专利名称：气提连续式曝气生物滤池处理污水装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及污水处理领域，具体涉及一种曝气生物滤池法处理污水的装置。
背景技术：
曝气生物滤池技术是80年代末在欧美发展起来的一种集过滤、吸附和生物氧化三合一的新型污水处理技术。它可同时起到普通曝气池、二沉池和砂滤池的作用，具有去除SS、B0D、硝化脱氮等多种功能，该技术已被证明是一种高效能、低成本和占地小的污水处理技术，其应用前景广阔。然而由于曝气生物滤池没有在线清洗填料粒的功能，极易出现填料粒堵塞，最终出现污水处理效率大幅度下降的明显缺陷。因此，以该工作原理制作的装置在处理污水时，必须定期对曝气生物滤池进行反冲洗，使填料得到清洗，恢复其除污能力，这是维持曝气生物滤池功能至关重要的。若反冲洗不充分，滤池运行周期将缩短；若反冲洗过量，微生物数量不足，生化处理效能下降，出水水质会变差。但是由于反冲洗方式、冲洗周期和冲洗强度因污水不同而变化，较难控制和掌握，如何使填料粒在装置运行过程中始终保持高生物活性，成为这一技术领域面临着的一大难题，这制约了曝气生物滤池技术的推广应用。发明人在中山大学原有发明专利《一种三维电极的粒子电极催化剂填料及其制备方法》(ZL200410077704. 5)的基础上，研制了新型的生物填料粒，并通过对中山大学原有发明专利《一种在线清洗催化粒的废水处理装置》(ZL200920263896. 7)基础上的技术架接改造，研究制造了适用于曝气生物滤池连续处理污水的新装置。
实用新型内容本实用新型的目的是克服上述曝气生物滤池的问题，提供一种具有在线清洗填料粒功能的、可实现曝气生物滤池连续处理污水的气提连续式曝气生物滤池处理污水装置(BACR)0本实用新型提供的气提连续式曝气生物滤池处理污水装置，包括生物滤池，生物滤池内部有多个生物填料粒和生物填料粒清洗装置，生物填料粒清洗装置把生物滤池分为生化反应区间和清洗区间；所述的生物填料粒清洗装置还设有循环设备，生物填料粒通过循环设备的驱动，在生物滤池的生化反应区间和清洗区间之间循环流动，所述的生物填料粒清洗装置还设有泡沫灭除罩，以消除在清洗生物填料粒的过程中产生的泡沫。生物填料粒的用量与污水之间的质量比为I :2。生物填料粒清洗装置包括位于生物滤池内部上端的洗料器，洗料器中设有隔板，将洗料器内部分隔为内围的清洗区域和外围的排污区域。清洗区域是生物填料粒停留及被清洗的区域，其底部有落料口，已使经过清洁的生物填料粒可以重新落入生物滤池的反应区间；排污区域是经过清洗从生物填料粒上脱离出来的生物老化污泥排经的区域，其底部有排污口，将生物老化污泥排出生物滤池外部。生物填料粒清洗装置还包括有提料管，提料管从生物滤池底部一直延伸到所述洗料器内部的清洗区域。提料管还连接有气提器。压缩空气通过气提器的射流喷嘴射入提料管，将催化池底部的脏的生物填料粒提升到提料管顶部出口，在提料管内料粒与水强烈混合，生物填料粒得到一次清洗，然后落入洗料器，进入洗料器中的生物填料粒还可进行二次清洗过程。在清洗生物填料粒的过程中产生的泡沫，由泡沫灭除罩灭泡。灭泡的效果在于能有效地灭除因曝气产生的泡沫，使之重新回到水体中，而从防止泡沫溢出主体设备外。连接提料管的气提器、提料管、洗料器及洗料器中的落料口共同组成了生物滤池中的的循环设备，使得生物填料粒在反应区间和清洗区间之间循环流动。由于生物填料粒的密度高，生物污泥的密度较低，为了使得干净的生物填料粒与污泥的分离，以及污泥的有效排出，洗料器中的隔板高度低于洗料器的外围板的高度， 经过清洗后，生物填料粒沉于清洗区域的底部，进而从落料口在重力作用下重新回到池体内，而生物污泥则漂浮于水面进入排污区域。为了使得排污区域中的污物可以有效地排出，排污口的水平位置应低于生物滤池中反应区间水体的水位。因此，生物滤池上端设有出水口，并且该出水口应位于高于所述洗料器排污口的水平高度上。在水位差的作用下，一部分经处理后的清洁水将提料管中的冲洗水及悬浮物顶出洗料器的清洗区域，进入排污区域，进而从排污口排出。 生物滤池下端设有进水口，废水通过此处进入生物滤池内，其附近还有曝气进口，位于进水口下端。生物滤池底部为锥形的，并设有排渣口。提料管下端外侧有落料挡板，延伸至进水口的下方。生物填料粒从洗料器中重新落入池体时，受到落料挡板的作用而均匀地回到生物填料区，同时也避免了生物填料因清洗过程中，随水流动会进入设备浓水区或出水区的可能。在处理污水过程中，污水在泵的推力下，由落料挡板上方的进水口进入生物滤池， 并以上升流的方式向出水口方向流动，同时通过落料挡板上方的曝气进口管通入空气，使污水中的有机污染物在微生物作用下完成降解过程。最后，经处理后的污水被连续地通过出水口排出生物滤池外。与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果I.本实用新型采用气提方式，既保证了曝气生物滤池处理污水的高效稳定性，又实现了在线自动清洗填料粒及排污操作，保证了装置工作连续畅通。2.本实用新型结构简单，在原有的生物滤池装置的基础上加以技术架接改进，便可实现高效连续的去污功能。3.本实用新型通过生物滤池提料技术、洗料技术、均匀布水布气技术及灭泡沫技术的巧妙设计实现曝气生物滤池法连续处理污水的目的。克服了生物滤池降解过程中，生物填料粒因老化的生物污泥难以用反冲洗方式去除而造成水处理效率不高的缺陷。
图I为气提连续式曝气生物滤池处理污水装置的结构示意图；图2为旧生物滤池应用旧生物填料处理含酚废水的现场动态试验结果；图3为本实用新型的生物滤池应用旧生物填料处理含酚污染物的现场动态试验结果;图4为本实用新型的生物滤池应用本实用新型的生物填料处理含酚污染物的现场动态试验结果；图5为本实用新型的生物滤池在工业排放出水的中水回用中应用的方法示意图。
具体实施方式
实施例I设备的构建及运行。如图I所示，生物滤池11由支架6支撑，生物滤池11底部为排渣口 7，池体内部布满生物填料粒3，生物滤池内部上端设有洗料器13，其中设有隔板将洗料器13内部分隔为内围的清洗区域和外围的排污区域，隔板上端又与泡沫灭除罩I相连；清洗区域底部有落料口 2，排污区域底部有排污口 12。提料管4从生物滤池底部一直延伸到所述洗料器13内 部的清洗区域，提料管4还连接有气提器8。提料管4下端外侧有落料挡板5。生物滤池下端设有进水口 10，进水口 10下端设有曝气进口 9。生物滤池上端设有出水口 14，出水口 14位于高于所述洗料器13的排污口 12的水平高度上。工作时，压缩空气通过气提器8的射流喷嘴射入提料管4，将生物滤池11锥底的脏料提升到提料管4顶部出口，在提料管4内生物填料粒3与水强烈混合，得到一次清洗，然后落入洗料器13，进入洗料器13中的生物填料粒3还可进行二次清洗过程。在清洗生物填料粒3的过程中产生的泡沫，由泡沫灭除罩I灭泡。在洗料器13中出水水位与提粒管4出水水位的水位差的作用下，一部分经处理后的清洁水将提料管4中的冲洗水及悬浮物顶出洗料器13，进入洗料排污口 12排出生物滤池11 ;而清洗干净的生物填料粒3则经洗料器13的落料口 2在重力作用下重新回到池体内，达到工作时料粒自动清洗循环畅通的目的。在处理污水过程中，污水在泵的推力下，由落料挡板5上方的进水口 10进入池体11，并以上升流的方式向出水口方向流动，同时通过落料挡板5上方的曝气进口管9通入空气，使污水中的有机污染物在微生物作用下完成降解过程。最后，经处理后的污水被连续地通过出水口 14排出池体11外。实施例2按重量百分比计算，以70%活性炭为基体，以16%氧化铁，以14%木质素磺酸钙为粘结剂加水混合均匀，然后挤压切粒，再自然风干，最后在470°C和缺氧的条件下，加热炭化、活化3个小时，制成粒径为r6mm的BACR专用生物填料粒。采用实施例I的装置。其中生物填料粒与装置中的污水之间的质量比例关系为I :2。与旧生物填料、旧生物滤池的效果做对比实验。旧生物填料为传统的活性炭填料，其生物滤池也采用传统的旧生物滤池(详见朱雷，裴玉娇.水处理技术，《2级竹炭曝气生物滤池处理生活污水试验研究》，2011, Vol. 37 No. 6，PP76-76)。本实用新型的生物滤池和旧生物滤池中，在采用本实用新型的生物填料粒和旧生物填料下，除含酚污染物的现场动态试验(C0D浓度在75. 0-88. 0 mg/L之间，处理量200L/h)的应用结果如图2_4所示，结果表明，在气水体积比为5:1，温度为25. 0 36. (TC，水力负荷为I. 2m3 m_2 IT1的条件下，采用旧生物填料时，本实用新型的BACR生物滤池比传统的生物滤池相比处理效率更高；而且在BACR运行中，采用本实用新型的生物填料粒，其处理效果进一步提高，比传统装置的去除率高30%左右。实施例3采用如实施例I的装置和如实施例2的生物填料粒，其中生物填料粒与装置中的污水之间的质量比例关系为I :2。本实用新型在处理生活污水现场(原水C0D120-160mg/L，处理量200L/hr，已稳定运转约I年)应用结果表明，采用三级 曝气生物滤池连续处理污水的装置(BACR)，当在一级、二级、三级气水体积比分别为5:1、2:1、I: I，温度为15. 0 36. (TC，水力停留时间3小时，水力负荷为I. 2mV2h^的条件下，出水C0D、浊度、氨氮和TN的最终去除率分别为高于85. 0%、90. 0%、80. 0%和40. 0%,出水C0D、浊度及氨氮含量均满足GB/T18918 — 2002规定的一级排放B标准要求。实施例4采用如实施例I的装置和如实施例2的生物填料粒，采用图5的方法进行中水回用处理。废水站出水先泵入OFR进行深度氧化处理去除部分COD，经OFR后出水以自流方式进入BACR生物滤池，经两道单元工序处理后的出水，随后再进入超滤(UF)+反渗透(RO)膜系统。经过膜系统后的出水即可达到中水回用标准，回用于车间。将合成的专用电催化料粒及生物填料粒分别装入OFR及BACR后，OFR在电压45V，反应时间30min ;BACR在气水体积比1:1，温度为25. 0 36. (TC，水力负荷为I. 2m3m^2h^的条件下，在不饱和聚酯树脂厂废水站最终出水口处的现场(污水浓度COD为80-90mg/L，处理水量I. OmVhr,已稳定运转约三月)应用结果表明，本工艺技术组合通常COD污染物去除率>60%，处理每吨废水运行费只有电耗一项，一般为2000-3000W，以绿色经济的方法取代了劳动强度大运行费用高的多级活性炭吸附剂处理的方法，为中水回用提供可靠的技术保障。
权利要求1.ー种气提连续式曝气生物滤池处理污水装置，其特征在于包括生物滤池(11)，生物滤池(11)内部有生物填料粒(3)以及生物填料粒清洗装置，生物填料粒清洗装置把生物滤池分为生化反应区间和清洗区间；所述的生物填料粒清洗装置还设有循环设备，生物填料粒通过循环设备的驱动，在生物滤池的生化反应区间和清洗区间之间循环流动；所述的生物填料粒清洗装置还设有泡沫灭除罩(1)，以消除在清洗生物填料粒的过程中产生的泡沫。
2.如权利要求I所述的气提连续式曝气生物滤池处理污水装置，其特征在于所述的生物填料粒清洗装置包括位于生物滤池(11)内部上端的洗料器(13)，洗料器(13)中设有隔板将洗料器(13)内部分隔为内围的清洗区域和外围的排污区域，清洗区域底部有落料ロ(2)，排污区域底部有排污ロ(12)。
3.如权利要求I所述的气提连续式曝气生物滤池处理污水装置，其特征在于循环设备由连接提料管(4)的气提器(8)、提料管(4)、洗料器(13)及洗料器(13)中的落料ロ(2)组成。
4.如权利要求3所述的气提连续式曝气生物滤池处理污水装置，其特征在于提料管(4)从生物滤池底部一直延伸到洗料器(13)内部的清洗区域。
5.如权利要求2所述的气提连续式曝气生物滤池处理污水装置，其特征在于生物滤池下端设有进水口(10)，生物滤池上端设有出水ロ(14);出水ロ(14)位于高于洗料器(13)的排污ロ(12)的水平高度上。
6.如权利要求5所述的气提连续式曝气生物滤池处理污水装置，其特征在于提料管(4)下端外侧有落料挡板(5)，延伸至进水口(10)的下方。
7.如权利要求5所述的气提连续式曝气生物滤池处理污水装置，其特征在于生物滤池(11)内部还设有曝气进ロ(9)，位于进水口(10)的下端。
8.如权利要求I所述的气提连续式曝气生物滤池处理污水装置，其特征在于所述生物滤池(11)的底部为锥形的，并设有排渣ロ(7)。
9.如权利要求2所述的气提连续式曝气生物滤池处理污水装置，其特征在于运行条件设置为气水体积比为5:1,2:1或1:1，温度15. O 36. (TC，水力负荷为I. 2mVh^10
专利摘要本实用新型公开了一种气提连续式曝气生物滤池处理污水装置(BACR)，包括生物滤池，生物滤池内部有多个上述生物填料粒，所述生物滤池内部设有生物填料粒清洗装置，把生物滤池分为反应区间和清洗区间；所述的生物填料粒清洗装置还设有循环设备，生物填料粒通过循环设备在生物滤池的反应区间和清洗区间之间循环流动。所述的生物填料粒清洗装置还设有灭泡沫设备，以消除在清洗生物填料粒的过程中产生的泡沫。本实用新型通过生物滤池提料技术、洗料技术、均匀布水布气技术、灭泡沫技术，实现生物滤池连续处理污水的目的。
文档编号C02F3/12GK202440367SQ20112054287
公开日2012年9月19日 申请日期2011年12月22日 优先权日2011年12月22日
发明者周德鸿, 张玉霞, 朱锡海, 湛永航, 陈卫国, 陈超举 申请人:中山大学