专利名称：自清洗式活性生物滤池的制作方法
技术领域：
本发明属于污水处理设备技术领域，具体涉及一种自清洗式活性生物滤池。
背景技术：
目前我国仍然面临很多的环境压力，湖泊、水库、近海海域富营养化问题依然突出，污水排放总量仍然持续增加，在节能减排的背景下，COD和氨氮的排放总量虽然呈下降的趋势，但是总氮的排放量还未列入国家的环境状况公报的统计指标，目前的一些行业的国家标准如《合成氨工业水污染物排放标准》(GB 13458-2001)、《啤酒工业水污染物排放标准》(19821-2005)等虽然仅对氨氮的排放做出限制，《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)、《酵母工业水污染物排放标准》(GB 25462-2010)、《淀粉工业水污染物排放标准》(GB 25461-2010)等不仅仅对氨氮而且对总氮都提出了严格的要求，而富营养化问题的解决必须对氨氮和总氮都进行控制。因此不论是城市生活污水还是工业废水对总氮这一指标的控制将会越来越严格。
现今我国城镇生活污水处理基本都采用了具备脱氮除磷功能的A/0、A2/0、氧化沟、CASS等工艺，其处理出水可以达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002) —级 B 的标准(NH3-N〈5mg/L、T_N〈15mg/L)，而要达到一级 A 标准(NH3_N〈5mg/L、T_N〈15mg/L)往往还需后续深度处理，常规的物理化学法深度处理工艺如絮凝沉淀、过滤等处理效果并不十分理想或者投资运行费用过高，低成本的生物深度脱氮可以具备广阔的应用前景；而工业废水的处理工艺多种多样，技术水平更是千差万别，尤其是高浓度的淀粉废水、啤酒废水、制革废水、制药废水等，一般都采用厌氧预处理(UASB、1C、AF等)及常规生化处理，其处理出水应能达到NH3-N〈15 25mg/L、T_N〈 3(T40mg/L的标准，而在实际工程运行中，工业废水的处理脱氮效果往往不甚理想。2011年发明人申请了 CN201120415861.8 —种逆流式移动床生物深度脱氮处理装置，但是在之后的使用过程中发明人发现，CN201120415861.8中水位的调节不够便利，导致膜载 体分离器排泥管中生物膜的排放速度调整困难，因此研发一种便于调节水位的装置亟亟可待。
发明内容
本发明的目的是提供一种便于调节水位的自清洗式活性生物滤池。本发明采用以下技术方案:
自清洗式活性生物滤池，包括反应器，反应器内设有填料腔，填料腔的下部上宽下窄，填料腔内设有配水系统，反应器的顶部设有出水管，反应器内设有贯穿填料腔的中心气提管，中心气提管的上、下端开口，中心气提管下端开口处设有进气管，中心气提管的顶部设有膜载体分离器，中心气提管的顶部伸入膜载体分离器内，出水管的进口处设有高低位置可调节的套筒。出水管进口处的外壁上设有外螺纹，套筒内设有与外螺纹相适配的内螺纹，套筒位置的高低通过旋转套筒调节外螺纹与内螺纹配合的深度来调节。反应器为圆柱体或多边形体，当反应器为圆柱体时，填料腔的下部为锥形斗，当反应器为多边形体时，填料腔下部呈倒棱锥形，其横截面为与多边形体横截面相适应的多边形。所述配水系统包括环状的主管，主管上设有支管，主管上设有进水口，进水口与进水管连接。当反应器为圆柱体时，支管的延长线与其和填料腔的锥形斗交点所在的母线呈90±5° ;当反应器为多边形体时，支管的延长线与其和填料腔的交点所在的填料腔内壁呈90±5°。所述膜载体分离器包括外筒，外筒的内壁上设有环状保护圈，外筒内设有第一级挡板，中心气提管的上端开口位于膜载体分离器外筒内的第一级挡板之下，且中心气提管上端开口与外筒内部相通；第一级挡板下方的外筒内壁上设有一个或多个向下倾斜的挡板，第一级挡板上方的外筒上设有孔口，外筒上孔口位置处的外侧设有一外壳，外壳的底部设有排泥管。所述填料腔内的配水系统的上方设有曝气系统，曝气系统的进气口与进气管连接。所述填料腔的底部设有排空管。进气管的出口处延伸至中心气提管下端开口内l-2cm，进气管的进口位于反应器的顶部，有效防止填料回吸。本发明的自清洗式活性生物滤池使用时，污水由进水管进入配水系统的主管，由支管排出，污水经填料腔下部内壁作用下改变流动方向向上流动，通过填充有载体的填料腔，污水通过载体的过程中经配附在载体上的微生物降解，进行硝化或反硝化，处理之后的污水继续上升，最终由出水管排出；随着硝化与反硝化的不断进行，载体表面老化的生物膜需要进行清洗，此时进气管提供载体流动的动力，使载体进入中心气提管内，载体在中心气提管内与气泡、管壁发生强烈碰撞，中心气提管内的高速气流初步将生物膜从载体上分离，最终生物膜和载体被提升进入膜载体分离器外筒内，载体首先与第一级挡板发生碰撞，一定程度上洗脱生物膜，然后载体在重力作用下下落，继续与向下倾斜的挡板发生碰撞，生物膜再一次被洗脱，之后载体继续下落，经过多次的挡板碰撞后生物膜基本被洗脱殆尽，同时载体在滑落、与挡板的碰撞过程中也相互磨檫，生物膜也在载体下落的过程中被擦洗掉，最终实现生物膜与载体的分离，生物膜被自上而下的水流通过孔口排出，最终进入外壳内由排泥管排出，而清洁更新后的载体在自身重量的作用下下落至填料腔内，开始下一轮的硝化、反硝化，填料腔的上宽下窄的下部方便载体顺利滑落至底部。曝气系统提供硝化或反硝化时所需的氧气。当需要调节排泥管中生物膜的排出量时，对反应器内的水位进行调节，根据水位的变化所带来的压力不同从而调节排泥管中生物膜的排出量，水位的调节通过旋转套筒调节外螺纹与内螺纹配合的深度来调节，外螺纹与内螺纹配合的深度较浅，则套筒的位置较高，水位较高；外螺纹与内螺纹配合的深度较深，则套筒的位置较低，水位较低，从而便捷地调整滤池内的水位。本发明的配水系统包括环状的主管，主管上设有支管，支管的数量可根据需要进行设置调整，一 般可设置6-8个，当反应器为圆柱体时，支管的延长线与其和填料腔的锥形斗交点所在的母线呈90±5° ;当反应器为多边形体时，支管的延长线与其和填料腔的交点所在的填料腔内壁呈90±5°，均以90°为最佳，这样省去了反射锥，减少了滤池内的部件，降低了成本，改善了滤池内的水流状况。本发明的填料腔内可以采用石英砂、陶粒、无烟煤、石榴石等作为生物载体，培养生物膜，使填料附着的生物膜内富含硝化菌和反硝化菌，利用反应器的结构特点，使得水流方向自下而上，填料移动方向自上而下，使生物载体在反应器内连续流动，同时通过气提作用提供载体连续流动的动力，避免堵塞，同时使生物膜从生物载体上的脱落，实现生物膜的更新和排除老化的生物膜，避免反应器的堵塞并实现反应器的连续运行，不需要进行反冲洗。装置使用一段时间后必要时在进水中补充甲醇、乙醇等外加碳源强化脱氮效果，克服众多生物脱氮技术的氮去除能力差的缺点，并可实现中小型生活污水和工业废水深度脱氮处理的设备成套化。本发明的自清洗式活性生物滤池的水位调节便利，投资及运行费用低、脱氮效果好，可以连续运行，不进行反冲洗，不会堵塞，运行管理简单，通过外加气源、碳源实现硝化、反硝化或者同时硝化反硝化，对于城市污水深度处理，出水总氮可低于2mg/L，对于工业废水，出水总氮可低于5mg/L。本发明的目的是在载体表面培养易于硝化菌和反硝化菌，首先是生物膜(硝化菌、反硝化菌、厌氧菌、兼氧菌、异养菌、自养菌等)附着于载体表面；其次是实现硝化菌、反硝化菌、厌氧菌、兼氧菌、异养菌、自养菌等在生物膜内的分层，通过气提作用提供生物载体床的连续流动的动力，避免堵塞，最终使生物膜从生物载体上脱落，实现生物膜的更新和排除老化的生物膜。
图1为本发明的结构示意 图2为本发明中的设有套筒的出水管的放大示意 图3为配水系统的正面视 图4为图3的A-A视 图5为膜载体分离器的结构示意图。
具体实施例方式 如图1、2所示的自清洗式活性生物滤池，包括反应器10，反应器10内设有下部为锥形斗的填料腔11，填料腔11内设有配水系统6，填料腔11的底部设有排空管13 ;反应器10内设有贯穿填料腔11的中心气提管12，中心气提管12的上、下端开口，中心气提管12下端开口处设有进气管8，进气管8的出口处延伸至中心气提管12下端开口内l_2cm，中心气提管12的顶部设有膜载体分离器5，中心气提管12的顶部伸入膜载体分离器5内；填料腔11内的配水系统6的上方设有曝气系统9，曝气系统9的进气口与进气管8连接；反应器10的顶部设有出水管3，出水管3的进口处设有高低位置可调节的套筒4，出水管3进口处的外壁上设有外螺纹，套筒4内设有与外螺纹相适配的内螺纹，套筒4位置的高低通过旋转套筒4调节外螺纹与内螺纹配合的深度来调节。如图3、4所示的配水系统6，包括环状的主管61，主管上设有支管62，支管62的延长线与其和填料腔11的锥形斗交点所在的母线呈90±5°，以90°为最佳，主管61上设有进水口，进水口与进水管I连接。如图5所不的膜载体分离器5,包括外筒51,夕卜筒51的内壁上设有环状保护圈56,外筒51内设有第 一级挡板52，中心气提管12的上端开口位于膜载体分离器5外筒51内的第一级挡板52之下，且中心气提管12上端开口与外筒51内部相通；第一级挡板52下方的外筒51内壁上设有一个或多个向下倾斜的挡板53，第一级挡板52上方的外筒51上设有孔口 54，外筒51上孔口 54位置处的外侧设有一外壳55，外壳55的底部设有排泥管7。本发明使用时，污水由进水管I进入配水系统6的主管61，由支管62排出，污水经填料腔11的锥形斗作用下改变流动方向向上流动，通过填充有载体的填料腔11，污水通过载体的过程中经配附在载体上的微生物降解，进行硝化或反硝化，处理之后的污水继续上升，最终由出水管3排出；随着硝化与反硝化的不断进行，载体表面老化的生物膜需要进行清洗，此时进气管8提供载体流动的动力，使载体进入中心气提管12内，载体在中心气提管12内与气泡、管壁发生强烈碰撞，中心气提管12内的高速气流初步将生物膜从载体上分离，最终生物膜和载体被提升进入膜载体分离器5外筒51内，载体首先与第一级挡板52发生碰撞，一定程度上洗脱生物膜，然后载体在重力作用下下落，继续与向下倾斜的挡板53发生碰撞，生物膜再一次被洗脱，之后载体继续下落，经过多次的挡板碰撞后生物膜基本被洗脱殆尽，同时载体在滑落、与挡板的碰撞过程中也相互磨檫，生物膜也在载体下落的过程中被擦洗掉，最终实现生物膜与载体的分离，脱落的生物膜被自上而下的水流通过54孔口排出，最终进入外壳55内由排泥管7排出，而清洁更新后的载体在自身重量的作用下下落至填料腔11内，开始下一轮的硝化、 反硝化，填料腔11的锥形斗方便载体顺利滑落至锥底。
权利要求
1.自清洗式活性生物滤池，包括反应器，反应器内设有填料腔，填料腔的下部上宽下窄，填料腔内设有配水系统，反应器的顶部设有出水管，反应器内设有贯穿填料腔的中心气提管，中心气提管的上、下端开口，中心气提管下端开口处设有进气管，中心气提管的顶部设有膜载体分离器，中心气提管的顶部伸入膜载体分离器内，其特征在于:出水管的进口处设有高低位置可调节的套筒。
2.如权利要求1所述的自清洗式活性生物滤池，其特征在于:出水管进口处的外壁上设有外螺纹，套筒内设有与外螺纹相适配的内螺纹，套筒位置的高低通过旋转套筒调节外螺纹与内螺纹配合的深度来调节。
3.如权利要求1或2所述的自清洗式活性生物滤池，其特征在于:反应器为圆柱体或多边形体，当反应器为圆柱体时，填料腔的下部为锥形斗，当反应器为多边形体时，填料腔下部呈倒棱锥形，其横截面为与多边形体横截面相适应的多边形。
4.如权利要求3所述的自清洗式活性生物滤池，其特征在于:所述配水系统包括环状的主管，主管上设有支管，主管上设有进水口，进水口与进水管连接。
5.如权利要求4所述的自清洗式活性生物滤池，其特征在于:当反应器为圆柱体时，支管的延长线与其和填料腔的锥形斗交点所在的母线呈90±5° ;当反应器为多边形体时，支管的延长线与其和填料腔的交点所在的填料腔内壁呈90±5°。
6.如权利要求1或2所述的自清洗式活性生物滤池，其特征在于:所述膜载体分离器包括外筒，外筒的内壁上设有环状保护圈，外筒内设有第一级挡板，中心气提管的上端开口位于膜载体分离器外筒内的第一级挡板之下，且中心气提管上端开口与外筒内部相通；第一级挡板下方的外筒内壁上设有一个或多个向下倾斜的挡板，第一级挡板上方的外筒上设有孔口，外筒上孔口位置处的外侧设有一外壳，外壳的底部设有排泥管。
7.如权利要求1或2所述的自清洗式活性生物滤池，其特征在于:所述填料腔内的配水系统的上方设有曝气系统，曝气系统的进气口与进气管连接。
8.如权利要求1或2所述的自清洗式活性生物滤池，其特征在于:所述填料腔的底部设有排空管。
9.如权利要求1或2所述的自清洗式活性生物滤池，其特征在于:进气管的出口处延伸至中心气提管下端开口内l-2cm。
全文摘要
本发明属于污水处理设备技术领域，具体涉及一种自清洗式活性生物滤池，该生物滤池包括反应器，反应器内设有下部上宽下窄的填料腔，填料腔内设有配水系统，反应器的顶部设有出水管，出水管的进口处设有高低位置可调节的套筒。本发明的自清洗式活性生物滤池的水位通过调节套筒的高低来调节，非常调节便利，投资及运行费用低、脱氮效果好，可以连续运行，不进行反冲洗，不会堵塞，运行管理简单。
文档编号C02F3/00GK103241828SQ20131018678
公开日2013年8月14日 申请日期2013年5月20日 优先权日2013年5月20日
发明者徐洪斌, 王靖雯, 耿颖, 马浩亮, 董亚丽 申请人:郑州大学