專利名稱：可反沖洗的高負(fù)荷生物濾池污水處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種污水處理技術(shù)領(lǐng)域的方法，具體是一種可反沖洗的高負(fù)荷
生物濾池污水處理方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，環(huán)境問(wèn)題日益凸出，污水處理不僅在城 市而且在鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)也十分緊迫。眾多的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)因規(guī)模小，位置分散，廢水處 理設(shè)施投資大，企業(yè)廢水不進(jìn)行恰當(dāng)處理而隨意排放。以活性污泥法為代表的 傳統(tǒng)工藝，如厭氧/好氧工藝(A/0)、厭氧/兼氧/好氧工藝(A2/0)、序批式活性 污泥工藝(SBR)等，雖然技術(shù)比較成熟，但昂貴的造價(jià)和運(yùn)行管理費(fèi)用限制了 它們的廣泛應(yīng)用，特別是在缺乏污水收集系統(tǒng)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)分散居住地區(qū)及縱多中小 鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的應(yīng)用。生物濾池作為一種傳統(tǒng)的污水處理方法，具有節(jié)約能耗、易 于建造和運(yùn)行方便等優(yōu)點(diǎn)，很適用于我國(guó)中小城鎮(zhèn)的水污染控制。但該方法水 力負(fù)荷過(guò)大時(shí)處理效果差，處理效果好的濾池又常常受到運(yùn)行中污泥堵塞的困 擾。而曝氣生物濾池雖然具有出處理負(fù)荷高、出水水質(zhì)好，占地面積省等特點(diǎn)， 但是它需要持續(xù)曝氣，能耗高，反沖洗頻繁，管理起來(lái)較為復(fù)雜，對(duì)操作人員 要求較高。
經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，已有用生物濾池來(lái)處理污水的技術(shù)，如中 國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?00710038274. X，專利名稱為一體式厭氧膜-生物反應(yīng)器-自然通 風(fēng)生物濾池污水處理工藝，該專利自述為"一體式厭氧膜-生物反應(yīng)器-自然通 風(fēng)生物濾池污水處理工藝，涉及城市污水處理技術(shù)，用于城市污水處理以及水 體性質(zhì)與城市污水相類似的工業(yè)有機(jī)廢水處理。它由一體式厭氧膜-生物反應(yīng)器 (1)、抽吸泵(2)、自然通風(fēng)生物濾池(3)組成。城市污水進(jìn)入首先經(jīng)過(guò)一體式厭 氧膜-生物反應(yīng)器1處理，在厭氧膜-生物反應(yīng)器(l)運(yùn)行過(guò)程中投加化學(xué)除磷 藥劑去除污水中的磷，同時(shí)降低對(duì)膜的污染，然后利用抽吸泵(2)或水位差的作 用進(jìn)入自然通風(fēng)生物濾池(3)處理，去除污水中殘留的有機(jī)污染物和氨氮。"該
方法中生物濾池的使用雖然同為自然通風(fēng)，能量消耗少，投資費(fèi)用和實(shí)際運(yùn)行
費(fèi)用低，但工藝本身因引入了化學(xué)除磷藥劑，具有產(chǎn)生二次污染的風(fēng)險(xiǎn)，而且
其他處理步驟的加入使得工藝稍顯復(fù)雜，對(duì)操作人員要求較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可反沖洗的高負(fù)荷生物濾 池污水處理方法，使其為城市居住小區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)等分散居住地區(qū)及鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)、城 鄉(xiāng)工業(yè)園區(qū)提供一種水處理方法， 一方面能有效地克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的處理 效果受水力負(fù)荷影響大、濾池易堵塞等缺點(diǎn)，大大提高處理效率和改善運(yùn)行條 件，另一方面使其具有管理簡(jiǎn)單、基建和運(yùn)行費(fèi)用低的特點(diǎn)。
本發(fā)明是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括如下步驟
第一步，在濾池最上部布置強(qiáng)化布水層，污水由進(jìn)水口通過(guò)布水器均勻噴 灑到強(qiáng)化布水層上。
第二步，在強(qiáng)化布水層的下方布置濾料層，經(jīng)強(qiáng)化布水層的二次分布，進(jìn) 水到達(dá)濾料層。污水自上而下濾過(guò)時(shí)，不斷與固定在濾料層的濾料相接觸，從 而使微生物在濾料表面繁殖，形成生物膜。在濾料上所附生物膜中微生物氧化 分解作用、濾料及生物膜的吸附阻留作用和沿水流方向形成的食物鏈分級(jí)捕食 作用以及生物膜內(nèi)部微環(huán)境和厭氧段的反硝化作用下污水得到凈化。
第三步，濾料層下部安裝承托層，經(jīng)過(guò)濾料層的出水通過(guò)承托層后排出， 進(jìn)入貯水池。在承托板下方沿柱狀濾池池壁一周分布有可打開可閉合的通風(fēng)口， 正常運(yùn)行時(shí)處于打開狀態(tài)，自然通風(fēng)。
第四步，當(dāng)濾池運(yùn)行一段時(shí)間，需要進(jìn)行反沖洗時(shí)，關(guān)閉八個(gè)通風(fēng)口和濾 池進(jìn)水口和出水口 ，貯水池中的處理過(guò)的水或潔凈的水從濾池底部反沖洗進(jìn)水 管進(jìn)入，從下到上沖洗濾池內(nèi)濾料，然后打開反沖洗進(jìn)氣管通氣，同時(shí)通水通 氣，再關(guān)閉反沖洗進(jìn)氣管，通水，此反沖洗過(guò)程可反復(fù)進(jìn)行，直到濾池內(nèi)堵塞 消除，同時(shí)仍保持生物膜，反沖洗出水溢出濾池頂端進(jìn)入反沖洗溢流槽，經(jīng)反 沖洗排水口排出。
第五步，反沖洗之后，開啟進(jìn)水口和出水口及濾池底部的通風(fēng)口，系統(tǒng)重 新投入使用。
所述承托層為鵝卵石，起承托濾料層并利于濾池內(nèi)部通風(fēng)的作用。
本發(fā)明中，在所述的濾料層上部可以布置防堵塞層，可使得水力流向發(fā)生 改變，避免濾料層整體壓實(shí)、孔隙率降低，有利于提高濾池通氣透水性能。防 堵塞層材料是水處理設(shè)備中廣泛采用的多面空心球填料。
所述的強(qiáng)化布水層，是馬尾繩，耐腐蝕和長(zhǎng)期的水流侵蝕，對(duì)污水進(jìn)行第 二次分布。
所述的濾池層，其濾料為火山巖生物濾料。
所述通風(fēng)口為八個(gè)，八個(gè)通風(fēng)口沿濾池壁均勻分布。正常自然通風(fēng)情況下 可打開，以利于空氣進(jìn)入，補(bǔ)充濾池內(nèi)生物代謝消耗的氧氣；反沖洗時(shí)可閉合， 利于濾池內(nèi)部形成密閉空間，使反沖洗水和反沖洗氣體進(jìn)入。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果有效地克服濾池出水 處理效果受水力負(fù)荷影響大、濾池易堵塞、處理效率低下等缺點(diǎn)；同時(shí)，該系 統(tǒng)受環(huán)境條件影響小，不會(huì)散發(fā)不良?xì)馕?，不影響地面景觀。對(duì)于中小型城鎮(zhèn) 生活污水的處理，本發(fā)明與傳統(tǒng)的活性污泥處理工藝及其它生物處理工藝比較 管理簡(jiǎn)單，可以節(jié)省基建費(fèi)用和運(yùn)行管理費(fèi)用30%以上，并且不會(huì)產(chǎn)生二次污染。 具有60%以上的C0D去除率、60%以上的總磷去除率和30%以上的氮去除率，處 理出水水質(zhì)好，經(jīng)常規(guī)液氯消毒后即可用于中水回用。濾池內(nèi)濾料的適當(dāng)搭配、 系統(tǒng)的反沖洗功能可有效地防止了濾池堵塞和死區(qū)的出現(xiàn)j強(qiáng)化了系統(tǒng)內(nèi)的均 勻布水作用，亦有利于濾池通風(fēng)和生物好氧作用。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例采用的生物濾池剖面示意圖。 圖2為本發(fā)明實(shí)施例中通風(fēng)口布置圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方 案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不 限于下述的實(shí)施例。
如圖1所示，本實(shí)施例采用的具體構(gòu)件進(jìn)水口l、固定在濾池上部的布水
器2、反沖洗進(jìn)氣管3、反沖洗進(jìn)水管4、出水口 5、可打開和閉合的沿濾池壁 均勻分布的通風(fēng)口 6、反沖洗排水口 7、反沖洗溢流槽8、承托板9、強(qiáng)化布水 層10、濾料層11、防堵塞層12及承托層13。上述構(gòu)件的安裝沿濾池頂一周
且高出池頂5 10cm設(shè)置環(huán)狀反沖洗溢流槽8，反沖洗溢流槽底一側(cè)(濾池左側(cè)) 留一直徑為5 10cm的反沖洗排水口 7。距頂部20 30cm下方濾池右側(cè)安裝直 徑3 8cm的進(jìn)水口 1，穿過(guò)濾池壁與進(jìn)水口 1連接的是固定在濾池上部的布水 器2，布水器下依次安裝15cm強(qiáng)化布水層10、濾料層11，距濾料層頂15 40cm 下方可選擇添加適當(dāng)厚度的防堵塞層12，濾料層11下部安裝15 30cm的承托 層13。反沖洗進(jìn)氣管3埋在承托層13下部。以上承托層13、濾料層ll及強(qiáng)化 布水層10等等均由承托層13下部的承托板9承托。承托板9為類似條狀格柵 的玻璃鋼板。承托板9下方沿柱狀濾池池壁一周均勻分布有八個(gè)可打開可閉合 的通風(fēng)口 6。通風(fēng)口 6下方濾池左側(cè)為出水口 5，通風(fēng)口 6下方濾池右側(cè)為反沖 洗進(jìn)水管4。
如圖2所示，八個(gè)可打開和閉合的通風(fēng)口 6沿濾池壁均勻分布。 本實(shí)施例實(shí)施步驟如下
1、 污水由進(jìn)水口 1通過(guò)布水器2均勻噴灑到濾池最上部15cm厚的強(qiáng)化布 水層10上，強(qiáng)化布水層10是15cra的馬尾繩，耐腐蝕和長(zhǎng)期的水流侵蝕，對(duì)污 水進(jìn)行第二次分布。
2、 經(jīng)強(qiáng)化布水層的二次分布，進(jìn)水到達(dá)濾料層11。濾料層11中的生物濾 料為火山巖生物濾料，表觀密度1. 66g/cm3，比表面積12. 8m2/g，孔隙率84%， 粒徑4-6mm。比表面積大，掛膜速度快，反沖洗時(shí)微生物膜不易脫落，并且具有 多孔性和適當(dāng)?shù)臋C(jī)械強(qiáng)度及比重，適宜菌膠團(tuán)附著生長(zhǎng)，可以耐得住不同強(qiáng)度 的水力剪切作用，反沖洗時(shí)容易懸浮且不跑料，可以節(jié)能降耗。
污水自上而下濾過(guò)時(shí)，不斷與濾料層ll的濾料相接觸，從而使微生物在濾 料表面繁殖，形成生物膜。生物膜是由多種微生物和微型動(dòng)物組成的生物群落 結(jié)構(gòu)，它利用污水中的有機(jī)污染物作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，進(jìn)行分解代謝獲得能量，并 形成新的微生物機(jī)體，污水也在此過(guò)程中得以凈化。在填料上所附生物膜中微 生物氧化分解作用，濾料及生物膜的吸附阻留作用和沿水流方向形成的食物鏈 分級(jí)捕食作用以及生物膜內(nèi)部微環(huán)境和厭氧段的反硝化作用綜合凈化功能作用 下污水得到凈化。
在濾料層11中、上部添加有25cm的防堵塞層12，防堵塞層12材料是水處 理設(shè)備中廣泛采用的多面空心球填料?？墒沟盟α飨虬l(fā)生改變，避免濾料層 整體壓實(shí)、孔隙率降低。有利于提高濾池通氣透水性能、有益于微生物好氧生 長(zhǎng)、防止濾池堵塞，從而延長(zhǎng)濾池運(yùn)行時(shí)間，降低反復(fù)反沖洗的能量損耗。
3、 經(jīng)過(guò)主要濾料層11的出水通過(guò)承托層13后排出，進(jìn)入貯水池。15 30cm 厚的承托層13，主要為粒徑16-32mm的鵝卵石，起承托濾料層并利于濾池內(nèi)部 通風(fēng)的作用。 '
在承托板9下方5cm沿柱狀濾池池壁一周均勻分布有八個(gè)可打開可閉合的 通風(fēng)口6。正常自然通風(fēng)情況下可打開，以利于空氣進(jìn)入，補(bǔ)充濾池內(nèi)生物代謝 消耗的氧氣，不需曝氣，節(jié)省能耗；反沖洗時(shí)可閉合，利于濾池內(nèi)部形成密閉 空間，使反沖洗水和反沖洗氣體進(jìn)入。同時(shí)在進(jìn)水水力負(fù)荷增大情況下，可閉 合通風(fēng)口6，反沖洗進(jìn)氣管3可作為曝氣進(jìn)氣管使用，裝置采用曝氣生物濾池形 式運(yùn)行。
4、 當(dāng)濾池運(yùn)行一段時(shí)間，填料內(nèi)部出現(xiàn)污水中固體物質(zhì)和脫落的生物膜的 積累，堵塞水流通道，濾池水力負(fù)荷一低，此時(shí)就需要進(jìn)行反沖洗。反沖洗時(shí)， 關(guān)閉八個(gè)通風(fēng)口 6和濾池進(jìn)水口 1和出水口 5。 lt水池中的處理過(guò)的水或潔凈的 水從濾池底部反沖洗進(jìn)水管4進(jìn)入，以較大的流量從下到上沖洗濾池內(nèi)濾料3-5 分鐘。后打開反沖洗進(jìn)氣管3通氣。同時(shí)通水通氣3-5分鐘。之后關(guān)閉反沖洗 進(jìn)氣管3，通水3-5分鐘。此反沖洗過(guò)程可反復(fù)進(jìn)行，直到濾池內(nèi)堵塞消除，同 時(shí)還保持適當(dāng)?shù)纳锬?。反沖洗出水溢出濾池頂端進(jìn)入反沖洗溢流槽8，經(jīng)反沖 洗排水口 7排出。反沖洗方法可根據(jù)具體情況靈活改變進(jìn)水和進(jìn)氣的順序和流 量。
5、 反沖洗之后，開啟進(jìn)水口 1和出水口 5及濾池底部的通風(fēng)口 6，系統(tǒng)重 新投入使用。
以噴水織機(jī)廢水為對(duì)象實(shí)施處理1:
強(qiáng)化布水層為15cm的馬尾繩，濾料層為火山巖生物濾料，防堵塞層為25cm 塑料球形填料，承托層為15cm南京雨花石。系統(tǒng)水力負(fù)荷為9. 8m3/m2 d，濾 速0.4m/h，自然通風(fēng)，污水采用下向流連續(xù)投配的方式進(jìn)水。進(jìn)水為噴水織機(jī) 紡織廢水，COD、氨氮和總磷濃度分別為200 400. 0mg/L、 5. 2 12. 0mg/L、 0. 2 0.9mg/L。 效果:經(jīng)上述方法處理后，系統(tǒng)對(duì)C0D和總磷的去除率均在80X以上，銨氮 去除率達(dá)到35%，出水中的COD、氨氮和總磷濃度分別低于50mg/L、 7. Omg/L 和0.2mg/L。滿足國(guó)家建設(shè)部頒發(fā)的《生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(CJ/T48—1999)。 系統(tǒng)反沖周期可長(zhǎng)達(dá)3個(gè)月 2年。本實(shí)例中，當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行約6個(gè)月時(shí)，效率有 所下降，關(guān)閉通風(fēng)口，對(duì)濾料進(jìn)行了氣水聯(lián)合反沖，反沖再生過(guò)程如下(l)關(guān) 閉進(jìn)水；(2)水單獨(dú)沖洗；(3)空氣單獨(dú)沖洗；(4)氣水聯(lián)合沖洗；(5)最后用水 漂洗一次。反沖之后污染物去除效果基本恢復(fù)。
廢水實(shí)施處理2:
強(qiáng)化布水層為15cm的馬尾繩，濾料層為陶粒生物濾料，防堵塞層為25cm 塑料球形填料，承托層為厚15cm的南京雨花石。系統(tǒng)水力負(fù)荷為9.8ra7m、d， 濾速0.4m/h，自然通風(fēng)，污水采用下向流連續(xù)投配的方式進(jìn)水。進(jìn)水為噴水織 機(jī)紡織廢水，C0D、氨氮和總磷濃度分別為200 400. 0mg/L、 5. 2 12. 0mg/L、 0. 2 0. 9mg/L。
效果:經(jīng)上述處理后，系統(tǒng)對(duì)C0D和總磷的去除率均在50X以上，銨氮去除 率可達(dá)30%，出水中的C0D、氨氮、總氮和總磷濃度分別低于80mg/L、 7. 0mg/L 和0. 2mg/L。系統(tǒng)反沖情況同實(shí)例1。
權(quán)利要求
1.一種可反沖洗的高負(fù)荷生物濾池污水處理方法，其特征在于，包括如下步驟第一步，在濾池最上部布置強(qiáng)化布水層，污水由進(jìn)水口通過(guò)布水器均勻噴灑到強(qiáng)化布水層上；第二步，在強(qiáng)化布水層的下方布置濾料層，經(jīng)強(qiáng)化布水層的二次分布，進(jìn)水到達(dá)濾料層，污水自上而下濾過(guò)時(shí)，不斷與固定在濾料層的濾料相接觸，從而使微生物在濾料表面繁殖，形成生物膜，在濾料上所附生物膜中微生物氧化分解作用、濾料及生物膜的吸附阻留作用和沿水流方向形成的食物鏈分級(jí)捕食作用以及生物膜內(nèi)部微環(huán)境和厭氧段的反硝化作用使污水得到凈化；第三步，濾料層下部安裝承托層，經(jīng)過(guò)濾料層的出水通過(guò)承托層后排出，進(jìn)入貯水池，在承托板下方沿柱狀濾池池壁一周分布有可打開可閉合的通風(fēng)口，正常運(yùn)行時(shí)處于打開狀態(tài)，自然通風(fēng)；第四步，當(dāng)濾池運(yùn)行一段時(shí)間，需要進(jìn)行反沖洗時(shí)，關(guān)閉八個(gè)通風(fēng)口和濾池進(jìn)水口和出水口，貯水池中的處理過(guò)的水或潔凈的水從濾池底部反沖洗進(jìn)水管進(jìn)入，從下到上沖洗濾池內(nèi)濾料，然后打開反沖洗進(jìn)氣管通氣，同時(shí)通水通氣，再關(guān)閉反沖洗進(jìn)氣管，通水，此反沖洗過(guò)程反復(fù)進(jìn)行，直到濾池內(nèi)堵塞消除，同時(shí)仍保持生物膜，反沖洗出水溢出濾池頂端進(jìn)入反沖洗溢流槽，經(jīng)反沖洗排水口排出；第五步，反沖洗之后，開啟進(jìn)水口和出水口及濾池底部的通風(fēng)口，系統(tǒng)重新投入使用。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可反沖洗的高負(fù)荷生物濾池污水處理方法，其特 征是，所述承托層為鵝卵石，承托濾料層并利于濾池內(nèi)部通風(fēng)的作用。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可反沖洗的高負(fù)荷生物濾池污水處理方法，其特 征是，在所述的濾料層上部布置防堵塞層，通過(guò)防堵塞層使得水力流向發(fā)生改 變。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可反沖洗的高負(fù)荷生物濾池污水處理方法，其特 征是，所述防堵塞層采用多面空心球填料。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可反沖洗的高負(fù)荷生物濾池污水處理方法，其特 征是，所述的強(qiáng)化布水層采用馬尾繩。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可反沖洗的高負(fù)荷生物濾池污水處理方法，其特 征是，所述的濾池層，其濾料為火山巖生物濾料。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可反沖洗的高負(fù)荷生物濾池污水處理方法，其特征是，所述通風(fēng)口為八個(gè)，八個(gè)通風(fēng)口沿濾池壁均勻分布，正常自然通風(fēng)情況 下打開，空氣進(jìn)入，補(bǔ)充濾池內(nèi)生物代謝消耗的氧氣，反沖洗時(shí)閉合，濾池內(nèi) 部形成密閉空間，使反沖洗水和反沖洗氣體進(jìn)入。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域的可反沖洗的高負(fù)荷生物濾池污水處理方法，經(jīng)預(yù)處理后的污水由進(jìn)水口通過(guò)布水器均勻噴灑到可反沖洗的新型高負(fù)荷生物濾池最上部的強(qiáng)化布水層上。經(jīng)強(qiáng)化布水層的二次分布，進(jìn)水到達(dá)濾料層。在綜合凈化功能作用下污水得到凈化。經(jīng)過(guò)主要濾料層的出水通過(guò)承托層后排出，進(jìn)入貯水池。當(dāng)濾池運(yùn)行一段時(shí)間，濾料內(nèi)部出現(xiàn)堵塞時(shí)關(guān)閉八個(gè)通風(fēng)口和濾池進(jìn)水口和出水口，進(jìn)行反沖洗。本發(fā)明一方面能有效地克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的處理效果受水力負(fù)荷影響大、濾池易堵塞等缺點(diǎn)，大大提高處理效率和改善運(yùn)行條件，另一方面具有管理簡(jiǎn)單、基建和運(yùn)行費(fèi)用低、不產(chǎn)生二次污染的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C02F3/30GK101182073SQ200710170420
公開日2008年5月21日 申請(qǐng)日期2007年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月15日
發(fā)明者龐浩然, 李旭東, 梁海燕, 王遠(yuǎn)遠(yuǎn), 邱江平 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)