專利名稱：單級內(nèi)循環(huán)曝氣生物濾池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種單級內(nèi)循環(huán)曝氣生物濾池，通過對傳統(tǒng)曝氣生物濾池結(jié)構(gòu)形式的改進，提高曝氣生物濾池生物脫氮的效率。屬于環(huán)境工程污水處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，水環(huán)境污染和水資源短缺已經(jīng)成為制約我國國民經(jīng)濟進一步可持續(xù)發(fā)展的主要問題，引起了社會各界的高度關(guān)注。曝氣生物濾池是一種具有簡易、高效和低耗特征的新型污水生物處理技術(shù)，是近年來污水生物處理領(lǐng)域的研究熱點之一。該技術(shù)具有出水水質(zhì)穩(wěn)定、處理效率高、處理水量大、占地面積小、設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、操作管理方便、易于實現(xiàn)自動控制、適用范圍廣等特點。目前已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于我國的城市污水處理、小區(qū)生活污水的處理及回用、工業(yè)廢水處理以及微污染水源水的預(yù)處理，正逐漸成為我國污水生物處理領(lǐng)域一種重要的技術(shù)手段之一。
對于傳統(tǒng)的同向流曝氣生物濾池，進水是由下向上流動，氣體也由生物濾池的底部自下而上與水流并向而行。由于在填料層底部直接曝氣充氧，曝氣生物濾池在運行過程中濾料層基本上均是處于好氧狀態(tài)，濾料表面附著的微生物、空氣、污水三相接觸效率高，因此對有機物的去除效率高，硝化效果也非常良好。但是由于系統(tǒng)中缺乏厭氧環(huán)境，對于氮的生物去除效率低下。在實踐中往往采用兩級曝氣生物濾池(一級除碳，二級脫氮)的方法來提高對氮的生物去除效率，這樣無疑會增加處理系統(tǒng)的基建和運行費用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種單級內(nèi)循環(huán)曝氣生物濾池，以較低的基建和運行成本提高系統(tǒng)的生物脫氮性能。
為實現(xiàn)這一目的，本發(fā)明設(shè)計提供的單級內(nèi)循環(huán)曝氣生物濾池，包括濾池中心的內(nèi)部導(dǎo)流筒、導(dǎo)流筒外部的生物填料區(qū)及底部泥斗，生物填料區(qū)底部為均勻開孔的承托板，承托板下部為進水空間，內(nèi)部導(dǎo)流筒的底部設(shè)置曝氣裝置，并設(shè)置開孔的配水墻連通進水空間，進水空間及內(nèi)部導(dǎo)流筒采用開孔法蘭盤與底部泥斗連接在一起，底部泥斗中設(shè)置反沖洗曝氣裝置并安裝排泥管。本發(fā)明將曝氣裝置放置在內(nèi)部導(dǎo)流筒底部進行曝氣而不直接設(shè)置在生物填料的下方，依靠氣提作用提供的動力造成生物濾池中主體溶液的循環(huán)流動，使污水在導(dǎo)流筒內(nèi)曝氣充氧后，再從導(dǎo)流筒外部自上而下流過生物填料區(qū)，在填料區(qū)形成好氧、缺氧交替的環(huán)境，有利于硝化和反硝化反應(yīng)的進行，從而提高曝氣生物濾池生物脫氮的效率。
本發(fā)明的單級內(nèi)循環(huán)曝氣生物濾池具體結(jié)構(gòu)為主要包括濾池池體中心的內(nèi)部導(dǎo)流筒、導(dǎo)流筒外部的生物填料區(qū)及底部泥斗三部分。生物填料區(qū)由均質(zhì)礫石組成，生物填料放置在生物填料區(qū)底部的承托板上，承托板上均勻開孔，承托板下部為濾池底部的進水空間，內(nèi)部導(dǎo)流筒的底部設(shè)置曝氣裝置連通進氣管，并設(shè)置開孔的配水墻連通濾池底部的進水空間，進水管連通進水空間，出水管與生物填料區(qū)的底部連通。進水空間的底部及內(nèi)部導(dǎo)流筒的底部采用均勻開孔的法蘭盤與濾池的底部泥斗連接在一起。反沖洗排水管設(shè)置在濾池頂部，反沖洗進水管連通底部泥斗。底部泥斗中設(shè)置反沖洗曝氣裝置連通反沖洗進氣管，泥斗底部安裝排泥管。
本發(fā)明在生物濾池中央設(shè)置內(nèi)部導(dǎo)流筒，在導(dǎo)流筒的下部設(shè)置曝氣裝置，曝氣時，空氣將導(dǎo)流筒底部的混合液向上部空間提升，進水則由于抽吸作用經(jīng)由導(dǎo)流筒底部的多孔配水墻進入導(dǎo)流筒內(nèi)部。在上升氣流的作用下，進水被提升至導(dǎo)流筒上部，然后進入導(dǎo)流筒外部區(qū)域，水氣流混合后自上而下通過生物填料區(qū)，由填料區(qū)中附著的各類微生物完成好氧除碳，好氧硝化，缺氧反硝化等作用，進水中含有的有機物、氮類物質(zhì)逐漸被去除。原水流經(jīng)整個生物填料區(qū)后經(jīng)出水管流出。部分處理后的水則通過生物填料底部承托板上的孔眼進入生物濾池底部的進水空間，然后通過導(dǎo)流筒底部的多孔配水墻進入導(dǎo)流筒內(nèi)部，與進水在導(dǎo)流筒內(nèi)部進行混合，然后開始下一流動循環(huán)。
在曝氣生物濾池底部設(shè)置的泥斗，用于放置反沖洗進水管和反沖洗曝氣裝置，同時用于排放剩余的懸浮型污泥和池體放空。
本發(fā)明利用濾池中心導(dǎo)流筒底部放置的曝氣裝置進行曝氣，可以為進水進行充氧，并利用氣提作用造成生物濾池內(nèi)混合液的循環(huán)流動，為混合液從導(dǎo)流筒外部填料區(qū)自上而下循環(huán)流動提供動力。與現(xiàn)有在生物填料底部直接曝氣的技術(shù)相比，避免了氣體沖刷作用對生物載體的直接沖擊，有利于填料層的生物膜附著，從而能夠保證將出水的懸浮物(SS)降低到一個很低的程度。同時有利于在生物填料區(qū)形成上層好氧，下層缺氧交替的環(huán)境，為硝化、反硝化提供適合的環(huán)境，提高系統(tǒng)對氮類物質(zhì)的生物去除效率，降低曝氣生物濾池系統(tǒng)污水處理的基建和運行成本。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖1中，1為曝氣生物濾池的池體，2為內(nèi)部導(dǎo)流筒，3為生物填料區(qū)，4為生物填料底部的承托板，5生物濾池底部的進水空間，6為導(dǎo)流筒底部的多孔配水墻，7為進水管，8為進氣管，9為曝氣裝置，10為出水管，11為連接法蘭，12為底部泥斗，13為排泥管，14為反沖洗進氣管，15為反沖洗曝氣裝置，16為反沖洗進水管，17為反沖洗排水管。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步描述。
本發(fā)明的生物濾池結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要包括濾池池體1中心的內(nèi)部導(dǎo)流筒2、導(dǎo)流筒外部的生物填料區(qū)3、底部泥斗12三部分。生物填料區(qū)3由均質(zhì)礫石組成，生物填料放置在生物填料區(qū)底部的承托板4上，承托板4上均勻開孔，承托板4下部為濾池底部的進水空間5，內(nèi)部導(dǎo)流筒2的底部設(shè)置曝氣裝置9連通進氣管8，并設(shè)置開孔的配水墻6連通濾池底部的進水空間5，進水管7連通進水空間5，出水管10與生物填料區(qū)3的底部連通。進水空間5的底部及內(nèi)部導(dǎo)流筒2的底部采用法蘭盤11與濾池的底部泥斗12連接在一起。法蘭盤11上面均勻開孔。反沖洗排水管17設(shè)置在濾池頂部，反沖洗進水管16連通底部泥斗12。底部泥斗12中設(shè)置反沖洗曝氣裝置15連通反沖洗進氣管14，泥斗12底部安裝排泥管13，用球閥控制排泥。
進水從進水管7進入生物濾池底部的進水空間5，空氣通過進氣管8經(jīng)由曝氣裝置9進入導(dǎo)流筒2的內(nèi)底部。曝氣時，空氣將導(dǎo)流筒2內(nèi)底部的混合液向上部空間提升，進水則由于抽吸作用經(jīng)由導(dǎo)流筒2底部的多孔配水墻6進入導(dǎo)流筒2內(nèi)部。在上升氣流的作用下，進水被提升至導(dǎo)流筒2上部，然后進入導(dǎo)流筒2外部區(qū)域，水氣流混合后自上而下通過生物填料區(qū)3，在流經(jīng)生物填料區(qū)3的時候，進水中含有的有機物、氮類物質(zhì)逐漸被去除。原水流經(jīng)整個生物填料區(qū)3后由放置在生物填料區(qū)3底部的出水管10流出。部分處理后的水則通過生物填料底部承托板4上的孔眼進入生物濾池底部的進水空間5，然后在導(dǎo)流筒2內(nèi)底部的抽吸作用下通過導(dǎo)流筒2底部的多孔配水墻6進入導(dǎo)流筒2內(nèi)部，與進水在導(dǎo)流筒2內(nèi)部進行混合，然后開始下一流動循環(huán)。
底部泥斗12與生物濾池其他部分的連接采用法蘭盤11，可以便于拆卸。在法蘭盤11上開設(shè)孔眼，使得生物填料上脫落的懸浮型老化污泥可以經(jīng)由孔眼進入底部泥斗12，存儲一段時間后通過排泥管13排放。
生物濾池運行一段時間后，生物膜厚度增加，需要進行反沖洗。此時，開啟反沖洗進水管16和反沖洗進氣管14，反沖洗氣水混合物通過連接法蘭11上開設(shè)的孔眼進入生物濾池底部進水空間5，再經(jīng)由生物濾池填料底部承托板上開設(shè)的孔眼對生物填料區(qū)3進行松動沖洗，大多數(shù)反沖洗脫落的生物膜由上部反沖洗排水管17排出，少部分脫落的生物膜則可以進入底部泥斗12。
以下為本發(fā)明的一個具體應(yīng)用實施例，此實施例不對本發(fā)明的技術(shù)方案構(gòu)成限定。
在上海市閔行區(qū)某污水處理廠中建立一個內(nèi)循環(huán)曝氣生物濾池中試裝置，材質(zhì)采用有機玻璃。曝氣生物濾池內(nèi)徑250mm，厚度為10mm，高度為2.5m；內(nèi)部導(dǎo)流筒直徑100mm，厚度10mm，高度2.0m，采用有機玻璃制成。曝氣生物濾池底部空間高度為200mm。生物填料底部承托板厚度為10mm，表面均勻開孔，孔徑為10mm，孔的間距為25mm。在承托板上放置粒徑約為15mm的均質(zhì)礫石生物填料，填料層高度1800mm；在內(nèi)部導(dǎo)流筒底部配水墻上開孔的孔徑為20mm，孔的間距為40mm。進水管管徑15mm，進氣管10mm，在導(dǎo)流筒內(nèi)部放置一直徑80mm的微孔曝氣器與進氣管相連。
生物濾池池體與底部泥斗之間通過DN250法蘭盤連接，連接法蘭盤采用有機玻璃制成，厚度為10mm，上面均布孔徑為10mm的孔眼，孔眼中心間距25mm。生物填料上產(chǎn)生的懸浮型污泥可以經(jīng)過孔眼進入泥斗，定期進行排放。泥斗的傾角為45°，高度為100mm，底部安裝一直徑為15mm的排泥管，用球閥控制排泥。
本發(fā)明的內(nèi)循環(huán)曝氣生物濾池中試裝置與一相同尺寸的傳統(tǒng)同向流曝氣生物濾池在污水處理廠中對比運行半年，對COD，TN，SS的平均去除率分別為93.27％，76.27％，97.21％及92.97％，46.98％，94.56％。可以看出，二者對COD和SS的去除率相近，而本發(fā)明的內(nèi)循環(huán)曝氣生物濾池對于TN的去除效率則增加了29.29％，具有更高的生物脫氮的性能。
權(quán)利要求
1.一種單級內(nèi)循環(huán)曝氣生物濾池，其特征在于包括濾池池體(1)中心的內(nèi)部導(dǎo)流筒(2)、導(dǎo)流筒外部的生物填料區(qū)(3)及底部泥斗(12)，生物填料區(qū)(3)底部的承托板(4)上均勻開孔，承托板(4)下部為進水空間(5)，內(nèi)部導(dǎo)流筒(2)的底部設(shè)置曝氣裝置(9)連通進氣管(8)，并設(shè)置開孔的配水墻(6)連通進水空間(5)，進水管(7)連通進水空間(5)，出水管(10)與生物填料區(qū)(3)的底部連通；進水空間(5)的底部及內(nèi)部導(dǎo)流筒(2)的底部采用均勻開孔的法蘭盤(11)與濾池的底部泥斗(12)連接在一起，反沖洗排水管(17)設(shè)置在濾池頂部，反沖洗進水管(16)連通底部泥斗(12)，底部泥斗(12)中設(shè)置反沖洗曝氣裝置(15)連通反沖洗進氣管(14)，泥斗(12)底部安裝排泥管(13)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的單級內(nèi)循環(huán)曝氣生物濾池，其特征在于所述生物填料區(qū)(3)由高度1800mm，粒徑15mm的均質(zhì)礫石組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的單級內(nèi)循環(huán)曝氣生物濾池，其特征在于所述承托板(4)為厚度10mm的有機玻璃，承托板上開孔的孔徑為10mm，孔的間距為25mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的單級內(nèi)循環(huán)曝氣生物濾池，其特征在于所述內(nèi)部導(dǎo)流筒(2)由直徑100mm，高度2.0m，厚度10mm的有機玻璃制成，底部配水墻(6)高度200mm，配水墻上開孔的孔徑20mm，孔的間距40mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的單級內(nèi)循環(huán)曝氣生物濾池，其特征在于所述法蘭盤(11)直徑為250mm，厚度為10mm，法蘭盤上開孔的孔徑為10mm，孔的間距為25mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的單級內(nèi)循環(huán)曝氣生物濾池，其特征在于所述排泥管(13)的直徑為15mm，用球閥控制排泥。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種單級內(nèi)循環(huán)曝氣生物濾池，包括濾池中心的內(nèi)部導(dǎo)流筒、導(dǎo)流筒外部的生物填料區(qū)及底部泥斗，生物填料區(qū)底部為均勻開孔的承托板，承托板下部為進水空間，內(nèi)部導(dǎo)流筒的底部設(shè)置曝氣裝置，并設(shè)置開孔的配水墻連通進水空間，進水空間及內(nèi)部導(dǎo)流筒采用開孔法蘭盤與底部泥斗連接在一起，底部泥斗中設(shè)置反沖洗曝氣裝置并安裝排泥管。本發(fā)明將曝氣裝置放置在導(dǎo)流筒底部進行曝氣，可以避免對生物載體造成擾動，導(dǎo)流筒底部的液體提升有助于造成生物濾池中主體溶液的循環(huán)流動，污水在導(dǎo)流筒內(nèi)充氧后從導(dǎo)流筒外部自上而下流過生物填料區(qū)，在填料區(qū)形成好氧、缺氧交替的環(huán)境，有利于硝化和反硝化反應(yīng)的進行，從而提高曝氣生物濾池生物脫氮的效率。
文檔編號C02F3/02GK1792871SQ20051011044
公開日2006年6月28日 申請日期2005年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月17日
發(fā)明者何圣兵, 王欣澤, 吳德意, 孔海南 申請人:上海交通大學(xué)