CN104058499A - 一种曝气生物滤池及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种曝气生物滤池及工艺。一种曝气生物滤池，包括双池体曝气生物滤池池体、位于曝气生物滤池底部且与鼓风机相连的曝气管、出水堰、进水口、出水口、布水器和反洗排水管，双池体曝气生物滤池通过位于双池体曝气生物滤池上部的出水堰相连通，出水堰底部与反洗排水管相连通，双池体曝气生物滤池的单池体的池底各设有进水口和出水口，进水口与出水口分别与布水器相连通。采用了卐字形软性生物填料作为曝气生物滤池填料，使启动期的生物富集时间从传统的曝气生物滤池的30天缩短到6天，生物浓度可以达到15g/l,更大的微生物总量，使生物降解同量有机物的时间也缩短了1/3,容积负荷可以达到1.4kgBOD/m³.d。

Description

一种曝气生物滤池及工艺

技术领域

本发明属于工业污水处理领域，具体涉及一种曝气生物滤池及工艺。

背景技术

曝气生物滤池(Biological Aerated Filter，简称BAF)，是一种采用颗粒滤料固定生物膜的好氧或缺氧生物反应器，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、CODcr、BOD、硝化与反硝化、脱氮除磷、除去AOX的作用，是国际上兴起的污水处理新技术。

曝气生物滤池属于第三代生物膜反应器，不仅具有生物膜工艺技术的优势，同时也起着有效的空间过滤作用。曝气生物滤池处理污水的原理是反应器内填料上生长的生物膜中微生物氧化分解作用、填料及生物膜的吸附截留作用和沿水流方向形成的食物链分级捕食作用以及生物膜内部微环境和厌氧段的反硝化作用。

首先是微生物附着在填料表面上，污水在流经载体表面过程中，通过有机营养物的吸附，氧向生物膜内部的扩散以及膜中所发生的生物氧化作用，对污染物进行分解。在生物滤池中，污染物、溶解氧及各种必需的营养物质首先要经过液相扩散到生物膜表面，进而到生物膜内部，不但维持了膜上生物群的生长，而且扩散到生物膜表面或内部的污染物也有机会被生物膜生物所分解与转化，最终形成各种代谢产物(例如CO₂、水等)。

曝气生物滤池的过滤作用表现为填料本身就具有机械的截留作用和吸附作用，进水中的颗粒粒径较大的悬浮状物质被截留，经过培菌后滤料上生长有大量微生物，微生物新陈代谢作用产生的粘性物质如多糖类、酯类等起吸附架桥作用，与悬浮颗粒及胶体粒子粘连在一起，形成细小絮体，通过接触絮凝作用而被去除。因此，生物滤池通过过滤作用就能去除部分污染物，与一般的生物接触氧化反应器仅靠微生物作用去除污染物相比，更具有优越性。

由于生物膜生长，固着在比表面积较大的滤料表面上，这就使得池中容纳着大量微生物，从而在体现出容积负荷高、停留时间短的特点的同时，又能保证滤池在较低的污泥负荷下运行，为进一步降解污水中的有机污染物提供了可靠的保证，进而获得了优良的处理效果，保证了出水的稳定性。

如上所述，曝气生物滤池工艺其最大特点是集生物氧化和截留悬浮固定于一体，并节省了后续二次沉淀池，并具有容积负荷高、水力负荷大、水力停留时间短、出水水质高，占地面积小、基建投资省、能耗及运行成本低等优点。

目前曝气生物滤池工艺根据水流方向不同，分为上向流和下向流两种，早期的曝气生物滤池多采用下向流，但下向流曝气生物滤池缺点较多，如纳污效率低、易堵塞、运行周期短等；上向流方式能使布水、布气更加均匀，在水气上升过程中可把底部截留的SS带入滤池中上部，增加了滤池的纳污能力，延长了工作周期，但是上向流也有缺点，微生物富集缓慢，并且生物膜易脱落，抗冲击能力差，操作弹性小。

目前曝气生物滤池工艺以硬性填料为主，硬性填料具有以下缺点：填料挂膜难，总表面积小，挂膜的生物总量少，反洗过程中生物膜易脱落，纳污能力有限；采用传统的软性填料具有较大的表面积，挂膜量较硬性填料多，挂膜速度快，但是传统的软性生物填料也存在许多问题，例如长时间使用后，传统的软性填料易板结，传质距离远造成内部传质困难，易形成填料内部缺氧的问题。

发明内容

发明目的：本发明针对上述现有技术存在的问题作出改进，即本发明解决的技术问题是在克服现有曝气生物滤池技术中的的缺点和不足。本发明的第一个目的是提供一种曝气生物滤池。本发明的第二个目的是提供一种曝气生物滤池工艺。

技术方案：一种曝气生物滤池，包括双池体曝气生物滤池池体、位于所述曝气生物滤池底部且与鼓风机相连的曝气管、出水堰、进水口、出水口、布水器和反洗排水管，所述双池体曝气生物滤池通过位于所述双池体曝气生物滤池上部的所述出水堰相连通，所述出水堰底部与所述反洗排水管相连通，所述双池体曝气生物滤池的单池体的池底各设有所述进水口和所述出水口，所述进水口与所述出水口分别与所述布水器相连通。

作为本发明中一种曝气生物滤池的一种优选方案：所述双池体曝气生物滤池池体的单池体分为水流向上流的曝气池和水流向下流的过滤池，所述曝气池和所述过滤池通过所述出水堰相通。通过反洗操作，曝气池与过滤池可以相互转换。

作为本发明中一种曝气生物滤池的一种优选方案：所述曝气管位于所述布水器的上方。

作为本发明中一种曝气生物滤池的一种优选方案：所述双池体曝气生物滤池的单池体的池底各设有一所述进水口和一所述出水口，所述进水口和所述出水口分别与多个所述布水器相连通。

作为本发明中一种曝气生物滤池的一种优选方案：所述出水堰中部设有反洗水自动排水装置，所述反洗水自动排水装置为一反洗水放空阀。

一种上述曝气生物滤池工艺，包括以下步骤：

(1)首先关闭曝气池的所述进水阀并且打开过滤池的所述进水阀、所述曝气管的进气阀以及所述反洗水放空阀，利用曝气的搅动，使截留SS的生物填料得到反洗再生，并且利用所述出水堰和所述反洗水排水管排出过滤池的高悬浮反洗水，完成反洗阶段；

(2)所述过滤池填料反洗干净后，关闭步骤(1)所述曝气池的所述进气阀和所述反洗水排水阀，随后打开步骤(1)所述曝气池的所述出水阀，进入产水阶段；

(3)重复步骤(1)～(2)，直到产水完成为止。

作为本发明中一种曝气生物滤池工艺的一种优选方案：所述工业污水在步骤(1)之前还需要预处理，包括以下步骤:

(1)所述工业污水要利用过滤设备过滤，从而降低所述工业污水的SS；

(2)利用臭氧氧化提高步骤(1)所述工业污水的B/C比。

作为本发明中一种曝气生物滤池工艺的一种优选方案：所述生物填料为卐字形软性生物填料，所述卐字形软性生物填料是由通孔的聚氨酯材料制成。所述卐字形软性生物填料的比重在挂膜后为1030Kg/m³。

采用卐字形软性生物填料的曝气生物滤池池形，为双池结构，分别为上向流的曝气池和下向流的过滤池，两座池循环曝气和反洗反复运行，在运行过程中利用一池上流曝气运行和同时一池下向流不曝气运行，完成了生物降解和填料截留功能，由于下向流池中的填料比重大于1000kg/m³,因此，在不曝气的情况下填料处于池底部并呈均匀堆积状态，使下向流经过填料污水的悬浮物得到填料的截留，同时也利用有氧和缺氧状态完成了消化和反硝化过程；一个周期后，使下向流过滤池在重新曝气的状态下得到反洗再生，并且卐字形软式生物填料吸附的难生物降解物质得到曝气吹脱分离，使填料得到再生，同时上向流的曝气池填料在不曝气的状态下沉入池子下部进入过滤池状态，进行下一轮的运行；

采用卐字形软性生物填料的曝气生物滤池的运行周期分为产水和反洗两步，上一周期运行完后，首先关闭曝气池进水阀，同时打开过滤池的进水阀和进气阀以及反洗水放空阀，利用曝气的搅动，使截留SS的填料得到反洗再生，并且利用出水堰和反洗水放空阀排出过滤池的高悬浮反洗水，完成反洗阶段；过滤池填料反洗干净后，关闭曝气池进气阀以及反洗水排空阀，随后打开曝气池的出水阀，进入下个周期的产水阶段。正常运行时是利用上向流的曝气池生物氧化分解污水中的有机物和氨氮，同时利用另一个下向流非曝气的过滤池截留微生物和难生物降解物质；在过滤池阻力达到一定高度后，开始进入反洗阶段，在反洗阶段，过滤池开始曝气，过滤池中的填料在气水作用下得到反洗，反洗水通过反洗水排水管排出，反洗后进入正常运行状态。这种运行模式也解决了传统曝气生物滤池布水和布气不均的问题。

有益效果：在工程实践中，采用了卐字形软性生物填料作为曝气生物滤池填料，该填料与传统填料相比具有的更大的表面积，使启动期的生物富集时间从传统的曝气生物滤池的30天缩短到6天，从实际运行数据来看，生物浓度可以达到15g/l,更大的微生物总量，使生物降解同量有机物的时间也缩短了1/3,容积负荷可以达到1.4kgBOD/m³.d；另外，这种双池形轮换操作的模式，简化了传统曝气生物滤池的结构，使建造更加简单，投资更加便宜，也使布水和布气更加均匀，便以操作和运行管理。

采用卐字形软性生物填料作为曝气生物滤池的填料，解决了传统曝气生物滤池生物挂膜速度慢，挂膜的生物总量少，反洗过程中生物膜易脱落，纳污能力差，易板结等问题。采用利用卐字形软性生物填料具有的生物降解和生物吸附作用，使曝气生物滤池的生物处理能力和物理截留能力得到了充分的发挥。

附图说明

图1为本发明的曝气生物滤池正洗时的示意图；

图2为本发明的曝气生物滤池反洗时的示意图；

图3为本发明的曝气生物滤池的出水堰俯视示意图；

图4为本发明的曝气生物滤池的布水器俯视示意图。

其中：

1-出水堰 2-生物填料

3-进水口 4-布水器

5-曝气管 6-反洗排水管

7-出水口

具体实施方式：

下面结合附图，对本发明的具体实施方式详细说明。

如图1～4所示：一种曝气生物滤池，包括双池体曝气生物滤池池体、位于曝气生物滤池底部且与鼓风机相连的曝气管5、出水堰1、进水口3、出水口7、布水器4和反洗排水管6，双池体曝气生物滤池通过位于双池体曝气生物滤池上部的出水堰1相连通，出水堰1底部与反洗排水管6相连通，双池体曝气生物滤池的单池体的池底各设有进水口3和出水口7，进水口3与出水口7分别与布水器4相连通。

包括双池体曝气生物滤池池体的单池体分为水流向上流的曝气池和水流向下流的过滤池，曝气池和过滤池通过出水堰1相通。通过反洗操作，曝气池与过滤池可以相互转换。曝气管5位于布水器4的上方。曝气管5通过进气阀控制空气的进出。

双池体曝气生物滤池的单池体的池底各设有一进水口3和一出水口7，进水口3和出水口7分别与多个布水器4相连通。

出水堰1中部设有反洗水自动排水装置，反洗水自动排水装置为一反洗水放空阀。

一种上述曝气生物滤池工艺，包括以下步骤：

(1)首先关闭曝气池的进水阀并且打开过滤池的进水阀、曝气管5的进气阀以及反洗水放空阀，利用曝气的搅动，使截留SS的生物填料2得到反洗再生，并且利用出水堰1和反洗水排水管排出过滤池的高悬浮反洗水，完成反洗阶段；

(2)过滤池填料反洗干净后，关闭步骤(1)曝气池的进气阀和反洗水排水阀，随后打开步骤(1)曝气池的出水阀，进入产水阶段；

(3)重复步骤(1)～(2)，直到产水完成为止。

工业污水在步骤(1)之前还需要预处理，包括以下步骤:

(1)工业污水要利用过滤设备过滤，从而降低工业污水的SS；

(2)利用臭氧氧化提高步骤(1)工业污水的B/C比。

生物填料2为卐字形软性生物填料，卐字形软性生物填料是由通孔的聚氨酯材料制成。卐字形软性生物填料的比重在挂膜后为1030Kg/m³。

上面结合附图对本发明的实施方式做了详细说明。但是本发明并不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (8)

1.一种曝气生物滤池，其特征在于，包括双池体曝气生物滤池池体、位于所述曝气生物滤池底部且与鼓风机相连的曝气管、出水堰、进水口、出水口、布水器和反洗排水管，所述双池体曝气生物滤池通过位于所述双池体曝气生物滤池上部的所述出水堰相连通，所述出水堰底部与所述反洗排水管相连通，所述双池体曝气生物滤池的单池体的池底各设有所述进水口和所述出水口，所述进水口与所述出水口分别与所述布水器相连通。

2.如权利要求1所述的曝气生物滤池，其特征在于，所述双池体曝气生物滤池池体的单池体分为水流向上流的曝气池和水流向下流的过滤池，所述曝气池和所述过滤池通过所述出水堰相通。

3.如权利要求1所述的曝气生物滤池，其特征在于，所述曝气管位于所述布水器的上方。

4.如权利要求1所述的曝气生物滤池，其特征在于，所述双池体曝气生物滤池的单池体的池底各设有一所述进水口和一所述出水口，所述进水口和所述出水口分别与多个所述布水器相连通。

5.如权利要求1所述的曝气生物滤池，其特征在于，所述出水堰中部设有反洗水自动排水装置，所述反洗水自动排水装置为一反洗水放空阀。

6.一种如权利要求1～5所述曝气生物滤池工艺，包括以下步骤：

(1)首先关闭曝气池的所述进水阀并且打开过滤池的所述进水阀、所述曝气管的进气阀以及所述反洗水放空阀，利用曝气的搅动，使截留SS的生物填料得到反洗再生，并且利用所述出水堰和所述反洗水排水管排出过滤池的高悬浮反洗水，完成反洗阶段；

(2)所述过滤池填料反洗干净后，关闭步骤(1)所述曝气池的所述进气阀和所述反洗水排水阀，随后打开步骤(1)所述曝气池的所述出水阀，进入产水阶段；

(3)重复步骤(1)～(2)，直到产水完成为止。

7.如权利要求6所述的曝气生物滤池工艺，其特征在于，所述工业污水在步骤(1)之前还需要预处理，包括以下步骤:

(1)所述工业污水要利用过滤设备过滤，从而降低所述工业污水的SS；

(2)利用臭氧氧化提高步骤(1)所述工业污水的B/C比。

8.如权利要求6所述的曝气生物滤池工艺，其特征在于，所述生物填料为卐字形软性生物填料，所述卐字形软性生物填料是由通孔的聚氨酯材料制成。