專利名稱：生活污水的曝氣生物濾池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及污水處理領(lǐng)域，尤其是涉及一種生活污水的曝氣生物濾池。
背景技術(shù)：
曝氣生物濾池是90年代初興起的污水處理新工藝，已在歐美和日本等發(fā)達(dá)國家廣為流行，該工藝具有去除SS、COD、B0D、硝化、脫氮、除磷、去除有害物質(zhì)的作用，其特點(diǎn)是集生物氧化和截留懸浮固體與一體，節(jié)省了后續(xù)沉淀池(二沉池)，其容積負(fù)荷、水力負(fù)荷大，水力停留時(shí)間短，所需基建投資少，出水水質(zhì)好，運(yùn)行能耗低，運(yùn)行費(fèi)用省。由于曝氣生物濾池不僅要去除COD、B0D，還要進(jìn)行除氨、除磷等工藝，使得曝氣生物濾池需要設(shè)置多個(gè)池子來進(jìn)行不同的處理步驟，如申請(qǐng)?zhí)枮镃N200620060152. 1的專利文獻(xiàn)公開了一種疊式曝氣生物濾池，包括一座降流式預(yù)曝氣生物濾池和兩座升流式曝氣生物濾池，這種結(jié)構(gòu)占地面積大，設(shè)備與工藝復(fù)雜。而目前制約曝氣生物濾池設(shè)備小型化、工藝簡(jiǎn)單化的主要困難是硝化和反硝化環(huán)節(jié)。硝化是指在好氧條件下，自養(yǎng)型硝化細(xì)菌將氨氧化為亞硝酸(鹽)和硝酸(鹽);反硝化是指亞硝酸(鹽)和硝酸(鹽)在異養(yǎng)型反硝化細(xì)菌的作用下，被還原為氮?dú)獾倪^程。通過硝化和反硝化兩個(gè)步驟，可以把污水中存在的氨除去。常用的反硝化工藝有兩種，一種是同步硝化反硝化(即SND)，是指在同一生物膜反應(yīng)器中，由于曝氣不均勻產(chǎn)生了好氧段和缺氧段，從而使得硝化和反硝化同步進(jìn)行。由于有機(jī)碳源是硝化作用的抑制物質(zhì)，卻是反硝化作用的電子供體，有機(jī)碳源在好氧區(qū)被消耗，在微生物絮體內(nèi)部的缺氧區(qū)得不到電子供體，反硝化速率就降低，SND脫氧效率也不會(huì)高。另一種是前置反硝化(即SBR)，是指按照缺氧一好氧一沉淀一排水方式運(yùn)行、在缺氧階段完成進(jìn)水的SBR工藝，好氧階段結(jié)束后，生成的N03_等一部分隨出水流出系統(tǒng)，其余進(jìn)入下一周期的缺氧階段，利用進(jìn)水中的碳源進(jìn)行反硝化脫氧。前置反硝化具有硝化效率高等優(yōu)勢(shì)，但是現(xiàn)有前置反硝化曝氣生物濾池均采用多池串聯(lián)或疊加的方式進(jìn)行前置反硝化，如申請(qǐng)?zhí)枮镃N200920171675. 7的專利文獻(xiàn)公開了一種前置反硝化脫氮生物濾池組，該濾池組由缺氧反硝化生物濾池和好氧硝化生物濾池串聯(lián)組成；申請(qǐng)?zhí)枮镃N201020122796. 5的專利文獻(xiàn)公開了一種前置反硝化曝氣生物濾池，設(shè)有前置池、主池和清水池；申請(qǐng)?zhí)枮镃N200910071318. 8的專利文獻(xiàn)公開了一種前置反硝化生物濾池的處理方法，包括反硝化濾池和曝氣生物濾池；申請(qǐng)?zhí)枮镃N200910116556. 6的專利文獻(xiàn)公開了一種前置反硝化脫氮生物濾池污水處理集成工藝，由缺氧反硝化生物濾池和好氧硝化生物濾池串聯(lián)組合而成。這種方式不僅增加了設(shè)備成本投入，而且操作方式復(fù)雜， 運(yùn)行期間保養(yǎng)工作量大。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種生活污水的曝氣生物濾池，將傳統(tǒng)分開設(shè)置的缺氧區(qū)和好氧區(qū)整合在一起，進(jìn)行前置反硝化，不僅有效去除了水中的污染物質(zhì)， 而且去污效率高，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作容易，便于維修保養(yǎng)。[0007]本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下一種生活污水的曝氣生物濾池，罐體內(nèi)腔分為下半部的缺氧反應(yīng)區(qū)和上半部的好氧反應(yīng)區(qū)，缺氧反應(yīng)區(qū)與好氧反應(yīng)區(qū)之間自下而上依次設(shè)置有反沖洗排水管、曝氣管與濾料承載結(jié)構(gòu)；好氧反應(yīng)區(qū)的生物濾料堆積在所述濾料承載結(jié)構(gòu)上，缺氧反應(yīng)區(qū)設(shè)置有懸掛厭氧生物填料的多組掛架；罐體下部設(shè)置進(jìn)水管，頂部設(shè)置排水管，排水管設(shè)置有旁路回流管與底部進(jìn)水管連通，下半部缺氧反應(yīng)區(qū)的厭氧生物填料與上半部好氧反應(yīng)區(qū)的生物濾料的體積比為1 :2. 5 1 :4。其進(jìn)一步特征在于所述濾料承載結(jié)構(gòu)由下層鋼管托架與上層絲網(wǎng)層組成，絲網(wǎng)為不銹鋼材質(zhì)。所述旁路回流管上設(shè)置有開閉閥門與流量閥。本實(shí)用新型有益的技術(shù)效果在于1、本實(shí)用新型采用前置反硝化工藝，與同步硝化反硝化工藝比較而言，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)勢(shì)(I)COD處理在前置反硝化工藝中，在最下層500mm厚的缺氧區(qū)，COD去除效率最高，在運(yùn)行中COD濃度為420mg/l，COD負(fù)荷為2. 34kg/ (m3. d)時(shí)，污水經(jīng)過該濾層COD濃度降至80mg/l左右，COD去除率在80%以上，在好氧區(qū)，COD濃度沒有明顯的降低，最終COD出水在50mg/l以下，去除率在90%左右，大大超過了同步硝化反硝化工藝52 6 的COD去除率。(2) NH3-N處理前置反硝化工藝中，最下層500mm厚的缺氧區(qū)NH3-N去除效率最高，在運(yùn)行中當(dāng)進(jìn)水負(fù)荷1. Γ2. 4m/h時(shí)，該濾層NH3-N去除率在80%以上，最終出水去除率達(dá)95%，也優(yōu)于同步硝化反硝化工藝的NH3-N去除率在40%左右，最終出水去除率在85%左右的處理指標(biāo)。(3)總氮含量(TN)處理同步硝化反硝化工藝對(duì)TN的去除效果不理想，脫氮率僅為30%左右。前置反硝化工藝具有較好的脫氮效果，如果原水中有充足的碳源，脫氮率可達(dá) 80 90%。綜上所述，由于回流作用，使得前置反硝化工藝抗沖擊的能力較強(qiáng)，出水水質(zhì)相對(duì)較好。就目前我國生產(chǎn)濾料的性能看，要取得理想缺氧微環(huán)境有相當(dāng)難度，如果有脫氮要求應(yīng)采用前置反硝化工藝，如果原水COD濃度較高，盡管沒有脫氮要求，仍可選前置反硝化工藝，因?yàn)槿毖鯀^(qū)快速COD的降解了后續(xù)好氧段的負(fù)荷，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)脫氮功能，一舉兩得。 回流水的稀釋作用，使得前置反硝化工藝去除COD和NH3-N的穩(wěn)定性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于同步硝化反硝化工藝。2、本實(shí)用新型的COD去除率較高，原因在于(1)原水中的COD被作為前置反硝化的碳源；(2)回流水對(duì)原水有稀釋作用；(3)回流水?dāng)y帶少量的溶解氧進(jìn)入缺氧區(qū)，部分溶解氧被水中的有機(jī)體優(yōu)先利用；(4)雖然原水與回流水混合經(jīng)過反硝化后，COD濃度大大降低，因而好氧區(qū)生物降解效果相對(duì)不明顯，但由于回流水增加，水力負(fù)荷的增加，加大了對(duì)填料的沖刷，使微生物的活性得到了提高，好氧區(qū)的COD去除率依然較高。
4[0022]3、本實(shí)用新型的好氧區(qū)采用氣水平行上升，有如下優(yōu)點(diǎn)(1)氣水平行上升使得氣水進(jìn)行極好均分，防止了氣泡在濾料層中凝結(jié)核氣堵現(xiàn)象，氧的利用率高，能耗低；(2)與下向流過濾相反，上向流過濾維持在整個(gè)濾池高度上提供正壓條件，可以更好的避免形成溝流或短流，從而避免通過形成的溝流影響過濾工藝而形成的氣阱；(3)采用氣水平行上向流，使空間過濾能被更好的運(yùn)用，空氣能將固體物質(zhì)帶入濾床深處，在濾池中能得到高負(fù)荷、均勻的固體物質(zhì)，從而延長(zhǎng)了反沖洗周期，減少清洗時(shí)間和清洗時(shí)用的氣水量；(4)濾料層對(duì)氣泡的切割作用使氣泡在濾池中的停留時(shí)間延長(zhǎng)，提高了氧的利用率，由于濾池極好的截污能力，使得本實(shí)用新型后面不需再設(shè)二次沉淀池。4、本實(shí)用新型采用了合適的好氧區(qū)與缺氧區(qū)的容積比，這是因?yàn)橄鄬?duì)而言，缺氧區(qū)的COD去除率較高，合適的容積比可以提高COD的去除效率和速度。5、本實(shí)用新型采用了合適的氣水比，這是因?yàn)镃OD的去除效率隨著氣水比的增加逐步上升，當(dāng)氣水比從1 :1增加到3 :1時(shí)，COD的去除率明顯上升，但當(dāng)氣水比從3 1增加到4:1時(shí)，COD去除效果沒有明顯變化。這主要是因?yàn)闅馑缺容^低時(shí)，硝化作用較差，前置脫氮所需消耗進(jìn)水中的有機(jī)物較少，有機(jī)物的去除主要在好氧區(qū)完成，當(dāng)氣水比較高時(shí)， 硝化作用已經(jīng)較為完全，有機(jī)物主要在缺氧區(qū)被用作反硝化碳源得以去除。6、本實(shí)用新型采用了合適的反洗速度和時(shí)間，這是因?yàn)槿毖鯀^(qū)與好氧區(qū)的填料材質(zhì)、密度有區(qū)別，為達(dá)到最佳生物活性，采取一定強(qiáng)度的反洗水力負(fù)荷十分重要，強(qiáng)度小則留存污泥，造成運(yùn)行阻塞，強(qiáng)度大則造成微生物被沖刷過度，生物量降低。

圖1為本實(shí)用新型的中部剖面圖。圖2為圖1中A-A剖面向視圖。圖3為圖1中B-B剖面向視圖。圖4為圖1中C-C剖面向視圖。圖5為圖1中D-D剖面向視圖。圖6為圖1中E-E剖面向視圖。具體實(shí)施方法
以下結(jié)合附圖，說明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
。如圖1所示，本實(shí)用新型所述的曝氣生物濾池為由缺氧反硝化生物濾池和好氧生物濾池結(jié)合而成，在同一個(gè)罐體1中，分為下半部的缺氧反應(yīng)區(qū)11和上半部的好氧反應(yīng)區(qū) 3，待處理污水從罐體1下部的進(jìn)水管12進(jìn)入罐體1，自下而上依次通過缺氧反應(yīng)區(qū)11和好氧反應(yīng)區(qū)3，從而在罐體1中發(fā)生前置反硝化反應(yīng)，反應(yīng)后的出水通過罐體1頂部的排水管 2流出，部分出水通過回流管回流匯入底部進(jìn)水管12，其他出水達(dá)標(biāo)排放。如圖1、圖2所示，進(jìn)水管12橫亙?cè)诠摅w1的底部，在進(jìn)水管12兩側(cè)均布有若干 Φ6πιπι的進(jìn)水孔，進(jìn)水管12由外部?jī)陕愤M(jìn)水匯入，一路為污水進(jìn)水管12-1，一路為出水回流管12-2。罐體1的下部為懸掛厭氧生物填料10的多組掛架，厭氧生物填料10采用耐腐、耐溫、耐老化的聚烯烴類和聚酰胺的優(yōu)質(zhì)原材料，混合以親水、吸附、抗熱氧等助劑，采用特殊的拉絲、絲條制毛工藝，將絲條穿插固著在耐腐、高強(qiáng)度的中心繩上，由于選材和工藝配方精良，剛?cè)徇m度，使絲條呈立體均勻排列輻射狀態(tài)，制成了懸掛式立體彈性填料的單體，填料在有效區(qū)域內(nèi)能立體全方位均勻舒展?jié)M布，使氣、水、生物膜得到充分混滲接觸交換。污水在經(jīng)過此部分時(shí)，反硝化細(xì)菌在缺氧條件下，還原硝酸鹽，釋放出分子態(tài)氮(N2)或一氧化二氮(N20)。本實(shí)用新型的缺氧反應(yīng)區(qū)11填料對(duì)COD的去除效果非常高，當(dāng)水力負(fù)荷1. 07m/h 和1. 6m/h時(shí)分別高達(dá)87%和82%，該層填料取得如此高的效果有下述三個(gè)原因(1)進(jìn)水中的快速COD被作為前置反硝化的碳源；(2)回流水對(duì)原水的稀釋作用；(3)回流水?dāng)y帶少量的溶解氧進(jìn)入缺氧區(qū)，部分溶解氧被水中的有機(jī)體優(yōu)先利用。由于污水與回流水混合經(jīng)過反硝化后，COD濃度大大降低，因而好氧區(qū)生物降解效果就相對(duì)不明顯，但由于回流水增加， 水力負(fù)荷的增加，加大了對(duì)填料的沖刷，使微生物的活性得到了提高，好氧區(qū)的COD去除率依然較高。如圖3所示，在罐體1的中部、缺氧反應(yīng)區(qū)11上方位于設(shè)置有十字排列的反沖洗排水管9，在排水管9上均布有若干Φ6的排水孔；如圖4所示，在反沖洗排水管9上方設(shè)置有多列曝氣管8，在曝氣管8上均布有若干Φ4πιπι的曝氣孔，工作時(shí)曝氣區(qū)7對(duì)上部生物濾料4進(jìn)行曝氣增氧。如圖5所示，在曝氣管8上方由鋼管托架6與不銹鋼絲網(wǎng)5組成生物濾料4的承載結(jié)構(gòu)，其中鋼管托架6排列在下一層，而上一層為60目的不銹鋼絲網(wǎng)5，生物濾料4堆積在不銹鋼絲網(wǎng)5上，形成了好氧反應(yīng)區(qū)3。生物濾料4采用“WX- II型”生物濾料，WX- II型高效生物濾料的物理特性如表1所示，其由火山巖礦石加工而成的，在熱化學(xué)效應(yīng)下，成為類似于碳球狀的物質(zhì)，其主要成份為硅酸鹽，物化性能強(qiáng)，特別適合于微生物在其表面生長(zhǎng)、繁殖，形成生物膜。在處理廢水過程中濾料表面上生成生物膜，產(chǎn)生吸附和微生物氧化分解有機(jī)物的協(xié)同作用的廢水生物處理過程。此法提高了對(duì)廢水中有機(jī)物的去除率，增加了對(duì)毒物和負(fù)荷變化的穩(wěn)定性，改善了污泥脫水及消化的性能，延長(zhǎng)了活性炭的使用壽命，是一種以生物處理為主，同時(shí)具有物化處理特點(diǎn)的生物處理新技術(shù)。表1 生物濾料的主要參數(shù)指標(biāo)
權(quán)利要求1.一種生活污水的曝氣生物濾池，其特征在于罐體內(nèi)腔分為下半部的缺氧反應(yīng)區(qū)和上半部的好氧反應(yīng)區(qū)，缺氧反應(yīng)區(qū)與好氧反應(yīng)區(qū)之間自下而上依次設(shè)置有反沖洗排水管、 曝氣管與濾料承載結(jié)構(gòu)；好氧反應(yīng)區(qū)的生物濾料堆積在所述濾料承載結(jié)構(gòu)上，缺氧反應(yīng)區(qū)設(shè)置有懸掛厭氧生物填料的多組掛架；罐體下部設(shè)置進(jìn)水管，頂部設(shè)置排水管，排水管設(shè)置有旁路回流管與底部進(jìn)水管連通，下半部缺氧反應(yīng)區(qū)的厭氧生物填料與上半部好氧反應(yīng)區(qū)的生物濾料的體積比為1 :2. 5 1 :4。
2.按照權(quán)利要求1所述的生活污水的曝氣生物濾池，其特征在于所述濾料承載結(jié)構(gòu)由下層鋼管托架與上層絲網(wǎng)層組成，絲網(wǎng)為不銹鋼材質(zhì)。
3.按照權(quán)利要求1所述的生活污水的曝氣生物濾池，其特征在于所述旁路回流管上設(shè)置有開閉閥門與流量閥。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種生活污水的曝氣生物濾池，罐體內(nèi)腔分為下半部的缺氧反應(yīng)區(qū)和上半部的好氧反應(yīng)區(qū)，缺氧反應(yīng)區(qū)與好氧反應(yīng)區(qū)之間自下而上依次設(shè)置有反沖洗排水管、曝氣管與濾料承載結(jié)構(gòu)；好氧反應(yīng)區(qū)的生物濾料堆積在所述濾料承載結(jié)構(gòu)上，缺氧反應(yīng)區(qū)設(shè)置有懸掛厭氧生物填料的多組掛架；罐體下部設(shè)置進(jìn)水管，頂部設(shè)置排水管，排水管設(shè)置有旁路回流管與底部進(jìn)水管連通，下半部缺氧反應(yīng)區(qū)的厭氧生物填料與上半部好氧反應(yīng)區(qū)的生物濾料的體積比為12.5～14。本實(shí)用新型將傳統(tǒng)分開設(shè)置的缺氧區(qū)和好氧區(qū)整合在一起，進(jìn)行前置反硝化，不僅有效去除了水中的污染物質(zhì)，而且去污效率高，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作容易，便于維修保養(yǎng)。
文檔編號(hào)C02F3/30GK202116375SQ201120235670
公開日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月6日
發(fā)明者吳良基, 周偉, 周岳榮 申請(qǐng)人:江蘇林格純水設(shè)備有限公司