專利名稱：一種曝氣生物濾池設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及污水處理設備，具體是一種集成式生活污水的二級處理和灰水回用的 小型污水處理設備。特別適用于水量相對較小、來水分散、收集難度大且需要就地處理達標 排放的地方，如小城鎮(zhèn)、獨立生活小區(qū)、偏遠部隊駐地等，其中對于小城鎮(zhèn)生活污水的處理 尤為適用。
背景技術：
曝氣生物濾池簡稱BAF，是20世紀80年代末在歐美發(fā)展起來的一種新型生物膜法 污水處理工藝，于90年代初得到較大發(fā)展，該工藝具有去除SS、COD、BOD、硝化、脫氮、除磷 的作用。曝氣生物濾池集生物氧化和截留懸浮固體一體，節(jié)省了后續(xù)沉淀池(二沉池)，具 有容積負荷大、水力負荷大，水力停留時間短，所需基建投資少，出水水質(zhì)好，運行能耗低， 運行費用少的特點。尤其適合用地緊張、經(jīng)濟發(fā)展水平落后小城鎮(zhèn)污水處理，但BAF結構比 較復雜，在規(guī)模較小時采用鋼筋混凝土材料施工麻煩，單位造價較高。目前市場的BAF濾池 設備種類較少，價格昂貴未能針對小城鎮(zhèn)污水水質(zhì)、水量特點進行優(yōu)化設計，使用過程中容 易出現(xiàn)充氧效率低和充氧設備堵塞，沖洗方式不合理導致出現(xiàn)生物膜活性降低，去除有機 物和脫氮除磷效果不穩(wěn)定等問題，上述問題導致BAF未能在小城鎮(zhèn)大規(guī)模推廣應用。針對 小城鎮(zhèn)污水水質(zhì)、水量開發(fā)占地面積小，結構緊湊的BAF集成化設備，同時達到有效充氧和 防止充氧設備堵塞，確保沖洗周期和強度合理及出水效果穩(wěn)定，是本設備要解決的主要問 題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對曝氣生物濾池的上述不足之處提出一種新型曝氣生物濾池 設備。一種曝氣生物濾池設備，所述設備是將曝氣生物濾池工藝集中布置在一個圓筒形 池體內(nèi)；其特征在于，
所述圓筒形池體內(nèi)部采用兩個同心圓筒由里向外將圓筒形池體依次分為三個濾池缺 氧區(qū)濾池、第一好氧區(qū)濾池和第二好氧區(qū)濾池，所述在每區(qū)濾池內(nèi)填裝相應粒徑級配的酶 促濾料。所述缺氧區(qū)濾池、第一好氧區(qū)濾池和第二好氧區(qū)濾池的頂部均是開敞的，缺氧區(qū) 濾池頂部與第一好氧區(qū)濾池連通；缺氧區(qū)濾池的底部與第一好氧區(qū)濾池和第二好氧區(qū)濾池 隔斷不連通，進水管由缺氧區(qū)濾池的底部接入；所述缺氧區(qū)濾池的底部還接出有放空管，缺 氧區(qū)濾池上部內(nèi)圍設置有一圈缺氧區(qū)反沖洗排水槽，并接出有缺氧區(qū)反沖洗排水管。所述第一好氧區(qū)濾池和第二好氧區(qū)濾池的底部相互連通，第二好氧區(qū)濾池上部的 外圍設置有集水槽，并由集水槽接出有出水管；所述第一好氧區(qū)濾池和第二好氧區(qū)濾池的 底部共同接入進空氣管道、反沖洗進水進氣管，另外還接出有放空管。在所述各管路上均設置有控制閥。
3
本發(fā)明將三級曝氣生物濾池組合工藝集成到一個圓筒池體內(nèi)，由內(nèi)向外以同心圓 的方式分為三個區(qū)，在各區(qū)濾池內(nèi)填裝一定粒徑級配的濾料，運行時，水流上、下向交替流 動，與濾料表面的生物膜充分接觸，將污水中的懸浮物、有機物和氮磷等營養(yǎng)元素截留、吸 附、氧化分解或轉(zhuǎn)化處理，得到符合排放標準的出水。反沖洗階段，利用處理出水進行沖洗， 采用先上后下往復的方式，效果好，節(jié)省能耗。整個設備適用范圍廣、處理效果好，操作管理 方便，剩余污泥量少，占地小，投資小，運轉(zhuǎn)費用低，對周圍環(huán)境的影響小。


圖1——曝氣生物濾池設備立面圖 圖2——曝氣生物濾池平面原理圖
圖3——曝氣生物濾池剖面圖
1——第二好氧區(qū)濾池，2——第一好氧區(qū)濾池，3——缺氧區(qū)濾池，4——缺氧區(qū)泥斗， 5——好氧區(qū)泥斗，6——厭氧段反沖洗排水槽，7——集水槽，8——進水管，9——進空氣管 道，10——穿孔配水管，11——反沖洗進水進氣管，12——缺氧區(qū)反沖洗排水管，13——第 一好氧區(qū)濾池反沖洗排水管，14——出水管，15——缺氧區(qū)放空管，16——好氧區(qū)放空管， 17——微孔曝氣軟管，18——承托層，19——除磷填料，20——酶促生物填料，21——反沖 洗送氣管。
具體實施例方式參照附圖1和圖2，該設備采用圓筒形不銹鋼池體，圓形池子各向同性，受力條件 和水力條件均非常良好，而且占地小，在體積相同的條件下，最節(jié)省材料，且池體只有兩條 焊縫，設備出現(xiàn)問題的幾率較常規(guī)方形池子低。設備內(nèi)部以兩個同心圓筒由里向外隔為三個濾池，分別為缺氧區(qū)濾池3、第一好氧 區(qū)濾池2和第二好氧區(qū)濾池1。每區(qū)濾池內(nèi)填裝相應粒徑級配的酶促生物填料20。其中缺 氧區(qū)濾池3主要起到截留廢水中的懸浮固體和水解酸化的作用，第一好氧區(qū)濾池2主要起 到氧化分解溶解性有機物，穩(wěn)定碳源的作用，第二好氧區(qū)濾池1主要起到氨氮硝化的作用， 同時可以通過調(diào)節(jié)工況，實現(xiàn)同步硝化反硝化。根據(jù)每段濾池的主要作用針對性培養(yǎng)優(yōu)勢 菌種，可以提高設備處理效能。另外，還可在第二好氧區(qū)濾池1上部填裝一定體積除磷填料 19，達到良好的脫氮除磷效果。缺氧區(qū)濾池3、第一好氧區(qū)濾池2和第二好氧區(qū)濾池1的頂部均是開敞的，缺氧區(qū) 濾池3頂部與第一好氧區(qū)濾池2連通，缺氧區(qū)濾池3的水通過溢流，翻水進入第一好氧區(qū)濾 池2。缺氧區(qū)濾池3的底部與第一好氧區(qū)濾池2和第二好氧區(qū)濾池1隔斷不連通，進水管8 由缺氧區(qū)濾池3的底部接入，通過穿孔配水管10布水，污水由下往上流動。所述缺氧區(qū)濾 池3的底部還接出有放空管15，缺氧區(qū)濾池3上部內(nèi)圍設置有一圈缺氧區(qū)反沖洗排水槽6， 并接出有缺氧區(qū)反沖洗排水管12，排出反沖洗的污水。另外，缺氧區(qū)濾池3的底部形成圓臺 形泥斗4，以利于收集老化脫落的生物膜，并由放空管15排出。第一好氧區(qū)濾池2和第二好氧區(qū)濾池1的底部是相互連通的，設備工作時污水由 第一好氧區(qū)濾池2從上向下流，從底部流入第二好氧區(qū)濾池1，然后再向上流。第二好氧區(qū) 濾池1上部的外圍設置有集水槽7，并由出水槽7接出有出水管14，水流由第二好氧區(qū)濾池1上部先流入集水槽7，然后由出水管14排出。第一好氧區(qū)濾池2和第二好氧區(qū)濾池1的 底部共同接入有進空氣管道9、反沖洗進水進氣管11，另外還接出有放空管16。兩外在各管 路上均設置有控制閥。另外，缺氧區(qū)濾池3的底部、以及第一好氧區(qū)濾池2和第二好氧區(qū)濾 池1的底部都形成圓臺形泥斗5，以利于收集老化脫落的生物膜，并由放空管16排出。在每個濾池的填料下方都擺放一定粒徑的卵石作為承托層18，支撐各池體底部的 各種管路。進水管8接入到缺氧區(qū)濾池3底部內(nèi)后，連接的是穿孔配水管10，以此實現(xiàn)均勻配 水。反沖洗進水進氣管11接入第一好氧區(qū)濾池2和第二好氧區(qū)濾池1內(nèi)后在承托層內(nèi)以 環(huán)狀穿孔管的形式分布，反沖洗進水進氣共用一套系統(tǒng)。進空氣管道9接入第一好氧區(qū)濾 池2和第二好氧區(qū)濾池1內(nèi)后分別連接微孔曝氣管17。缺氧區(qū)濾池3和第二好氧區(qū)濾池上部的排水槽分別用于排出缺氧區(qū)和第二好氧 區(qū)的反沖洗廢水，第一好氧區(qū)的反沖洗廢水由反沖洗排水管13送至集水槽7和第二好氧區(qū) 反沖洗廢水一并排放，輸送到污水處理的前端。好氧區(qū)的排水槽還作為設備運行時的處理 出水收集槽。缺氧區(qū)和好氧區(qū)上部均為清水區(qū)，考慮到反沖洗時濾料和膨脹、往復式反洗的 需水量和較長的反沖洗周期，清水區(qū)預留區(qū)域相對較大。為了避免生物濾池易于堵塞，縮短壓力周期的問題，設備里層的缺氧區(qū)可以截留 部分固體懸浮物，減少進入好氧段的SS，延長反應器的運行周期；同時，利用缺氧區(qū)濾料表 面的厭氧微生物，可將難降解的高分子有機物水解成易降解的小分子有機物，提高污水的 可生化性。本設備的好氧區(qū)前部分主要發(fā)生有機物的氧化分解反應，去除大部分COD、BOD ； 后部分主要發(fā)生氨氮的硝化反應，降低出水的氨氮含量。但由于濾池在空間上屬于好氧環(huán) 境和缺氧環(huán)境同時存在，且還可以調(diào)節(jié)曝氣量培養(yǎng)好氧反硝化菌和異養(yǎng)硝化菌，實現(xiàn)同步 硝化反硝化。在填料末端，利用除磷填料，實現(xiàn)氮、磷的同步達標排放。在反沖洗階段，采用上下往復式?jīng)_洗方式對好氧區(qū)和缺氧區(qū)分開進行沖洗。缺氧 池僅用清水進行反沖洗，好氧池采用氣-水-氣三步?jīng)_洗的方式。首先，氣、水均是從下往 上進行沖洗，缺氧區(qū)和好氧區(qū)出水由各自的排水槽收集，通過相應的管道排出。在上向流沖 洗結束的時候，關閉反沖洗排水管的閥門，蓄水至清水區(qū)最高水位，然后打開泥斗底部的快 開閥，清水既以下向流的方式?jīng)_洗濾料和承托層直至濾池內(nèi)水排干，這樣將老化脫落的生 物膜洗脫出去，保證生物膜的活性和處理效率，實現(xiàn)較長的反沖洗周期，維持濾池的穩(wěn)定運 行。本曝氣生物濾池設備設計合理，結構簡單緊湊，其處理過程如下
經(jīng)過預處理的污水或原水由進水管8進入到設備內(nèi)層缺氧區(qū)濾池3的下部，通過穿孔 配水管10上的孔眼均勻配水，以上向流的方式通過缺氧區(qū)濾池3的濾料，到達缺氧池頂部 清水區(qū)后，溢流進入第一好氧區(qū)濾池2，以下向流的方式通過第一好氧區(qū)濾池中的濾料，然 后在好氧區(qū)底部的連通區(qū)進入第二好氧區(qū)濾池1，再以上向流的方式通過第二好氧區(qū)濾池 1的濾料，到達第二好氧區(qū)濾池1頂部清水區(qū)后，溢流進入最外層的集水槽7，最后由排水管 14統(tǒng)一達標排放。進水的同時，空壓機通過進空氣管道9通入空氣，由好氧區(qū)的承托層下方 的微孔曝氣軟管17沿池體周長方向向好氧池提供氧氣。當出水水質(zhì)變差，低于排放標準，或者壓力水頭不足時，需要對濾池進行反沖洗。反沖洗分為上向流沖洗和下向流沖洗兩個階段，在反沖洗第一階段，首先關閉進空氣管道9 上的閥門，停止進氣，轉(zhuǎn)換進水管8上的閥門至清水來水方向，開啟反沖洗進水進氣管道11 上的閥門。根據(jù)沖洗要求，由進水管8向缺氧池通入一定強度清水，保持一段時間以上向流 方式?jīng)_洗；在好氧段，則由反沖洗進水進氣管道11依次通入一定沖洗強度的氣-水-氣，以 上向流的方式洗脫濾料表面老化的生物膜，反沖洗時間一般為^lOmin。缺氧池和好氧池的 反沖洗廢水分別利用缺氧區(qū)反沖洗排水槽6、集水槽7分開單獨收集，然后通過各自的排放 管道12、14回到污水處理的前端。濾料基本沖洗干凈后，進入第二階段-下向流沖洗階段， 保持進水的同時，關閉反沖洗系統(tǒng)的排水閥，蓄水至濾池的最高水位，然后打開泥斗底部的 放空管15、16上的快開閥，清水以下向流的方式對濾料和承托層進行反向沖洗，至濾池內(nèi) 的水排干，關閉快開閥，重新開啟進水閥和進氣閥進水進氣，進入下一個運行周期。
權利要求
1.一種曝氣生物濾池設備，其具有圓筒形池體，其特征在于，所述圓筒形池體內(nèi)部采用兩個同心圓筒由里向外將圓筒形池體依次分為三個濾池缺 氧區(qū)濾池、第一好氧區(qū)濾池和第二好氧區(qū)濾池，所述在每區(qū)濾池內(nèi)填裝相應粒徑級配的酶 促濾料；所述缺氧區(qū)濾池、第一好氧區(qū)濾池和第二好氧區(qū)濾池的頂部均開敞，缺氧區(qū)濾池頂部 與第一好氧區(qū)濾池連通；缺氧區(qū)濾池的底部與第一好氧區(qū)濾池和第二好氧區(qū)濾池隔斷不連 通，進水管由缺氧區(qū)濾池的底部接入；所述缺氧區(qū)濾池的底部還接出有放空管，缺氧區(qū)濾池 上部內(nèi)圍設置有一圈缺氧區(qū)反沖洗排水槽，并接出有缺氧區(qū)反沖洗排水管；所述第一好氧區(qū)濾池和第二好氧區(qū)濾池的底部相互連通，第二好氧區(qū)濾池上部的外圍 設置有集水槽，并由集水槽接出有出水管；所述第一好氧區(qū)濾池和第二好氧區(qū)濾池的底部 共同接入進空氣管道、反沖洗進水進氣管，另外還接出有放空管； 在所述各管路上均設置有控制閥。
2.根據(jù)權利要求1所述的曝氣生物濾池設備，其特征在于，在所述缺氧區(qū)濾池、第一好 氧區(qū)濾池和第二好氧區(qū)濾池池內(nèi)的填料下放置卵石作為承托層，支撐各池體底部的各種管路。
3.根據(jù)權利要求1所述的曝氣生物濾池設備，其特征在于，所述進水管接入到缺氧區(qū) 濾池底部內(nèi)，連接穿孔配水管，實現(xiàn)均勻配水。
4.根據(jù)權利要求1所述的曝氣生物濾池設備，其特征在于，所述反沖洗進水進氣管接 入第一好氧區(qū)濾池和第二好氧區(qū)濾池內(nèi)在承托層內(nèi)以環(huán)狀穿孔管的形式分布，反沖洗進水進氣共用一套系統(tǒng)。
5.根據(jù)權利要求1所述的曝氣生物濾池設備，其特征在于，所述進空氣管道接入第一 好氧區(qū)濾池和第二好氧區(qū)濾池內(nèi)后連接微孔曝氣管。
全文摘要
本發(fā)明曝氣生物濾池設備是一種多級串聯(lián)組合式工藝的集成式污水處理設備，其包括池體、填料層、承托層、污泥斗、進出水系統(tǒng)、反沖洗系統(tǒng)、各種控制閥門和計量設備。整個設備以同心圓的形式，由內(nèi)向外依次分為缺氧區(qū)濾池、第一和第二好氧區(qū)濾池。設備運行時，污水從內(nèi)層缺氧區(qū)底部進入，然后相繼以上向流、下向流和上向流的方式通過各個濾池，最后在池頂集水槽內(nèi)匯集排出。進水同時，向好氧池下部的微孔曝氣軟管通入空氣，提供分解有機物所需的氧氣。在反沖洗階段，好氧區(qū)濾池的反沖洗氣、水合用一套穿孔管，采用氣-水-氣三步?jīng)_洗的方式，厭氧段濾池利用進水穿孔管進行反沖洗，全程僅用水沖。在上向流水沖結束后，進行下向流水沖，將老化的生物膜除去，保證濾池穩(wěn)定運行。
文檔編號C02F3/30GK102107947SQ20111002174
公開日2011年6月29日 申請日期2011年1月19日 優(yōu)先權日2011年1月19日
發(fā)明者何強, 劉明祥, 柴宏祥, 梁建軍, 翟俊, 陳雁玲 申請人:重慶大學