CN103359826B - 一种曝气生物滤池 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种曝气生物滤池，包括：反应池；滤料层，设置于反应池内，由颗粒状滤料组成；曝气鼓风机，设置于所述滤料层下部；废水入口，设置于所述反应池底部；滤料泵，与所述反应池的底部相连接；滤料清洗装置，一端与所述滤料泵连接。当需要对滤料进行清洗时，所述曝气生物滤池在不间断水处理的情况下，通过设置于反应池底部的滤料泵将带有污染物的滤料抽出，并通过滤料清洗装置将污染物与滤料分离，获得的干净滤料重复用于处理工艺，从而实现了水处理与滤料清洗同时进行，工艺连续；避免了配备备用的水处理设备，降低了成本。而且，本发明的曝气生物滤池选用了小粒径的滤料，对悬浮物的去除率高，而且对可生物降解成分处理效果更好。

Description

一种曝气生物滤池

技术领域

本发明涉及水处理领域，特别涉及曝气生物滤池。

背景技术

曝气生物滤池是一种综合了过滤、吸附和生物代谢等多种净化作用的新型污水处理技术，具有体积小、占地面积小、处理效率高、出水水质好，操作管理方便等优点。

曝气生物滤池在填料表面及开口内腔空间内生长有微生物膜，污水流经滤料层时，微生物膜吸收污水中的有机污染物及氨氮作为其自身新陈代谢的营养物质，并在滤料层下部提供曝气供氧(好氧生物曝气过滤)的条件下，使废水中的有机物及氨氮得到耗氧降解。曝气生物滤池利用处理后的出水对滤池进行反冲洗，排出滤料表面增值的老化微生物膜，以保证微生物膜的活性。

根据曝气生物滤池中的水流流向，其可分为上向流和下向流曝气生物滤池，由于上向流曝气生物滤池接近于理想滤池，所以在实际工程中应用较多。所述上向流曝气生物滤池具体参见图1，包括反应池（1-1），滤料层（1-2），曝气鼓风机（1-3），反冲洗鼓风机（1-4），反冲洗水泵（1-5），处理后水出口（1-6），反冲洗废水出口（1-7）和废水入口（1-8）。常规曝气生物滤池为周期运行，从开始过滤到反冲洗完毕为一个完整周期。具体过程如下：

经预处理的污水从滤池底部的废水入口（1-8）进入反应池（1-1），滤料层（1-2）位于支撑装置（滤板）上，其下部设置有供氧的曝气鼓风机（1-3）进行曝气，气水为同向流，在曝气作用下，反应池中的滤料处于沸腾状态与空气及废水充分接触。在反应池中，有机物被微生物氧化分解，NH₃-N被氧化成NO₃ ^--N；另外，由于在堆积的滤料层内和微生物膜的内部存在厌氧/缺氧环境，在硝化（把NH₃-N氧化成NO₃ ^--N）的同时实现部分反硝化（把NO₃ ^--N还原为N₂-N），从滤池上部的出水可直接经处理后水出口（1-6）排出。

随着过滤的进行，由于滤料表面新产生的生物量越来越多，截留下的悬浮物也不断增加，当固体物质在滤料表面积累到一定程度是，就必须对滤池进行反冲洗，以恢复其处理能力。

曝气生物滤池的反冲洗采用气水联合反冲，反冲洗水为经处理后的净水，处理后净水经反冲洗水泵（1-5）注入反应池；反冲洗空气来自位于滤板/滤料支撑装置下部的反冲洗鼓风机（1-4）。反冲洗时需要停止污水处理工艺及进水，先单独进行气冲，然后气水联合冲洗，最后进行水漂洗。反冲洗时，滤料层有轻微膨胀，在气水对滤料的流体冲刷和滤料间相互摩擦下，老化的生物膜和被截留的固体物与滤料分离，冲洗下来的生物膜及固体物随反冲洗排水经反冲洗废水出口（1-7）排出，反冲洗排水回流至预处理系统。

因此，常规的上向流曝气生物滤池的水处理过程与滤料反冲洗必须分开进行，无法连续进行。为了保证处理过程的不间断，必须提供另外一套备用滤池，大大提高了投资成本。而且由于反冲洗不能与水处理同时进行，滤料的颗粒粒径必须大于一定的尺寸,一般为2-5mm或者粒径更大的颗粒滤料，以减少反冲洗次数，但是增大滤料粒径会减弱滤池对于悬浮物的过滤效果及对可生物降解成分的降解能力。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种曝气生物滤池及水处理方法，所述曝气生物滤池可以实现水处理与滤料清洗同时进行，连续性好，成本低。

本发明公开了一种曝气生物滤池，其特征在于，包括：

反应池；

滤料层，设置于反应池内，由粒径小于10mm的颗粒状滤料组成；

曝气鼓风机，设置于所述滤料层下部；

入水口，设置于所述反应池底部；

滤料泵，与所述滤料层的底部相连接；

滤料清洗装置，一端与所述滤料泵连接。

优选的，所述滤料清洗装置为磁铁分离机，所述颗粒状滤料为磁石颗粒。

优选的，所述滤料的粒径为0.3～2.0mm。

优选的，所述滤料层的厚度为0.5～3.0米。

优选的，所述滤料清洗装置为基于离心原理的固液分离机。

优选的，所述入水口和滤料泵分别位于反应池的两侧。

与现有技术相比，本发明的曝气生物滤池，包括：反应池；滤料层，设置于反应池内，由颗粒状滤料组成；曝气鼓风机，设置于所述滤料层下部；废水入口，设置于所述反应池底部；滤料泵，与所述反应池的底部相连接；滤料清洗装置，一端与所述滤料泵连接。当需要对滤料进行清洗时，本发明的曝气生物滤池可以在不间断水处理的情况下，通过设置于反应池底部的滤料泵将带有污染物的滤料抽出，并通过滤料清洗装置将污染物与滤料分离，获得的干净滤料可重复用于水处理，从而实现了水处理与滤料清洗同时进行，连续性好；避免了配备备用的水处理设备，降低了成本。

进一步的，由于本发明的曝气生物滤池选用了小粒径的滤料，对悬浮物的去除率高，而且附着于其表面的生物膜面积大，对可生物降解成分的处理效果更好。

附图说明

图1为现有技术公开的一种曝气生物滤池的结构示意图；

图2为本发明实施例公开的曝气生物滤池的结构示意图。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

本发明实施例公开了一种曝气生物滤池，包括：

反应池；

滤料层，设置于反应池内，由粒径小于10mm的颗粒状滤料组成；

曝气鼓风机，设置于所述滤料层下部；

入水口，设置于所述反应池底部；

滤料泵，与所述滤料层的底部相连接；

滤料清洗装置，一端与所述滤料泵连接。

参见图2所示的结构示意图，所述曝气生物滤池包括：反应池（2-1），滤料层（2-2），曝气鼓风机（2-3），入水口（2-4），滤料泵（2-5）和滤料清洗装置（2-6）。

所述反应池是处理废水，即含有固体悬浮物、有机污染物及氨氮等的工业废水或生活饮用水的主要场所。其内部设置有滤料层，底部设置有入水口，经处理后的干净滤料直接从顶部投放进入。本发明对反应池的形状及材质没有特殊限制，本领域技术人员按照实际情况进行选择即可。

所述滤料层设置于反应池内，由粒径小于10mm的颗粒状滤料组成，用于对水的过滤及其他处理。所述滤料随着时间推移,在曝气作用下能够生成生物膜，对于有机物及氮氨等可生物降解成分具有很强的去除能力，而且在水流自下而上流经滤料层过程中，待处理废水中的悬浮物也能被滤料截留。所述滤料的粒径小于10mm，更优选为0.3～2mm，增大了滤料的比表面积以及覆盖其上的生物膜的实际面积，从而提高了对悬浮物的去除效率及氮氨等可生物降解成分的去除能力。所述滤料还优选为磁石颗粒。所述滤料层的厚度优选为0.50～3.0米。所述滤料层无需支撑装置（滤板），靠反应池自身支撑即可。所述了滤料层的底部与滤料泵连接，以便于将附着有污染物的滤料抽取出去。

所述曝气鼓风机的作用是将空气或氧气输入反应池内。所述曝气鼓风机，设置于所述滤料层下部；促进滤料与待处理废水的充分接触。在曝气的作用下，滤料处于沸腾状态与空气及废水完全接触，由于供给了充分的氧气，生物膜会逐渐在滤料表面生长。本发明对所述曝气鼓风机的种类及曝气方法没有特殊限制，由本领域技术人员按照常识及具体情况进行选择即可。

所述入水口为废水的入口，所述废水为含有固体悬浮物、有机污染物、及氨氮等的工业废水或生活饮用水。由于本发明所述的曝气生物滤池为上流式，优选所述入水口连接进水泵，以保证待处理的废水从滤料层的底部传输至顶部，以对待处理的废水进行过滤。

所述滤料泵与所述滤料层的底部相连接，并且与滤料清洗装置连接。所述滤料泵从所述滤料层的底部抽取带有污染物的滤料。由于所述入水口将待过滤的废水从所述滤料层的底部传输至顶部，则在过滤的过程中，底部的滤料先变脏，因此，所述滤料泵由滤料层的底部抽取滤料，以便能够先清洗最先变脏的滤料，使所述滤料层上部的滤料得到充分的利用。所述入水口和滤料泵优选分别位于反应池的两侧。

所述滤料清洗装置一端与所述滤料泵连接，所述滤料清洗装置用于将从所述滤料泵中获取的带有污染物的滤料进行分离，以获得干净的滤料，并将所述干净的滤料从所述反应池的顶部投放进反应池。在实际操作时，可以通过所述滤料清洗装置，分离所述滤料和杂质，具体的分离方式可以采用磁性分离技术进行分离，或者采用其他分离技术，如基于离心原理的固液分离技术实现所述滤料和杂质的分离。所述滤料清洗装置优选为磁性分离机，与其相配合，所述滤料优选为磁石颗粒。在磁石分离机中，磁石颗粒在磁力的作用下被吸附在磁力分离机中的磁铁上，而吸附在其表面的污染物不会被磁铁吸附，通过这样的处理过程，磁石颗粒与吸附在其表面的污染物被分离。在分离完成后，所述滤料依靠重力作用，被投放进所述滤料层中，从而使得所述滤料层内的滤料保持洁净。

采用滤料泵与滤料清洗装置配合作用，对滤料完成清洗，简单高效，维护简单，无需配备滤料反冲洗用的压缩空气生产装置和反冲洗供应设备。

由滤料泵抽取滤料，并由滤料清洗装置对所述滤料和污染物进行分离的频率，可以根据具体的应用场合进行调节。例如，如果待过滤的废水中，含有的悬浮物质或其他污染物较多时，可以适当提高频率，甚至连续不间断的对滤料进行清洗；如果废水的水质较好，其中的悬浮物质及其他的污染物含量不高的话，则可以降低对滤料的清洗频率。所述滤料清洗装置可以连续运行或者间歇性运行，从而实现对滤料清洗频率的控制。

同时，本发明所公开的曝气生物滤池，还优选包括：污泥处理装置，所述污泥处理装置与所述滤料清洗装置相连接，用于接收所述滤料清洗装置在分离所述滤料后获取的清洗废水(污泥)，并将所述废水(污泥)进行浓缩、脱水处理。一般来说，可以将分离所述滤料后获取的污泥进行浓缩，再通过压力挤压或离心脱水等方式，将其进行脱水，成为泥饼，再将所述泥饼运送到垃圾场填埋，脱水后剩余的水则作为待处理的水，经过进一步处理，如经本方案所公开的曝气生物过滤系统进行处理后,可以获取净水。

本发明所述曝气生物滤池处理水的过程为：待处理的废水经入水口进入反应池中的滤料层，从下向上流动与滤料接触。同时，空气或氧气经曝气鼓风机进入反应池。在曝气作用下，反应池中的滤料处于沸腾状态，与气体及废水完全接触。滤料可以截留废水中的悬浮物，而且由于氧气供给充足，滤料表面的生物膜不断生成，对废水中的有机物、氮氨及其他可降解生物成分还具有良好的去除效果，从而使废水得以净化，净化后的水可从反应池顶部离开。

随着水处理的进行，滤料逐渐附着上污染物，滤料泵将滤料层底部的滤料抽取出来，经分离器对附着有污染物的滤料进行分离，得到干净的滤料，直接投放回反应池即可。

按照本发明，所述曝气生物滤池的水处理过程与滤料清洗互不干扰，可以同时进行，从而实现了连续、高效的水处理过程，提高了过滤的效率。同时，由于不需要再配备备用的曝气生物水过滤设备，有效节省了成本。与常规曝气生物过滤工艺设备相比，本发明投资低30%以上，操作成本比常规工艺低20%以上。

而且，本发明选用了粒径小于10mm的颗粒状滤料，更优选为粒径为0.3～2mm的滤料比表面积大，悬浮物去除效果好，过滤处理后，水中的固体含量大大降低。同时，由于滤料比表面积大，附着在其上的可利用的生物膜的实际面积增大，从而提高了对于有机物、氮氨及其他可降解生物成分的处理效果。由这两方面的叠加效应，本发明的曝气生物滤池对于废水的处理效果更好。

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的曝气生物滤池进行说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。

实施例1

一种曝气生物滤池，包括

反应池；

滤料层，设置于反应池内，由粒径小于0.5～1mm的颗粒状滤料组成；滤料层的厚度位2.0米；

曝气鼓风机，设置于所述滤料层下部；

入水口，设置于所述反应池底部；

滤料泵，与所述反应池的底部相连接；

磁石分离机，一端与所述滤料泵连接，所述分离机用于将从所述滤料泵中获取的带有污染物的滤料进行分离，以获得干净的滤料，并将所述干净的滤料从所述反应池的顶部投放进反应池。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (4)

1.一种曝气生物滤池，其特征在于，包括：

反应池；

滤料层，设置于反应池内，由粒径小于10mm的颗粒状滤料组成；

曝气鼓风机，设置于所述滤料层下部；

入水口，设置于所述反应池底部；

滤料泵，与所述滤料层的底部相连接；

滤料清洗装置，一端与所述滤料泵连接；

所述滤料清洗装置为磁铁分离机，所述颗粒状滤料为磁石颗粒；

所述滤料的粒径为0.3～2.0mm。

2.根据权利要求1所述的曝气生物滤池，其特征在于，所述滤料层的厚度为0.5～3.0米。

3.根据权利要求1所述的曝气生物滤池，其特征在于，所述滤料清洗装置为基于离心原理的固液分离机。

4.根据权利要求1所述的曝气生物滤池，其特征在于，所述入水口和滤料泵分别位于反应池的两侧。