CN103848496A - 一种组合填料方式的曝气生物滤池 - Google Patents

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张阳
林集先
王忠民
蔡文
孙召强
李冬馨
寇长江
祁淑敏
郑淑文
王玥
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Abstract

本发明提供了一种采用新型组合填料的曝气生物滤池，所述曝气生物滤池池体，包括滤板，处于处于整个生物滤池池体的下部，由厚150mm混凝土浇筑而成；承托层，在滤板上面，由厚200mm的鹅卵石组成；砂滤层，处于承托层的上部，由厚500mm的石英砂组成；滤料层，处于整个曝气生物滤池池体的上部，由厚2500mm的烧结陶粒或火山岩组成。整个新型填料的曝气生物滤池BAF池体可以代替现有技术BAF+过滤池联合工艺的效果，能够减小占地面积，节省运行费用。

Description

一种组合填料方式的曝气生物滤池
技术领域
本发明涉及一种曝气生物滤池，特别涉及一种采用新型组合填料的曝气生物滤池。
背景技术
曝气生物滤池（Biological Aerated Filter，简称BAF）是普通生物滤池的一种变形形式，即在生物反应器内装填高比表面积的颗粒填料（主要为粒径为φ3～5mm的烧结陶粒或火山岩），以提供微生物生长的载体，并根据进出水流向不同分为下向流或上向流，污水由上而下或由下而上流过滤料层，滤料层下部鼓风曝气提供生化反应所需的氧气，在填料表面附着生长的微生物的作用下，污水中的有机污染物得到净化，同时填料起到物理过滤作用。该工艺集生物接触氧化与悬浮物滤床截留功能于一体，具有去除SS（固体悬浮物浓度，Suspended solid）、COD（化学需氧量，Chemical Oxygen Demand）、BOD（生化需氧量，Biochemical Oxygen Demand）、硝化、脱氮等作用。
然而，由于BAF工艺所使用的颗粒滤料为烧结陶粒或者是火山岩滤料，粒径均为φ3～5mm，因此BAF工艺一般出水的SS≤20mg/L，不能满足国家城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级A中SS≤10mg/L的要求，也不能满足后续处理单元需要较低SS的要求。
因此，现有技术中BAF工艺后需要增加一级过滤单元。在污水深度处理方面，在对出水COD、氨氮、SS都有要求时，选择BAF工艺路线，一般需要采用BAF+过滤组合工艺，才能即满足COD的去除，又满足SS去除。例如，来水的SS≤50mg/L，通过BAF+过滤单元可使其SS≤10mg/L。然而增加一级过滤单元还必须进行进一步的投资，将扩大占地面积和增加运行费用。
另外，一般BAF工艺在污水深度处理与臭氧氧化单元连用时，由于现有曝气生物滤池的填料，使得无法保证BAF单元的最终出水SS低于10mg/L以下，因此后端也需增加过滤单元，其工艺流程为曝气生物滤池+砂滤池+臭氧。若不增加过滤单元，则出水SS偏高，会使后面的臭氧投加量增大，增加污水处理费用。
为了解决出水不能满足SS≤10mg/L的要求，另一种方法是利用活性炭作为填料，但由于活性炭价格相比较烧结陶粒价格贵10倍左右，且存在吸附饱和以及再生问题，因此较难适用于污水处理方面。例如，CN102502952A提出了一种提高氨氮去除能力的饮用水处理曝气炭砂滤池，其功能主要是通过活性炭在饮用水中提高氨氮去除能力，但由于活性炭价格相比烧结陶粒价格贵10倍，且存在吸附饱和再生问题，因此较难适用于污水处理方面。
因此，需要一种即能保证出水SS≤10mg/L的要求，又能减少投资、占地面积和减小运行费用的新型曝气生物滤池。
发明内容
为了解决上述问题，提出了一种采用组合填料的曝气生物滤池，包括砂滤层和陶粒或火山岩滤层的两种滤料的有机结合。
根据本发明的第一方面的组合填料的曝气生物滤池，所述曝气生物滤池池体包括由下至上顺序布置的滤板、承托层、砂滤层、滤料层、以及位于池体两侧的进水渠和出水渠，其中，砂滤层由有效粒径
Figure BDA0000466877470000021
的石英砂组成，滤料层由粒径
Figure BDA0000466877470000022
的烧结陶粒或粒径
Figure BDA0000466877470000023
的火山岩组成。
根据本发明的第二方面，所述承托层中鹅卵石呈二级配置分布，其粒径分别为
Figure BDA0000466877470000024
和
Figure BDA0000466877470000025
根据本发明的第三方面，所述砂滤层中石英砂均匀系数为1.4，球形度不小于0.8，莫氏硬度为6-7，比重大于或等于2.6，酸溶度<3%。
根据本发明的第四方面，所述滤料层中烧结陶粒为球形，滤料粒径为
Figure BDA0000466877470000026
表面密度为1.4-1.8g/cm3，堆积容重0.7～1.0g/cm3，比表面积≥3.5×104cm2/g，盐酸可溶率≤2％，堆积空隙率＞40％，破损率与磨损率之和≤4％，筒压强度＞4MPa。
根据本发明的第五方面，所述滤料层中火山岩滤料为不规则形状，滤料粒径
Figure BDA0000466877470000031
表面密度1.4-1.8g/cm3，堆积容重0.7～1.0g/cm3，比表面积≥10×104cm2/g，盐酸可溶率≤2％，堆积空隙率＞50％，破损率与磨损率之和≤4％，筒压强度＞4MPa。
本发明的优点包括：
在不改变现有BAF池体结构，配套设施的情况下，只需将BAF原来使用的陶粒或火山岩滤料与石英砂滤料按相应的要求进行组合装填，就可以达到现有技术中BAF与过滤池联合处理工艺的效果，可减少总体投资、占地面积、运行费用。
附图说明
图1示意性示出根据本发明的曝气生物滤池的BAF池体剖面图。
具体实施方式
通过参考示范性实施例，本发明的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本发明并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本发明的具体细节。
在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。
在图1所示的实施例中，示出了根据本发明的采用组合填料的曝气生物滤池的剖面示意图。
该曝气生物滤池池体100包括由下至上顺序布置的滤板11、承托层12、砂滤层13、滤料层14、以及位于池体两侧的进水渠15和出水渠16。
滤板11位于整个生物滤池池体的下部，与池体底部相距一定距离，由厚150mm的混凝土浇筑而成，上面布置有布水及反冲洗用的多个长柄滤头17。
承托层12位于滤板11上方，由厚200mm的粒径为
Figure BDA0000466877470000041
和的鹅卵石双层分布配置。
砂滤层13位于承托层12上方，由厚500mm的石英砂组成，所述石英砂有效粒径
Figure BDA0000466877470000045
均匀系数1.4，球形度不小于0.8，莫氏硬度6-7，比重大于或等于2.6，酸溶度不超过3%。粒径2～3mm的石英砂作为过滤介质，具有比粒径3～5mm的陶粒和火山岩滤料更好的悬浮物截留功效，在反冲洗周期区间，每m2的过滤面积能保证截留≥5.0kg的固体悬浮物，通过其过滤作用保证BAF出水SS稳定保持在10mg/L以下。
滤料层14位于砂滤层13上方，处于整个曝气生物滤池池体的上部，与出水渠相距一定距离，由厚2500mm的烧结陶粒或火山岩组成。其中烧结陶粒要求为球形，滤料粒径
Figure BDA0000466877470000043
表面密度1.4-1.8g/cm3，堆积容重0.7～1.0g/cm3，比表面积≥3.5×104cm2/g，盐酸可溶率≤2％，堆积空隙率＞40％，破损率与磨损率之和≤4％，筒压强度＞4MPa。火山岩滤料要求为不规则形状，滤料粒径
Figure BDA0000466877470000044
表面密度1.4-1.8g/cm3，堆积容重0.7～1.0g/cm3，比表面积≥10×104cm2/g，盐酸可溶率≤2％，堆积空隙率＞50％，破损率与磨损率之和≤4％，筒压强度＞4MPa。
滤料层14采用的粒径3～5mm的陶粒和火山岩，使其保持原有特性，作为微生物生长的载体，在其填料表面附着生长的微生物的作用下，净化污水中的有机污染物，降低出水的COD及氨氮等水质指标。
装填过程中，陶粒或火山岩滤料与石英砂滤料按相应的要求在曝气生物滤池中进行组合装填，即石英砂层在下，装填高度500mm，烧结陶粒或火山岩滤料层在上，装填高度2500mm。
砂滤层13和滤料层14的有机结合，即能降解水体的COD、氨氮，还能使出水SS稳定保持在10mg/l以下。因此，根据本发明的采用组合填料的BAF单元可以达到现有技术中BAF再加过滤池进行联合处理的工艺效果。
结合这里披露的本发明的说明和实践，本发明的其他实施例对于本领域技术人员都是易于想到和理解的。说明和实施例仅被认为是示例性的，本发明的真正范围和主旨均由权利要求所限定。

Claims (5)

1.一种采用新型组合填料的曝气生物滤池，所述曝气生物滤池池体包括由下至上顺序布置的滤板、承托层、砂滤层、滤料层、以及位于池体两侧的进水渠和出水渠，其中，砂滤层由有效粒径
Figure FDA0000466877460000011
的石英砂组成，滤料层由粒径
Figure FDA0000466877460000012
的烧结陶粒或粒径
Figure FDA0000466877460000013
的火山岩组成。
2.根据权利要求1中所述的曝气生物滤池，其中滤板由厚150mm的混凝土浇筑而成，上面布置有布水及反冲洗用的多个长柄滤头。
3.根据权利要求1中所述的曝气生物滤池，其中承托层中鹅卵石呈二级配置分布，其粒径分别为和
Figure FDA0000466877460000015
4.根据权利要求1中所述的曝气生物滤池，其中砂滤层由厚500mm的石英砂组成，所述石英砂的均匀系数1.4，球形度不小于0.8，莫氏硬度6-7，比重大于或等于2.6，酸溶度不超过3%。
5.根据权利要求1中所述的曝气生物滤池，其中滤料层14由厚2500mm的烧结陶粒或火山岩组成:
烧结陶粒为球形，表面密度1.4-1.8g/cm3，堆积容重0.7～1.0g/cm3，比表面积≥3.5×104cm2/g，盐酸可溶率≤2％，堆积空隙率＞40％，破损率与磨损率之和≤4％，筒压强度＞4MPa；
火山岩滤料为不规则形状，表面密度1.4-1.8g/cm3，堆积容重0.7～1.0g/cm3，比表面积≥10×104cm2/g，盐酸可溶率≤2％，堆积空隙率＞50％，破损率与磨损率之和≤4％，筒压强度＞4MPa。
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