CN104098173A - 一种悬浮床曝气生物滤池 - Google Patents

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陈杰
王鑫
张晶
黄嘉瑜
颜湘波
卜云杰
马嵩
奔特万
夏四清
赵建夫
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Abstract

本发明涉及一种用于污水处理的悬浮床曝气生物滤池，包括滤池、进水管、曝气管、排泥管、悬浮填料床层、过滤层、滤料挡板和出水口。滤池中填充悬浮填料和轻质滤珠，在曝气和进水时，上述填料在滤池中分别自然堆积成悬浮固定床和过滤层，污水向上流过悬浮床时，在填料层生物膜的作用下进行生化处理，经过处理的污水通过上层的过滤层时，水中的悬浮物得到进一步拦截去除；当停止进水和曝气时，悬浮床和过滤层的填料恢复松散悬浮状态，其截留的悬浮物沉淀到滤池底部被排出，实现滤池功能的自动恢复。本发明的悬浮床曝气生物滤池具有结构简单、操作简便、启动快速、对进水SS适用范围宽和无需反冲洗等优点，在小型污水处理厂具有广阔的推广应用前景。

Description

一种悬浮床曝气生物滤池
技术领域
本发明属污水处理技术领域，具体涉及一种用于污水处理的悬浮床曝气生物滤池。
背景技术
曝气生物滤池（BAF）是近年来发展起来的一种生物膜法污水处理技术。其工艺原理为，在滤池中装填粒径较小的生物滤料，通过滤池内部曝气，滤料表面生长着高活性的生物膜；污水流经时，利用滤料表面高活性生物膜及滤料之间生物絮体的生物氧化降解作用，对污水进行生化处理；因滤料粒径较小且呈压实状态，在生物膜及滤料之间生物絮体的吸附作用下，滤层可以吸附、截留污水中极大部分的悬浮物（包括脱落的生物膜），其后不需要设置沉淀池。随着运行时间的延长，滤池水头损失逐渐增加，当达到设计值时需对滤池进行反冲洗，清洗截留的悬浮物以及老化的生物膜。与普通活性污泥法相比，曝气生物滤池具有有机负荷高、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、氧传输效率高和出水水质好等优点。
曝气生物滤池滤料的选择在整个工艺设计和运行中起着至关重要的作用。目前，常用的生物滤池填料有陶粒、火山岩和有机塑料等。如常用的BA F工艺之一—Biostyr曝气生物滤池，其滤料为密度小于水的球形有机轻质填料, 此工艺可应用于污水的二级处理，也可应用于污水的深度处理。但现有的曝气生物滤池滤料安装密度大，容易堵塞，对进水SS要求较严（一般要求SS≤100 mg/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。
发明内容
为克服以上存在的技术问题，本发明旨在提供用于污水处理的悬浮床曝气生物滤池。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种悬浮床曝气生物滤池，由滤池、进水管、曝气管、排泥管、悬浮填料床层、过滤层、滤料挡板和出水口组成，其中：所述滤池上部设有过滤层，过滤层下部为悬浮填料床层，过滤层顶设有滤料挡板，滤池部设有进水管、曝气管和排泥管；上部设有出水口；所述悬浮填料床层由悬浮填料构成，过滤层由轻质滤球构成；当进行曝气和进水时，悬浮填料和轻质滤球在滤池中分别自然堆积成悬浮固定床和过滤层，污水向上流过悬浮填料床层时，在悬浮填料床层的生物膜作用下进行生化处理，经过处理的污水通过上层的过滤层时，水中的悬浮物得到进一步拦截去除；随着运行时间的延长，滤池水头损失达到设定值时，停止进水和曝气，悬浮填料床层和过滤层的填料恢复松散悬浮状态，其截留的悬浮物沉淀到滤池底部通过排泥管排出，实现滤池功能的自动恢复。
本发明中，所述的悬浮填料床层采用的悬浮填料为市售的有机悬浮填料或轻质竹炭，填料比重为0.5~0.9，粒径为3~6mm，悬浮填料床层占滤池有效容积的50~80%，在进水和曝气条件下，填料处于自然堆积的悬浮固定床状态，在停止进水和曝气时，填料处于松散悬浮状态。所述的有机悬浮填料材质为聚乙烯或聚丙烯；所述的轻质竹炭具有永久悬浮性能，制备方法为：选取1~3年生毛竹，晒干粉碎后，在200~600℃隔绝空气下热解0.5~2h，保持炭化度为30~80%。
本发明中，所述的过滤层采用的轻质滤料为市售聚乙烯泡沫滤珠，填料比重为0.1~0.3，粒径2~5mm，过滤层占滤池有效容积的10~20%。
本发明中，所述的进水管、曝气管和排泥管位于滤池底部，布水管的下部开有出水孔，孔径为3~8mm。曝气管下部两侧开有两排出气孔，气孔孔径为2~5 mm。排泥管沿管线均匀分布穿孔，孔径20~60 mm。
本发明中，所述的滤料挡板开有均匀的出水孔，孔径为0.5~2mm。
本发明的工作原理：在滤池中填充悬浮填料和轻质滤珠，在进水和曝气状态下，滤池中的悬浮填料和轻质滤珠在气流和水流的作用下分别自然堆积成悬浮固定床体和过滤层，处理污水向上流通过悬浮填料床层时，在填料层生物膜的生物降解作用下，对污水进行生化处理；经过处理的污水通过上层的过滤层时，水中的悬浮物得到进一步拦截去除；随着运行时间的延长，滤池水头损失达到设定值时，停止进水和曝气，悬浮填料床层和过滤层的填料恢复松散悬浮状态，其截留的悬浮物（包括脱落的生物膜）沉淀到滤池池底通过排泥管排出，从而实现滤池功能的自动恢复。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明以比重小于水的有机悬浮填料或轻质竹炭为填料，通过进水和曝气的调节作用，填料呈现堆积床体和松散状态的交替，从而实现对污水的高效处理和填料床体功能的自动恢复，与现有的其它类型曝气生物滤池相比，本发明的悬浮床曝气生物滤池对进水SS适用范围宽，无需反冲洗。
2、本发明选用的悬浮填料之一—轻质竹炭，是通过炭化温度和炭化时间的调节，制备的不完全炭化竹炭，具有永久悬浮性能，其良好的生物亲和性适于生物膜的生长。
3、生物滤池过滤层的设置中，选用的聚乙烯泡沫滤珠的比重远低于悬浮填料床填料，能在出水端自动形成稳定的过滤层，可进一步降低处理出水中的悬浮物浓度，有效保证了出水水质。
4、本发明的悬浮床曝气生物滤池具有结构简单、安装操作简便、启动快速、运行可靠和出水水质好等一系列优点，是对现有曝气生物滤池污水处理工艺的新突破，其在小型污水处理厂具有广阔的推广应用前景。
附图说明
       图1为本发明的剖面结构示意图。
图中标号：1—滤池；2—进水管；3—曝气管；4—排泥管；5—出水口；6—滤料挡板；7—过滤层；8—悬浮填料床层。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明做进一步说明。
实施例1
请参阅图1，一种用于污水处理的悬浮床曝气生物滤池，包括滤池1、进水管2、曝气管3、排泥管4、出水口5、滤料挡板6、过滤层7和悬浮填料床层8。
请参阅图1，进水管2、曝气管3和排泥管4位于滤池1底部，进水管2的下部开有出水孔，孔径为3~8mm；曝气管3下部两侧开有两排出气孔，气孔孔径为2~5 mm；排泥管4沿管线均匀分布穿孔，孔径20~60 mm。
请参阅图1，悬浮填料床层8采用的悬浮填料为市售的有机悬浮填料或轻质竹炭，填料比重为0.5~0.9粒径为3~6mm，悬浮填料床层8位于滤池1中部，占滤池1有效容积的50~80%。
请参阅图1，过滤层7位于悬浮填料床层8的上部，采用的轻质滤料为市售聚乙烯泡沫滤珠，填料比重为0.1~0.3，粒径2~5mm，过滤层7占滤池1有效容积的10~20%。
请参阅图1，本发明中，所述的滤料挡板6位于过滤层7顶部，其上开有均匀的出水孔，孔径为0.5~2mm。
实施例2
采用实施例1所述装置，本实施列中，在有效直径50cm，高100cm的滤柱中，先后分别装填比重为0.8，粒径为4mm的聚乙烯球状填料和比重为0.2，粒径为3mm的聚乙烯泡沫滤珠，填充高度分别为50cm（占滤池有效容积50%）和10cm（占滤池有效容积10%）。本试验采用自然挂膜，在气水比为2:1，水力负荷在0.4m3/(m2·h) 的条件下，生活污水进水CODCr为350mg/L，氨氮20 mg/L，总磷7 mg/L，SS 100 mg/L，稳定运行30天结果显示， CODCr、氨氮、总磷和SS的平均去除率分别为92%，96%, 98和99%，出水能达到《城市污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。
实施例3
采用实施例1所述装置，本实施列中，在有效直径50cm，高100cm的滤柱中，先后分别装填比重为0.6，粒径为6mm，炭化度为50%的轻质竹炭填料和比重为0.2，粒径为4mm的聚乙烯泡沫滤珠，填充高度分别为60cm（占滤池有效容积60%）和15cm（占滤池有效容积15%）。本试验采用自然挂膜，在气水比为2:1，水力负荷在0.5m3/(m2·h) 的条件下，餐饮废水进水CODCr为460mg/L，氨氮25 mg/L，总磷15 mg/L，SS 120 mg/L，稳定运行30天结果显示， CODCr、氨氮、总磷和SS的平均去除率分别为94%，96%, 97和99%，出水能达到《城市污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。

Claims (5)

1.一种悬浮床曝气生物滤池，由滤池(1)、进水管(2)、曝气管(3)、排泥管(4)、悬浮填料床层(8)、过滤层(7)、滤料挡板(6)和出水口(5)组成，其特征在于所述滤池(1)上部设有过滤层(7)，过滤层(7)下部为悬浮填料床层(8)，过滤层(7)顶设有滤料挡板(6)，滤池(1)部设有进水管(2)、曝气管(3)和排泥管(4)；上部设有出水口(5)；所述悬浮填料床层(8)由悬浮填料构成，过滤层(7)由轻质滤球构成；当进行曝气和进水时，悬浮填料和轻质滤球在滤池中分别自然堆积成悬浮固定床(8)和过滤层(7)，污水向上流过悬浮填料床层(8)时，在悬浮填料床层的生物膜作用下进行生化处理，经过处理的污水通过上层的过滤层(7)时，水中的悬浮物得到进一步拦截去除；随着运行时间的延长，滤池(1)水头损失达到设定值时，停止进水和曝气，悬浮填料床层(8)和过滤层(7)的填料恢复松散悬浮状态，其截留的悬浮物沉淀到滤池底部(1)通过排泥管(4)排出，实现滤池(1)功能的自动恢复。
2.根据权利要求1所述的一种悬浮床曝气生物滤池，其特征在于所述的悬浮填料床层(8)采用的悬浮填料为市售的有机悬浮填料或轻质竹炭，填料比重为0.5~0.9，粒径为3~6mm，悬浮填料床层(8)占滤池(1)有效容积的50~80%；所述的有机悬浮填料材质为聚乙烯或聚丙烯；所述的轻质竹炭具有永久悬浮性能，制备方法为：选取1~3年生毛竹，晒干粉碎后，在200~600℃隔绝空气下热解0.5~2h，保持炭化度为30~80%。
3.根据权利要求1所述的一种悬浮床曝气生物滤池，其特征在于所述的过滤层(7)采用的轻质滤料为市售聚乙烯泡沫滤珠，填料比重为0.1~0.3，粒径2~5mm，过滤层(7)占滤池(1)有效容积的10~20%。
4.根据权利要求1所述的一种悬浮床曝气生物滤池，其特征在于所述的进水管(2)的下部开有出水孔，孔径为3~8mm；所述的曝气管(3)下部两侧开有两排出气孔，气孔孔径为2~5 mm；所述的排泥管(4)沿管线均匀分布穿孔，孔径为20~60 mm。
5.根据权利要求1所述的一种悬浮床曝气生物滤池，其特征在于所述的滤料挡板(6)开有均匀的出水孔，孔径为0.5~2mm。
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