专利名称：一种填料与曝气系统的优化配置的生物接触氧化池的制作方法
技术领域：
本发明涉及污、废水的生物接触氧化池，特别指对城镇污水处理与污水厂提标改造、各种有机工业废水处理与提标改造、再生水、回用水及微污染源水处理的填料与曝气系统的优化配置的生物接触氧化池。
背景技术：
在污、废水好氧生物处理中，由于生物接触氧化法和活性污泥法相比，具有有机负荷高、对冲击负荷有较强的适应性、处理效果好、不需要污泥回流、不产生污泥膨胀、剩余污泥量少、运行费用低、占地面积小、运行灵活、操作管理方便等优点，其使用领域不断拓宽。目前的生物氧化池有多种，如专利申请号20091007沈66公开了一种生物接触氧化池，它包括反应器，位于反应器底部的曝气装置(11)、中部的填料区(7)，反应器上部设置沉淀池(8)，曝气装置(11)与反应器底部的鼓风管道(1 相连，反应器中填充带静电的玻璃钢拉毛小球填料(6)，反应器下部有穿孔承托板(5)，用于承托带静电的玻璃钢拉毛小球填料(6)，小球成悬浮硫化状态，沉淀池底部为挡泥板(3)，沉淀池上部有水管O)，水管 ⑵与出水槽⑴连接。专利申请号201020188573公开了一种生物接触氧化池悬挂式填料支架，包括上下两层支架，所述上层支架包括一组平行排列的钢管和设于池体相对两侧的内壁且与池体内壁等长的牛腿，所述牛腿的上表面设有沿长度方向上均勻设置的限位器，所述钢管的两端搁置于所述的限位器中；所述下层支架包括一组平行排列的尼龙绳，所述尼龙绳的排列方向与所述钢管的排列方向垂直，所述尼龙绳固定于在池体两端及中间设置的尼龙绳固定支架上。发明92237964公开一种改进的生物接触氧化池污水处理装置，其特征在于生物膜载体填料采用比重较污水为小，比表面积大的多面空心球，该填料球被一较大的网罩限定在污水中，并在填料的周边或内设置填料搅动装置，以促进生物膜的更新。在生物接触氧化污、废水处理技术中，填料与曝气系统是核心部分，它直接影响到充氧性能、处理效果、基建投资和动力消耗。目前，国内在生物接触氧化处理技术中所使用的填料大多数为软性纤维填料、半软性纤维填料、组合填料、悬浮填料。软性纤维填料虽比表面积大，重量轻，物理、化学性能稳定，但缺点是易于结块，并易于在结块中心形成厌氧区。半软性填料虽具有良好的布气、 布水性能，但缺点是比表面积小，实际运行过程中生物膜总量不足，表面光滑挂膜难，生物膜易脱落。组合填料虽挂膜较容易，孔隙可变，但缺点是软性维纶纤维比重为1. 02，重于水， 在水中下垂，丝条难以松散舒展，容易结团，致使在应用中实际比表面积会大幅度下降。在生产运行中，由于充氧曝气时水气交替扰动，软性纤维材质过于细软，孔隙可变性太大，水、 气、膜的接触概率相对减少，充氧效率低。加上片与片串联之间有一定的间距，短流情况比较严重。悬浮填料虽挂膜后的比重接近于水，自由悬浮于水体中，使微生物与污染物质有较多的接触机会，使水体中氧分布均勻，但缺点是需要笼状网收集，不能直接应用于中、大型工程。以上各类填料的安装，除悬浮填料外，大多采用活动式钢支架、固定钢支架和全塑可提升框架。但他们都不同程度上存在着不耐腐蚀、重量重和运输不方便、造价昂贵等问题。国内在生物接触氧化处理技术中所使用的曝气器主要有大、中气泡曝气器和微孔曝气器两大类。工程中常用的大、中气泡曝气器有钢制穿孔管曝气器、穿孔散流曝气器、双环伞形曝气器、固定螺旋曝气器、盆型曝气器、动态曝气器。该类曝气器属于非多孔性扩散结构，虽不易堵塞，阻力损失较小，但所需空气量多，气泡大，气水接触面积小，氧的利用率低，能耗高。工程中常用的微孔曝气器有网状膜中微孔曝气器、钟罩式微孔曝气器、平板式微孔曝气器、可张中微孔曝气器、聚乙烯棒状微孔曝气器。该类曝气器属多孔性扩散结构， 虽氧的利用率高，但极易堵塞。堵塞情况发生后将引起膜片内外压差增大，造成条孔应力集中，从而将条孔撕裂，膜片破损。另外，微孔曝气在曝气时所产生的气泡为微气泡，对水体搅动不足，从而不利于填料表面生物膜的更新。而且微气泡在上升的过程中与填料发生碰撞时常常表现出非但不会破碎，反而倾向于聚合的现象，降低了氧的利用率。再者，微孔曝气老是在一中状态下工作，不能用大气量对老死的生物膜进行冲刷。在生物接触氧化处理技术中，填料与曝气系统的优化配置应该满足两个条件，即 填料与曝气系统的使用寿命要同步，且不易堵塞；填料对气泡要有良好的切割作用，以提高氧的利用率。在以往工程中，上述填料与上述曝气系统的配置，均不能很好的满足这两个条件而阻碍了生物接触氧化处理技术的发展。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术中存在的不足，提供一种结构设计合理的填料与曝气系统的优化配置的生物接触氧化池，该填料与曝气系统的优化配置的生物接触氧化池可以提高弹性波纹立体填料的载氧能力，并且可以维护简单，可长时间不用大型维修。本发明所采用的技术方案是一种填料与曝气系统的优化配置的生物接触氧化池，包括池体、填料和曝气系统， 在池体内纵向设置多道横支梁，上、下各设一排；然后在上、下支梁上沿横向绑扎绳索，再在绳索上垂直悬挂弹性波纹立体填料；在池体的底部安装有曝气系统；所述填料为比重为0. 93-0. 96的弹性波纹立体填料；所述曝气系统包括配气环管和布气支管；其中布气支管按横向与曝气系统的配气环管两端连接。所述横支梁为200mmX200mm的预应力钢筋混凝土横支梁，横支梁四周为倒角；所述上、下横支梁间距为2. 8m-3. 2m，前后横支梁间距< 2. 5m，靠池壁的支梁离池壁100mm。所述绳索之间的间距为150mm。所述绳索上有调节紧张度的调节杆。所述布气支管的管径为DN20mm，管间距为400mm，在布气支管底部垂直开有3mm小孔,孔距为120mm。所述布气支管底部设有用以支撑和调整池底曝气系统的水平度的调节托架。
下面对本发明做进一步的解释和说明弹性波纹立体填料的比重为0. 93-0. 96，略轻于水。丝条呈立体均勻排列辐射状态固着在中心绳上在结构上彻底改变了以片状、束状间隔串联而成的填料结构形式。最大限度地减少了填料的短流区，增加了水、气、膜的接触概率。另外，弹性波纹立体填料的弹性丝条对水中的微小气泡具有一定的吸附能力，使众多的微小气泡附着在弹性丝条周围，大大延长了气水接触时间；再者，在水中均勻舒展的弹性丝条对曝气系统释放的大气泡进行多层次的连续切割，减小了气泡的直径，增大了气泡与水的接触面积，从而极大地加速了氧气的转移速率，提高了氧的利用率，节能效果好。曝气系统连成环路，同时将曝气区下弯，这样可使整个曝气区更加均勻，同时又可以通过控制调节气阀进行区域强制曝气，即填料表面生物膜大量生长且近于老化时，形成对填料的大量曝气，加剧水体的紊动效果，帮助老化的生物膜进行脱落。另外，当风机停机再行启动时，停留在配气环管和布气支管内的污泥会立即自行排出管外，不会堵塞。本发明的技术优势在于在使用曝气系统的条件下，弹性波纹立体填料载氧的总转移系数(Kla)、充氧能力 (RO)、氧的转移速率(dc/dt)、氧的利用率(EA)和充氧动力效率(EP)等五项指标和其他填料相比，均提高1倍左右，本发明提供的填料与曝气系统的优化配置的生物接触氧化池供气量和耗电量可减少50 %，经济效益显著，从而达到了高效，节能，耐用的目的。一种填料与曝气系统的优化配置的生物接触氧化池维护简单，使用寿命长，可确保二十年不需更换和大型检修。
图1是本发明实施例的带局剖的俯视平面结构图。图2是图1的A-A剖面图。其中，1-池体、2-横支梁、3-绳索、4-调节杆、5-弹性波纹立体填料、6-控制调节气阀、7-供气管、8-配气环管、9-布气支管、10-调节托架、11-进水管、12-配水渠、13-出水渠、14-出水管。
具体实施例方式实施例1 本实施例为四个填料与曝气系统的优化配置的生物接触氧化池串联组成，如图1 及图2所示，在池体1纵向设置多道200 X 200mm的横支梁2 (支梁四周为倒角)，本实施例中采用预应力钢筋混凝土，上、下各设一排，与池体1整体一起浇筑。上、下横支梁间距为 3. Om左右，前后横支梁间距彡2. 5m，靠池壁的支梁离池壁100mm。然后在上、下支梁上沿横向绑扎有绳索3，间距为150mm。再由调节杆4调节紧张度，最后在绳索3上垂直悬挂弹性波纹立体填料5 ；曝气系统安装在池体1的底部，气源由控制调节气阀6经供气管7进入曝气系统的配气环管8，布气支管9按横向与之两端连接。布气支管9的管径为DN20mm，管间距为400mm，在管底部垂直开有3mm小孔，孔距为120mm，布气支管9底部设有调节托架10，用以支撑和调整池底曝气系统的水平度。待处理的污、废水经进水管11至配水渠12，再进入生物接触氧化池，在池内设置的弹性波纹立体填料，经过充氧的水，以一定的速度循环流经填料，通过填料上形成的生物膜的絮凝吸附、氧化作用使水中的可生化利用的污染基质得到降解去除。处理达标后的水经出水渠13至出水管14排放或者回用。实施例2 利用本发明所述一种填料与曝气系统的优化配置的生物接触氧化池处理高浓度的石油化工废水，废水中主要含有丙烷、醇、醛、苯、酚类有机物及硝酸、硫酸与盐酸等。在 COD浓度平均为2500mg/L左右，BOD5为1300mg/L，悬浮物为160mg/L，挥发酚为16. 2mg/L, 油类为1. 48mg/L,硫化物0. 9mg/L,氰化物为0. 042mg/L,当BOD容积负荷为2. 5 3. Okg/ (m3*d)，气水比为(90 130) 1的条件下，生物接触氧化池处理单元COD在250 300mg/ L左右，其COD去除率在86% 90%之间。同时，这种处理装置对废水中毒物的冲击适应能力强，能较好的保证处理装置连续稳定运行。上述实施例仅是为了阐述本发明的工作原理提供的一种实施例，并不能作为解释本申请保护范围的根据。凡是基于本发明，对其技术特征进行简单替换或重新组合，且没有脱离本发明实质内容的技术方案，均应属于本发明所保护的范围之内。
权利要求
1.一种填料与曝气系统的优化配置的生物接触氧化池，包括池体、填料和曝气系统，其特征是，在池体(1)内纵向设置多道横支梁O)，上、下各设一排；然后在上、下横支梁上沿横向绑扎绳索(3)，再在绳索C3)上垂直悬挂弹性波纹立体填料(5)；在池体(1)的底部安装有曝气系统；所述填料为比重为0. 93-0. 96的弹性波纹立体填料(5)；所述曝气系统包括配气环管(8)和布气支管(9)，其中布气支管(9)按横向与曝气系统的配气环管(8)两端连接。
2.根据权利要求1所述的填料与曝气系统的优化配置的生物接触氧化池，其特征是， 所述横支梁( 为200mmX 200mm的预应力钢筋混凝土横支梁，横支梁四周为倒角；所述上、 下横支梁间距为2. 8m-3. 2m,同排横支梁间距< 2. 5m，靠池壁的支梁离池壁100mm。
3.根据权利要求1所述的一种填料与曝气系统的优化配置的生物接触氧化池，其特征是，所述绳索( 之间的间距为150mm。
4.根据权利要求1所述的一种填料与曝气系统的优化配置的生物接触氧化池，其特征是，所述绳索C3)上有调节紧张度的调节杆G)。
5.根据权利要求1所述的一种填料与曝气系统的优化配置的生物接触氧化池，其特征是，所述布气支管(9)的管径为DN20mm，管间距为400mm，在布气支管(9)底部垂直开有3mm 小孔,孔距为120mm。
6.根据权利要求1所述的一种填料与曝气系统的优化配置的生物接触氧化池，其特征是，所述布气支管(9)底部设有用以支撑和调整池底曝气系统的水平度的调节托架(10)。
全文摘要
本发明涉及污、废水的生物接触氧化池，具体提供了一种填料与曝气系统的优化配置的生物接触氧化池，包括池体、填料和曝气系统，在池体(1)内纵向设置多道横支梁(2)，上、下各设一排；然后在上、下支梁上沿横向绑扎绳索(3)，再在绳索(3)上垂直悬挂弹性波纹立体填料(5)；在池体(1)的底部安装有曝气系统；所述填料为比重为0.93-0.96的弹性波纹立体填料(5)；所述曝气系统包括配气环管(8)和布气支管(9)，其中布气支管(9)按横向与曝气系统的配气环管(8)两端连接；本发明可以提高弹性波纹立体填料的载氧能力，并且维护简单，使用寿命长。
文档编号C02F3/02GK102285714SQ20111019281
公开日2011年12月21日 申请日期2011年7月11日 优先权日2011年7月11日
发明者唐传祥, 曾丁松, 杜成琼, 游建军, 禹芝文, 黄志红 申请人:中国水电顾问集团中南勘测设计研究院, 云南国水环保科技有限公司