CN104496007A - 一种新型生物滤池工艺及滤池 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型生物滤池工艺及滤池，包括滤池、滤池底侧部的反冲洗气管、滤池底侧部的反冲洗水管、位于滤池上方的进水渠、位于滤池下方的出水堰和滤料；全部滤料分置在若干可吊装的滤料箱中，所述滤料箱将滤床在竖向上分隔为若干层，在平面上亦可根据实际工程需要，将滤床平面划分为若干格或整体一个格；在滤料箱周边与滤池之间处，设置遇水膨胀材料，在膨胀材料中设置可压缩和舒展的刚性骨架；沿过滤水流方向滤料粒径逐渐降低，滤料箱中滤料的上方留有足够的富余高度。本发明可以解决现有生物滤池反冲洗难度大、易堵塞或板结、反冲洗频率高、反冲洗耗水量和耗电量大、出水SS偏高等诸多技术问题。

Description

一种新型生物滤池工艺及滤池

技术领域

本发明涉及城镇生活污水处理技术领域。

背景技术

我国现有城镇污水厂3000余座，总处理能力达1.46亿m³/d，实际处理总量约1.2亿m³/d。一般采用二级活性污泥法处理城镇生活污水，主要工艺为A²O、氧化沟、SBR。城镇生活污水中的污染物主要包括有机物(以COD_Cr、BOD₅表示)、N污染物(以NH₃-N、TN表示)、P污染物、SS等；污水中的有机物、NH₃-N比较容易去除，经过二级处理后，出水有机物、NH₃-N能够达到地表Ⅳ类水体要求；P污染物、SS经二级处理后，再经过深度处理(加药絮凝+过滤)，出水TP能够达到地表Ⅳ类水体要求，出水SS含量低、表观性状良好；TN的去除率与多个因素有关，一般地，出水TN在11±3mg/L左右，能够达到国家一级A标准，无法达到地表Ⅳ类水体要求(≤1.5mg/L)。因此，为阻止我国水生态环境恶化，提升我国生态环境水平，应提高污水厂出水水质，对二级污水厂出水进行深度处理，核心任务就是通过反硝化生物脱氮，降低污水厂出水中的TN。

生物滤池应用广泛，不仅可用于污水二级处理，而且可用于二级污水厂出水的深度处理。由于生物滤池滤床水头损失大、混合液回流泵扬程高，将其用于污水二级处理时，吨水电耗高企，限制了生物滤池在我国的大规模推广应用。但是，在我国二级污水厂出水的深度处理领域，生物滤池应用前景大，主要原因有以下二点：其一，我国城镇生活污水碳氮比低，污水中的有机物可生化性差，反硝化碳源不足，导致生物脱氮除磷污水厂出水TN偏高，经过优化运行以后，多数二级污水厂出水TN在11mg/L左右。而氮元素是重要的植物营养物质，如将TN含量高的二级污水厂出水排入受纳水体，易产生富营养化等水生态环境问题，为此，对二级污水厂出水进行深度处理，通过外加碳源反硝化去除污水中的TN，成为必要的工程手段。其二，反硝化生物滤池处理效率高、占地面积小，特别适用于二级污水厂出水的深度处理。

现有生物滤池的不足在于：(1)多采用上向流运行方式。由于滤池反冲洗时，反冲洗空气和反冲洗水都是向上流动的，容易将滤料中的细颗粒冲洗至滤床顶部，如果采用下向流运行方式，含有杂质的污水首先通过小粒径滤料，小粒径滤料间的空隙更小，容易造成滤床堵塞，且进水中污染物浓度更高，如果污水首先通过小粒径滤料，滤料上的生物膜将集中在小粒径滤料上，会进一步加剧滤床的堵塞，而且不能发挥大颗粒滤料纳污能力强的优点，为此，现有生物滤池多采用上向流工作方式。(2)反冲洗时污染物需通过整个滤料层，增加了反冲洗的难度。对于上向流生物滤池，下部滤料中由老化生物膜、进水SS等组成的污染物含量更高，反冲洗时污染物需要向上运动穿过整个滤料层，增加了反冲洗的难度。(3)滤料容易堵塞或板结。生物滤池滤料上的生物膜具有活性，容易相互粘接，且生物滤池进水中的SS容易堵塞滤料，一旦发生滤料堵塞或板结，需要将生物滤池中的滤料全部取出，工作量大且不易施工，给生物滤池的运行管理带来了巨大的风险，严重影响了污水厂的安全生产。(4)运行周期短。为防止生物滤池堵塞或板结，通常缩短运行周期、加大反冲洗频率。许多污水厂将生物滤池的反冲洗周期设定为12h，增加了污水厂的耗水量和耗电量，而且频繁的反冲洗导致滤料损耗量大，需要定期补充滤料，推高了生物滤池的运行管理费用。(5)反冲洗强度不能太高，反冲洗时间长。滤池反冲洗方式为气洗+气水联合洗+清水漂洗，滤床膨胀率控制在10％左右，由于滤料层顶部为小粒径滤料，如反冲洗强度过高，滤床膨胀率过高，容易造成顶部小粒径滤料的流失，为此，控制反冲洗时滤床膨胀率在10％左右，并延长反冲洗时间，不仅推高了运行能耗，也降低了滤池的生产效率。(6)需在生物滤池后面续接过滤滤池。生物滤池滤料粒径较大，一般在2.0mm以上，滤料颗粒间的孔隙较大，出水中易包含生物膜等组成的SS，难以保证污水厂出水水质，为此，常常在生物滤池后面续接滤料粒径更小的物理化学过滤滤池，延长了污水厂的工艺流程，增加了污水厂的固定资产投资。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型生物滤池工艺及滤池，以解决现有生物滤池反冲洗难度大、易堵塞或板结、反冲洗频率高、反冲洗耗水量和耗电量大、出水SS偏高等诸多技术问题。

一种新型生物滤池工艺，生物滤池的全部滤料分置在若干可吊装的滤料箱中，滤料箱在竖向上分隔为若干层，在平面上亦可根据实际工程需要划分为若干格，沿过滤水流方向滤料粒径逐渐降低，即在上层滤料箱中放置大粒径滤料，在下层滤料箱中放置小粒径滤料，在滤池最下层滤料箱中放置最小粒径滤料；采用下向流运行方式；滤池在线清洗包括气洗、气水洗和水洗，并以气洗为主；为生物滤池组配置电动起重机和滤料清洗池，滤料箱中滤料堵塞或板结时，将滤料箱吊出，在滤料清洗池中离线清洗滤料；需要吊出滤料箱时，通过电动控制刚性骨架压缩滤料箱周边的膨胀材料，在滤料箱和膨胀材料之间形成缝隙，方便吊出滤料箱。

一种新型生物滤池，包括滤池、滤池底侧部的反冲洗气管、滤池底侧部的反冲洗水管、位于滤池上方的进水渠、位于滤池下方的出水堰和滤料；全部滤料分置在若干可吊装的滤料箱中，所述滤料箱将滤床在竖向上分隔为若干层，在平面上亦可根据实际工程需要，将滤床平面划分为若干格或整体一个格；在滤料箱周边与滤池之间处，设置遇水膨胀材料，在膨胀材料中设置可压缩和舒展的刚性骨架；沿过滤水流方向滤料粒径逐渐降低，即在滤池最上层滤料箱中放置最大粒径滤料，在滤池最下层滤料箱中放置最小粒径滤料；滤料箱底板孔径小于下层滤料箱中滤料最小粒径，滤料箱中滤料的上方留有足够的富余高度。

本发明的优点如下：

彻底解决了生物滤池容易堵塞或板结的问题，大大提高了污水厂的生产安全。将滤料置于可吊装的滤料箱中，一旦发生滤料堵塞或板结，可将滤料箱吊出，在滤料清洗池中完成滤料清洗，污水厂不受滤池堵塞或板结的困扰。

能够延长生物滤池的运行周期，减少滤料损耗。通过采用下向流运行方式，滤池滤料粒径沿水流方向呈减小趋势，充分利用了大颗粒滤料孔隙率大、纳污容量大的特点，能够延长生物滤池的运行周期，降低反冲洗频率、减少滤料损耗。

能够降低滤池反冲洗难度。由于采用下向流运行方式，污染物主要集中在上层滤料，解决了传统生物滤池污染物主要集中在滤池底部的问题，在反冲洗时容易被洗出生物滤池，降低了生物滤池反冲洗难度。

能够减少反冲洗水量。将滤料放置在有盖子的滤料箱中，盖子上的小孔孔径小于滤料粒径，不存在滤料流失的问题，在滤池反冲洗时，可以提高反冲洗强度，并以空气冲洗为主，在提高反冲洗效果的同时，减少反冲洗水量。

能够省略后续的过滤滤池，缩短污水厂工艺流程。在生物滤池出水端滤料箱中放置粒径更小的滤料，用来拦截污水中的SS等污染物，无需在生物滤池后面续接过滤滤池，从而缩短污水厂的工艺流程，降低固定资产投资。

能够提高污水厂处理效率和处理效果，降低污水厂的运行成本。通过延长生物滤池过滤周期，延长生物滤池的生产运行时间；利用小粒径滤料增强滤池对污水中SS的拦截能力，提高出水水质，实现污水厂处理效率和处理效果的提高。采用下向流过滤方式，降低反冲洗难度，减少反冲用水量和气量，提高污水厂产水率，降低污水厂的运行成本。

附图说明

图1是本发明生物滤池平面布置图。

图2是本发明生物滤池单元的竖向布置图。

图中编号：1、上层滤料箱，2、滤料清洗池，3、电动起重机，4、进水泵，5、遇水膨胀材料，7、出水堰，8、穿孔滤板，9、下层滤料箱，10、中层滤料箱，11、反冲洗水管，12、反冲洗气管，13、进水堰。

具体实施方式

本发明的的结构及工艺说明如下：

一种型生物滤池工艺，将生物滤池滤料装填在可吊装的箱子中，利用滤料箱将滤床在竖向上分隔为若干层，即上层滤料箱1、中层滤料箱10和下层滤料箱9，参见图2。参见图1，示出了由六个滤池单元组成的滤池，每一个滤池单元在平面上亦可根据实际工程需要，将滤床平面划分为若干格。在上层滤料箱1中放置大粒径滤料，在中层滤料箱10中放置小粒径滤料，在下层滤料箱9中放置最小粒径滤料。采用下向流运行方式，沿过滤水流方向滤料粒径逐渐降低，能够充分发挥大粒径滤料纳污容量大、不易堵塞，小粒径滤料拦截能力强的优点，在保证出水水质的同时，延长滤池运行周期，减少反冲洗水量和空气量，降低污水厂运行能耗；由于采用下向流运行方式，污染物主要集中在上层滤料，在反冲时滤池中的多数污染物无需穿过整个滤料层，容易清洁滤池，降低了反冲洗难度。滤料箱中滤料的上方留有足够的富余高度，保证反冲洗时大部分滤料的膨胀率达到20％甚至更高，有利于滤池清洁。由于反冲洗时不存在滤料流失、生物滤池中污染物容易被洗出，可以提高反冲洗强度，以高压空气清洗为主，减少反冲洗用水量，能够降低污水厂的运行能耗。

在滤池下层滤料箱中放置小粒径滤料，小粒径滤料比表面积大，能够增强生物处理效果，并完成物理化学过滤，省略生物滤池后续的物理化学过滤滤池，在提高污水厂出水水质的同时，缩短污水厂工艺流程、降低固定资产投资。

为防止污水短流，在滤料箱周边设置遇水膨胀材料。在膨胀材料中设置刚性骨架，且刚性骨架应做成电动控制，通过电动实现刚性骨架的压缩和舒展。在反冲洗需要吊出滤料箱时，首先通过刚性骨架压缩膨胀材料，在滤料箱和膨胀材料之间形成缝隙，方便吊出滤料箱，在反冲洗完成并吊装滤料箱后，舒展刚性骨架，用膨胀材料填充滤料箱周边的空隙，避免污水短流。

为污水厂生物滤池组设置电动起重机和滤料清洗池，一旦发生生物滤池堵塞或板结，可利用电动起重机将滤池滤料箱吊出，全面清洗滤池滤料，待滤料清洗完成后，将滤料箱按照合理的方式重新置于生物滤池中，继续进行生物滤池的污水处理生产活动，降低了生物滤池全面清洗的难度，大幅度提高了污水厂生产运行安全。

一种新型生物滤池，包括滤池、滤池底侧部的反冲洗气、水管、出水堰、滤料和滤池上方的进水泵；生物滤池的全部滤料分置在若干可吊装的滤料箱中，所述的滤料箱将滤床在竖向上分隔为若干层，沿过滤水流方向滤料粒径逐渐降低，即在上层滤料箱中放置大粒径滤料，在下层滤料箱中放置小粒径滤料，在滤池出水端滤料箱中放置最小粒径滤料；滤料箱中滤料的上方留有足够的富余高度。在滤料箱周边设置遇水膨胀材料；在膨胀材料中设置可压缩和舒展不锈钢骨架。在平面上亦可根据实际工程需要，将滤床平面划分为若干独立的格。

Claims (2)

1.一种新型生物滤池，其特征在于，包括滤池、滤池底侧部的反冲洗气管、滤池底侧部的反冲洗水管、位于滤池上方的进水渠、位于滤池下方的出水堰和滤料；全部滤料分置在若干可吊装的滤料箱中，所述滤料箱将滤床在竖向上分隔为若干层，在平面上亦可根据实际工程需要，将滤床平面划分为若干格或整体一个格；在滤料箱周边与滤池之间处，设置遇水膨胀材料，在膨胀材料中设置可压缩和舒展的刚性骨架；沿过滤水流方向滤料粒径逐渐降低，即在滤池最上层滤料箱中放置最大粒径滤料，在滤池最下层滤料箱中放置最小粒径滤料；滤料箱底板孔径小于下层滤料箱中滤料最小粒径，滤料箱中滤料的上方留有足够的富余高度。

2.一种新型生物滤池工艺，其特征在于，生物滤池的全部滤料分置在若干可吊装的滤料箱中，滤料箱在竖向上分隔为若干层，在平面上亦可根据实际工程需要划分为若干格，沿过滤水流方向滤料粒径逐渐降低，即在上层滤料箱中放置大粒径滤料，在下层滤料箱中放置小粒径滤料，在滤池最下层滤料箱中放置最小粒径滤料；采用下向流运行方式；滤池在线清洗包括气洗、气水洗和水洗，并以气洗为主；为生物滤池组配置电动起重机和滤料清洗池，滤料箱中滤料堵塞或板结时，将滤料箱吊出，在滤料清洗池中离线清洗滤料；需要吊出滤料箱时，通过电动控制刚性骨架压缩滤料箱周边的膨胀材料，在滤料箱和膨胀材料之间形成缝隙，方便吊出滤料箱。