CN102107947A - 一种曝气生物滤池设备 - Google Patents

Abstract

本发明曝气生物滤池设备是一种多级串联组合式工艺的集成式污水处理设备，其包括池体、填料层、承托层、污泥斗、进出水***、反冲洗***、各种控制阀门和计量设备。整个设备以同心圆的形式，由内向外依次分为缺氧区滤池、第一和第二好氧区滤池。设备运行时，污水从内层缺氧区底部进入，然后相继以上向流、下向流和上向流的方式通过各个滤池，最后在池顶集水槽内汇集排出。进水同时，向好氧池下部的微孔曝气软管通入空气，提供分解有机物所需的氧气。在反冲洗阶段，好氧区滤池的反冲洗气、水合用一套穿孔管，采用气-水-气三步冲洗的方式，厌氧段滤池利用进水穿孔管进行反冲洗，全程仅用水冲。在上向流水冲结束后，进行下向流水冲，将老化的生物膜除去，保证滤池稳定运行。

Description

一种曝气生物滤池设备

技术领域

本发明涉及污水处理设备，具体是一种集成式生活污水的二级处理和灰水回用的小型污水处理设备。特别适用于水量相对较小、来水分散、收集难度大且需要就地处理达标排放的地方，如小城镇、独立生活小区、偏远部队驻地等，其中对于小城镇生活污水的处理尤为适用。

背景技术

曝气生物滤池简称BAF，是20世纪80年代末在欧美发展起来的一种新型生物膜法污水处理工艺，于90年代初得到较大发展，该工艺具有去除SS、COD、BOD、硝化、脱氮、除磷的作用。曝气生物滤池集生物氧化和截留悬浮固体一体，节省了后续沉淀池(二沉池)，具有容积负荷大、水力负荷大，水力停留时间短，所需基建投资少，出水水质好，运行能耗低，运行费用少的特点。尤其适合用地紧张、经济发展水平落后小城镇污水处理，但BAF结构比较复杂，在规模较小时采用钢筋混凝土材料施工麻烦，单位造价较高。目前市场的BAF滤池设备种类较少，价格昂贵未能针对小城镇污水水质、水量特点进行优化设计，使用过程中容易出现充氧效率低和充氧设备堵塞，冲洗方式不合理导致出现生物膜活性降低，去除有机物和脱氮除磷效果不稳定等问题，上述问题导致BAF未能在小城镇大规模推广应用。针对小城镇污水水质、水量开发占地面积小，结构紧凑的BAF集成化设备，同时达到有效充氧和防止充氧设备堵塞，确保冲洗周期和强度合理及出水效果稳定，是本设备要解决的主要问题。

发明内容

本发明的目的是针对曝气生物滤池的上述不足之处提出一种新型曝气生物滤池设备。

一种曝气生物滤池设备，所述设备是将曝气生物滤池工艺集中布置在一个圆筒形池体内；其特征在于，

所述圆筒形池体内部采用两个同心圆筒由里向外将圆筒形池体依次分为三个滤池：缺氧区滤池、第一好氧区滤池和第二好氧区滤池，所述在每区滤池内填装相应粒径级配的酶促滤料。

所述缺氧区滤池、第一好氧区滤池和第二好氧区滤池的顶部均是开敞的，缺氧区滤池顶部与第一好氧区滤池连通；缺氧区滤池的底部与第一好氧区滤池和第二好氧区滤池隔断不连通，进水管由缺氧区滤池的底部接入；所述缺氧区滤池的底部还接出有放空管，缺氧区滤池上部内围设置有一圈缺氧区反冲洗排水槽，并接出有缺氧区反冲洗排水管。

所述第一好氧区滤池和第二好氧区滤池的底部相互连通，第二好氧区滤池上部的***设置有集水槽，并由集水槽接出有出水管；所述第一好氧区滤池和第二好氧区滤池的底部共同接入进空气管道、反冲洗进水进气管，另外还接出有放空管。

在所述各管路上均设置有控制阀。

本发明将三级曝气生物滤池组合工艺集成到一个圆筒池体内，由内向外以同心圆的方式分为三个区，在各区滤池内填装一定粒径级配的滤料，运行时，水流上、下向交替流动，与滤料表面的生物膜充分接触，将污水中的悬浮物、有机物和氮磷等营养元素截留、吸附、氧化分解或转化处理，得到符合排放标准的出水。反冲洗阶段，利用处理出水进行冲洗，采用先上后下往复的方式，效果好，节省能耗。整个设备适用范围广、处理效果好，操作管理方便，剩余污泥量少，占地小，投资小，运转费用低，对周围环境的影响小。

附图说明

图1——曝气生物滤池设备立面图

图2——曝气生物滤池平面原理图

图3——曝气生物滤池剖面图

1——第二好氧区滤池，2——第一好氧区滤池，3——缺氧区滤池，4——缺氧区泥斗，5——好氧区泥斗，6——厌氧段反冲洗排水槽，7——集水槽，8——进水管，9——进空气管道，10——穿孔配水管，11——反冲洗进水进气管，12——缺氧区反冲洗排水管，13——第一好氧区滤池反冲洗排水管，14——出水管，15——缺氧区放空管，16——好氧区放空管，17——微孔曝气软管，18——承托层，19——除磷填料，20——酶促生物填料，21——反冲洗送气管。

具体实施方式

参照附图1和图2，该设备采用圆筒形不锈钢池体，圆形池子各向同性，受力条件和水力条件均非常良好，而且占地小，在体积相同的条件下，最节省材料，且池体只有两条焊缝，设备出现问题的几率较常规方形池子低。

设备内部以两个同心圆筒由里向外隔为三个滤池，分别为缺氧区滤池3、第一好氧区滤池2和第二好氧区滤池1。每区滤池内填装相应粒径级配的酶促生物填料20。其中缺氧区滤池3主要起到截留废水中的悬浮固体和水解酸化的作用，第一好氧区滤池2主要起到氧化分解溶解性有机物，稳定碳源的作用，第二好氧区滤池1主要起到氨氮硝化的作用，同时可以通过调节工况，实现同步硝化反硝化。根据每段滤池的主要作用针对性培养优势菌种，可以提高设备处理效能。另外，还可在第二好氧区滤池1上部填装一定体积除磷填料19，达到良好的脱氮除磷效果。

缺氧区滤池3、第一好氧区滤池2和第二好氧区滤池1的顶部均是开敞的，缺氧区滤池3顶部与第一好氧区滤池2连通，缺氧区滤池3的水通过溢流，翻水进入第一好氧区滤池2。缺氧区滤池3的底部与第一好氧区滤池2和第二好氧区滤池1隔断不连通，进水管8由缺氧区滤池3的底部接入，通过穿孔配水管10布水，污水由下往上流动。所述缺氧区滤池3的底部还接出有放空管15，缺氧区滤池3上部内围设置有一圈缺氧区反冲洗排水槽6，并接出有缺氧区反冲洗排水管12，排出反冲洗的污水。另外，缺氧区滤池3的底部形成圆台形泥斗4，以利于收集老化脱落的生物膜，并由放空管15排出。

第一好氧区滤池2和第二好氧区滤池1的底部是相互连通的，设备工作时污水由第一好氧区滤池2从上向下流，从底部流入第二好氧区滤池1，然后再向上流。第二好氧区滤池1上部的***设置有集水槽7，并由出水槽7接出有出水管14，水流由第二好氧区滤池1上部先流入集水槽7，然后由出水管14排出。第一好氧区滤池2和第二好氧区滤池1的底部共同接入有进空气管道9、反冲洗进水进气管11，另外还接出有放空管16。两外在各管路上均设置有控制阀。另外，缺氧区滤池3的底部、以及第一好氧区滤池2和第二好氧区滤池1的底部都形成圆台形泥斗5，以利于收集老化脱落的生物膜，并由放空管16排出。

在每个滤池的填料下方都摆放一定粒径的卵石作为承托层18，支撑各池体底部的各种管路。

进水管8接入到缺氧区滤池3底部内后，连接的是穿孔配水管10，以此实现均匀配水。反冲洗进水进气管11接入第一好氧区滤池2和第二好氧区滤池1内后在承托层内以环状穿孔管的形式分布，反冲洗进水进气共用一套***。进空气管道9接入第一好氧区滤池2和第二好氧区滤池1内后分别连接微孔曝气管17。

缺氧区滤池3和第二好氧区滤池上部的排水槽分别用于排出缺氧区和第二好氧区的反冲洗废水，第一好氧区的反冲洗废水由反冲洗排水管13送至集水槽7和第二好氧区反冲洗废水一并排放，输送到污水处理的前端。好氧区的排水槽还作为设备运行时的处理出水收集槽。缺氧区和好氧区上部均为清水区，考虑到反冲洗时滤料和膨胀、往复式反洗的需水量和较长的反冲洗周期，清水区预留区域相对较大。

为了避免生物滤池易于堵塞，缩短压力周期的问题，设备里层的缺氧区可以截留部分固体悬浮物，减少进入好氧段的SS，延长反应器的运行周期；同时，利用缺氧区滤料表面的厌氧微生物，可将难降解的高分子有机物水解成易降解的小分子有机物，提高污水的可生化性。

本设备的好氧区前部分主要发生有机物的氧化分解反应，去除大部分COD、BOD；后部分主要发生氨氮的硝化反应，降低出水的氨氮含量。但由于滤池在空间上属于好氧环境和缺氧环境同时存在，且还可以调节曝气量培养好氧反硝化菌和异养硝化菌，实现同步硝化反硝化。在填料末端，利用除磷填料，实现氮、磷的同步达标排放。

在反冲洗阶段，采用上下往复式冲洗方式对好氧区和缺氧区分开进行冲洗。缺氧池仅用清水进行反冲洗，好氧池采用气-水-气三步冲洗的方式。首先，气、水均是从下往上进行冲洗，缺氧区和好氧区出水由各自的排水槽收集，通过相应的管道排出。在上向流冲洗结束的时候，关闭反冲洗排水管的阀门，蓄水至清水区最高水位，然后打开泥斗底部的快开阀，清水既以下向流的方式冲洗滤料和承托层直至滤池内水排干，这样将老化脱落的生物膜洗脱出去，保证生物膜的活性和处理效率，实现较长的反冲洗周期，维持滤池的稳定运行。

本曝气生物滤池设备设计合理，结构简单紧凑，其处理过程如下：

经过预处理的污水或原水由进水管8进入到设备内层缺氧区滤池3的下部，通过穿孔配水管10上的孔眼均匀配水，以上向流的方式通过缺氧区滤池3的滤料，到达缺氧池顶部清水区后，溢流进入第一好氧区滤池2，以下向流的方式通过第一好氧区滤池中的滤料，然后在好氧区底部的连通区进入第二好氧区滤池1，再以上向流的方式通过第二好氧区滤池1的滤料，到达第二好氧区滤池1顶部清水区后，溢流进入最外层的集水槽7，最后由排水管14统一达标排放。进水的同时，空压机通过进空气管道9通入空气，由好氧区的承托层下方的微孔曝气软管17沿池体周长方向向好氧池提供氧气。

当出水水质变差，低于排放标准，或者压力水头不足时，需要对滤池进行反冲洗。反冲洗分为上向流冲洗和下向流冲洗两个阶段，在反冲洗第一阶段，首先关闭进空气管道9上的阀门，停止进气，转换进水管8上的阀门至清水来水方向，开启反冲洗进水进气管道11上的阀门。根据冲洗要求，由进水管8向缺氧池通入一定强度清水，保持一段时间以上向流方式冲洗；在好氧段，则由反冲洗进水进气管道11依次通入一定冲洗强度的气-水-气，以上向流的方式洗脱滤料表面老化的生物膜，反冲洗时间一般为5~10min。缺氧池和好氧池的反冲洗废水分别利用缺氧区反冲洗排水槽6、集水槽7分开单独收集，然后通过各自的排放管道12、14回到污水处理的前端。滤料基本冲洗干净后，进入第二阶段-下向流冲洗阶段，保持进水的同时，关闭反冲洗***的排水阀，蓄水至滤池的最高水位，然后打开泥斗底部的放空管15、16上的快开阀，清水以下向流的方式对滤料和承托层进行反向冲洗，至滤池内的水排干，关闭快开阀，重新开启进水阀和进气阀进水进气，进入下一个运行周期。

Claims (5)

1.一种曝气生物滤池设备，其具有圆筒形池体，其特征在于，

所述圆筒形池体内部采用两个同心圆筒由里向外将圆筒形池体依次分为三个滤池：缺氧区滤池、第一好氧区滤池和第二好氧区滤池，所述在每区滤池内填装相应粒径级配的酶促滤料；

所述缺氧区滤池、第一好氧区滤池和第二好氧区滤池的顶部均开敞，缺氧区滤池顶部与第一好氧区滤池连通；缺氧区滤池的底部与第一好氧区滤池和第二好氧区滤池隔断不连通，进水管由缺氧区滤池的底部接入；所述缺氧区滤池的底部还接出有放空管，缺氧区滤池上部内围设置有一圈缺氧区反冲洗排水槽，并接出有缺氧区反冲洗排水管；

所述第一好氧区滤池和第二好氧区滤池的底部相互连通，第二好氧区滤池上部的***设置有集水槽，并由集水槽接出有出水管；所述第一好氧区滤池和第二好氧区滤池的底部共同接入进空气管道、反冲洗进水进气管，另外还接出有放空管；

在所述各管路上均设置有控制阀。

2.根据权利要求1所述的曝气生物滤池设备，其特征在于，在所述缺氧区滤池、第一好氧区滤池和第二好氧区滤池池内的填料下放置卵石作为承托层，支撑各池体底部的各种管路。

3.根据权利要求1所述的曝气生物滤池设备，其特征在于，所述进水管接入到缺氧区滤池底部内，连接穿孔配水管，实现均匀配水。

4.根据权利要求1所述的曝气生物滤池设备，其特征在于，所述反冲洗进水进气管接入第一好氧区滤池和第二好氧区滤池内在承托层内以环状穿孔管的形式分布，反冲洗进水进气共用一套***。

5.根据权利要求1所述的曝气生物滤池设备，其特征在于，所述进空气管道接入第一好氧区滤池和第二好氧区滤池内后连接微孔曝气管。

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