專利名稱：一體化曝氣生物濾池的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種污水處理裝置，特別是一種采用物理、生化處理、泥水分離的一體化污水處理裝置。
背景技術：
現(xiàn)有的曝氣生物濾池處理裝置，將沉淀池、反應池、反沖洗廢水收集池及回流系統(tǒng)分別設置，水處理過程在幾個池內(nèi)完成，流程較長、占地面積較大、投資大，處理效率低，不容易統(tǒng)一管理，也不容易保證處理質(zhì)量。
技術內(nèi)容本發(fā)明要提供一種一體化曝氣生物濾池，解決曝氣生物濾池處理裝置分散設置、流程較長、投資較大和處理效率較低的問題。
本發(fā)明一體化曝氣生物濾池的技術方案包括連接污水進水管和出水管的池體，其特征在于池體的一半邊是沉淀池，另一半邊是曝氣生物濾池，中間由垂直隔墻分隔；沉淀池的中部是反沖洗廢水儲存沉淀池，兩側是平流式沉淀池，中間由隔墻垂直分隔；平流式沉淀池進水端從內(nèi)至外依次連通污水進水渠、污水配水并和污水進水管，平流式沉淀池內(nèi)有刮泥機，底部一端有污泥斗，污泥斗底部連接排泥管；平流式沉淀池出水端設有出水堰，出水堰連通曝氣生物濾池的進水渠，進水渠內(nèi)設有進水閘板；曝氣生物濾池自上而下依次是反應過濾層、承托層、汽水反沖洗室，曝氣布氣管置于承托層上，反沖洗空氣管和反沖洗水管自承托層垂直連通隔離壁層至汽水反沖洗室，汽水反沖洗室連通出水井和池外的出水管；曝氣生物濾池內(nèi)在高于過濾水位處設置反沖洗廢水出水槽，該槽與反沖洗廢水儲存沉淀池連通，反沖洗廢水儲存沉淀池與反沖洗廢水配水槽、污水配水井順序連通，反沖洗廢水儲存沉淀池池壁連接浮渣排除槽，在池體排水端部設有污泥斗，污泥斗底部連通反沖洗排泥管。
上述平流式沉淀池進水口處設置進水穿孔隔墻。
上述曝氣生物濾池進水口處有V型布水槽，槽幫開有布水孔。
上述反應過濾層是多孔陶瓷濾料或多孔陶粒濾料。
上述承托層是卵石或多孔陶粒。
上述反沖洗廢水出水槽與污水配水井之間設置水位調(diào)節(jié)閘板。
上述曝氣生物濾池過濾水位與反沖洗廢水出水槽的高度相差1.6m-2.0m。
上述曝氣生物濾池、反沖洗廢水儲存沉淀池、平流式沉淀池分別至少分成一個單元格。
上述反沖洗廢水出水槽和反沖洗廢水儲存沉淀池容積之和大于一格曝氣生物濾池反沖洗廢水的排放量。
上述沉淀池中部是反沖洗廢水儲存沉淀池，兩側是平流式沉淀池。
有益效果一體化曝氣生物濾池是利用物理沉淀的方法及濾料表面粘附的活性污泥微生物，在一定(好氧、缺氧、厭氧)的條件下，對污水進行物理生化處理、泥水分離的一體化裝置，可對污水進行沉淀、曝氣接觸氧化、過濾、反沖洗廢水儲存沉淀，并將上述各種功能集于一體。也就是將平流式沉淀池、曝氣生物濾池、反沖洗廢水儲存沉淀池組合為一體、各部分自成體系，但彼此之間又有聯(lián)系。
與其它污水處理工藝(如活性污泥法)相比，有機物容積負荷高，水力停留時間短，其后不需設二次沉淀池，其出水水質(zhì)指標(COD、BOD、NH3-N、SS)可達到《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)一級排放標準。
一體化曝氣生物濾池工藝流程短，不設二沉池和反沖洗水回流系統(tǒng)。充分利用污水在池內(nèi)循環(huán)流動的特點，把沉淀區(qū)和生物反應過濾區(qū)及反沖洗廢水儲存沉淀池有機結合起來，從進水(工藝流程沉砂池—一體化曝氣生物濾池—接觸消毒池—出水)到出水所需水頭3.0米左右，與同規(guī)模、處理效果相同的污水處理廠所需水頭4.0-5.0米相比，節(jié)省水頭1.0-2.0米，節(jié)能約15％-30％。
一體化曝氣生物濾池基建投資費用低(約350元/米3池容)。與同規(guī)模、處理效果相同的污水處理廠相比，基建投資費用為700元/米3污水，節(jié)省投資約30％，運行成本約0.30-0.40元/米3污水，節(jié)省運行費用約30％-40％，節(jié)約占地面積35％；大大減少了污水處理廠的構筑物，使得管理操作運行更為便捷，適宜于大、中、小型污水處理工程。


圖1是本發(fā)明實施例的結構示意圖；圖2是圖I的I-I剖面圖。
圖中1-污水進水管、2-污水配水井、3-污水進水渠、4-平流式沉淀池、5-浮渣排除槽、6-V型布水槽、7-曝氣生物濾池、8-反應過濾層、9-承托層、10-曝氣布氣管、11-反沖洗水管、12-反沖洗空氣管、13-汽水反沖洗室、14-出水井、15-出水管、16-反沖洗廢水出水槽、17-反沖洗廢水儲存沉淀池、18-反沖洗廢水配水槽、19-反沖洗排泥管、20-隔離壁層、21-水位調(diào)節(jié)閘板、22-污泥斗、23-隔墻、24-刮泥機、25-消能進水穿孔墻、26-進水閘板、27-出水堰、28-進水渠、29-垂直隔墻、30-排泥管。
具體實施例方式
工藝流程經(jīng)預處理(沉砂池)后的原水通過污水進管1流入池體前端設置的污水配水井2，均勻分配至污水進水渠3，由池體兩側經(jīng)消能進水穿孔墻25進入平流式沉淀池4，池內(nèi)浮渣由浮渣排除槽5流出，沉淀后的水通過出水堰27及進水渠28進入曝氣生物濾池7，并由V型布水槽6進入生物反應過濾區(qū)，該區(qū)有反應過濾層8和承托層9。生化反應需要的氧氣，可通過曝氣布氣管10進入反應過濾層，空氣在多孔顆粒濾料空隙間曲折上升，與污水及多孔顆粒濾料表面上附著的生物膜充分接觸，發(fā)生氣、液、固三相反應，完成污水中有機物的降解和氨氮的氧化。經(jīng)生物接觸氧化、過濾處理后的水，由反沖洗布水管11、反沖洗空氣布氣管12收集后，通過池體的隔離壁層20進入汽水反沖洗室13，再流到出水井14，由出水管15排出池外。隨著處理過程的進行，生物反應過濾層中攔截的懸浮物不斷增多，多孔顆粒濾料表面上粘附的生物膜逐漸增厚，濾層中的空隙逐步被阻塞，水頭損失隨之增加，達到最大允許水頭損失，需進行反沖洗。反沖洗采用汽水聯(lián)合沖洗。首先用空氣進行反沖洗，反沖洗空氣通過汽水反沖洗室13由反沖洗空氣布氣管12，均勻地進入反應過濾層，使粘附在多孔顆粒濾料表面上的大量生物膜被剝落下來，隨后、進行汽水聯(lián)合反沖洗，反沖洗水通過汽水反沖洗室13由反沖洗布水管11，以大阻力配水的形式進入反應過濾層，在汽水共同作用下，多孔顆粒濾料層產(chǎn)生松動，并略有膨脹(膨脹率約為10％-15％左右，膨脹率過大，使多孔顆粒濾料處于流化狀態(tài)，不利于其表面生物膜的去除)，使老化的生物膜、懸浮雜質(zhì)隨水流帶出反應過濾層，最后用水把反應過濾層沖洗干凈。反沖洗廢水由反沖洗廢水出水槽16收集后排到反沖洗廢水儲存沉淀池17(由于反沖洗時間短，一次約8分鐘，沖洗水量大，250米3/次·格)，在需要的停留時間內(nèi)，池內(nèi)經(jīng)沉淀后的上清液由反沖洗廢水配水槽18逐漸地流到池前端的污水配水井2再進行循環(huán)處理，在反沖洗廢水配水槽18未端設置水位調(diào)節(jié)閘板21。平流式沉淀池4內(nèi)下沉的污泥由鏈帶式刮泥機24刮到污泥斗22，由排泥管30排出池外；反沖洗廢水儲存沉淀池17內(nèi)下沉的污泥由每次反沖洗水流夾帶到污泥斗，經(jīng)反沖洗排泥管19排出池外。反沖洗廢水儲存沉淀池17和平流式沉淀池4之間由隔墻23分隔。平流沉淀池4與曝氣生物濾池7之間由垂直隔墻29隔離，平流式沉淀池出水端設有出水堰27，出水堰連通曝氣生物濾池的進水渠28，進水渠內(nèi)設有進水閘板26。
平流式沉淀池為保證進入曝氣生物濾池的水質(zhì)滿足運行的要求，避免因污水中懸浮物濃度高，阻塞濾料間的空隙，發(fā)生頻繁反沖洗的現(xiàn)象。
曝氣生物濾池內(nèi)置反應過濾層和承托層。反應過濾層由顆粒狀陶粒多孔濾料組成。其多孔顆粒濾料表面粗糙，微孔發(fā)達，比表面積大(100-400m2/m3)，容易粘附、生長高濃度生物膜，該膜不受泥令限制，種類豐富，不同濾層段都能自然形成與本段水質(zhì)相適應的優(yōu)勢種類。在靠近生物反應過濾區(qū)進水口的反應過濾層段內(nèi)，有機物濃度高，異養(yǎng)菌群占優(yōu)勢，大部分BOD5在此得到降解，而在反應過濾層深部，硝化菌等自養(yǎng)菌不受有機物濃度及異養(yǎng)菌產(chǎn)生的抑制，成為優(yōu)勢菌種，具有良好的硝化作用。生化反應需要的氧氣，可通過曝氣布氣管10進入反應過濾層，空氣在多孔顆粒濾料空隙間曲折上升，與污水及多孔顆粒濾料表面上附著的生物膜充分接觸，發(fā)生氣、液、固三相反應，完成污水中有機物的降解和氨氮的氧化。多孔顆粒濾料粒徑宜采用φ3-5mm，反應過濾層高度一般為1.5-2.5m，濾速0.8-3.0m/h。在反應過濾層底部鋪有卵石或陶粒承托層，其作用是防止反應過濾層的多孔顆粒濾料進入底部配水系統(tǒng)造成流失，并保證反沖洗配水均勻。卵石的粒徑自上而下逐漸增大，汽水反沖洗布水布汽系統(tǒng)都設在承托層中，其厚度大小由汽水反沖洗所需布水布氣管的設置情況計算確定。
本發(fā)明生物反應曝氣及汽水反沖洗工作原理1.生物反應曝氣系統(tǒng)為保證生物曝氣濾池正常運行，需供給足夠的空氣量，以滿足生化反應所需的氧量。污水中有機物(可分溶解性和顆粒性兩類，可被生物降解的溶解性有機物，在微生物的作用下，可較為徹底的去除，顆粒性有機物主要依靠吸附過濾去除，其耗氧量比溶解性有機物少。)、懸浮物的去除，氨氮的硝化都是在生物過濾層中進行的，所需要的氧量主要包括有機物的降解和氨氮的硝化。因此、生化反應需供給的空氣量可由下式計算Q＝A×ΔSBOD5+B×ΔPBOD5+4.57TKN/0.3×0.6×24×EA式中Q—生化反應需供給的空氣量(m3/h)；ΔSBOD5—溶解性BOD5去除量(Kg/h)；ΔPBOD5—顆粒性BOD5去除量(Kg/h)；A、B—分別為去除每公斤溶解性BOD5、顆粒性BOD5需要的空氣量(m3/kg)；TKN—污水中氨氮硝化量(Kg/d)；EA—氧利用率、一般取20％。
2.汽水反沖洗系統(tǒng)在運行周期內(nèi)，隨著時間的延續(xù)，濾層中的空隙逐漸被新生長的生物固體和懸浮固體堵塞，濾層水頭損失增加，當達到一定程度(過濾水位升高0.3-0.5m)時，需進行反沖洗。為保證有效沖洗，池內(nèi)設置了汽水反沖洗室13，作到合理的配水、配氣。反沖洗裝置采用大阻力配制系統(tǒng)，在反應過濾層的底部承托層9中均勻地布置多排穿通隔離壁層的反沖洗布水管11、反沖洗空氣布氣管12，滿足生化反應所需要的氧量。
實施例如圖1、2所示沉淀池中部是反沖洗廢水儲存沉淀池，兩側是平流式沉淀池。反沖洗廢水儲存沉淀池有兩個單元格，平流式沉淀池分成四個單元格，曝氣生物濾池由隔墻分為四個可以單獨操作運行和輪流反沖洗的單元格，當一個單元格因反沖洗而停止工作時，其它各單元格的負荷增加不多，仍能保持正常工作。反沖洗廢水儲存沉淀池滿足濾池四個單獨操作運行和輪流反沖洗廢水儲存所需容積，反沖洗廢水在該池停留時間為5.5小時，大于規(guī)范1.5-2.5小時的要求，具有較好的沉淀效果。同時可節(jié)約能源，避免反沖洗廢水重復提升，一般節(jié)約水頭6.0米左右，因沖洗廢水水量為總處理水量的10％，故可節(jié)省總水頭0.6米。
一體化曝氣生物濾池，原水通過池體前端設置的污水配水井2及污水進水渠3，進入池體兩側設置的平流式沉淀池4，沉淀池水力表面負荷1.50m3/m2·h、水力停留時間2.0小時。平流沉淀池下沉去除的污泥由鏈帶式刮泥機2刮到污泥斗22排出池外。污泥斗22斗壁的傾斜角度是60°。污水經(jīng)沉淀處理后、通過曝氣生物濾池7內(nèi)的V型布水槽6流入生物反應過濾區(qū)，有機物容積負荷2.0-3.3kgBOD5/m3·d、過濾濾速0.8-1.5m/h、水力停留時間1.0-2.0h。生化反應需要的氧氣，可通過曝氣布氣管10進入反應過濾層，生化反應曝氣量汽水比7-9、經(jīng)生物接觸氧化、過濾處理后的水，由反沖洗布水管11、反沖洗空氣布氣管12收集后，通過汽水反沖洗室13，進入出水井14并由出水管15排出池外。反沖洗采用汽水聯(lián)合沖洗，反沖洗空氣和反沖洗水分別由反沖洗空氣布氣管道送入汽水反沖洗室13，經(jīng)池內(nèi)反沖洗布氣、布水管均勻地進入反應過濾層，使老化的生物膜、懸浮雜質(zhì)隨水流帶出反應濾層，反沖洗方式空氣單獨沖洗3-5分鐘，汽水聯(lián)合反比沖洗3-5分鐘，水單獨沖洗1-3分鐘；空氣反沖洗強度10-201/m2·s；水反沖洗強度5.0-10.01/m2·s。反沖洗廢水由反沖洗廢水出水槽16收集后流入池體中部反沖洗廢水儲存沉淀池17，該池水力停留時間6.0小時，經(jīng)沉淀后，其上清液自流進入池前端污水配水井2再循環(huán)處理，沉淀污泥由反沖洗排泥管19排出。
為反沖洗程序正常運行，曝氣生物濾池7的過濾水位比反沖洗廢水出水槽16的高度相差1.6m-2.0m。反沖洗廢水出水槽16和反沖洗廢水儲存沉淀池17容積之和大于一單元格曝氣生物濾池反沖洗廢水的排放量。
權利要求
1.一體化曝氣生物濾池，包括連接污水進水管和出水管的池體，其特征在于池體的一半邊是沉淀池，另一半邊是曝氣生物濾池，中間由垂直隔墻分隔；沉淀池一部分是反沖洗廢水儲存沉淀池，另一部分是平流式沉淀池，兩池之間由隔墻垂直分隔；平流式沉淀池進水端從內(nèi)至外依次連通污水進水渠、污水配水井和污水進水管，平流式沉淀池內(nèi)有刮泥機，底部一端有污泥斗，污泥斗底部連接排泥管；平流式沉淀池出水端設有出水堰，出水堰連通曝氣生物濾池的進水渠，進水渠內(nèi)設有進水閘板；曝氣生物濾池自上而下依次是反應過濾層、承托層、汽水反沖洗室，曝氣布氣管置于承托層上，反沖洗空氣管和反沖洗水管自承托層垂直連通隔離壁層至汽水反沖洗室，汽水反沖洗室連通出水井和池外的出水管；曝氣生物濾池內(nèi)在高于過濾水位處設置反沖洗廢水出水槽，該槽與反沖洗廢水儲存沉淀池連通，反沖洗廢水儲存沉淀池與反沖洗廢水配水槽、污水配水井順序連通，反沖洗廢水儲存沉淀池池壁連接浮渣排除槽，在池體排水端部設有污泥斗，污泥斗底部連通反沖洗排泥管。
2.根據(jù)權利要求1所述的一體化曝氣生物濾池，其特征在于所述平流式沉淀池進水口處設置進水穿孔隔墻。
3.根據(jù)權利要求1所述的一體化曝氣生物濾池，其特征在于所述曝氣生物濾池進水口處有V型布水槽，槽幫開有布水孔。
4.根據(jù)權利要求1所述的一體化曝氣生物濾池，其特征在于所述反應過濾層是多孔陶瓷濾料或多孔陶粒濾料。
5.根據(jù)權利要求1所述的一體化曝氣生物濾池，其特征在于所述承托層是卵石或多孔陶粒。
6.根據(jù)權利要求1所述的一體化曝氣生物濾池，其特征在于所述反沖洗廢水出水槽與污水配水井之間設置水位調(diào)節(jié)閘板。
7.根據(jù)權利要求1所述的一體化曝氣生物濾池，其特征在于所述曝氣生物濾池過濾水位與反沖洗廢水出水槽的高度相差1.6m-2.0m。
8.根據(jù)權利要求1所述的一體化曝氣生物濾池，其特征在于所述曝氣生物濾池、反沖洗廢水儲存沉淀池、平流式沉淀池分別至少分成一個單元格。
9.根據(jù)權利要求1或8所述的一體化曝氣生物濾池，其特征在于所述反沖洗廢水出水槽和反沖洗廢水儲存沉淀池容積之和大于一格曝氣生物濾池反沖洗廢水的排放量。
10.根據(jù)權利要求1所述的一體化曝氣生物濾池，其特征在于所述沉淀池中部是反沖洗廢水儲存沉淀池，兩側是平流式沉淀池。
全文摘要
一體化曝氣生物濾池，其池體的一半邊是沉淀池，另一半邊是曝氣生物濾池；沉淀池的一部分是反沖洗廢水儲存沉淀池，另一部分是平流式沉淀池；平流式沉淀池一端從內(nèi)至外依次連通污水進水渠、污水配水井和污水進水管；曝氣生物濾池自上而下依次是反應過濾層、承托層、汽水反沖洗室，曝氣布氣管置于承托層上，反沖洗空氣管和反沖洗水管垂直穿通隔離壁層至汽水反沖洗室。本發(fā)明將沉淀、曝氣生物反應、濾池反沖洗廢水的處理集中在一個池內(nèi)進行，工藝流程短，反沖洗廢水不需要重復提升，節(jié)省水頭1－2米，節(jié)能約15－30％，基建投資費用節(jié)省約30％，節(jié)省運行費用約30－40％，節(jié)約占地面積35％，適宜于大、中、小型污水處理工程。
文檔編號B01D29/68GK1491903SQ0315351
公開日2004年4月28日 申請日期2003年8月15日 優(yōu)先權日2003年8月15日
發(fā)明者劉長榮, 常建一, 完顏華 申請人:常建一