废水高效处理曝气生物滤池的制作方法

1.本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种废水高效处理曝气生物滤池。


背景技术：

2.氮循环是生物圈基本的物质循环之一，氨氮废水中的氮元素以铵离子(nh
4+
)和游离氨(nh3)的形式存在于水中，废水中氨氮的高耗氧量会导致水体富营养化，形成“水华”和“赤潮”破坏水体环境，对水生生物产生毒害作用，而人类误食被污染的水产品会危及生命安全。随着工农业的迅猛发展，产生了大量含有复杂有机物组分的污水，这些物质经过食物链的富集，最后进入人体，引起慢性中毒。因此对于废水排放到收纳水体前的脱氮除碳尤为重要。
3.相较于脱氮除碳的物化处理方法，生物脱氮除碳技术具有经济、高效、无二次污染等特点。传统的生物脱氮除碳技术根据时空分布原理保证硝化-反硝化工艺的实现，由于时间和空间维度的限制致使传统硝化-反硝化技术应用具有一定的局限性，例如碱度消耗、外加碳源的投加、曝气运行成本高、操作系统繁杂等。


技术实现要素：

4.本发明实施例提供一种废水高效处理曝气生物滤池，旨在实现高效、节能的实现对废水的脱氮除碳处理。
5.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种废水高效处理曝气生物滤池，包括：
6.池体，所述池体内设有多个隔板，以将所述池体内的空间分为从下至上依次分布的进水区、第一过滤区、第二过滤区以及清水区，所述第一过滤区和所述第二过滤区内分别填充有填料，所述隔板上具有过水通孔；
7.出水堰，设于所述池体内壁，并位于所述清水区的顶部；
8.布水管，垂直于所述池体的轴向贯穿所述池体的进水区，一端用于连通进水水源；
9.外循环单元，一端与所述布水管的另一端连通，另一端伸入所述出水堰内，所述外循环单元用于将所述出水堰内的清水引流至所述进水区；以及
10.曝气单元，包括曝气泵，以及与所述曝气泵连通且伸入所述进水区的曝气盘，所述曝气盘位于所述布水管的下方。
11.在一种可能的实现方式中，所述废水高效处理曝气生物滤池还包括进水单元，所述进水单元包括进水水箱，以及设于所述进水水箱出水口的第一蠕动泵；
12.所述布水管设于所述第一蠕动泵的出水侧，所述布水管与所述第一蠕动泵之间还设有第一调节阀。
13.在一种可能的实现方式中，所述废水高效处理曝气生物滤池还包括出水单元，所述出水单元包括出水水箱，以及设于所述出水水箱进水口的第二蠕动泵；
14.所述出水堰设于所述第二蠕动泵的进水侧，所述出水堰和所述第二蠕动泵之间还
设有第二调节阀。
15.在一种可能的实现方式中，所述废水高效处理曝气生物滤池还包括监测单元，所述监测单元包括第一监测仪和第二监测仪，所述第一监测仪的监测探头伸入所述第二过滤区内，用于监测氢离子浓度，所述第二监测仪的监测探头伸入所述清水区内，用于监测氧参数。
16.一些实施例中，所述池体的顶部开设有两个滑道，所述废水高效处理曝气生物滤池还包括与两个所述滑道一一对应设置的活动组件，所述活动组件包括：
17.驱动气缸，设于所述池体的顶部，所述驱动气缸具有沿所述滑道延伸方向往复移动的驱动端；
18.安装块，滑动连接于所述滑道，所述安装块固设于所述驱动端；以及
19.固定杆，顶端固设于所述安装块，底端固接于所述第一监测仪或所述第二监测仪的监测探头。
20.在一种可能的实现方式中，所述池体的侧壁还设有两个取样阀，其中一个所述取样阀与所述第一过滤区的顶部连通，另一个所述取样阀与所述第二过滤区的顶部连通。
21.在一种可能的实现方式中，所述池体包括从下至上依次设置的第一筒体、第二筒体、第三筒体以及第四筒体，所述第二筒体、所述第三筒体以及所述第四筒体的筒底均形成所述隔板，所述第一筒体的内腔形成所述进水区，所述第二筒体的内腔形成所述第一过滤区，所述第三筒体的内腔形成所述第二过滤区，所述第四筒体的内腔形成所述清水区；
22.所述第二筒体和所述第三筒体分别包括上下间隔设置的上环形板和下环形板，以及连接于所述上环形板和所述下环形板之间的折叠部。
23.一些实施例中，所述第二筒体和所述第三筒体还分别包括支撑杆，所述支撑杆的包括依次连接的两个杆体，以及设于两个所述杆体之间的调节部，所述调节部用于调节并固定两个所述杆体的夹角，所述支撑杆的一端转动连接于所述第二筒体或所述第三筒体，所述支撑杆的另一端插接于所述第三筒体或所述第四筒体。
24.在一种可能的实现方式中，所述曝气单元还包括：
25.固定环，套设于所述曝气盘的外周，所述固定环内形成有环形的流动腔，所述流动腔连通于所述曝气泵；以及
26.驱动电机，设于所述池体的底部，所述驱动电机的输出轴与所述曝气盘固接；
27.所述曝气盘转动连接于所述固定环的内圈，所述曝气盘内形成有与所述流动腔连通的内腔，所述曝气盘的顶部设有呈阵列分布的曝气孔。
28.在一种可能的实现方式中，所述布水管的轴向与所述池体的径向重合，所述布水管上沿自身轴向均布有多个布水孔。
29.本技术实施例中，与现有技术相比，本发明废水高效处理曝气生物滤池有以下优点：
30.(1)外循环单元的设立有助于提高本发明废水高效处理曝气生物滤池的进水压力，使得在使用过程中产生的悬浮污泥可通过较大的上升水流附着于第一过滤区或第二过滤区的填料中，优化对废水的处理效果；
31.(2)外循环单元和布水管连通，可有效提高水力复合，加大对第一过滤区和第二过滤区内的填料冲刷力，从而有效避免第一过滤区和第二过滤区内的填料堵塞问题；
32.(3)进水区位于最底部，采用了上流式进水模式，结合向上的曝气运行模式，可实现均匀补水，气水充分接触从而提高脱氮除碳效率；
33.(4)设置第一过滤区和第二过滤区两层，有利于废水与填料充分接触，实现微生物群落发挥高效的脱氮除碳作用，并且两层填料的上下分布，有助于实现氧浓度梯度分布，有利于好氧、兼氧以及厌氧等多种功能性微生物共存，打破传统自氧异养微环境限制，同时微生物群落多样性分布有利于多种脱氮除碳工艺发挥协同作用，相比于传统过效能工艺本发明实施例对废水的一体式处理，可大大减少反应器占地面积，节省必要的经济能耗。
附图说明
34.图1为本发明实施例提供的废水高效处理曝气生物滤池的剖面结构示意图；
35.图2为本发明实施例采用的池体的俯视结构示意图。
36.附图标记说明：
37.10-池体；101-进水区；102-第一过滤区；103-第二过滤区；104-清水区；11-隔板；12-填料；13-滑道；14-取样阀；15-第一筒体；16-第二筒体；161-上环形板；162-折叠部；163-下环形板；17-第三筒体；18-第四筒体；19-支撑杆；191-杆体；192-调节部；
38.20-出水堰；
39.30-布水管；31-布水孔；
40.40-外循环单元；41-循环管道；42-第三蠕动泵；
41.50-曝气单元；51-曝气泵；52-曝气盘；53-固定环；54-驱动电机；
42.60-进水单元；61-进水水箱；62-第一蠕动泵；63-第一调节阀；
43.70-出水单元；71-出水水箱；72-第二蠕动泵；73-第二调节阀；
44.80-监测单元；81-第一监测仪；82-第二监测仪；
45.90-活动组件；91-驱动气缸；92-安装块；93-固定杆。
具体实施方式
46.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
47.请一并参阅图1至图2，现对本发明提供的废水高效处理曝气生物滤池进行说明。废水高效处理曝气生物滤池，包括池体10、出水堰20、布水管30、外循环单元40以及曝气单元50，池体10内设有多个隔板11，以将池体10内的空间分为从下至上依次分布的进水区101、第一过滤区102、第二过滤区103以及清水区104，第一过滤区102和第二过滤区103内分别填充有过滤填料12，隔板11上具有过水通孔；出水堰20设于池体10内壁，并位于清水区104的顶部；布水管30垂直于池体10的轴向贯穿池体10的进水区101，一端用于连通进水水源；外循环单元40一端与布水管30的另一端连通，另一端伸入出水堰20内，外循环单元40用于将出水堰20内的清水引流至进水区101；曝气单元50包括曝气泵51，以及与曝气泵51连通且伸入进水区101的曝气盘52，曝气盘52位于布水管30的下方。
48.需要说明的是，第一过滤区102和第二过滤区103填充的填充料类别不同，第一过滤区102填充斜悬式多孔悬浮滤料，斜悬式多孔悬浮滤料为圆柱形构造，外径24.6mm，高
10.0mm，内部孔槽分布呈蜂窝状，孔隙率为75.79％；第二过滤区103填充陶瓷呼吸环滤料，陶瓷呼吸环滤料为中空环构造，外径18.1mm，内径8.8mm，高16.5mm，内外壁分布不均匀孔槽。
49.采用致密的滤料作为填料12，可使得悬浮的污泥和空气分子穿梭于填料12外部间隙，填料12表面及间隙流动的悬浮污泥有助于好氧菌繁殖，而填料12内部的氧分子含量交底有助于兼性细菌和厌氧菌的生存和繁殖，两种填料12的设置有助于实现自养和异养微生物群落的共存，最终可通过同步硝化反硝化技术实现脱氮除碳。
50.本实施例提供的废水高效处理曝气生物滤池，在具体使用过程中，布水管30将废水通入池体10内，同时曝气单元50开启，曝气盘52在布水管30的底部持续曝气，随着废水通入量的持续增多，废水的水面在进水区101持续上升，在上升的过程中分别经过第一过滤区102和第二过滤区103，最后清水区104内的水质较优，并溢流至出水堰20进行出水，同时出水堰20内的清水经过外循环单元40回流至布水管30，使得布水管30的出水压力升高，有助于提高水流的上升流速。
51.与现有技术相比，本发明废水高效处理曝气生物滤池有以下优点：
52.(1)外循环单元40的设立有助于提高本发明废水高效处理曝气生物滤池的进水压力，使得在使用过程中产生的悬浮污泥可通过较大的上升水流附着于第一过滤区102或第二过滤区103的填料12中，优化对废水的处理效果；
53.(2)外循环单元40和布水管30连通，可有效提高水力复合，加大对第一过滤区102和第二过滤区103内的填料12冲刷力，从而有效避免第一过滤区102和第二过滤区103内的填料12堵塞问题；
54.(3)进水区101位于最底部，采用了上流式进水模式，结合向上的曝气运行模式，可实现均匀补水，气水充分接触从而提高脱氮除碳效率；
55.(4)设置第一过滤区102和第二过滤区103两层，有利于废水与填料12充分接触，实现微生物群落发挥高效的脱氮除碳作用，并且两层填料12的上下分布，有助于实现氧浓度梯度分布，有利于好氧、兼氧以及厌氧等多种功能性微生物共存，打破传统自氧异养微环境限制，同时微生物群落多样性分布有利于多种脱氮除碳工艺发挥协同作用，相比于传统过效能工艺本发明实施例对废水的一体式处理，可大大减少反应器占地面积，节省必要的经济能耗。
56.在一些实施例中，上述废水高效处理曝气生物滤池的一种改进实施方式可以采用如图1所示结构。参见图1，废水高效处理曝气生物滤池还包括进水单元60，进水单元60包括进水水箱61，以及设于进水水箱61出水口的第一蠕动泵62；布水管30设于第一蠕动泵62的出水侧，布水管30与第一蠕动泵62之间还设有第一调节阀63。进水单元60即形成了上述的进水水源，通过进水水箱61对废水进行缓存，进而将进水水箱61内的废水通入池体10内进行处理；第一蠕动泵62可以保持废水均匀持续的进入池体10，且提供持续的进水动力，使得废水的进水速率始终保持定值；第一调节阀63方便调节废水的进水量，以方便保证废水的进水量与填料12的处理负荷相匹配，并且也方便接通或阻断废水进入池体10。
57.在一些实施例中，上述废水高效处理曝气生物滤池的一种改进实施方式可以采用如图1所示结构。参见图1，废水高效处理曝气生物滤池还包括出水单元70，出水单元70包括出水水箱71，以及设于出水水箱71进水口的第二蠕动泵72；出水堰20设于第二蠕动泵72的
进水侧，出水堰20和第二蠕动泵72之间还设有第二调节阀73。通过出水水箱71对清水进行缓存，进而将出水水箱71与其他系统连通，进而实现对清水的传输及使用；第二蠕动泵72可以保持清水均匀持续的进入出水水箱71，且提供持续的出水动力；第二调节阀73方便调节清水的出水量，并且也方便接通或阻断清水进入出水水箱71。
58.在一些实施例中，上述废水高效处理曝气生物滤池的一种改进实施方式可以采用如图1所示结构。参见图1，废水高效处理曝气生物滤池还包括监测单元80，监测单元80包括第一监测仪81和第二监测仪82，第一监测仪81的监测探头伸入第二过滤区103内，用于监测氢离子浓度，第二监测仪82的监测探头伸入清水区104内，用于监测氧参数。第一监测仪81为ph监测仪，第二监测仪82为do监测仪，通过对水体的ph(氢离子浓度)和do(氧参数)进行实时监测，对于系统运行状况有良好的指示作用，方便观察水体中ph和do的变化趋势，以便适当调节曝气强度和酸碱度，实现早发现早处理，避免处理过当导致需要重复处理。
59.具体地，第一监测仪81和第二监测仪82可选用适宜的控制系统进行通讯连接，进而方便实时观察显示数值，并提醒人员在数值超标时进行处理。
60.在一些实施例中，上述废水高效处理曝气生物滤池的一种改进实施方式可以采用如图1至图2所示结构。参见图1至图2，池体10的顶部开设有两个滑道13，废水高效处理曝气生物滤池还包括与两个滑道13一一对应设置的活动组件90，活动组件90包括驱动气缸91、安装块92以及固定杆93，驱动气缸91设于池体10的顶部，驱动气缸91具有沿滑道13延伸方向往复移动的驱动端；安装块92滑动连接于滑道13，安装块92固设于驱动端；固定杆93顶端固设于安装块92，底端固接于第一监测仪81或第二监测仪82的监测探头。在实时监测的过程中，驱动气缸91开启，驱动气缸91的驱动端带动安装块92在滑道13中往复移动，进而安装块92带动固定在固定杆93上的第一监测仪81或第二监测仪82的监测探头往复移动，方便在实时监测的过程中，监测探头的位置在水平方向上持续变化，避免持续对同一位置的数值进行监测，提高监测数据的准确性。
61.需要说明的是，因为有两个监测仪，对应的也有两个活动组件90，其中一个活动组件90上的固定杆93与第一监测仪81的监测探头固接，另一个活动组件90上的固定杆93与第二监测仪82的监测探头固接。
62.在一些实施例中，上述池体10的一种改进实施方式可以采用如图1所示结构。参见图1，池体10的侧壁还设有两个取样阀14，其中一个取样阀14与第一过滤区102的顶部连通，另一个取样阀14与第二过滤区103的顶部连通。其中一个取样阀14的进水口位于第一过滤区102内，并且处于第一过滤区102内的顶部位置，可以对第一过滤区102处理后的水样进行提取；另一个取样阀14的进水口位于第二过滤区103内，并且处于第二过滤区103内的顶部位置，可以对第二过滤区103处理后的水样进行提取。通过打开取样阀14方便随时观察第一过滤区102和第二过滤区103处理后的水样，进而判断处理情况，结合第一监测仪81和第二监测仪82的监测情况，对系统的各项参数(此处的参数指填料12的填充率、曝气强度、进水速率等)进行适当调节。
63.在一些实施例中，上述池体10的一种具体实施方式可以采用如图1所示结构。参见图1，池体10包括从下至上依次设置的第一筒体15、第二筒体16、第三筒体17以及第四筒体18，第二筒体16、第三筒体17以及第四筒体18的筒底均形成隔板11，第一筒体15的内腔形成进水区101，第二筒体16的内腔形成第一过滤区102，第三筒体17的内腔形成第二过滤区
103，第四筒体18的内腔形成清水区104；第二筒体16和第三筒体17分别包括上下间隔设置的上环形板161和下环形板163，以及连接于上环形板161和下环形板163之间的折叠部162。针对废水的污染程度不同，可调节第二筒体16和第三筒体17上的折叠部162，当折叠部162展开的时候，第一过滤区102和第二过滤区103的空间增大，可置入更多的填料12，进而提高对废水的处理效率，反之折叠部162折叠时可处理污染程度较小的废水，通过调节第一过滤区102和第二过滤区103的高度，方便调整填料12的填充密度以及填充量，结合不同的水质特点发挥氧浓度限制分布，保证处理后清水满足相应指标。
64.需要说明的是，下环形板163包括底板，以形成隔板11，但是不包括顶板；上环形板161不包括底板，也不包括顶板。
65.在一些实施例中，上述第二筒体16和第三筒体17的一种改进实施方式可以采用如图1所示结构。参见图1，第二筒体16和第三筒体17还分别包括支撑杆19，支撑杆19的包括依次连接的两个杆体191，以及设于两个杆体191之间的调节部192，调节部192用于调节并固定两个杆体191的夹角，支撑杆19的一端转动连接于第二筒体16或第三筒体17，支撑杆19的另一端插接于第三筒体17或第四筒体18。即第二筒体16上的支撑杆19一端与第二筒体16转动连接，另一端插接于第三筒体17；第三筒体17上的支撑杆19一端与第三筒体17转动连接，另一端插接于第四筒体18；在正常情况下，通过外力驱动调节折叠部162的折叠和伸展，其自身的结构强度可维持调节后的状态，但是还可以在折叠部162调节完毕后通过支撑杆19进行支撑，以稳定整体的池体10结构。
66.具体地，第三筒体17和第四筒体18上设有多个上下间隔分布的插接孔，进而方便在不同得到状态下，支撑杆19与插接孔插接配合。
67.可选的，调节部192可选用螺栓和螺母，当第二筒体16或第三筒体17伸长或缩短一定的长度后，拧松螺母调整两个杆体191之间的夹角，然后拧紧螺母，以固定两个杆体191之间的夹角，随后将支撑杆19的自由端插接于第三筒体17或第四筒体18。
68.在一些实施例中，上述曝气单元50的一种改进实施方式可以采用如图1所示结构。参见图1，曝气单元50还包括固定环53以及驱动电机54，固定环53套设于曝气盘52的外周，固定环53内形成有环形的流动腔，流动腔连通于曝气泵51；驱动电机54设于池体10的底部，驱动电机54的输出轴与曝气盘52固接；曝气盘52转动连接于固定环53的内圈，曝气盘52内形成有与流动腔连通的内腔，曝气盘52的顶部设有呈阵列分布的曝气孔。曝气泵51向固定环53内输送气体，气体在固定环53的环形流动腔内填充，进而进入曝气盘52中，曝气盘52始终与流动腔连通，进而电机带动曝气盘52旋转的时候可以实现曝气盘52的持续曝气，通过驱动电机54带动曝气盘52旋转，可提高曝气效率，增强曝气效果。
69.具体地，固定环53的内圈设有环形的出气口，出气口的环形路径与固定环53同轴，曝气盘52的外圈同样设有环形的进气口，曝气盘52的外圈与固定环53的内圈贴合，以实现曝气盘52旋转过程中持续与固定环53的流动腔连通；在固定环53的两端部与曝气盘52之间设置转动密封环，提高固定环53与曝气盘52之间的密封效果。
70.在一些实施例中，上述布水管30的一种改进实施方式可以采用如图1所示结构。参见图1，布水管30的轴向与池体10的径向重合，布水管30上沿自身轴向均布有多个布水孔31。布水管30上的布水孔31可实现在池体10的径向上均匀布水，避免废水从同一个位置进入进水区101，方便废水在进水区101内的均匀分散，实现与填料12的充分接触。
71.在一些实施例中，上述外循环单元40的一种具体实施方式可以采用如图1所示结构。参见图1，外循环单元40包括循环管道41以及第三蠕动泵42，循环管道41的进水端与出水堰20连通，出水端与布水管30连通，第三蠕动泵42设于循环管道41上，以提供出水堰20内的水流向布水管30的动力。
72.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。