能力强，不易堵塞；从处理效果 上，有研究表明上向流更好些，也有研究持反面的观点，总体上，与水质条件、滤池具体型式 等有很大关系。曝气生物滤池所受外界条件的影响与一般的生化反应系统基本一致，但最主要的 影响因素可归结为a)负荷容积负荷是衡量生物曝气滤池处理性能的主要指标，在满足容积负荷的 要求下，水力负荷的变化对处理效果的影响并不重要。但水力负荷不宜太低，否则易导致滤 层顶部堵塞过快。b)进水中溶解性BOD5的比例生物曝气滤池去除污水中的颗粒性BOD5,主要是通 过吸附和过滤作用，截留悬浮性BOD5,同时利用固着型微生物将其分解。但对去除污水中的 溶解性BOD5，生物化学反应会需要较长的时间，此时应采用低一些的容积负荷。C)进水SS浓度在一般情况下，经过预沉后，悬浮物浓度不影响生物曝气滤池的 去除的效果。但进水中SS过高对生物曝气滤池生物膜的活性会有影响，使生物曝气滤池去 除溶解性BOD5的效果有所下降。然而，在目前应用的曝气生物滤池工艺中，几乎均偏重于污染程度较高的污水领 域，而对污染程度较低、对安全性要求更高的污水深度处理领域，研究和应用甚少。由于水 质条件、安全性能等方面存在有较大的差异，曝气生物滤池应用于污染物浓度较低的污水 领域还有待发展。而随着国家和地区污水排放标准的日益提高，以及很多城镇供水水源污 染程度加剧的态势，该技术的应用有着广阔的市场空间。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种V型曝气生物滤池，以克服现有技术的不足。本实用新型的技术方案是一种V型曝气生物滤池，其特征在于，包括进水分配 渠、V型滤池及气水联合反冲洗装置，所述进水分配渠与V型滤池上部连接，所述V型滤池下部设有气水联合反冲洗装置；所述V型滤池内部自上而下依次设有生物滤料层、精密滤层、 承托层及滤板，所述滤板上均布有滤头，所述生物滤料层内设有曝气装置。较佳地，所述曝气装置采用穿孔曝气管曝气，包括曝气进气管和穿孔曝气管，所述 穿孔曝气管埋设于生物滤料层内，其底部距精密滤层100 150mm。曝气进气管的连接方 式可以采用本领域内的常规方式，穿孔曝气管的排列方式可采用为“丰”字布置或单边“丰” 字布置，其开孔方向为与中垂线成45°交错开孔。穿孔曝气管中气泡沿开孔方向上升，使生 物滤料层分成下部的缺氧区域和上部的好氧区域。穿孔曝气管的长度、设计基本参数包括 1)孔口流速9-12m/s ；2)缺氧区域的容积。本实用新型的气水联合反冲洗装置与给水处理中的V型滤池相似，为本领域的技 术人员所熟知。较佳地，所述气水联合反冲洗装置包括反冲洗气水分配槽、气水分配室、反 冲洗排水槽；其中，气水分配室位于所述滤板的下方，反冲洗气水分配槽位于气水分配室一 侧，并与气水分配室通过气水分配孔连通；反冲洗排水槽位于反冲洗气水分配槽上方，并与 所述V型滤池通过反冲水排水溢流堰连通；所述反冲洗气水分配槽上设有反冲洗进气管、 反冲洗进水管和出水管，所述反冲洗排水槽上设有反冲洗排水管。较佳地，所述滤头固定于滤板上，滤头的上端探入所述的承托层中。本实用新型中 的滤板和滤头均与V型滤池的滤板和滤头结构相同，具有节水、节能的特点。所述V型滤池 的滤板和滤头的结构为本领域的技术人员所熟知。较佳地，当生物滤料层的填料选用3 5mm粒径的滤料时，生物滤料的层高度为 2 3m ；当工程占地紧张时，也可采用6 8mm粒径的滤料，此时生物滤料层的高度可达到 3 5m ；所述精密滤层的有效高度为100 200mm ；所述承托层的高度为60 80mm，以能均 勻覆盖所述滤头为基准。本实用新型的V型曝气生物滤池系统的操作与V型滤池相接近，作为曝气的穿孔 曝气系统可全程开启；可配备在线全自动无人操作系统，主要为清洗泵、清洗风机及相应阀 门的启闭。本实用新型的V型曝气生物滤池，摒弃了目前上向流轻质曝气生物滤池的主流型 式，采用下向流型式，增加了精密滤层，出水水质稳定优越，适用于污水深度处理以及微污 染源水的预处理。实际效果上，以石油化工废水处理为例，具有以下几方面的特点1.出水水质优越，由《污水综合排放标准》(GB8978-96)石化行业二级提高至石化 行业一级，其中氨氮5mg/L以下；2.缺氧区域优化设计，兼顾反硝化、水解酸化功能，除有机物及反硝化脱氮效果 好；3.结合生物滤料层的粗滤功能和精密滤层的精滤功能，截留悬浮物效果显著，出 水悬浮物SS 10mg/L以下；4.采用厂区气源，辅以自动化控制系统，处理系统设备节简、能耗低。
图IV型曝气生物滤池的纵断面结构示意图图2穿孔管曝气供氧所形成的兼氧区域示意[0028]附图标记10进水分配渠，11进水管，12进水闸门，13出水管，13V型进水槽，21反 冲洗气水分配槽，22气水分配室，23反冲洗排水槽，24气水分配孔，25反冲水排水溢流堰， 26反冲洗进气管，27反冲洗进水管，28出水管，29反冲洗排水管，3生物滤料层，4精密滤 层，5承托层，6滤板，7滤头，8曝气进气管，9穿孔曝气管；L穿孔曝气管间距，η穿孔曝气管 数量，B曝气生物滤池宽度。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步阐述本实用新型，应理解，这些实施例仅用于说明本 实用新型而不用于限制本实用新型的保护范围。图1为本实用新型的V型曝气生物滤池的纵断面结构示意图，从图中可以看出，V 型滤池上部设有进水分配渠10，进水分配渠10下部设有进水管11，进水分配渠10与滤池 连接处设有进水闸门12和V型进水槽13，进水闸门12用于控制进水量。V型滤池内部自上而下依次设有生物滤料层3、精密滤层4、承托层5及滤板6，滤 板6上均布有滤头7。滤头7固定于滤板6上，滤头7的上端探入承托层中。当生物滤料 层的填料选用3 5mm粒径的滤料时，生物滤料的层高度为2 3m ；当工程占地紧张时，也 可采用6 8mm粒径的滤料，此时生物滤料层高度可达到5m ；所述精密滤层的有效高度为 100 200mm ；所述承托层的高度为60 80mm，以能均勻覆盖所述滤头为基准。如图1和图2所示，生物滤料层3内设有曝气装置，包括曝气进气管8和穿孔曝气 管9，穿孔曝气管8埋设于生物滤料层3内，其底部距精密滤层100 150mm。曝气进气管 的连接方式可以采用本领域内的常规方式，穿孔曝气管的排列方式可采用为“丰”字布置或 单边“丰”字布置，其开孔方向为与中垂线成45度交错开孔。曝气进气管8和穿孔曝气管 9的材质为不锈钢。如图1所示，V型滤池下部设有气水联合反冲洗装置，所述气水联合反冲洗装置包 括反冲洗气水分配槽21、气水分配室22、反冲洗排水槽23 ；其中，气水分配室22位于所述 滤板6的下方，反冲洗气水分配槽21位于气水分配室22 —侧，并与气水分配室22通过气 水分配孔24连通；反冲洗排水槽23位于反冲洗气水分配槽21上方，并与所述V型滤池通 过溢流堰25连通；所述反冲洗气水分配槽21上设有反冲洗进气管26、反冲洗进水管27和 出水管28，所述反冲洗排水槽23上设有反冲洗排水管29。出水管28用于将处理好的水排 出ο反冲洗时，将出水管28关闭，打开反冲洗进气管26，反冲气依次经气水分配槽21、 气水分配孔24、气水分配室22、滤头7进入上部滤料空间，对滤料进行气搓洗；气搓洗完成 后，打开反冲洗进水管27，反冲洗水经气水分配槽21、气水分配孔24、气水分配室22、及滤 头7进入上部滤料空间，对滤料进行气水同时反冲洗；气水同时反冲完成后，关闭反冲洗进 气管26，对滤池进行水漂洗。气水同时反冲洗、水漂洗过程中的冲洗污水经反冲水溢流堰 25进入反冲洗排水槽23中由反冲洗排水管29排出。
权利要求一种V型曝气生物滤池，其特征在于，包括进水分配渠、V型滤池及气水联合反冲洗装置，所述进水分配渠与V型滤池上部连接，所述V型滤池下部设有气水联合反冲洗装置；所述V型滤池内部自上而下依次设有生物滤料层、精密滤层、承托层及滤板，所述滤板上均布有滤头，所述生物滤料层内设有曝气装置。
2.如权利要求1所述的V型曝气生物滤池，其特征在于，所述曝气装置包括曝气进气管 和穿孔曝气管，所述穿孔曝气管埋设于生物滤料层内，其底部距精密滤层100 150mm。
3.如权利要求2所述的V型曝气生物滤池，其特征在于，所述穿孔曝气管的排列方式采 用“丰”字布置或单边“丰”字布置。
4.如权利要求2所述的V型曝气生物滤池，其特征在于，所述穿孔曝气管的开孔方向为 与中垂线成45°交错开孔。
5.如权利要求1所述的V型曝气生物滤池，其特征在于，所述气水联合反冲洗装置包括 反冲洗气水分配槽、气水分配室、反冲洗排水槽；其中，气水分配室位于所述滤板的下方，反 冲洗气水分配槽位于气水分配室一侧，并与气水分配室通过气水分配孔连通；反冲洗排水 槽位于反冲洗气水分配槽上方，并与所述V型滤池通过反冲水排水溢流堰连通；所述反冲 洗气水分配槽上设有反冲洗进气管、反冲洗进水管和出水管，所述反冲洗排水槽上设有反 冲洗排水管。
6.如权利要求1所述的V型曝气生物滤池，其特征在于，当生物滤料层的填料选用3 5mm粒径的滤料时，生物滤料的层高度为2 3m ；当生物滤料层的填料选用6 8mm粒径的 滤料时，生物滤料层的高度为3 5m ；所述精密滤层的有效高度为100 200mm ；所述承托 层的高度为60 80mm。
专利摘要本实用新型提供了一种V型曝气生物滤池，包括进水分配渠、V型滤池及气水联合反冲洗装置，所述进水分配渠与V型滤池上部连接，所述V型滤池下部设有气水联合反冲洗装置；所述V型滤池内部自上而下依次设有生物滤料层、精密滤层、承托层及滤板，所述滤板上均布有滤头，所述生物滤料层内设有曝气装置。本实用新型的V型曝气生物滤池，摒弃了目前上向流轻质曝气生物滤池的主流型式，采用下向流型式，增加了精密滤层，出水水质稳定优越，适用于污水深度处理以及微污染源水的预处理。
文档编号C02F3/30GK201648114SQ200920353568
公开日2010年11月24日 申请日期2009年12月29日 优先权日2009年12月29日
发明者叶方清, 宋乐平, 张大鹏, 李晖, 桂新安 申请人:上海亚同环保实业股份有限公司