CN105110454A

CN105110454A - 曝气生物活性炭滤池

Info

Publication number: CN105110454A
Application number: CN201510637887.XA
Authority: CN
Inventors: 葛强; 姚文峰; 吴伏安
Original assignee: CHINA CEC ENGINEERING Corp
Current assignee: CHINA CEC ENGINEERING Corp
Priority date: 2015-10-07
Filing date: 2015-10-07
Publication date: 2015-12-02

Abstract

曝气生物活性炭滤池，包括由滤池本体、稳水层、活性炭滤层、承托层、穿孔滤板、配水层、反洗气水干管、反洗孔一、反洗气水支管、反洗孔二、池内曝气主管、池内曝气支管、长柄滤头、检修人孔、出水整流格栅、反洗排水槽、滤池出水槽、排气管、池外曝气主管、反洗排水立管、反洗排水横管、反洗排水主管、初滤排水管、反洗供水管、滤池进水管、自控阀门、反洗进气管、曝气风机、反洗污水收集池、反洗供水水泵、反洗供气风机、连通平台、滤池出水槽连通管、滤帽、穿孔套管、滤杆、进气孔、及进气缝组成。本发明采用煤质柱状活性炭作为滤料，选取较低的容积负荷运行，反洗采用小阻力配水系统，适用于预处理制浆造纸尾水效果好。

Description

曝气生物活性炭滤池

技术领域

本发明属于环境工程中废水处理技术，特别涉及一种预处理制浆造纸尾水的曝气生物活性炭滤池。

背景技术

制浆造纸工业生产需要大量的淡水，而且会产生大量高浓度、难降解的污水。

在中国，制浆造纸工业污水经过一系列物化、生化及深度处理后，达到《制浆造纸工业水污染物排放标准》(GB3554-2008),其可称之为制浆造纸尾水。制浆造纸尾水通过预处理及膜集成系统处理后，其水质可满足《城市污水再生利用工业用水水质标准》(GBT19923-2005)，可作为中水回用补充到工业生产的各个用水环节。这大大减轻了制浆造纸尾水排放对环境造成的压力，符合社会可持续发展、水资源循环利用的思想，实现了真正意义的中水回用及零排放。

曝气生物活性炭滤池（Biologicalactivatedcarbonfilter，BACF）是在曝气生物滤池（Biologicalactivatedfilter，BAF）的基础上改进而来的。曝气生物活性炭滤池的过滤层填料为活性炭颗粒，其具有巨大比表面积及发达孔隙结构，对水中有机物及溶解氧有强的吸附特性；其表面极易于微生物的繁殖，有利于有机物的降解。利用微生物降解吸附到活性炭上的有机污染物，从而降低了活性炭的吸附负荷；同时，可去除活性炭和微生物单独作用时不能去除的污染物。

制浆造纸尾水中剩余COD主要表现为残余木质素等形成的COD及COD色度，该部分COD为微生物难降解有机物，含有较高浓度的SS及胶体杂质等。采用曝气生物活性炭过滤工艺，利用活性炭强大的物理、化学吸附能力及微生物的再生能力及活性炭的过滤功能，能进一步去除COD、SS及胶体杂质，降低对后续工艺影响的特点，故可选择其作为预处理工艺的一个组成部分。

目前，曝气生物活性炭滤池普遍应用于含有氨氮和有机污染物等微污染的污水以及饮用水的处理，其用在制浆造纸尾水中水回用及零排放的预处理工段的应用实例很少。

发明内容

本发明旨在提供一种克服上述已有技术不足之处的曝气生物活性炭滤池，以预处理制浆造纸的尾水。

发明的技术方案：

曝气生物活性炭滤池，布置成对称的两座，通过连通平台连接起来。每个滤池包括滤池本体、稳水层、活性炭滤层、承托层、配水层、滤池进水管及反洗气水干管、工艺曝气系统、反冲洗系统、出水系统、自控阀门；工艺曝气系统包括曝气风机及配套管路阀门，反冲洗系统包括反洗供水水泵、反洗供气风机、反洗污水收集池及配套管路阀门，出水系统包括出水整流格栅和滤池出水槽。所述活性炭滤层装填活性炭滤料。活性炭滤层位于承托层之上，活性炭滤池上方为稳水层。滤池一侧的顶部设有出水整流格栅并交错布置形成过流孔，栅板通过镀锌螺栓固定在不锈钢方管上。

所述滤池配水层中有滤池进水管及反洗气水干管，反洗气水干管上开设有反洗孔一及连接反洗气水支管，支管上也开设有反洗孔二。位于配水层上方的穿孔滤板上安装长柄滤头。长柄滤头由上部滤帽和滤杆组成。

所述承托层中布置有四种粒径分布的砾石，从下到上分别由粒径分布为32～16mm、16～8mm、8～4mm及4～2mm的砾石构成，每种粒径分布的砾石装填高度均为0.10～0.15m。曝气主管成环布置在承托层中，管中连接有数根池内曝气支管，曝气支管上连接有单孔膜空气扩散器。池外曝气主管最高处应高出池面1.5～2.0m。由曝气风机提供的压缩空气经池外曝气主管、池内曝气主管及池内曝气支管，最后由单孔膜空气扩散器进入到滤池中，来补充活性炭滤层附着的生物膜降解有机物过程所需的氧气。

在配水层设置检修人孔。

曝气生物活性炭滤池采用恒水位过滤方式，正常滤速为2～4m/h，强制滤速为5～6m/h。待滤水通过位于滤板下方的进水管，由下往上通过配水层、长柄滤头，再依次进入承托层、过滤层、稳水层及出水整流格栅。配水层的高度约为1.2～1.5m，滤池的进水管、反洗气、水管及初滤水管均设置在其中。过滤层采用粒径为3mm、碘值≥800mg/g及比表面积≥800m²/g的煤质柱状活性炭，其装填高度为2～4m。稳水层根据滤料性能及反冲洗时的膨胀率确定，高度为1.2～1.5m，上部超高为0.4～0.6m。

所述曝气生物活性炭滤池的容积负荷为0.2～0.3kgBOD₅/m³·d，曝气量按气水比（3～4）︰1选择。曝气主管成环布置在承托层内，管中连接有很多曝气支管，曝气支管上接单孔膜空气扩散器，每个通气量为0.2～0.45m³/h。单孔膜空气扩散器具有安装方便、供给的气泡直径小，气泡分布范围大，不易被杂物堵塞等特点。由曝气风机提供的空气经供气管路，由单孔膜空气扩散器进入到曝气生物活性炭滤池中。

当滤池运行一段时间后，因水头损失增加，需对其进行反冲洗，以释放截留的悬浮物并更新生物膜，使滤池的处理能力得到恢复。所述曝气生物活性炭滤池采用气—水联合反冲洗，反洗系统由设定时间开启、液位控制。反洗前先降低池内液位，然后依次按气洗、气—水联合洗、清水漂洗进行。气—水反冲洗时，在滤板下面的空间内上部为气，形成约150mm的气垫层；为保证气垫层的厚度，反洗补气支管应伸到距离穿孔滤板50mm的底部，反洗空气通过反洗补气支管侧边开孔进入。气垫层中的空气先由长柄滤头直管上的进气孔进入滤头，气量加大后，部分空气由直管下部的进气缝进入滤头；反洗水则通过滤柄下端及进气缝进入滤头，气和水在滤头内充分混合后，经滤帽缝隙均匀喷出，使得滤层得到均匀反冲。气洗时间宜为3～5min；气水联合冲洗时间宜为4～6min；单独水漂洗时间宜为8～10min；空气冲洗强度宜为12～16L/m²·s；水冲洗强度宜为4～6L/m²·s。

本发明曝气生物活性炭滤池采用煤质柱状活性炭作为滤料，选取较低的容积负荷运行，反洗采用小阻力配水系统。这些技术特征适用于预处理制浆造纸尾水具有较好的效果。实际应用过程中，常前置混凝沉淀工艺及臭氧接触氧化工艺等，以降低曝气生物活性炭滤池进水的浊度、悬浮物浓度及有机物浓度；后置砂滤工艺，截留滤后水中所含脱落生物膜及悬浮物等，以确保后续工艺进水的水质要求。

附图说明

图1为曝气生物活性炭滤池结构示意图。

图2为长柄滤头及穿孔滤板示意图。

图中：1-滤池本体，2-稳水层，3-活性炭滤层，4-承托层，5-穿孔滤板，6-配水层，7-反洗气水干管，8-反洗孔一，9-反洗气水支管，10-反洗孔二，11-池内曝气主管，12-池内曝气支管，3-长柄滤头，14-检修人孔，15-整流格栅，16-反洗排水槽，17-滤池出水槽，18-排气管，19-池外曝气主管，20-反洗排水立管，21-反洗排水横管，22-反洗排水主管，23-初滤排水管，24-反洗供水管，25-滤池进水管，26-自控阀门，27-反洗进气管，28-曝气风机，29-反洗污水收集池，30-反洗供水水泵，31-反洗供气风机，32-连通平台，33-滤池出水槽连通管，34-滤帽，35-穿孔套管，36-滤杆，37-进气孔，38-进气缝。

具体实施方式

下面结合附图的实施例，对本发明的具体实施方式作进一步的描述。

如图1所示，曝气生物活性炭滤池，布置成对称的两座，通过连通平台32连接起来，在配水层6设置检修人孔14。曝气生物活性炭滤池主体由滤池本体1、稳水层2、活性炭滤层3、承托层4、配水层6、滤池进水管25及反洗气水干管7、工艺曝气系统（曝气风机28及配套管路阀门）、反冲洗系统（反洗供水水泵30、反洗供气风机31、反洗污水收集池29及配套管路阀门）、出水系统（出水整流格栅15及滤池出水槽17）、自控系统（自控阀门26）等组成。

所述滤池配水层6中有滤池进水管36及反洗气水干管7，反洗气水干管7上开设有反洗孔一8及连接反洗气水支管9，支管上也开设有反洗孔二10。位于配水层6上方的穿孔滤板5上安装长柄滤头13，长柄滤头13由上部滤帽34和滤杆36组成。

所述承托层4中布置有四种粒径分布的砾石，池内曝气主管11成环布置在承托层4中，管中连接有数根池内曝气支管12，曝气支管上连接有单孔膜空气扩散器。由曝气风机28提供的压缩空气经池外曝气主管19、池内曝气主管11及池内曝气支管12，最后由单孔膜空气扩散器进入到滤池中，来补充活性炭滤层附着的生物膜降解有机物过程所需的氧气。池外曝气主管19最高处应高出池面1.5～2.0m。

所述活性炭滤层3位于承托层4之上，装填一定高度的活性炭滤料。活性炭滤池上方为稳水层2。滤池一侧的顶部设有出水整流格栅15，交错布置形成过流孔同时防止滤料流水，栅板通过镀锌螺栓固定在不锈钢方管上。

曝气生物活性炭滤池本体1一般采用钢筋混凝土结构，在配水层6设置检修人孔14。作为一种升流式的滤池，待滤水通过穿孔滤板5下方的滤池进水管25，首先进入到配水层6，然后进入安装在穿孔滤板5上的长柄滤头13滤杆36、再从滤帽34缝隙均匀喷出；依次经过承托层4、活性炭滤层3及稳水层2；最后经出水整流格栅15进入滤池出水槽17。滤后水自流进入下一个处理单元，两座滤池的滤后水通过滤池出水槽连通管33连接。

工作流程：

所述曝气生物活性炭滤池采用气、水联合反冲洗，反洗系统由设定时间开启、液位控制。反洗前先开启初滤排水管23上自控阀门26，排水以降低池内液位；然后依次按气洗、气—水联合洗、清水漂洗进行。反洗空气由反洗供气风机31提供，经反洗进气管27（最高点应高出池面1.8～2.2m）进到池内的反洗气水干管7，再经反洗气水支管9的顶部反洗孔二10进入气垫层。空气先由长柄滤头13直管上的进气孔37进入，气量加大后，部分空气由直管下部的进气缝38进入长柄滤头13。

反洗水由反洗供水水泵30提供，经反洗供水管24进入反洗气水干管7，通过干管上的反洗孔一8进入到配水层6，再进到长柄滤头13。气和水在长柄滤头13内充分混合后，经滤帽34缝隙均匀喷出，使得活性炭滤层3得到均匀反冲。反洗排水从滤池上部溢流至反洗排水槽16，此时，反洗排水立管20上的自控阀门26开启，反洗水经反洗排水横管21和反洗排水主管22最终进入反洗污水收集池29。值得注意的是，反洗空气会进入反洗水管路中，为避免反洗排水横管21内集气而影响到排水的效果，可在其上接一根排气管18，末端伸到池顶上0.6m的位置，及时排出反洗排水管中的空气。

应该理解的是，上述内容包括附图不是对所述技术方案的限制，事实上，在相同或近似的原理下，对所述技术方案进行的改进，包括各部分的形状、尺寸、所用材质、以及相同功能元件的等同替换，都在本发明所要求的技术方案之内。

Claims

1.曝气生物活性炭滤池，其特征在于：布置成对称的两座，通过连通平台连接起来，每座滤池包括滤池本体、稳水层、活性炭滤层、承托层、配水层、滤池进水管及反洗气水干管、工艺曝气系统、反冲洗系统、出水系统、自控阀门，工艺曝气系统包括曝气风机及配套管路阀门，反冲洗系统包括反洗供水水泵、反洗供气风机、反洗污水收集池及配套管路阀门，出水系统包括出水整流格栅和滤池出水槽；所述活性炭滤层装填活性炭滤料，活性炭滤层位于承托层之上，活性炭滤池上方为稳水层，滤池一侧的顶部设有出水整流格栅并交错布置形成过流孔，栅板通过镀锌螺栓固定在不锈钢方管上；所述配水层中有滤池进水管及反洗气水干管，反洗气水干管上开设有反洗孔一及连接反洗气水支管，支管上也开设有反洗孔二；位于配水层上方的穿孔滤板上安装长柄滤头，长柄滤头由上部滤帽和滤杆组成；所述承托层中布置有四种粒径分布的砾石，从下到上分别由粒径分布为32～16mm、16～8mm、8～4mm及4～2mm的砾石构成，每种粒径分布的砾石装填高度均为0.10～0.15m；曝气主管成环布置在承托层中，管中连接有数根池内曝气支管，曝气支管上连接有单孔膜空气扩散器；池外曝气主管最高处高出池面1.5～2.0m；在配水层设置检修人孔。