旋推流淹没式好氧生物滤池的制作方法

本发明涉及环境水处理领域，具体涉及一种旋推流淹没式好氧生物滤池，该滤池用于处理工业污水或生活污水。

背景技术：

淹没式生物滤池与其他生物滤池的主要不同在于：滤池内充满污水、滤料淹没在污水之中和采用人工供氧方式。具体地说，淹没式生物滤池具有以下特点：

（1）供微生物固着生长的填料全部淹没在污水之中，相当于一种浸没在污水中的生物滤池，因此得名“淹没式生物滤池”；

（2）采用与曝气池相似的鼓风曝气方法，提供微生物（好氧菌、好氧兼性菌）氧化有机物所需要的氧量，并具有一定的搅拌和混合作用，由于它相当于添加了供微生物栖息繁殖的填料的曝气池，所以又被称为接触鼓风曝气池；

（3）净化污水主要依靠填料上的生物膜的作用，但池内尚存在一定浓度类似活性污泥法特点的生物膜法处理构筑物，因此它综合了曝气池和生物滤池两者的作用。

由于淹没式生物滤池具有上述特点，因此在我国小型生活污水和工业废水处理中已获得应用。总的来说，淹没式生物滤池具有容积负荷高、停留时间短、有机物去除效果好、运行管理简单和占地面积小等优点，但如果设计或运行不当，容易引起滤料堵塞。

综上，鼓风曝气淹没式生物滤池，具有生物膜法和活性污泥法双重作用与效果，但也存在以下问题：

一、在污水处理时，水流自下而上近乎竖直地流动，污水在流经填料层后出水。这种传统的上流式处理存在水流形程短（通常仅3米多）、出水在池的一侧会产生短路的问题，给污水处理效果带来不利影响；

二、鼓风曝气装置安装位置接近填料层下部，与池底的距离较大，易导致池底积泥的情况发生；

三、上流式淹没生物滤池构造形式不够完善，仅能应用于小型有机性污水处理，在大中型规模的污水处理中难以推广。

因此，如何解决上述现有技术存在的不足，便成为本发明所要研究解决的课题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种旋推流淹没式好氧生物滤池。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种旋推流淹没式好氧生物滤池，包括至少一个水处理单元，所述水处理单元包括一池体，该池体所形成的内部空间沿其长度方向从前向后依次为导流区和旋推流反应区，两区之间通过一隔板分隔，且该隔板与所述池体的底部具有一间隙；其中，

所述导流区中设有一污水入口，所述隔板与所述池体底部的间隙为该导流区的污水出口；污水通过所述污水入口进入导流区，经由所述污水出口向后推送进入所述旋推流反应区的下方；

所述旋推流反应区沿池体的高度方向由下至上依次区分为曝气层以及反应区填料层；所述污水经推送，由所述导流区的污水出口向后流入所述旋推流反应区的曝气层，并在继续向后流动的同时向上流经所述反应区填料层，经处理后从池体后端上方的一出水口出水；其中，

所述曝气层的底部沿池体的长度方向水平设置有至少一根布气穿孔管；所述布气穿孔管与一空气进口连通设置，用以将含有氧气的空气导入所述曝气层；并且所述布气穿孔管的管体上沿其长度方向间隔开设有数个布气孔，各所述布气孔朝向布气穿孔管侧部的斜下方开设；当所述布气穿孔管为一根时，布气穿孔管位于所述池体底部的中间位置，并距离池体的侧壁有一距离，用以形成一旋流态气水混合流；当所述布气穿孔管为多根时，各布气穿孔管平行且间隔设置，且两侧的布气穿孔管距离池体的侧壁有一距离，所述旋流态气水混合流形成于相邻两布气穿孔管之间以及布气穿孔管与池体的侧壁之间；在滤池的工作状态下，从所述池体的横截面角度观察，所述布气穿孔管的上方形成有上升的气水混合流，而相邻两布气穿孔管之间以及布气穿孔管与池体的侧壁之间形成有下降的气水混合流，上升的气水混合流与下降的气水混合流均贯穿于所述反应区填料层以及所述曝气层，两者共同构成所述旋流态气水混合流；

所述反应区填料层中悬设有弹性填料，所述弹性填料密集填充于所述反应区填料层中，并相对所述池体定位；其中，所述弹性填料由多个便于菌类附着的条状填料组成，该条状填料包括一条状主体，该条状主体上沿其长度方向并朝向四周延伸密集设有多根附着丝，各所述附着丝的表面为附着表面，该附着表面供水流中的好氧菌附着增殖。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1．上述方案中，“各所述布气孔朝向布气穿孔管侧部的斜下方开设”，构成各所述布气孔的出气气流对所述池底的水流产生扰动和水气混合。

2．上述方案中，所述布气穿孔管的走向与池体长度方向一致，因此当池体内装满水后，通过开启鼓风机工作，使布气穿孔管开始出气，池体内的水由于异重流效应，将产生多个旋流态气水混合流；当池体正式开始污水处理工作，即，污水经由导流区进入旋推流反应区时，通过污水的势能转化为动能，对原先的旋流态气水混合流产生推力，形成向后的旋推流态的气水混合流，直至末端出水。

3．上述方案中，导流区和旋推流反应区之间的所述隔板距离池底有一间隙，通过该间隙的设计，用于对进入旋推流反应区的污水产生一推力，该推力有助于污水均匀地传递至整个旋推流反应区中；

同时，由于该推力的作用，会对原先形成于旋推流反应区内的多个所述旋流态气水混合流起到向后推流作用，各所述旋流态气水混合流受其影响会在自身上下翻转的同时向后移动，从而形成一向后的旋推流态的气水混合流，从而有助于污水、空气与旋推流反应区内的弹性填料进行充分的接触、混合。

4．上述方案中，所述曝气层向前延伸至所述导流区的底部。曝气层全池通畅，便于池底管道安装与维护。

5．上述方案中，所述导流区沿池体的高度方向由下至上依次区分为所述曝气层、导流区填料层以及导流出水层；所述导流区填料层中悬设有所述弹性填料。气水对流通过导流区填料层时也有生物膜接触反应作用。

导流区中的弹性填料可放置于活络填料框中，必要时可以吊起，使导流区作为竖向通道，便于滤池的抽水、管道安装与维护。

6．上述方案中，所述弹性填料相对所述池体的定位方式可以是悬设于池体顶部，也可以是固设于池体侧部等。

7．上述方案中，通过多根附着丝的设计，可大幅增加单个所述弹性填料的所述附着表面，有利于产生更密集的生物膜，提升生化反应效果。

8．上述方案中，所述空气进口可以开设于池体的至少一侧壁上，也可以是从池体的上方接入的一布气供气管路的出气口。

9．上述方案中，通过“各所述布气孔朝向布气穿孔管侧部的斜下方开设”，借此设计，空气喷出布气孔后可以扰动池体底部的水流，防止污泥沉淀积累；所述布气孔的斜设角度优选45°，且各布气孔交叉排列。

10．上述方案中，还包括一布气供气管路，该布气供气管路由一布气总管和多根布气支管连接构成；

其中，所述布气总管连通所述空气进口，且沿水平方向设置于所述池体的上方；所述布气支管具有多根，各布气支管（通过配气控制阀）连通所述布气总管，且各布气支管均向下伸入所述池体的底部与所述布气穿孔管连通。

11．上述方案中，包含两水处理单元，两所述水处理单元以池体的宽度方向水平且并排贴合，成为一整体；其中，两水处理单元的贴合面为一分隔壁，该分隔壁与所述池体的底部具有一间隙，构成两所述水处理单元池体的曝气层相互连通。

12．上述方案中，本发明的好氧生化属于污水处理的一个环节，所述污水处理全部环节包括：预处理、厌氧生化、好氧生化、物化处理以及末端深度处理。

本发明的工作原理如下：

本发明一种旋推流淹没式好氧生物滤池，利用好氧生化处理有机性污水，是污水处理工程中极其重要的环节。好氧生化处理有活性污泥法和生物膜法两类，不同类型，构造各异，本发明的关键是构建了良好的微生物（好氧菌、好氧兼性菌）生存与繁衍的环境，提供给微生物所需的养份（污水中的有机物），同时提供微生物吸附分解有机物所需的氧（由鼓风机压送来的空气），构建良好的处理环境，获得理想的处理效果，乃是本发明研发的目标。

本发明处理污水时，污水自下而上，同时自前向后流动，在上升空气的作用下，形成旋推式水流；因此，本发明可以做到有限的空间内，使污水在池内的行程延长，不会短路，给污水、氧气和好氧菌的混合充分创造了有利条件；本发明兼具活性污泥法和生物膜法这两种处理功能，同时克服了两种处理方式的缺点；相比传统的活性污泥法而言，由于滤池内的活性污泥不会随着处理的过程大量溢流出池体，使活性污泥得到了保留，还省去了活性污泥的回流环节（回流环节无供氧），因此，好氧微生物（好氧菌）始终处于供氧充足的条件下生存繁衍；相比传统的生物膜法而言，由于在用了淹没式滤池的形式，且采用前方下部进水，后方上部出水，通过产生向后的旋推流态的气水混合流，污水和气泡反复和填料接触，因此克服了原生物膜法存在的污水行程短、污水流向易“短路”的问题；由于本发明兼具活性污泥法和生物膜法这两种处理方法的优点，因此本发明的处理能力强，可进行大规模的污水处理，单位时间内污水处理量大，而同样的污水处理量需要的处理时间短；

本发明通过在池底的曝气层安装布气穿孔管，布气穿孔管上的布气孔45度向下交叉排列，并在反应区填料层中安装弹性填料；当池内装满污水后，开鼓风机向布气穿孔管供气，由于带气水流容重小上升，不带气的水容重大向下流，因此产生异重流效应，形成旋流态；当污水经导流区后在池下部进入旋推流反应区时，水流犹如螺旋形推进反复通过反应区填料层接触反应，直至溢流排出处理后的泥水混合液，自流入二次沉淀池进行泥水分离。

本发明的主要优点：

1、导流区具有均布与整流的作用，污水进入导流区后，污水中的漂浮物由于密度较小，将上浮至导流区的溢流面，由于导流区的溢流面和旋推流反应区的溢流面相隔离，可以防止漂浮物进入旋推流反应区。

2、旋推流反应区内弹性填料层，填料表面积极大，是微生物良好的载体；当弹性填料的表面形成生物膜后，在气水旋流条件下会不断更新，保持其生物接触氧化分解有机污染物的效果；

另外，由于池体不溢流，活性污泥得到保留，因此没有回流环节，即不存在缺氧环节，有利于世代时间较长的硝化菌类生存繁衍，使污水中氨氮硝化为亚硝酸盐、硝酸盐，为生物脱氮创造条件，其中的聚磷菌具有过量吸附磷，有生物除磷的作用；

旋推流反应区内弹性填料包括生物膜、填料支架等，所占池容积小于10%，大于90%的容积是活性污泥旋流反应区，促使有机污染物接触氧化而分解。

综上，所述本发明具有生物膜法与活性污泥法的双重功效。

3、在旋推流环境下容积有效利用率高，不会短路，采用池底布气穿孔管45度向下布孔交叉排列，在气流上升至反应区填料层时，气泡将被填料丝反复切割，提高了氧的利用率；另外布气穿孔管便于安装，且安装牢固，不易损坏，一般无须检修；

4、旋推生物滤池聚集的微生物充足，不需要回流污泥，可节省泵和管道；所产生的剩余污泥量也比活性污泥法少，而且不会发生活性污泥膨胀而流失的问题；

5、运行稳定，操作管理比活性污泥法简便。

本发明的适用范围：

1、污水处理规模大小都适用，规模小可采用钢设备，规模大可采用钢筋混凝土结构；

2、可根据工程需要进行多单元的并列合建，具体要根据处理对象的规模和水质状况，测算其bod5容积负荷，池形构造与尺寸等参数，要满足处理工艺与构造的要求，以及污水处理厂的统一布局的要求；

3、采用活性污泥法的构筑物，若因处理负荷提高而影响处理效果的，可以考虑改造为旋推流淹没式生物滤池，改造工程量不多。

附图说明

附图1为本发明实施例的俯视示意图；

附图2为图1中a-a向剖视示意图；

附图3为图1中b-b向剖视示意图；

附图4为图1中c-c向剖视示意图。

以上附图中：1．池体；2．分隔壁；3．导流区；4．旋推流反应区；5．隔板；6．污水入口；7．污水出口；8．曝气层；9．导流区填料层；10．导流出水层；11．反应区填料层；12．出水口；13．布气穿孔管；14．布气孔；15．旋流态气水混合流；151．上升的气水混合流；152．下降的气水混合流；16．布气总管；17．布气支管；18．齿形出水槽道；19．出水管；20．旋推流态的气水混合流。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例：参见附图1～4所示，一种旋推流淹没式好氧生物滤池，包括两个水处理单元，两所述水处理单元均包括一池体1，且两水处理单元以滤池的宽度方向水平且并排贴合，成为一整体。其中，两水处理单元的贴合面为一分隔壁2，该分隔壁2与池体1的底部具有一间隙，构成两水处理单元的池体1底部相互连通。

各所述水处理单元的池体1所形成的内部空间沿其长度方向从前向后依次为导流区3和旋推流反应区4，两区之间通过一隔板5分隔，且该隔板5与所述池体1的底部同样具有一间隙；

其中，所述导流区3的上方设有污水入口6，所述隔板5与所述池体1底部的间隙为该导流区3的污水出口7；污水通过所述污水入口6进入导流区3，经由所述污水出口7向后推送进入所述旋推流反应区4的下方。所述导流区3沿池体1的高度方向由下至上依次区分为曝气层8、导流区填料层9以及导流出水层10。

所述旋推流反应区4沿池体1的高度方向由下至上依次区分为曝气层8以及反应区填料层11；所述导流区3的曝气层8与所述旋推流反应区4的曝气层8连通成一体；所述污水经推送，由所述导流区3的污水出口向后流入所述旋推流反应区4的曝气层8，并在继续向后流动的同时向上流经所述反应区填料层11，经处理后从池体1后端上方的一出水口12出水；其中，

所述曝气层8的底部沿池体1的长度方向水平设置有至少一根布气穿孔管13；所述布气穿孔管13与一空气进口连通设置，用以将含有氧气的空气导入所述曝气层8；并且所述布气穿孔管13的管体上沿其长度方向间隔开设有数个布气孔14，各所述布气孔14朝向布气穿孔管13侧部的斜下方开设；当所述布气穿孔管13为一根时，布气穿孔管13位于所述池体1底部的中间位置，并距离池体1的侧壁有一距离，用以形成一旋流态气水混合流15；当所述布气穿孔管13为多根时，各布气穿孔管13平行且间隔设置，且两侧的布气穿孔管13距离池体1的侧壁有一距离，所述旋流态气水混合流15形成于相邻两布气穿孔管13之间以及布气穿孔管13与池体1的侧壁之间；在滤池的工作状态下，从所述池体1的横截面角度观察，所述布气穿孔管13的上方形成有上升的气水混合流151，而相邻两布气穿孔管13之间以及布气穿孔管13与池体1的侧壁之间形成有下降的气水混合流152。所述上升的气水混合流151在接近池体1顶部时，其中包含的空气被释放，释放了空气之后，由于容置变大因此继续下降进入池体成为所述下降的气水混合流152；因此，所述下降的气水混合流152由于包含的空气少，甚至不含空气，其容置大于所述上升的气水混合流151，进而通过两者的容重差产生异重流效应。上升的气水混合流151与下降的气水混合流152均贯穿于所述反应区填料层11以及所述曝气层8，两者共同构成所述旋流态气水混合流15。

所述导流区填料层9与所述反应区填料层11中悬设有弹性填料，所述弹性填料密集填充于所述导流区填料层9与所述反应区填料层11中，并相对所述池体1定位；其中，所述弹性填料由多个便于菌类附着的条状填料组成，该条状填料包括一条状主体，该条状主体上沿其长度方向并朝向四周延伸密集设有多根附着丝，各所述附着丝的表面为附着表面，该附着表面供水流中的好氧菌附着增殖。

其中，还包括一布气供气管路，该布气供气管路由一布气总管16和多根布气支管17连接构成；所述布气总管16连通所述空气进口，且沿水平方向设置于所述池体1的上方；所述布气支管17具有多根，各布气支管17连通所述布气总管16，且各布气支管17均向下伸入所述池体1的底部与所述布气穿孔管13连通。

其中，所述反应区出水层12的顶部后方设有所述出水口12，该出水口12连通一齿形出水槽道18，该齿形出水槽道18连设于一出水管19。

其中，通过导流区3和旋推流反应区4之间的所述隔板5距离池底有一间隙，通过该间隙的设计，用于对进入旋推流反应区4的污水产生一推力，该推力有助于污水均匀地传递至整个旋推流反应区4中；

同时，由于该推力的作用，会对原先形成于旋推流反应区4内的多个所述旋流态气水混合流16起到向后推流作用，各所述旋流态气水混合流15受其影响会在自身上下翻转的同时向后移动，从而形成一向后的旋推流态的气水混合流20。

本发明通过在池底的曝气层8安装布气穿孔管13，布气穿孔管13上的布气孔14呈45度向下交叉排列，并至少在反应区填料层11中安装弹性填料；当池内装满污水后，开鼓风机向布气穿孔管13供气，由于带气水流容重小上升，不带气的水容重大向下流，因此产生异重流效应，形成旋流态；当污水经导流区3后在池下部进入旋推流反应区4时，水流犹如螺旋形推进反复通过反应区填料层11接触反应，直至溢流排出处理后的泥水混合液，自流入二次沉淀池进行泥水分离。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。