CN102849848A - 内循环生物滤池反应器及污水处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内循环生物滤池反应器及污水处理方法，其中内循环生物滤池反应器包括：罐体内填充有滤料，罐体上部设有清水出水口，罐体内垂直设有中心进水管，中心进水管的下部设有滤料均衡布料器，中心进水管内设有中心提料管，中心提料管的两端分别伸出中心进水管的两端，中心进水管的上端与中心提料管之间密封，中心进水管的侧面连通有水头高度管，水头高度管的侧面具有进水口，中心提料管的上端伸入折板式洗料器内，折板式洗料器与罐体连接，折板式洗料器连接排污管，排污管位于清水出水口的下方，罐体内下部设有曝气穿孔管，反洗进气管自罐体的顶端伸入罐体内，反洗进气管的下端位于罐体下部。本发明可连续处理产水、反洗滤料和排污。

Description

内循环生物滤池反应器及污水处理方法

技术领域

本发明涉及污水处理设备技术领域，具体地说是一种内循环生物滤池反应器及污水处理方法。

背景技术

曝气生物滤池简称BAF，是80年代末在欧美发展起来的一种新型生物膜法污水处理方法，该方法具有去除SS、COD、BOD、硝化、脱氮、除磷、去除AOX（有害物质）的作用。其优点如下：①一次性投资比传统方法低1/4；②占用面积为常规工艺的1/10～1/5，运行费低1/5；③进水要求悬浮物50～60mg/L，最好与一级强化处理相结合，如采用水解酸化池；④滤料多采用陶粒，直径5mm，层高1.5～2m；⑤水往下、气往上的逆向流可不设二沉池。

曝气生物滤池与普通活性污泥法相比，具有有机负荷高、占地面积小（是普通活性污泥法的1/3）、投资少（节约30%）、不会产生污泥膨胀、氧传输效率高、出水水质好等优点，但它对进水SS要求较严（一般要求SS≤100mg/L，最好SS≤60mg/L），因此对进水需要进行预处理。同时，它的反冲洗水量、水头损失都较大。

另外，曝气生物滤池作为集生物氧化和截留悬浮固体于一体的新工艺，节省了后续沉淀池(二沉池)，具有容积负荷、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。

但现有的曝气生物滤池需要定期进行反冲洗，将老化生物膜和滤池截留的SS排除，反冲洗需要进行气、水联合反洗，需配备反洗水池、单独反洗鼓风机、反洗水泵及管道阀门等，系统操作过程复杂，配套构筑物及设备众多，从现有的大型工程实际应用实例中观察，其反冲洗功能附属的配套构筑物约占处理系统总量的40-50%。不能实现连续反冲洗和排污，在反冲洗时，曝气生物滤池需停止生产运行。

鉴于上述现有的曝气生物滤池在使用过程中存在的问题和缺陷，本发明人依靠多年的工作经验和丰富的专业知识积极加以研究和开发，最终研发出一种内循环生物滤池反应器及污水处理方法。可实现连续产水，连续反洗滤料和连续排污。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种内循环生物滤池反应器。可实现连续产水，连续反洗滤料和连续排污。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

内循环生物滤池反应器，包括：罐体，罐体内填充有滤料，罐体上部设有清水出水口，罐体内垂直设有中心进水管，所述中心进水管的下部设有滤料均衡布料器，中心进水管内设有中心提料管，中心提料管的两端分别伸出中心进水管的两端，所述中心进水管的上端与中心提料管之间密封，所述中心进水管的侧面连通有水头高度管，所述水头高度管的侧面具有进水口，中心提料管的上端伸入折板式洗料器内，折板式洗料器与罐体连接，折板式洗料器连接排污管，所述排污管位于清水出水口的下方，罐体内下部设有曝气穿孔管，反洗进气管自罐体的顶端伸入罐体内，所述反洗进气管的下端位于罐体下部。

进一步，所述反洗进气管沿中心进水管与中心提料管之间向下延伸，反洗进气管的下端伸出中心进水管的下端。

进一步，所述折板式洗料器上端与罐体密闭连接，排污管位于折板式洗料器内的一端设有滤料隔离装置。

进一步，所述滤料隔离装置为围绕中心提料管设置的栅孔隔板，所述栅孔隔板与中心提料管之间形成滤料隔离区，所述排污管伸入滤料隔离区内。

进一步，所述罐体内部上设有清水斗，所述清水出水口设于清水斗内。

进一步，所述反洗进气管连接空气压缩机，反洗进气管上设有减压阀、阀门和流量计。

进一步，所述曝气穿孔管通过进气管连接鼓风机，进气管上设有流量计。

进一步，所述进水口连接供水设备。

进一步，所述进水口与供水设备之间设有粗过滤器和流量计。

进一步，所述罐体内壁上设有支撑滤料均衡布料器的底椎支撑。

进一步，所述滤料为球形陶粒或柱状活性炭颗粒。

本发明的另一目的为：提供一种上述内循环生物滤池反应器污水处理方法，该方法可以实现连续产水，连续反洗滤料和连续排污。实现该发明目的的技术方案如下：

上述内循环生物滤池反应器污水处理方法，包括如下步骤：

a.通过供水设备将污水经由进水口和水头高度管送入中心进水管，污水自中心进水管的下端排出，并向上穿过滤料，经过滤料及滤料中的微生物净化所得清水由清水出水口排出；同时，曝气穿孔管进行曝气以在滤料层生成大量细菌、微生物；

b.通过水头高度管观测进水水头，当水头达到预定高度时，向罐体内通入反洗压缩气体，反洗压缩气体带动滤料自中心提料管下端向上抽提，并由中心提料管上端进入折板式洗料器，控制排污管的流量大于中心提料管抽提的水的流量，使清水自折板式洗料器的下端向上清洗滤料，清洗后的滤料自折板式洗料器落到罐体内滤料的上层，清洗滤料所得污水自排污管排出，控制反洗压缩气体的进气量和运行时间控制进水水头高度在预定范围内。

进一步，所述水头高度的预定范围为1.5～2.5米。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明的内循环生物滤池反应器可实现连续产水，连续反洗滤料和连续排污。通过观测水头高度管内的水头确定是否进行反洗及反洗持续时间，便于控制，实现产水和反洗滤料同时进行。同时可使反应器内的滤料间细菌、微生物量保持在一个相对大量、稳定的状态下，持续进行污水的生化处理。通过精确控制系统的曝气供氧量，将更为方便实现反应器内某种水处理特定菌群培养。本发明的内循环生物滤池反应器的反洗和排污通过提供反洗压缩气体即可实现，便于实现自动控制。本发明节省了普通曝气生物滤池所有配套的反冲洗构筑物和设备，节省了处理成本和占地面积。

附图说明

图1为发明的内循环生物滤池反应器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。

图1为发明的内循环生物滤池反应器的结构示意图。如图1所示，内循环生物滤池反应器，包括：罐体1，罐体1内填充有滤料2，滤料2为球形陶粒或柱状活性炭颗粒或其他适合的球形滤料及颗粒滤料。罐体1上部设有清水出水口3，罐体1内垂直设有中心进水管4。中心进水管4的下部设有滤料均衡布料器5，罐体1内壁上设有支撑滤料均衡布料器5的底椎支撑18。中心进水管4内设有中心提料管6，中心提料管6的两端分别伸出中心进水管4的两端。中心进水管4的上端与中心提料管6之间密封。中心进水管4的侧面连通有水头高度管7。水头高度管7的侧面具有进水口8，中心提料管6的上端伸入折板式洗料器9内，折板式洗料器与罐体连接。折板式洗料器9连接排污管10，排污管10位于清水出水口的下方，罐体1内下部设有曝气穿孔管11。曝气穿孔管11设置于与罐体1内壁固定的托架12上。反洗进气管25自罐体1的顶端伸入罐体1内，反洗进气管25的下端位于罐体下部。

反洗进气管25沿中心进水管4与中心提料管6之间向下延伸，反洗进气管25的下端伸出中心进水管4的下端。将反洗进气管25沿中心进水管4与中心提料管6之间设置，可以避免反洗进气管25受到运动滤料的摩擦而破损。另外，在不清理滤料的情况下就可将反洗进气管25提出修理或维护。反洗进气管25一般采用软管即可。反洗进气管25的下端设于中心提料管6的下端附近可使中心提料管6的下端附近形成低压区，利用滤料抽提。另外，本发明在中心提料管6的下端形成内径增大段，也利于滤料抽提。排污管10位于折板式洗料器9内的一端设有滤料隔离装置26。滤料隔离装置26为围绕中心提料管设置的栅孔隔板，栅孔隔板与中心提料管之间形成滤料隔离区，排污管伸入滤料隔离区内。这样滤料不能进入滤料隔离区内，而从滤料上清洗下来的污物可自栅孔隔板上的栅孔进入滤料隔离区并从排污管10排出。栅孔隔板的上端形成斜面，使滤料沿斜面滑落。当然滤料隔离装置26也可以是由筛网等覆于排污管10的端部，或在排污管10的端部形成隔离空间。

罐体内部上设有清水斗27，清水出水口3设于清水斗27内。保证了清水水面的稳定。反洗进气管25连接空气压缩机21，反洗进气管上设有减压阀28、阀门22和流量计23。阀门22可采用电磁阀，便于控制。空气压缩机21为常开设备，当空气压缩机储气罐达到设定压力，空气压缩机21自动停运。排污管10位于罐体1外部的一端连通污水槽29，排污管10在污水槽29内向上弯折，高度低于清水水位，通过液位差进行排污。污水槽29的排污口上设有阀门24。阀门24可采用电动蝶阀，或气动蝶阀，或根据需要采用其他适合的阀门。

曝气穿孔管11连接鼓风机13。鼓风机13与曝气穿孔管11之间设有计量供气量的转子流量计14。进水口8连接供水设备15。供水设备15采用两台水泵，两台水泵以一用一备的方式使用。进水口8与供水设备15之间设有用于过滤毛发等的粗过滤器16和计量供水量的转子流量计17。罐体1底部呈锥形。罐体1的底部连通有设有阀门的放空管19。罐体1锥形底部的侧面设有卸料口20。

本发明中的罐体1可以为金属制成的罐体，也可以是土建池体等构筑物。折板式洗料器9上端与罐体1密闭连接，这样污水与清水有效隔离，保证产水和反洗滤料同时进行时的清水水质。0

上述内循环生物滤池反应器污水处理方法，包括如下步骤：

a.通过供水设备将污水经由进水口和水头高度管送入中心进水管，污水自中心进水管的下端排出，并向上穿过滤料，经过滤料及滤料中的微生物净化所得清水由清水出水口排出；同时，曝气穿孔管进行曝气以在滤料层生成微生物；

b.通过水头高度管观测进水水头，当水头达到预定高度时，向罐体内通入反洗压缩气体，反洗压缩气体带动滤料自中心提料管下端向上抽提，并由中心提料管上端进入折板式洗料器，控制排污管的流量大于中心提料管抽提的水的流量，使清水自折板式洗料器的下端向上清洗滤料，清洗后的滤料自折板式洗料器落到罐体内滤料的上层，清洗滤料所得污水自排污管排出，控制反洗压缩气体的进气量和运行时间控制进水水头高度在预定范围内。预定高度在预定范围（1.5～2.5米）之间。一般达到1.5米即可进行反洗。

本发明通过在水头高度管上设置液位计，当进水水头达到预定高度时，自动开启供气阀门22，向罐体1内通入反洗压缩气体，反洗压缩气体带动滤料自中心提料管6下端向上抽提，并由中心提料管6上端进入折板式洗料器，陶粒滤料由于其比重重于水，在折板式洗料器内通过折板落入滤料层上端。设定排污水位低于清水出水水位（清水出水水位恒定），排污水量和清水出水量等于进水量总量，并且排污水量大于中心提料管6的上提的水量，保证清水向上清洗滤料。此时，开启排污口上的阀门24（电动蝶阀），折板式洗料器内的滤料和水将如下方式运行：

首先滤料在中心洗料管内，由于气水混合的强烈搅拌，使滤料上生长的生物膜完全脱落，与滤料分离，如前所述，滤料在重力作用下回落至滤料层上端，脱落的生物膜及滤料间截留的污水悬浮物由于其比重接近于水，此时将由排污管外排；

由于设定水位差，加之进水量大于排污水量，此时反应器上端处理后的净水将通过折板位置自下向上流入折板式洗料器内，净水向上，滤料向下，净水将对滤料进行逆向淘洗，折板设置将有利于滤料进一步分散，提高淘洗效果。生物膜和水体中清洗出的悬浮物由于其比重接近水，将无法克服向上流动的净水区，只能随污水水流外排，从而实现系统的连续反洗、连续排污；多余的处理后净水在反应器上端恒水位处外排。

控制反洗压缩气体的进气开关和单次延时运行时间，可选择每次反洗滤料层的厚度，这样可使滤料层内的生物量保持在一个可控范围内，满足系统内稳定保有生物量的条件，也就是可稳定系统处理效果。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.内循环生物滤池反应器，包括：罐体，罐体内填充有滤料，罐体上部设有清水出水口，罐体内垂直设有中心进水管，所述中心进水管的下部设有滤料均衡布料器，中心进水管内设有中心提料管，其特征在于，中心提料管的两端分别伸出中心进水管的两端，所述中心进水管的上端与中心提料管之间密封，所述中心进水管的侧面连通有水头高度管，所述水头高度管的侧面具有进水口，中心提料管的上端伸入折板式洗料器内，折板式洗料器与罐体连接，折板式洗料器连接排污管，所述排污管位于清水出水口的下方，罐体内下部设有曝气穿孔管，反洗进气管自罐体的顶端伸入罐体内，所述反洗进气管的下端位于罐体下部。

2.根据权利要求1所述的内循环生物滤池反应器，其特征在于，所述反洗进气管沿中心进水管与中心提料管之间向下延伸，反洗进气管的下端伸出中心进水管的下端。

3.根据权利要求1所述的内循环生物滤池反应器，其特征在于，所述折板式洗料器上端与罐体密闭连接，排污管位于折板式洗料器内的一端设有滤料隔离装置。

4.根据权利要求3所述的内循环生物滤池反应器，其特征在于，所述滤料隔离装置为围绕中心提料管设置的栅孔隔板，所述栅孔隔板与中心提料管之间形成滤料隔离区，所述排污管伸入滤料隔离区内。

5.根据权利要求1所述的内循环生物滤池反应器，其特征在于，所述罐体内部上设有清水斗，所述清水出水口设于清水斗内。

6.根据权利要求1所述的内循环生物滤池反应器，其特征在于，所述反洗进气管连接空气压缩机，反洗进气管上设有减压阀、阀门和流量计。

7.根据权利要求1所述的内循环生物滤池反应器，其特征在于，所述曝气穿孔管通过进气管连接鼓风机，进气管上设有流量计。

8.根据权利要求1所述的内循环生物滤池反应器，其特征在于，所述进水口连接供水设备，所述进水口与供水设备之间设有粗过滤器和流量计。

9.根据权利要求1所述的内循环生物滤池反应器，其特征在于，所述罐体内壁上设有支撑滤料均衡布料器的底椎支撑，所述滤料为球形陶粒或柱状活性炭颗粒。

10.污水处理方法，使用权利要求1至9任一所述内循环生物滤池反应器，其特征在于，包括如下步骤：

a.通过供水设备将污水经由进水口和水头高度管送入中心进水管，污水自中心进水管的下端排出，并向上穿过滤料，经过滤料及滤料中的微生物净化所得清水由清水出水口排出；同时，曝气穿孔管进行曝气以在滤料层生成微生物；

b.通过水头高度管观测进水水头，当水头达到预定高度时，向罐体内通入反洗压缩气体，反洗压缩气体带动滤料自中心提料管下端向上抽提，并由中心提料管上端进入折板式洗料器，控制排污管的流量大于中心提料管抽提的水的流量，使清水自折板式洗料器的下端向上清洗滤料，清洗后的滤料自折板式洗料器落到罐体内滤料的上层，清洗滤料所得污水自排污管排出，控制反洗压缩气体的进气量和运行时间控制进水水头高度在预定范围内。