CN105585105A - 悬浮式生物滤床及其射流式冲洗方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水处理装置，特别涉及一种悬浮式生物滤床及其射流式冲洗方法。一种悬浮式生物滤床，该悬浮式生物滤床内具有至少一个倒锥形的顶部，该顶部是由出水过滤板形成，悬浮式生物滤床内部填充上浮式滤料，悬浮式生物滤床内设有用于收集滤料的导向冲洗装置以及对滤料进行反冲洗的射流式冲洗装置。该装置内的填料为上浮式，总体设置重量大幅度低于同功能沙滤池等传统工艺设施的重量，对建筑物不会产生较大的压力，可实现填料的连续冲洗，并避免现有过滤装置的各项缺陷。

Description

悬浮式生物滤床及其射流式冲洗方法

技术领域

本发明涉及一种水处理装置，特别涉及一种悬浮式生物滤床及其射流式冲洗方法。

背景技术

生物滤床作为污水处理的常用装置已经广泛使用，如德国发明申请DE3800613A1，亦系采用上浮填料的生物滤床方式，但其上部滤板为平板结构，并且采用普通沙滤池滤头组成填料隔离措施，为点状汇流通口,易堵塞。同时,滤板在正常过滤时要承载滤料上浮力及过滤阻力，而在反冲洗时须承载滤板上部水压及反冲洗水流阻力，作用力方向变化无常，对滤板结构设计要求非常高，并会在运行/反冲洗循环作用下造成结构疲劳及损伤。现有的各种水处理装置，其中使用的填料的清洗均非常困难。

发明内容

本发明提供一种悬浮式生物滤床，其可配置作为生物滤床使用该装置对建筑物不会产生较大的压力，可实现填料的连续冲洗，并避免现有产品的各项缺陷。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种悬浮式生物滤床，该悬浮式生物滤床内具有至少一个倒锥形的顶部，该顶部是由出水过滤板形成，悬浮式生物滤床内部填充上浮式滤料，悬浮式生物滤床内设有用于收集滤料的导向冲洗装置以及对滤料进行反冲洗的射流式冲洗装置。

该装置内的填料为上浮式，总体设置重量大幅度低于同功能沙滤池等传统工艺设施的重量，对建筑物不会产生较大的压力，可实现填料的连续冲洗，并避免现有过滤装置的各项缺陷。并可采用全封闭设计，也适合在处理过程进入或产生有害物质的处理工艺流程，适合内部有害气体的收集处理或利用。

泡沫微珠在壳体内处于悬浮或上浮状态，由出水过滤板阻挡，该设计使得整个装置对地面的压力相对于现有的各种产品都大大减小，轻质的泡沫微珠的重量可以忽略，相比于同类产品如砂滤池等，具有较大的优势，本产品尤其适用于多层建筑内部、移动设备及船等处的使用。而且，壳体内部设置的射流式冲洗装置，使用时外接冲流泵，可接入原水或过滤后的出水，冲洗用水自反冲洗水进口进入壳体内，部分壳体内的水和泡沫微珠通过用于形成射流的开口与冲洗用水一起进入射流式冲洗装置内，从射流式冲洗装置的底部喷射而出，从而在壳体内形成内循环，造成扰动，起到清洗泡沫微珠的目的。该反冲洗过程可以连续进行。

作为优选，该壳体具有锥形底，排泥管路安装于锥形底上，排泥管路上装有卸泥阀门。

作为优选，泡沫微珠的直径为1-2mm，泡沫微珠的密度为10-200kg/m³。进一步的，泡沫微珠为聚氨酯小球或PVC小球或其它类似泡沫材料小球。该结构有利于滤料外形稳定，不易变形，同时，适合作为生物载体。泡沫微珠的选择可根据本产品的处理工艺、处理对象及滤床深度进行调整，以自身不参与反应、不变形或不过度变形为佳。

作为优选，所述的出水过滤板为具有楔形丝过滤面的栅板，代替了传统的穿孔板或过滤头。进一步的，所述的出水过滤板在壳体内呈锥形，出水过滤板在水平方向的倾角为30-55°。该结构有利于形成面状均匀通流，且利用上浮泡沫微珠的移动，保持滤板表面清洁，减少日常维护需要。根据不同工艺需求,出水滤板也可设置为其它形式,如穿孔（或为长孔）板、置入滤床中的楔形丝过滤管、穿孔管、或者形式\强度适当的微滤、超滤膜等，或是其组合形式。

作为优选，壳体侧壁上设有溢流堰，排泥管路的进口处上方设置有锥形的含孔挡泥板，以避免排泥时滤料流失。

作为优选，所述的悬浮式生物滤床包括一壳体，所述的壳体底部设有排泥管路，壳体外壁上方设有出水口，壳体外壁下方设有进水口，壳体内设有由泡沫微珠构成的过滤层，过滤层上方设置用于阻挡泡沫微珠溢出的出水过滤板。

作为优选，过滤层的下方可安装有曝气装置。曝气装置根据可连续冲洗悬浮式生物滤床的适用性进行选装。

作为优选，射流式冲洗装置由进水管和出水管组成，进水管的上端为反冲洗水进口，进水管的下端为缩口结构，出水管的下端为反冲洗水出口，进水管的下口朝向出水管的上口且两者之间留有间隙。进一步的，进水管的下端伸入出水管的上口内，出水管紧邻进水管下端出口处设置一段缩径。该结构有利于射流式喷射，并形成局部负压，将顶部的泡沫微珠吸入冲洗出水管，并通过冲刷力及磨擦完成对滤料的强力清洗，由出水管导向滤床下部重新扩散分布。在冲洗过程中分离产生的固体悬浮物流向滤床下端后逐渐沉降累积形成污泥，在排泥时被排出本装置。

一种悬浮式生物滤床的射流式冲洗方法，该方法包括如下步骤：

①生物滤床采用底部进水顶部出水的方式，原水上升流速为5-30m/h，生物滤床的滤料层使用泡沫微珠作为过滤床；

②原水经生物滤床上流式反应后，经过生物滤床顶端的出水过滤板流出；

③生物滤床采用冲洗水泵与所述射流式冲洗装置的反冲洗水进口相连，通过射流式冲洗装置将生物滤床内的泡沫微珠有序的吸入，并对其进行充分冲刷、搅动、磨擦。

本发明所述悬浮式生物滤床可以实现如下功能：

a）在滤床下部设曝气装置，达到好氧滤床用途。b）无曝气装置时，存在足够养分及硝酸盐成分，可达到反硝化效果。c）亦可下部滤床为反硝化，在滤床中部设置曝气装置，使滤床上部成硝化、好氧部分，使得一个容器内有反硝化及硝化组合。d）完全厌氧，为厌氧反应器，顶部滤板具收集排出沼气、出流水功能，另设密闭沼气收集仓室及气、水分离装置。

本发明的有益效果是：本发明采用颗粒滤料固定生物膜，可作为好氧、缺氧或厌氧生物反应器，亦可单纯作为过滤设备使用，集生物接触氧化与悬浮物滤床截留功能于一体，可以有效去除水中的SS，COD，BOD，NH₃-N，TN，TP，AOX(有害物质)及浊度、色度等。本发明设备结构简单，处理效果好，可应用于市政污水、工业污水、再生回用水深度处理及给水污染水源的预处理等。

附图说明

图1是本发明的主视结构示意图；

图2是图1中A处的局部放大结构示意图；

图中：1、出水口，2、出水过滤板，3、过滤层，4、曝气装置，5、进水口，6、排泥管路，7、含孔挡泥板，8、反冲洗水进口，9、反冲洗水出口，11、进水管，12、出水管。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。应当理解，本发明的实施并不局限于下面的实施例，对本发明所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本发明保护范围。

在本发明中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所采用的设备和原料等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。

实施例：

一种悬浮式生物滤床，如图1所示，包括一壳体和设于该壳体内的射流式冲洗装置，所述的壳体底部设有排泥管路6，壳体外壁上方设有出水口1，壳体外壁下方设有进水口5，壳体内设有由泡沫微珠构成的过滤层3，过滤层上方设置用于阻挡泡沫微珠溢出的出水过滤板2。

该壳体具有锥形底，排泥管路安装于锥形底上，排泥管路上装有卸泥阀门，排泥管路的进口处上方设置有锥形的含孔挡泥板7。

射流式冲洗装置安装于壳体内部，射流式冲洗装置的上端设有反冲洗水进口8，反冲洗水进口位于出水过滤板的上方，射流式冲洗装置的下端设有反冲洗水出口9，反冲洗水出口位于过滤层的下方。射流式冲洗装置由进水管11和出水管12组成，进水管的上端为反冲洗水进口，进水管的下端为缩口结构，出水管的下端为反冲洗水出口，进水管的下口朝向出水管的上口且两者之间留有间隙。进水管的下端伸入出水管的上口内，使出水管的上口对进水管的缩口进行了包围，出水管紧邻进水管下端出口处设置一段缩径，见图2。

泡沫微珠的直径一般选择在1-2mm范围内的，泡沫微珠的密度为10-200kg/m³。泡沫微珠为聚氨酯小球或PVC小球或其它类似泡沫材料小球。泡沫微珠的选择可根据本装置的处理对象及滤床深度进行调整，以自身不参与反应、不变形或不过度变形为佳。

出水过滤板2为具有楔形丝过滤面的栅板，其在壳体内呈锥形，锥形的顶部朝上，进水管11穿过该锥形的中心插入过滤层内，出水过滤板在水平方向的倾角一般为30-55°。

壳体侧壁上设有溢流堰（图中未示出），过滤层的下方可以选择性的安装有曝气装置4（用于好氧生物膜培养）。

一种上述悬浮式生物滤床的射流式冲洗方法，步骤为：

①生物滤床采用底部进水顶部出水的方式，原水上升流速为5-30m/h，生物滤床的滤料层使用泡沫微珠作为过滤床；

②原水经生物滤床上流式反应后，经过生物滤床顶端的出水过滤板流出；

③生物滤床采用冲洗水泵与所述射流式冲洗装置的反冲洗水进口相连，通过射流式冲洗装置将生物滤床内的泡沫微珠有序的吸入，并对其进行充分冲刷、搅动、磨擦。

工艺特点：

1、上流式过滤：采用底部进水，顶部出水的方式，上升流速5-30m/h。中上部的滤料层使用轻质的泡沫微珠作为过滤床，泡沫微珠具有质轻、比表面积大、吸附能力强、不破碎、孔隙率高、滤速高、脱污能力强、滤料均匀、使用寿命长等优点。

2、过滤出水：原水经滤床上流式反应后，顶端设有锥形出水过滤面，保障了出水水质。过滤面采用具有楔形丝过滤面的栅板，既起到了隔离滤层与清水区的作用，又可以防止泡沫微珠及其它颗粒杂质在过滤面堵塞。

3、反冲洗：可连续反冲洗，反冲洗水根据需要可采用设备过滤后的出水或进水原水，用水量约5%。采用冲洗水泵，通过射流式冲洗装置将上部滤料有序的吸入冲洗管并对滤料进行充分冲刷／搅动／磨擦，保证泡沫微珠冲洗干净，使整个过滤床始终处于最优的反应状态。

4、曝气装置：可以选择的在滤床中增加曝气装置，形成好氧区。根据不同的原水水质、处理目的和要求，填料层的高度不同，可单级设置，或者多级组合设置曝气装置，好氧区、缺氧区所占比例也相应变化。

5、排泥：通过排泥过程对滤床进行重力冲刷，实现泡沫微珠的清洗。

6、排除生物反应的需要，选择合适滤料，本装置可单独作为过滤设备使用。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (10)

1.一种悬浮式生物滤床，其特征在于：该悬浮式生物滤床内具有至少一个倒锥形的顶部，该顶部是由出水过滤板形成，悬浮式生物滤床内部填充上浮式滤料，悬浮式生物滤床内设有用于收集滤料的导向冲洗装置以及对滤料进行反冲洗的射流式冲洗装置。

2.根据权利要求1所述的悬浮式生物滤床，其特征在于：所述的射流式冲洗装置的上端设有反冲洗水进口，反冲洗水进口位于出水过滤板的上方，射流式冲洗装置的下端设有反冲洗水出口，反冲洗水出口位于过滤层的下方；射流式冲洗装置上设有用于形成射流的开口，此开口位于出水过滤板下方。

3.根据权利要求1所述的悬浮式生物滤床，其特征在于：射流式冲洗装置由进水管和出水管组成，进水管的上端为反冲洗水进口，进水管的下端为缩口结构，出水管的下端为反冲洗水出口，进水管的下口朝向出水管的上口且两者之间留有间隙。

4.根据权利要求3所述的悬浮式生物滤床，其特征在于：进水管的下端伸入出水管的上口内，出水管紧邻进水管下端出口处设置一段缩径。

5.根据权利要求1所述的悬浮式生物滤床，其特征在于：所述的悬浮式生物滤床包括一壳体，所述的壳体底部设有排泥管路，壳体外壁上方设有出水口，壳体外壁下方设有进水口，壳体内设有由泡沫微珠构成的过滤层，过滤层上方设置用于阻挡泡沫微珠溢出的出水过滤板。

6.根据权利要求5所述的悬浮式生物滤床，其特征在于：过滤层的下方安装有曝气装置。

7.根据权利要求5所述的悬浮式生物滤床，其特征在于：泡沫微珠的直径为1-2mm，泡沫微珠的密度为10-200kg/m³，泡沫微珠为聚氨酯小球或PVC小球。

8.根据权利要求5所述的悬浮式生物滤床，其特征在于：所述的出水过滤板在壳体内呈锥形，出水过滤板在水平方向的倾角为30-55°。

9.根据权利要求5所述的悬浮式生物滤床，其特征在于：所述的出水过滤板为具有楔形丝过滤面的栅板。

10.一种悬浮式生物滤床的射流式冲洗方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

①生物滤床采用底部进水顶部出水的方式，原水上升流速为5-30m/h，生物滤床的滤料层使用泡沫微珠作为过滤床；

②原水经生物滤床上流式反应后，经过生物滤床顶端的出水过滤板流出；

③生物滤床采用冲洗水泵与所述射流式冲洗装置的反冲洗水进口相连，通过射流式冲洗装置将生物滤床内的泡沫微珠有序的吸入，并对其进行充分冲刷、搅动、磨擦。