一種採用懸浮濾料的接觸氧化生物濾池的製作方法

2023-05-26 04:12:26

專利名稱：一種採用懸浮濾料的接觸氧化生物濾池的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種採用懸浮濾料作為微生物載體的用於汙水處理的接觸氧化生物濾池。
背景技術：
在現有的接觸氧化反應池中，微生物的載體一般採用彈性填料，這種填料由塑料絲綑紮成長條束狀並垂直懸掛、固定在反應池中，在運行過程中，填料上的微生物對汙水中的有機汙染物進行生物降解。由於長條束狀填料的比表面積較小，附著的微生物量就少，填料中一般微生物濃度在4～6g/m3填料，由於微生物量少，所以導致單位體積填料對有機物的降解負荷偏小，一般有機物的降解負荷為1～3kgBOD5/m3填料·d；由於長條束狀填料的比表面積較小，其比表面積一般只有300～500m2/m3填料，其上附著的微生物量就少，而且微生物均以膜狀生長，所以在向池內曝氣供氧的過程中，空氣泡與微生物膜的接觸面積小，導致氧的利用率不高；同時，由於長條束狀填料間的空隙很大，填料對運行過程中脫落的老化微生物膜和原汙水中的懸浮物沒有截留作用，所以必須在接觸氧化反應池後設置二次沉澱池來進行固液分離；另外，現有的接觸氧化反應池均在填料層下面的配水區進行曝氣供氧，使得整個填料層上生長的微生物均為好氧環境下生存的嗜氧微生物，只具有降解汙水中碳化有機物的功能，而不能生長具有降解汙水中氨氮等營養物質的只有在厭氧、缺氧環境下生存的脫氮微生物。
在現有的曝氣生物濾池中，微生物的載體一般採用圓形陶粒濾料，該種陶粒比較重，其比重一般在2～2.5t/m3左右，所以在該種濾池中，圓形陶粒濾料必須堆填在濾池中下部的承託濾板上，由承託濾板來支撐圓形陶粒濾料的巨大重量和運行中的水壓，使得濾體的工程結構較複雜，工程投資也大；同時由於圓形陶粒濾料在濾池中的高度一般都在4m左右，所以在對濾池進行反衝洗時必須採用氣水聯合反衝洗才能使濾床鬆動而達到較好的效果，這樣就必須在濾板上安裝有反衝洗長柄濾頭，同時必須有固定的反衝洗水泵和反衝洗鼓風機來保證氣源和水源的供應，且反衝洗程序複雜，從而大大增加了工程投資、操作難度和運行費用；另外在運行過程中，給濾池提供氧源的曝氣器和反衝洗用長柄濾頭均安裝在4m高的圓形陶粒濾料層底部，材質一般均為塑料和橡膠，在長期受到濾料的堆壓並由於自身的老化而較容易損壞，一旦損壞則幾乎無法檢修和更換，除非將所有的濾料移至濾池外才能進行，而這樣就會導致較大的檢修工作量，同時會使濾池長時間停止運行；另外濾料在清運至濾池外的過程中，濾料上的微生物會大量脫落，而移至濾池外的濾料上的微生物在較短時間內也會死亡，所以在檢修、更換完畢後將陶粒濾料回裝進濾池後不能馬上正常運行而達到處理效果，必須對微生物重新進行培養和馴化。

發明內容
本實用新型的目的是解決現有的接觸氧化反應池和曝氣生物濾池存在的缺陷，提供一種單位體積填料對有機物的降解負荷大、氧的利用率高、不需要設置二次沉澱池來進行固液分離、反衝洗方便、池體工程結構簡單、濾頭和曝氣系統檢修方便、既具有降解汙水中的有機汙染物又具有降解汙水中氨氮等營養物質且汙水處理效果顯著的接觸氧化生物濾池。
為達到上述目的，本實用新型的接觸氧化生物濾池為長方體或圓筒體，由進水配水區、懸浮濾料層、出水區以及位於出水區外側的出水渠組成。其中進水配水區位於池體下部，懸浮濾料層位於池體中部，出水區位於池體上部；在進水配水區底部設有汙水進水管和進水分配渠，該分配渠在濾池反衝洗時兼作排汙渠，並將反衝洗時所排汙水由排汙渠匯集後用管道排至池外；在懸浮濾料層中安裝有曝氣管道，在濾池運行時向濾料上的微生物提供氧氣；在進水配水區下部還設有反衝洗空氣管；在出水區的下部和懸浮濾料層的上部設有防止濾料上浮並克服濾料浮力的濾板，濾板上安裝有可從濾板上部拆卸清洗、更換的濾頭。
在這樣的結構中，由於採用了比表面積大、粒徑小、比重小於水的懸浮圓形粒狀濾料，使得整個濾料層中供微生物附著生長的濾料面積大大增加，其比表面積高達3000～4500m2/m3濾料，因而使得生長在濾料表面的微生物量也大大增加，濾料層中的微生物濃度高達10～15g/m3濾料，如此高的微生物濃度使得運行過程中單位體積濾料可降解的有機汙染物量大大提高，有機汙染物的降解負荷可達5～8kgBOD5/m3濾料，在處理一定量的同等汙染程度的汙水時，所需的池容和濾料量大大減少；曝氣管在工作時，其釋放出的空氣泡在濾池內上升過程中不斷被圓形、直徑較小的懸浮濾料進行切割，從而產生大量的小氣泡，使氣泡與微生物的接觸面積和接觸時間大大增加，所以提高了氧的利用率；由於進水配水區位於池體下部，這樣汙水與空氣自下而上同向流過長有微生物膜的懸浮濾料層時，濾料層對汙水中的懸浮物質和脫落的微生物膜進行截留，起到生物過濾的作用；在該濾池結構中，曝氣管的位置根據需要可設置在懸浮濾料層中的不同高度處，使得以曝氣管為界，下部為缺氧區，上部為好氧區，從而起到既具有降解有機汙染物的功能，同時又具有硝化和反硝化脫氮功能；在這樣的結構中，由於濾板位於濾料層的頂部，濾板上部為清水區，所以當濾頭堵塞或損壞時，可以直接從濾板上部更換濾頭，非常方便；又由於曝氣採用不鏽鋼穿孔管，所以不易損壞，故一般不需檢修，若必須檢修時，只要慢慢排水以降低濾池中的水位，使懸浮濾料層的頂面隨著水位降低而下降，直至曝氣管從濾料層中露出時即可檢修。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的說明。


圖1是本實用新型接觸氧化生物濾池的結構示意圖。
具體實施方式
圖1所示的接觸氧化生物濾池包括進水配水區1、懸浮濾料層2、出水區3及位於出水區旁側的出水渠4等部件，池體為長方體或圓筒體。當池體為圓筒體時，出水槽4為與池體同心的圓柱體，其底部設有出水管11；當池體為長方體時，出水槽4為以池體中心線作為對稱線而位於池體兩側的長方形水槽。在進水配水區1底部設有帶分配孔板13的汙水進水分配渠14，該渠在濾池反衝洗時也作為反衝洗排水用，該渠通過管道分別與進水管7和反衝洗排水管15相連；若工藝要求對汙水中的氨氮進行去除時，該渠也與回流水管9和回流水泵10相連；在進水配水區1底部還設有反衝洗空氣管12。在出水區3的下部和懸浮濾料層2的上部設有濾板6，濾板6上設有可從濾板上部拆卸清洗的濾頭5，該濾頭的作用是防止懸浮濾料在運行中隨淨化後的水流出濾池。在懸浮濾料層2中設有曝氣管8，曝氣管8在懸浮濾料層中的位置可根據濾池進、出水水質要求計算確定。該接觸氧化生物濾池具有淨化汙水效率高和處理出水水質好的特點，不僅可去除有機汙染物，同時也具有硝化—反硝化的脫氮功能，而且反衝洗方便。
這樣，在接觸氧化生物濾池運行時，待處理汙水與濾池回流水分別通過汙水進水管7和回流水管9經混合後流入進水分配渠14，並通過進水分配渠14頂部的分配孔板13均勻流入進水配水區1。進入配水區1的汙水在上升過程中受到懸浮濾料層2的阻擋而在懸浮濾料層2下均勻分布後上升通過懸浮濾料層2，懸浮濾料層2內的曝氣管8將濾料層分成兩部分，上部為好氧區而下部為缺氧區。汙水上升過程中首先流過缺氧區，缺氧區懸浮濾料上優勢生長有反硝化菌，該微生物利用進水中的有機物作為碳源將汙水中的NO3--N轉化為N2，實現反硝化脫氮；汙水從缺氧區流出後即進入好氧區，好氧區懸浮濾料上優勢生長有嗜氧菌和硝化菌，嗜氧菌和硝化菌利用曝氣管8提供的空氣中的氧以及反硝化脫氮過程中生成的氧來分別降解汙水中的有機碳化汙染物和將NH3-N轉化為NO3--N，從而使汙水得到淨化。當濾池運行一段時間後，隨著濾料上增厚微生物膜的脫落以及濾池截留的SS不斷增加，導致濾料層的阻力增加，此時必須關閉進水管7、回流水管9以及曝氣管8的閥門，並打開反衝洗排水管15的閥門，同時開啟反衝洗空氣管12，利用出水區3中儲存的淨化水的下向流動並在反衝洗空氣的攪動下使正常工作時呈壓縮狀態的濾料層向下膨脹，並使濾料在流體衝刷和濾料顆粒間相互磨擦的雙重作用下，脫落的微生物膜和被截留的SS與濾料分離，並隨反衝洗排水一起排出濾池外。
實例在平面尺寸為9000×5000mm，高度為7000mm的方形接觸氧化生物濾池中，充填有高度為3000mm的圓形懸浮濾料，濾料層頂部的濾板距池頂距離為1600mm，濾料層底部距池底2400mm，曝氣管安裝在濾料層中間距濾料層底部1200mm而距濾料層頂部1800mm處。當BOD5容積負荷為4.8kg/m3·d、NH3-N容積負荷為0.8kg/m3·d、回流比為60％、曝氣氣水比為5.7∶1時，該設備可將3000m3/d生活汙水的BOD5從145mg/l降至10mg/l，將NH3-N從28mg/l降至2mg/l，將NH3-N從45mg/l降至10mg/l。
權利要求1.一種採用懸浮濾料的接觸氧化生物濾池，由進水配水區(1)、懸浮濾料層(2)、出水區(3)以及位於池體外在出水區(3)外側的出水渠(4)組成，池體為長方體或圓筒體，其特徵在於所述的進水配水區(1)位於池體下部，懸浮濾料層(2)位於池體中上部，出水區(3)位於池體上部；在進水配水區(1)底部設有進水分配渠(14)，進水分配渠(14)也作為反衝洗排水渠用，進水管(7)、回流水管(9)、反衝洗排水管(15)分別由管道與進水分配渠(14)相連，在進水配水區(1)中下部還設有反衝洗空氣管(12)；在懸浮濾料層(2)內中下部設有曝氣管(8)，懸浮濾料層(2)頂部設有濾板(6)；出水渠(4)底部設有出水管(11)；汙水由進水管(7)經進水分配渠(14)後進入進水配水區(1)，然後均勻向上流過懸浮濾料層(2)的缺氧區和好氧區，淨化水經出水區(3)而進入出水渠(4)，然後由出水管(11)流出和部分回流，部分回流水由回流水泵(10)加壓並經回流水管(9)重新進入濾池。
2.根據權利要求1所述的接觸氧化生物濾池，其特徵在於在懸浮濾料層(2)中採用了比表面積大、粒徑小、比重小於水的懸浮圓形粒狀濾料，其比表面積高達3000～4500m2/m3。
3.根據權利要求1所述的接觸氧化生物濾池，其特徵在於所述的濾板(6)上安裝有可從濾板上面出水區(3)進行拆卸清洗的濾頭(5)，濾頭(5)的濾水帽位於濾板下伸入懸浮濾料層(2)中。
4.根據權利要求1所述的生物濾池，其特徵在於所述的曝氣管(8)位於懸浮濾料層(2)中部，曝氣管(8)在懸浮濾料層(2)中的位置可根據汙水進水水質和所要求的處理後排水水質計算確定。
專利摘要本實用新型公開了一種採用懸浮濾料作為微生物載體的接觸氧化濾池。其結構要點是進水配水區1位於池體下部，懸浮濾料層2位於濾池的中部，出水區3位於池體上部；在進水配水區1底部設有進水管7和帶分配孔板13的汙水進水分配渠14、反衝洗空氣管12、反衝洗排水管15；在出水區3的下部和懸浮濾料層2的上部設有濾板6，在懸浮濾料層2中設有曝氣管8；在出水區3側面設有出水渠4和出水管11，以及回流水管9和回流水泵10。該接觸氧化濾池具有淨化汙水效率高和處理出水水質好的特點，不僅可去除有機汙染物，同時也具有硝化-反硝化的脫氮功能，而且反衝洗方便。
文檔編號C02F3/10GK2568636SQ0226424
公開日2003年8月27日 申請日期2002年9月10日 優先權日2002年9月10日
發明者鄭俊, 王健 申請人:馬鞍山市華騏環保科技發展有限公司