一种景观高负荷生物滤池系统及污水处理方法与流程

1.本发明属于污水处理领域，涉及一种景观高负荷生物滤池系统及污水处理方法。


背景技术：

2.公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
3.生物滤池，一种由碎石或塑料制品填料构成的生物处理构筑物，污水与填料表面上生长的微生物膜间隙接触，使污水得到净化。普通生物滤池又称低负荷生物滤池，对于污水处理效果较好，出水水质稳定。但是普通生物滤池的缺点是占地面积大，易于堵塞，灰蝇很多，影响环境卫生。对此，研究者通过采用新型滤料(填料)，提出多种型式的高负荷生物滤池，使负荷率比普通生物滤池提高数倍，生物滤池体积大大缩小。
4.然而，经过发明人使用发现，高负荷生物滤池在实际使用过程中对悬浮物(ss)要求较严，进水的浓度不能太高，否则容易引起滤料结团，堵塞。此外，生物滤池长期运行也容易造成填料堵塞，如何减少填料堵塞风险，保持高负荷生物滤池的长期高效运行是生物滤池在当前使用中面临的主要问题。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术的不足，本发明的目的是提供一种景观高负荷生物滤池系统及污水处理方法，能够保持高负荷生物滤池的长期高效运行。
6.为了实现上述目的，本发明的技术方案为：
7.一方面，一种景观高负荷生物滤池系统，由生物滤池和布水支撑结构组成；
8.所述生物滤池包括布水种植区、过滤区、污泥斗、二次布水区、填料区，布水种植区用于种植植物，过滤区与填料区均填充多孔填料，布水种植区、过滤区、污泥斗由上向下依次设置，过滤区与污泥斗通过多孔隔板分隔，二次布水区位于过滤区外侧，过滤区侧壁开设若干通孔，二次布水区与过滤区通孔连通，填料区位于二次布水区下方，二次布水区底板为带孔隔板，填料区与二次布水区通过带孔隔板的孔连通；
9.所述布水支撑结构包括中空的支撑杆，支撑杆中上部连接上布水管组件，支撑杆中下部连接下布水管组件，上布水管组件和下布水管组件均由若干布水管组成，上布水管组件和下布水管组件均与支撑杆连通，中空的支撑杆内设置带阀瓣螺杆，带阀瓣螺杆的阀瓣与上布水管组件的进口、下布水管组件的进口配合；
10.所述布水支撑结构布置在生物滤池内，上布水管组件位于布水种植区内，下布水管组件位于填料区内。
11.另一方面，一种污水处理方法，提供上述景观高负荷生物滤池系统，调节带阀瓣螺杆，使上布水管组件的通路开启、下布水管组件的通路关闭，污水通过上布水管组件依次进入布水种植区、过滤区，污水在过滤区进行过滤，过滤的有机物被布水种植区的植物吸收，
过滤后的污水进入二次布水区，二次布水区内的污水经过二次布水进入填料区进行微生物处理。
12.第三方面，一种上述景观高负荷生物滤池系统过滤区堵塞时的污水处理方法，调节带阀瓣螺杆，使上布水管组件的通路关闭、下布水管组件的通路开启，污水通过下布水管组件直接进入填料区进行微生物处理。
13.第四方面，一种上述景观高负荷生物滤池系统过滤区堵塞时的疏通方法，包括第三方面的污水处理方法，将污泥斗内的污泥抽出，使布水种植区、过滤区、二次布水区处于排空状态，过滤区内干涸后的堵塞污泥和生物膜脱落，然后调节带阀瓣螺杆，使上布水管组件的通路开启、下布水管组件的通路关闭，污水将干涸的堵塞污泥和生物膜冲刷至污泥斗，并经污泥斗排出。
14.本发明的有益效果为：
15.(1)本发明通过设置布水种植区、过滤区、污泥斗、二次布水区、填料区，利用带阀瓣螺杆调节，使得污水能够实现“布水种植区
→
过滤区
→
二次布水区
→
填料区”的运行，从而使得生物滤池系统集成了生物处理和生态处理功能，主要依靠微生物作用和植物摄取去除污染物质。另外，通过布水种植区、过滤区、二次布水区处理后的污水的ss含量大大降低，从而防止填料区填料的结团、堵塞。
16.(2)本发明通过控制带阀瓣螺杆，可进行布水管组件通路的切换，实现正常运行期“布水种植区
→
过滤区
→
二次布水区
→
填料区”到过滤层堵塞期“直接进入填料区”的流程切换，同时可通过控制不同流程运行的时间，实现生物滤池的长期高效运行。
17.(3)本发明生物滤池系统的过滤区堵塞期可通过排空污水，进行冲刷实现填料性能的恢复。
18.(4)本发明生物滤池系统的内污水流动无需动力，通过重力进行布水及排水，节省能源。
附图说明
19.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
20.图1为本发明实施例1的景观高负荷生物滤池系统的结构示意图；
21.其中，1、生物滤池，2、布水支撑结构，3、集水槽，4、带阀瓣螺杆，5、上布水管组件，6、布水种植区，7、过滤区，8、多孔隔板，9、污泥斗，10、二次布水区，11、污泥斗排泥管道，12、污泥斗排泥阀，13、带孔隔板，14、下布水管组件，15、填料区，16、排水阀，17、排水管，18、集水槽排泥阀，19、集水槽排泥管。
具体实施方式
22.应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
23.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式
也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
24.鉴于现有高负荷生物滤池难以保持长期高效运行，本发明提出了一种景观高负荷生物滤池系统及污水处理方法。
25.本发明的一种典型实施方式，提供了一种景观高负荷生物滤池系统，由生物滤池和布水支撑结构组成；
26.所述生物滤池包括布水种植区、过滤区、污泥斗、二次布水区、填料区，布水种植区用于种植植物，过滤区与填料区均填充多孔填料，布水种植区、过滤区、污泥斗由上向下依次设置，过滤区与污泥斗通过多孔隔板分隔，二次布水区位于过滤区外侧，过滤区侧壁开设若干通孔，二次布水区与过滤区通孔连通，填料区位于二次布水区下方，二次布水区底板为带孔隔板，填料区与二次布水区通过带孔隔板的孔连通；
27.所述布水支撑结构包括中空的支撑杆，支撑杆中上部连接上布水管组件，支撑杆中下部连接下布水管组件，上布水管组件和下布水管组件均由若干布水管组成，上布水管组件和下布水管组件均与支撑杆连通，中空的支撑杆内设置带阀瓣螺杆，带阀瓣螺杆的阀瓣与上布水管组件的进口、下布水管组件的进口配合；
28.所述布水支撑结构布置在生物滤池内，上布水管组件位于布水种植区内，下布水管组件位于填料区内。
29.该实施方式的一些实施例中，所述过滤区为倒圆台状。使得污水更容易从过滤区进入二次布水区。
30.该实施方式的一些实施例中，所述污泥斗为倒圆台状。能够使系统更容易收集污泥。
31.该实施方式的一些实施例中，布水种植区、过滤区、污泥斗均设置在倒圆台状的筒体内。
32.该实施方式的一些实施例中，生物滤池底部安装集水槽。用于收集处理后的污水。
33.在一种或多种实施例中，集水槽设置集水槽排泥管和排水管，集水槽的排泥出口位于集水槽底部侧壁，集水槽的排水口位于集水槽上部侧壁。
34.该实施方式的一些实施例中，布水种植区填充填料。
35.在一种或多种实施例中，布水种植区的填料粒径为40～70mm。
36.该实施方式的一些实施例中，过滤区的多孔填料的粒径为40～70mm。
37.该实施方式的一些实施例中，填料区的多孔填料的粒径为70～100mm。
38.本发明的另一种实施方式，提供了一种污水处理方法，提供上述景观高负荷生物滤池系统，调节带阀瓣螺杆，使上布水管组件的通路开启、下布水管组件的通路关闭，污水通过上布水管组件依次进入布水种植区、过滤区，污水在过滤区进行过滤，过滤的有机物被布水种植区的植物吸收，过滤后的污水进入二次布水区，二次布水区内的污水经过二次布水进入填料区进行微生物处理。
39.本发明的第三种实施方式，提供了一种上述景观高负荷生物滤池系统过滤区堵塞时的污水处理方法，调节带阀瓣螺杆，使上布水管组件的通路关闭、下布水管组件的通路开启，污水通过下布水管组件直接进入填料区进行微生物处理。
40.本发明的第四种实施方式，提供了一种上述景观高负荷生物滤池系统过滤区堵塞
时的疏通方法，包括第三种实施方式的污水处理方法，将污泥斗内的污泥抽出，使布水种植区、过滤区、二次布水区处于排空状态，过滤区内干涸后的堵塞污泥和生物膜脱落，然后调节带阀瓣螺杆，使上布水管组件的通路开启、下布水管组件的通路关闭，污水将干涸的堵塞污泥和生物膜冲刷至污泥斗，并经污泥斗排出。
41.本发明生物滤池原理：
42.生物滤池是一种生物膜法处理工艺：即依靠附着在填料上的生物形成生物膜，污水与生物膜接触后，污染物被微生物吸附转化，污水得到净化。
43.生物滤池运行期微生物的生长及作用情况：
44.生物滤池运行初期，污水中的氧随着布水管进入滤池，同时布水及植物种植层与空气接触，可涵养一定的氧气，植物的根系也会运输一部分的氧分，使生物滤池上部形成好氧层，利用好氧微生物作用，将污水中的有机物分解，同时将水中的氨氮转化为硝态氮。污水中的氧气被利用后进入下一环节，此时，污水中的溶解氧含量较低，利于缺氧或厌氧微生物生长，缺氧或厌氧微生物将上一环节产生的硝态氮转化为氮气，由于缺氧微生物的生长及繁殖需要能量，这部分能量由水中的有机物提供。
45.生物滤池过滤区堵塞期微生物的生长及作用情况：
46.生物滤池堵塞期，污水中的氧随着布水管进入滤料层，滤料层上部形成好氧环境，利用好氧微生物作用，将污水中的有机物分解，同时将水中的氨氮转化为硝态氮。下部溶解氧含量较低，利于缺氧或厌氧微生物生长，缺氧或厌氧微生物将上一环节产生的硝态氮转化为氮气。此外排空的布水种植区、过滤区、二次布水区可以允许空气中的氧气进入，在下一次进水时，空气中的氧气与污水接触，形成好氧区域，利用好氧微生物的生长。
47.为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本发明的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本发明的技术方案。
48.实施例1
49.一种景观高负荷生物滤池系统，如图1所示，由生物滤池1、布水支撑结构2、集水槽3组成。生物滤池1半径为600mm、高为1800mm，布水支撑结构2直径为300mm，集水槽3直径为1900mm。
50.生物滤池1分为上下两部分，上部分包括布水种植区6、过滤区7、污泥斗9和二次布水区10，下部分为填料区15。布水种植区6、过滤区7、污泥斗9由上至下依次设置筒体中，筒体为倒圆台型，二次布水区10设置在筒体于生物滤池1侧壁之间。
51.布水种植区6下部填充填料，填料粒径40～70mm。布水种植区6上部种植植物。
52.布水种植区6和过滤区7不分隔，过滤区7填充多孔填料，填料粒径40～70mm。过滤区7的筒体壁均布直径20mm、孔距50mm的圆孔用以过水。
53.污泥斗9位于过滤区7下部，用以储存进水沉降的悬浮污泥。过滤区7与污泥斗9通过多孔隔板8相连，多孔隔板8均布直径30mm、孔距50mm的圆孔用以过泥。污泥斗9连接污泥斗排泥管道11。污泥斗排泥管道11安装污泥斗排泥阀12，用来控制污泥斗9内污泥的排放。污泥斗9的污泥排放口设置在污泥斗9底部侧壁，能够通过压力差将污泥排出。
54.二次布水区10底部均布直径20mm、孔距50mm的圆孔用以过水，通过带孔隔板13与下部填料区15连通。
55.填料区15填充多孔填料，填料粒径70～100mm。
56.填料区15通过底部均布直径20mm、孔距50mm的圆孔与集水槽3相连。
57.集水槽3与排水管17、集水槽排泥管19相连。排水管17安装排水阀16。集水槽排泥管19安装集水槽排泥阀18。集水槽3的排水口设置在上部侧壁，集水槽3的排泥口设置在底部侧壁。
58.布水支撑结构2，布水支撑结构2安装在生物滤池1内，包括中空的支撑杆、上布水管组件5和下布水管组件14。中空的支撑杆竖直设置，中空的支撑杆位于生物滤池1的中轴线处。上布水管组件5安装在中空的支撑杆的中上部。上布水管组件5由4个固定式布水管组成，每个固定式布水管均与中空的支撑杆联通。上布水管组件5位于布水种植区6的中部。下布水管组件14安装在中空的支撑杆的中下部。下布水管组件14由4个固定式布水管组成，每个固定式布水管均与中空的支撑杆联通。下布水管组件14位于填料区15上部。中空的支撑杆内设置带阀瓣螺杆4，带阀瓣螺杆4的阀瓣与上布水管组件5的进口、下布水管组件14的进口配合。
59.系统中进行生物出来的微生物为污水中原有的，处理过程中营造了适宜的生长环境供相应的微生物生长，不需额外添加。
60.污水首先经过隔油沉淀等手段预处理，然后通过水位差自流或水泵提升至本发明的生物滤池系统。
61.(1)生物滤池正常运行期污染物的去除
62.旋转带阀瓣螺杆4，使上布水管组件5的过水通路打开、下布水管组件14的过水通路关闭。污水通过与布水支撑结构2相连的上布水管组件5进入生物滤池系统，过滤区填有粒径40～70mm，可以截留大颗粒的有机物和ss，布水种植区6种植植物，可以通过植物的吸收和转化去除有机物，经过滤区处理后，污水通过过滤区7外部的过水圆孔进入二次布水区10，其中污泥经沉淀后集积于污泥斗9，流经二次布水区10的污水，经带孔隔板13布水后进入填料区15，经填料区15填料处理后进入集水槽经排水管17排出系统。此阶段污染物去除的主要作用单元有：上部植物的吸收与转化、基质的截留、基质微生物的吸收与转化。生物滤池根据实际使用情况定期经污泥斗排泥管11和集水槽排泥管19排出脱落生物膜和沉淀污泥。
63.(2)生物滤池过滤区堵塞期污染物的去除
64.当生物滤池过滤区7堵塞时，污水无法通过上布水管组件5，通过旋转带阀瓣螺杆4，使上布水管组件5的过水通路关闭、下布水管组件14的过水通路打开。污水通过与布水支撑结构2相连的下布水管组件14进入填料区，污水经填料区15多孔填料的吸附及附着与填料上的微生物转化实现有机物质的去除。
65.(3)生物滤池过滤区堵塞的恢复
66.生物滤池在堵塞期运行一段时间后，布水种植区6、过滤区7、二次布水区10均处于排空状态，处于干涸状态会导致过滤区原堵塞污泥及生物膜脱落，旋转带阀瓣螺杆4，打开上布水管组件5的过水通路，关闭下布水管组件14的过水通路。污水经上布水管组件5进入生态滤池系统，干涸的污泥及脱落的生物膜经污水冲刷进入污泥斗9，经污泥斗排泥管11排出系统，填料性能得以恢复。
67.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修
改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。