CN104591408A - 一种升流式生物预处理滤池 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种升流式生物预处理滤池,包含集成的上部升流式生物预处理池体和下部设备间。上部升流式生物预处理池体包含进水配水系统、鼓风曝气系统、反冲洗配水配气系统、滤池本体以及滤料层。下部设备间内设有曝气鼓风机、反冲洗鼓风机、反冲洗水泵以及各自对应配套的管路系统。管路系统包含曝气鼓风机连接管路、反冲洗鼓风机连接管路以及反冲洗水泵连接管路。该升流式生物预处理滤池过滤速度为8~12m/h,单池处理水量为1万m3/d,曝气强度为1~3L/(m2s);反冲洗气水强度为10L/(m2s),反冲洗周期为24~48h。本发明提供的升流式生物预处理滤池,集成于同一结构单体,节省了占地,能够模块化扩展预处理规模。

Description

一种升流式生物预处理滤池
技术领域
[0001] 本发明涉及一种给水工程中的给水处理技术中的装置,具体地,涉及一种城镇自来水厂处理原水有机物、氨氮的升流式鼓风曝气的生物预处理滤池。
背景技术
[0002] 随着经济的发展和人民生活水平不断提高,人们对生活饮用水健康问题越来越重视,对水质要求越来越高。近年来,国际组织和发达国家的饮用水水质标准有了很大进展,世界卫生组织2004年发布了第三版《饮水水质准则》,美国环境保护局2004年修订了饮水水质标准,日本2004年发布了新的饮用水水质基准,欧盟1998年修订了饮水标准。上述标准基本代表了世界饮水水质标准的发展水平与趋势,其共同的特点是确定限值的化学物质数量迅速增加,特别是有机化合物和农药,同时对一些对人体健康有严重影响的指标限值更加严格。我国在2006年12月29日,国家标准委和卫生部联合发布了经过修订的《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)和13项生活饮用水卫生检验方法国家标准,并自2007年7月I日起实施。GB5749-2006与GB5749-85相比,水质指标由35项增加至106项。
[0003] 自上世纪80年代末起,我国很多地区受工业排污影响,原水水质污染较严重。目前水厂常规处理工艺“混凝一沉淀一过滤一消毒”的主要功能是去除原水中的悬浮物和胶体物质,对污染较为严重的氨氮、高有机物以及铁、锰地表水显然无能为力。水厂出水水质难以达到《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)要求。
[0004] 生物预处理是利用微生物的作用去除那些传统处理工艺不能有效去除的污染物质,这些污染物是微生物可以利用的营养物质,如氨氮、异味、BDOC(生物可降解有机碳)等。通过微生物的新陈代谢作用将有机物和氨氮氧化,可以降低配水系统中使微生物繁殖的有效基质,减少嗅味,降低形成氯化有机物的前体物,此外还可以延长后续过滤和活性炭吸附等物化处理的使用周期和容量,从而有利于饮用水安全性和生物稳定性的提高。生物预处理技术通常是利用各种自然或人造滤(填)料为载体,让各类微生物群落在其上生长形成厚薄不同的生物膜,根据原水的污染形态的不同,生物群落的种类也有所不同。目前常见的生物预处理工艺有生物过滤、生物接触氧化、生物流化床、生物转盘等形式。
[0005] 生物预处理工艺在去除微污染有机物、氨氮时都有较好效果,但生物接触氧化池需占较大面积用地,在用地紧张的水厂难以应用;其他传统的生物滤池存在滤料老化堆积,水生动植物堵塞滤头等问题,给生物预处理系统运行管理带来极大不便。
发明内容
[0006] 本发明的目的是提供一种用于城镇自来水厂处理原水有机物、氨氮的升流式鼓风曝气的生物预处理滤池,解决传统生物预处理池占地面积大,滤料老化堆积,水生动植物堵塞滤头等问题,实现生物预处理系统经济高效,运行稳定的目的。
[0007] 为了达到上述目的,本发明提供了一种升流式生物预处理滤池,其中,该升流式生物预处理滤池包含集成的上部升流式生物预处理池体和下部设备间;所述的上部升流式生物预处理池体包含进水配水系统、鼓风曝气系统、反冲洗配水配气系统、滤池本体以及滤料层;所述的下部设备间内设有曝气鼓风机、反冲洗鼓风机、反冲洗水泵等设备以及各自对应配套的管路系统;所述的进水配水系统包含进水管、进水渠、配水渠、出水渠以及出水管;所述的进水渠和出水渠分别设置在滤池本体的两侧;所述的配水渠设置在进水渠和滤池本体之间;所述的进水管设置在进水渠的下部;所述的出水管设置在出水渠的底部;所述的鼓风曝气系统包含曝气进气管、曝气分配管网以及设置在曝气分配管网上的若干单孔膜曝气器;所述的曝气进气管将曝气分配管网和下部设备间内的曝气鼓风机连通;所述的滤料层设置在滤池本体内部并铺设在曝气分配管网以及若干单孔膜曝气器上方;所述的反冲洗配水配气系统包含反冲洗配水配气渠、配水管、配气管、滤板以及均匀设置在该滤板上的若干无柄滤头;所述的反冲洗配水配气渠设置在滤池本体底部以及曝气分配管网下方,并与滤池本体连通;所述的滤板与无柄滤头设置在反冲洗配水配气渠与曝气分配管网之间;所述的配水管和所述的配气管均设置在反冲洗配水配气渠内,配水管和配气管的另一端通过管路分别与下部设备间内的反冲洗水泵和反冲洗鼓风机连接。
[0008] 上述的升流式生物预处理滤池,其中,所述的升流式生物预处理滤池,其配水渠在内部相邻进水渠的侧壁与相邻滤池本体的侧壁间设有配水翻水堰,将配水渠分为三部分,其中两个配水翻水堰之间为配水池,该配水池在其相邻进水渠侧壁上设有进水闸板阀与进水渠连通;所述配水翻水堰与配水渠的另两边渠壁之间分别形成配水下向流道,其底部设有过水孔与反冲洗配水配气渠连通;进水渠的内部为进水上向流道;配水池的底部位置高于进水渠的底部以及配水下向流道的底部。
[0009] 上述的升流式生物预处理滤池,其中,所述的进水上向流道与所述的配水下向流道内均设有10~30目格网,能够拦截粒径大于Imm的颗粒物。
[0010] 上述的升流式生物预处理滤池,其中,所述的出水渠与滤池本体相邻的侧壁上设有出水闸板阀与出水翻水堰。
[0011] 上述的升流式生物预处理滤池,其中,所述的滤料层铺满曝气分配管网上方,用于生物挂膜;所述滤料层的厚度为2.0-4.0m,滤料的密度为0.5-2.0g/cm2。滤料可以采用各型有机或无机填料,正常运行时悬浮或沉浸均可。
[0012] 上述的升流式生物预处理滤池,其中,所述的曝气分配管网包含设置在滤池本体底部四边的方管,以及与方管分别连通的在方管构成的水平平面内平行设置的若干平面曝气管;所述的方管还与曝气进气管连通;所述的平面曝气管上均匀设有若干单孔膜曝气器,其在滤池本体底部布置平面上的密度为50~55个/m2。
[0013] 上述的升流式生物预处理滤池,其中,所述的滤板与曝气分配管网平行,所述的若干无柄滤头在所述的滤板上设置的密度为50~60个/m2。无柄滤头不易被水生动植物等堵塞,能够保证配气配水均匀性。
[0014] 上述的升流式生物预处理滤池,其中,所述的配水管和所述的配气管的管壁上分别设有水孔和气孔,其孔径均为6~12_ ;所述的配水管设置在反冲洗配水配气渠的上层,所述的配气管设置在反冲洗配水配气渠的下层。
[0015] 上述的升流式生物预处理滤池,其中,所述的升流式生物预处理滤池,根据供水需求,可模块化多组并联设置,扩容方便。
[0016] 上述的升流式生物预处理滤池,其中,所述的升流式生物预处理滤池在使用时包含水处理步骤以及反冲洗步骤;所述的水处理步骤为:将待处理水体从进水渠的下部的进水管通入进水渠中,然后待处理水体沿进水渠内部的进水上向流道向上通过进水闸板阀进入配水池,再通过配水翻水堰均匀配水到配水下向流道,然后从其底部的过水孔进入反冲洗配水配气渠,再通过滤板上的无柄滤头进入滤料层底部的滤池本体,自下而上通过滤料层,实现上升流滤料接触生物预处理,再通过滤池本体与出水渠相邻侧壁上的出水闸板阀与出水翻水堰进入出水渠,最后通过出水渠底部的出水管流出。该过程中滤池本体内滤料层下设置的鼓风曝气系统进行持续曝气,其气源来自下部设备间的曝气鼓风机,经由曝气进气管、方管和平面曝气管,通过单孔膜曝气器进行曝气;所述的反冲洗步骤为:在水处理步骤之后进行滤料的冲洗,开启反冲洗水泵,其水源来自于出水渠底部的出水管,然后通过管路进入配水管,再通过其上的水孔进入反冲洗配水配气渠;同时开启反冲洗鼓风机,气流通过管路进入配气管,再通过其上的气孔进入反冲洗配水配气渠;反冲洗气水通过反冲洗配水配气渠,由滤板上的无柄滤头进入滤池本体内进行反冲洗。
[0017] 上述的升流式生物预处理滤池,其中,所述的水处理步骤中过滤速度为8~12m/h,单池处理水量为I万m3/d,曝气强度为1~3L/(m2S);所述的反冲洗步骤中反冲洗气水强度为1L/ (m2s),反冲洗周期为24~48h。
[0018] 本发明提供的升流式生物预处理滤池具有以下优点:
本发明采用升流式生物滤池集成设备间的上下一体模块化单体结构,占地面积小,施工进度快,扩容灵活方便;采用升流式的工艺策略解决了传统生物滤池滤料堆积老化的问题;采用防堵塞的无柄滤头解决了滤头堵塞的问题。因此,本发明是一种适用于原水受有机物微污染、水厂用地紧张的生物预处理工艺,有很高的应用价值,值得普遍推广。
附图说明
[0019] 图1为本发明的升流式生物预处理滤池顶层平面图。
[0020] 图2为本发明的升流式生物预处理滤池上层平面图。
[0021] 图3为本发明的升流式生物预处理滤池下层平面图。
[0022] 图4为本发明的升流式生物预处理滤池反冲洗配水配气渠配气管平面图。
[0023] 图5为本发明的升流式生物预处理滤池反冲洗配水配气渠配水管平面图。
[0024] 图6为本发明的升流式生物预处理滤池下部设备间平面图。
[0025] 图7为本发明的升流式生物预处理滤池A-A剖面图。
[0026] 图8为本发明的升流式生物预处理滤池B-B剖面图。
[0027] 图9为本发明的升流式生物预处理滤池C-C剖面图。
[0028] 图10为本发明的升流式生物预处理滤池D-D立面图。
[0029] 图11为本发明的升流式生物预处理滤池E-E剖面图。
[0030] 图12为本发明的升流式生物预处理滤池F-F立面图。
[0031] 图13为本发明的升流式生物预处理滤池单孔曝气器平面布置图。
[0032] 图14为本发明的升流式生物预处理滤池单孔曝气器安装剖面图。
具体实施方式
[0033] 以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步地说明。
[0034] 如图1~3以及图7~12所示,本发明提供的升流式生物预处理滤池,包含集成的上部升流式生物预处理池体和下部设备间。
[0035] 上部升流式生物预处理池体包含进水配水系统、鼓风曝气系统、反冲洗配水配气系统、滤池本体以及滤料层5。
[0036] 下部设备间内设有曝气鼓风机、反冲洗鼓风机、反冲洗水泵等设备以及各自对应配套的管路系统。管路系统包含曝气鼓风机连接管路11、反冲洗鼓风机连接管路13以及反冲洗水泵连接管路12。参见图6所示。
[0037] 进水配水系统包含进水管9、进水渠、配水渠、出水渠4以及出水管10。
[0038] 进水渠和出水渠4分别设置在滤池本体的两侧;配水渠设置在进水渠和滤池本体之间。配水渠在内部相邻进水渠的侧壁与相邻滤池本体的侧壁间设有配水翻水堰,将配水渠分为三部分,其中两个配水翻水堰之间为配水池,该配水池在其相邻进水渠侧壁上设有进水闸板阀3与进水渠连通;配水翻水堰与配水渠的另两边渠壁之间分别形成配水下向流道,其底部设有过水孔与反冲洗配水配气渠8连通;进水渠的内部为进水上向流道;配水池的底部位置高于进水渠的底部以及配水下向流道的底部。进水上向流道与配水下向流道内均设有10~30目格网2,能够拦截粒径大于Imm的颗粒物。
[0039] 进水管9设置在进水渠的下部;出水管10设置在出水渠4的底部。出水渠4与滤池本体相邻的侧壁上设有出水闸板阀与出水翻水堰。
[0040] 鼓风曝气系统包含曝气进气管1、曝气分配管网以及设置在曝气分配管网上的若干单孔膜曝气器15 ;曝气进气管I两端分别连接曝气分配管网和曝气鼓风机连接管路11,将曝气分配管网与下部设备间内的曝气鼓风机连通。曝气分配管网包含设置在滤池本体底部四边的方管17,以及与方管17分别连通的在方管17构成的水平平面内平行设置的若干平面曝气管16 ;方管17与曝气进气管I连通,方管17优选为不锈钢管。平面曝气管16上均匀设有若干单孔膜曝气器15,其在滤池本体底部布置平面上的密度为50~55个/m2。参见图13和图14所示。
[0041] 反冲洗配水配气系统包含反冲洗配水配气渠8、配水管6、配气管7、滤板以及均匀设置在该滤板上的若干无柄滤头14 ;反冲洗配水配气渠8设置在滤池本体底部以及曝气分配管网下方,并与滤池本体连通;滤板与无柄滤头14设置在反冲洗配水配气渠8与曝气分配管网之间;滤板与曝气分配管网平行,若干无柄滤头14在滤板上设置的密度为50~60个/m2。无柄滤头14不易被水生动植物等堵塞,能够保证配气配水均匀性。
[0042] 配水管6和配气管7均设置在反冲洗配水配气渠8内,配水管6设置在反冲洗配水配气渠8的上层,配气管7设置在反冲洗配水配气渠8的下层。配水管6和配气管7的管壁上分别设有水孔和气孔,其孔径均为6~12_。配水管6和配气管7另一端分别通过反冲洗水泵连接管路12和反冲洗鼓风机连接管路13与下部设备间内的反冲洗水泵和反冲洗鼓风机连接。配水管6和配气管7的布置参见图4和图5所示。
[0043] 滤料层5设置在滤池本体内部并铺设在曝气分配管网以及若干单孔膜曝气器15上方。滤料层5铺满曝气分配管网上方,用于生物挂膜;滤料层5的厚度为2.0-4.0m,滤料的密度为0.5-2.0g/cm2ο滤料可以采用各型有机或无机填料,正常运行时悬浮或沉浸均可。
[0044] 本发明提供的升流式生物预处理滤池,根据供水需求,可模块化多组并联设置,扩容方便。
[0045] 本发明提供的升流式生物预处理滤池,在使用时包含水处理步骤以及反冲洗步骤。
[0046] 水处理步骤为:将待处理水体从进水渠的下部的进水管9通入进水渠中,然后待处理水体沿进水渠内部的进水上向流道向上通过进水闸板阀3进入配水池,再通过配水翻水堰均匀配水到配水下向流道,然后从其底部的过水孔进入反冲洗配水配气渠8,再通过滤板上的无柄滤头14进入滤料层5底部的滤池本体,自下而上通过滤料层5,实现上升流滤料接触生物预处理,再通过滤池本体与出水渠4相邻侧壁上的出水闸板阀与出水翻水堰进入出水渠4,最后通过出水渠4底部的出水管10流出。
[0047] 该过程中滤池本体内滤料层5下设置的鼓风曝气系统进行持续曝气,其气源来自下部设备间的曝气鼓风机,经由曝气进气管1、方管17和平面曝气管16,通过单孔膜曝气器15进行曝气。曝气强度为1~3L/ (m2s),过滤速度为8~12m/h,单池处理水量为I万m3/d。
[0048] 反冲洗步骤为:在水处理步骤之后进行滤料的冲洗,开启反冲洗水泵,其水源来自于出水渠4底部的出水管10,然后通过管路进入配水管6,再通过其上的水孔进入反冲洗配水配气渠8 ;同时开启反冲洗鼓风机,气流通过管路进入配气管7,再通过其上的气孔进入反冲洗配水配气渠8 ;反冲洗气水通过反冲洗配水配气渠8,由滤板上的无柄滤头14进入滤池本体内进行反冲洗。反冲洗步骤中反冲洗气水强度为1L/(m2s),反冲洗周期为24~48h。
[0049] 本发明提供的升流式生物预处理滤池,其中下部设备间与上部升流式生物预处理池体集成于同一结构单体,节省了占地,能够模块化扩展预处理规模。
[0050] 尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍,但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后,对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此,本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种升流式生物预处理滤池,其特征在于,该升流式生物预处理滤池包含集成的上部升流式生物预处理池体和下部设备间; 所述的上部升流式生物预处理池体包含进水配水系统、鼓风曝气系统、反冲洗配水配气系统、滤池本体以及滤料层(5);所述的下部设备间内设有曝气鼓风机、反冲洗鼓风机、反冲洗水泵以及各自对应配套的管路系统; 所述的进水配水系统包含进水管(9)、进水渠、配水渠、出水渠(4)以及出水管(10);所述的进水渠和出水渠(4)分别设置在滤池本体的两侧;所述的配水渠设置在进水渠和滤池本体之间;所述的进水管(9)设置在进水渠的下部;所述的出水管(10)设置在出水渠(4)的底部; 所述的鼓风曝气系统包含曝气进气管(I)、曝气分配管网以及设置在曝气分配管网上的若干单孔膜曝气器(15);所述的曝气进气管(I)将曝气分配管网和下部设备间内的曝气鼓风机连通; 所述的滤料层(5 )设置在滤池本体内部并铺设在曝气分配管网以及若干单孔膜曝气器(15)上方; 所述的反冲洗配水配气系统包含反冲洗配水配气渠(8 )、配水管(6 )、配气管(7 )、滤板以及均匀设置在该滤板上的若干无柄滤头(14);所述的反冲洗配水配气渠(8)设置在滤池本体底部以及曝气分配管网下方,并与滤池本体连通;所述的滤板与无柄滤头(14)设置在反冲洗配水配气渠(8)与曝气分配管网之间;所述的配水管(6)和所述的配气管(7)均设置在反冲洗配水配气渠(8)内,配水管(6)和配气管(7)的另一端通过管路分别与下部设备间内的反冲洗水泵和反冲洗鼓风机连接。
2.如权利要求1所述的升流式生物预处理滤池,其特征在于,所述的升流式生物预处理滤池,其配水渠在内部相邻进水渠的侧壁与相邻滤池本体的侧壁间设有配水翻水堰,将配水渠分为三部分,其中两个配水翻水堰之间为配水池,该配水池在其相邻进水渠侧壁上设有进水闸板阀(3)与进水渠连通;所述配水翻水堰与配水渠的另两边渠壁之间分别形成配水下向流道,其底部设有过水孔与反冲洗配水配气渠(8)连通;进水渠的内部为进水上向流道;配水池的底部位置高于进水渠的底部以及配水下向流道的底部。
3.如权利要求2所述的升流式生物预处理滤池,其特征在于,所述的进水上向流道与所述的配水下向流道内均设有10~30目格网(2),能够拦截粒径大于Imm的颗粒物。
4.如权利要求1所述的升流式生物预处理滤池,其特征在于,所述的出水渠(4)与滤池本体相邻的侧壁上设有出水闸板阀与出水翻水堰。
5.如权利要求1所述的升流式生物预处理滤池,其特征在于,所述的滤料层(5)铺满曝气分配管网上方,用于生物挂膜;所述滤料层(5)的厚度为2.0-4.0m,滤料的密度为0.5—2.0g/cm2。
6.如权利要求1所述的升流式生物预处理滤池,其特征在于,所述的曝气分配管网包含设置在滤池本体底部四边的方管(17),以及与方管(17)分别连通的在方管(17)构成的水平平面内平行设置的若干平面曝气管(16);所述的方管(17)还与曝气进气管(I)连通;所述的平面曝气管(16)上均匀设有若干单孔膜曝气器(15),其在滤池本体底部布置平面上的密度为50~55个/m2。
7.如权利要求1所述的升流式生物预处理滤池,其特征在于,所述的滤板与曝气分配管网平行,所述的若干无柄滤头(14)在所述的滤板上设置的密度为50~60个/m2。
8.如权利要求1所述的升流式生物预处理滤池,其特征在于,所述的配水管(6)和所述的配气管(7)的管壁上分别设有水孔和气孔,其孔径均为6~12mm ;所述的配水管(6)设置在反冲洗配水配气渠(8)的上层,所述的配气管(7)设置在反冲洗配水配气渠(8)的下层。
9.如权利要求1~8中任意一项所述的升流式生物预处理滤池,其特征在于,所述的升流式生物预处理滤池在使用时包含水处理步骤以及反冲洗步骤; 所述的水处理步骤为:将待处理水体从进水渠的下部的进水管(9)通入进水渠中,然后待处理水体沿进水渠内部的进水上向流道向上通过进水闸板阀(3)进入配水池,再通过配水翻水堰均匀配水到配水下向流道,然后从其底部的过水孔进入反冲洗配水配气渠(8),再通过滤板上的无柄滤头(14)进入滤料层(5)底部的滤池本体,自下而上通过滤料层(5),再通过滤池本体与出水渠(4)相邻侧壁上的出水闸板阀与出水翻水堰进入出水渠(4),最后通过出水渠(4)底部的出水管(10)流出;该过程中滤池本体内滤料层(5)下设置的鼓风曝气系统进行持续曝气,其气源来自下部设备间的曝气鼓风机,经由曝气进气管(1)、方管(17)和平面曝气管(16),通过单孔膜曝气器(15)进行曝气; 所述的反冲洗步骤为:在水处理步骤之后进行滤料的冲洗,开启反冲洗水泵,其水源来自于出水渠(4)底部的出水管(10),然后通过管路进入配水管(6),再通过其上的水孔进入反冲洗配水配气渠(8);同时开启反冲洗鼓风机,气流通过管路进入配气管(7),再通过其上的气孔进入反冲洗配水配气渠(8);反冲洗气水通过反冲洗配水配气渠(8),由滤板上的无柄滤头(14)进入滤池本体内进行反冲洗。
10.如权利要求9所述的升流式生物预处理滤池,其特征在于,所述的水处理步骤中过滤速度为8~12m/h,单池处理水量为I万m3/d,曝气强度为1~3L/ (m2s);所述的反冲洗步骤中反冲洗气水强度为10L/(m2s),反冲洗周期为24~48h。
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