CN111847788B - 一种双向流曝气生物生态池 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双向流曝气生物生态池，包括池体，池体内设有生物净化区、絮凝区、污泥浓缩区、沉淀区以及顶部生态区，池体外侧设有侧边生态区，集成度高，相比各个功能单元分体建设的方式大大减少了占地面积和工程造价；且生物滤池交替处于上向流和下向流两种运行形式，充分利用了生物净化的作用；反冲洗水在滤池内部得到净化，系统本身排污量小，且滤池反冲洗时设备正常运行，提高处理效率；避免了相同功能的工艺段分两个以上并列设置的问题，减少工程投资；同时，滤板上设置透气通水装置，以使气体的向上运动和水的向下运动不受阻隔，提高下向流生物滤池运行时曝气效率，提升能源利用率，增加微生物多样性，改善微生物代谢，设备出水水质更稳更好。

Description

一种双向流曝气生物生态池

技术领域

本发明涉及水处理领域，具体涉及一种双向流曝气生物生态池。

背景技术

随着城镇化的发展以及生态环境综合整治的兴起，土地资源越来越紧缺，很多污水处理厂面临扩建或提标时预留用地不足的问题，即使有足够的用地，传统的污水处理工艺，也难以做到水处理构筑物建设与生态景观的完美结合。在国内，满足优质的出水的条件下，做到占地面积极小，经济且安全的污水处理工艺及其缺乏。各工艺段构筑物分体建设，存在占地面积大、结构复杂、成本高且生态景观效果差的问题。

为了解决占地面积的问题，我国从国外引进了高密度沉淀池等紧凑型高效污水处理工艺，并通过应用实践进行了技术转化，研发出了中置式高密度沉淀池等变形工艺。但污水处理厂出水即使达到一级A，水质仍然处于地表水劣五类，感官效果差，影响到受纳水体的生态治理；同时，现有生物滤池运行形式单一，微生物种类相对较少，不能很好的发挥和利用微生物净化的作用，且反冲洗水不能在滤池内部得到净化，滤池反冲洗时设备需要停止工作，大大降低了处理效率，增加污水处理成本。

发明内容

本发明的目的是针对上述技术中存在的不足之处，提出一种双向流曝气生物生态池，旨在解决上述的生物滤池运行形式单一，不能充分利用生物净化的作用，且反冲洗水不能在滤池内部得到净化，滤池反冲洗时设备需要停止工作以及设备内微生物种类较少，能源利用率较低等的问题。

本发明提供了一种双向流曝气生物生态池，包括池体，所述池体内设有生物净化区、絮凝区、污泥浓缩区、沉淀区以及顶部生态区，所述池体外侧设有侧边生态区，所述絮凝区位于所述生物净化区一侧并通过连通管与所述生物净化区底部进行连通，所述絮凝区与所述污泥浓缩区和所述沉淀区连通，所述顶部生态区设于所述池体上部并与所述沉淀区连通；还包括进水总管和回流管，所述进水总管分别连通于所述生物净化区的上部和底部，所述回流管连通于所述生物净化区顶部和所述絮凝区；所述生物净化区底部通过所述回流支管连通于所述回流管上；所述生物净化区底部连通有曝气管；所述生物净化区底部设有滤板，所述滤板上均布设有多个透气通水装置。

进一步地，所述透气通水装置包括管体、集气罩、球形通道以及小球，所述管体设于所述滤板上，所述管体的一端设有半圆套盖，所述半圆套盖上和所述管体的一端设有多个通水孔，所述管体内设有集气通道，所述球形通道连通于所述集气通道的一端，所述集气罩连通于所述集气通道的另一端，所述球形通道与所述半圆套盖上设有透气孔，所述小球设于所述球形通道内并位于所述集气通道上。

进一步地，所述集气通道内设有限位环，所述小球的一端设有限位杆，所述限位杆位于所述限位环内，所述限位杆的端部设有限位部。

进一步地，还包括污泥回流管，所述污泥回流管分别连通于所述污泥浓缩区与所述回流管上，所述污泥回流管上和所述顶部生态区底部还连通有污泥排出管。

进一步地，还包括上排水管和下排水管，所述上排水管连通于所述顶部生态区底部，所述下排水管连通于所述侧边生态区底部；所述上排水管上设有阀门八，所述下排水管上设有阀门九。

进一步地，所述进水总管上设有阀门一和阀门二，所述回流管上设有阀门三和阀门六，所述回流支管上设有阀门四，所述污泥回流管上设有阀门五，所述曝气管上设有阀门七，所述污泥排出管上设有阀门十。

进一步地，所述生物净化区内设有过滤填料，所述沉淀区设有蜂窝状斜管或斜板填料，所述絮凝区设有涡流絮凝球。

进一步地，所述顶部生态区和所述生态净化区的顶部设有出气管，所述出气管的出气口设有出气帽。

进一步地，所述回流管上连接有循环泵。

进一步地，所述侧边生态区为多层斗形结构，所述侧边生态区内设有吸附填料，所述侧边生态区和所述顶部生态区内设有水生生物。

相对现有技术，具有以下有益效果：

1.集成度高，相比各个功能单元分体建设的方式大大减少了占地面积和工程造价；

2.生物滤池交替处于上向流和下向流两种运行形式，增加微生物种类，充分发挥和利用了微生物的净化作用；

3.反冲洗水在滤池内部得到净化，系统本身排污量小，且滤池反冲洗时设备正常运行，提高出水效率；

4.避免了相同功能的工艺段分两个以上并列设置的问题，减少工程投资；

5.污泥内回流减少药剂的投加量；

6.池体顶部及侧面设生态池，利用生态功能进一步去除污染物；在保证污水处理效果的同时，池体具有良好的景观效果；

7.通过在滤板上设置透气通水装置，以实现下向流生物滤池时气体能够通过透气通水装置进入生物净化区内的滤料，水通过透气通水装置穿过滤板进入到回流支管，以使气体的向上运动和水的向下运动不受阻隔，提高下向流生物滤池运行时曝气效率和出水水质。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种双向流曝气生物生态池的示意图；

图2为本发明一种双向流曝气生物生态池的透气通水装置的示意图；

图3为本发明一种双向流曝气生物生态池的透气通水装置的俯视图；

图4为本发明一种双向流曝气生物生态池的透气通水装置A-A截面剖视图。

图中，1-阀门一；2-阀门二；3-阀门三；4-阀门四；5-阀门五；6-阀门六；7-阀门七；8-阀门八；9-阀门九；10-阀门十；11-进水总管；12-回流管；13-回流支管；14-污泥回流管；15-污泥排出管；16-上排水管；17-下排水管；18-循环泵；19-曝气管；20-透气通水装置；21-滤板；22-连通管；30-过滤填料；40-斜板填料；50-出气管；60-涡流絮凝球；70-水生植物；80-吸附填料；201-管体；202-集气罩；203-球形通道；204-小球；205-半圆套盖；206-集气通道；207-通水孔；208-透气孔；209-限位环；210-限位杆；211-限位部。

具体实施方式

为了更易理解本发明的结构及所能达成的功能特征和优点，下文将本发明的较佳的实施例，并配合图式做详细说明如下：

实施例1：

如图1至图4所示，本发明提供了一种双向流曝气生物生态池，池体内设有生物净化区、絮凝区、污泥浓缩区、沉淀区以及顶部生态区，池体外侧设有侧边生态区，生物净化区和絮凝区为密封结构，絮凝区位于生物净化区一侧并通过连通管22与生物净化区连通，以通过连通管22将生物净化区底部经净化后的污水引入到絮凝区；絮凝区与污泥浓缩区和沉淀区连通，以使絮凝区的污水通过污泥浓缩区进入到沉淀区；顶部生态区设于池体顶部并与沉淀区连通，顶部生态区呈三角形断面；侧边生物池水流流量为从上到下，通过重力流折流板而下，从最下方单元流出池体。还包括进水总管11和回流管12，进水总管11分别连通于生物净化区的上部和底部，以实现生物净化区的上部和下部切换进水；回流管12连通于生物净化区顶部和絮凝区，以对上向流生物滤池运行时经净化后的污水从顶部经回流管12回流至絮凝区；生物净化区底部通过回流支管13连通于回流管12上，以通过回流支管13连通回流管12来实现对生物净化区底部沉淀的污泥进行排出；生物净化区底部连通有曝气管19，曝气管19连通于回流支管13上，以通过曝气管19将外部空气引入生物净化区进行曝气和实现气反冲作用；具体地，回流管12上连接有循环泵18，以通过循环泵18将生物净化区顶部经净化后的污水导流进入絮凝区；进一步地，循环泵18只在上向流生物滤池运行时进行启动；生物净化区底部设有滤板21，滤板21上均布设有多个透气通水装置20；通过在滤板21上设置透气通水装置20，以实现下向流生物滤池时气体能够通过透气通水装置20进入生物净化区内的滤料，水通过透气通水装置20穿过滤板21进入到连通管22，以使气体的向上运动和水的向下运动不受阻隔，提高下向流生物滤池时曝气效率和出水水质。

进一步地，连通管22的进水口位于滤板21下方，连通管22的出水口位于絮凝区内上方，以使下向流生物滤池运行时，经过滤料净化后的污水进入滤板21下方后再从连通管22进入到絮凝区。运行一段时间后滤料上部因为截留了大量污水中的悬浮物而通水能力下降，此时，切换至上向流生物滤池运行，形成反冲洗的效果，反冲洗水聚集在生物净化区上方，并通过循环泵18泵入絮凝区；运行一段时间后，滤料下部因为截留了大量悬浮物而通水能力下降，就需要开启曝气管19，进行强烈的气反冲洗，以消除滤料的阻塞；反冲洗30min后，切换为下向流生物滤池运行，完成一个运行周期。

进一步地，由于透气通水装置20有气和水两个通道，因此可以随时开启曝气管19，以增加水中的溶解氧，可根据进、出水水质要求进行连续或间歇的曝气。

具体地，还包括上排水管16和下排水管17，上排水管16连通于顶部生态区底部，下排水管17连通于侧边生态区底部；以通过设置上排水管16和下排水管17，以实现对净化后进入顶部生态区和侧边生态区的清洁水进行排出；上排水管16上设有阀门八8，下排水管17上设有阀门九9，以通过阀门八8和阀门九9控制排水量；进一步地，进水总管11的一端出水端位于生物净化池内的滤料上方，进水总管11的另一端出水端位于生物净化池内的滤板21下方。

具体地，生物净化区内设有过滤填料30，过滤填料30采用比表面积较大的轻质滤料，以增加过滤填料30表面生物膜量，当以去除总氮为目标时，可采用含铁元素和沸石的多介质滤料；沉淀区设有蜂窝状斜管或斜板填料40，斜管直径30-80mm，斜管21长0.8-1.0m，倾角为50°-70°，通过设置斜管21可有效去除污水中的悬浮物，悬浮物受重力作用沉积在污泥浓缩区；絮凝区设有涡流絮凝球60，以通过涡流絮凝球60对经过生物净化区净化后的污水进行絮凝。

具体地，进水总管11上设有阀门一1和阀门二2，回流管12上设有阀门三3和阀门六6，回流支管13上设有阀门四4，污泥回流管14上设有阀门五5，曝气管19上设有阀门七7，污泥排出管15上设有阀门十；阀门一1至阀门十10采用容易实现自动控制的气动或电动阀门；具体地，生物净化区可通过调节进出水阀门一1、阀门二2、阀门三3和阀门四4，实现上向流生物滤池与下向流生物滤池交替运行，当打开阀门一1，关闭阀门二2、阀门三3和阀门四4时，生物净化区为下向流生物滤池运行，水流方向为：进水--生物净化区上端--滤板21--连通管22--絮凝区--污泥浓缩区--沉淀区--侧边生态区和顶部生态区--出水；当打开阀门二2和阀门三3，关闭阀门一1和阀门四4打开时，生物净化区为上向流生物滤池运行，水流方向为：进水--生物净化区底部--滤板21--回流管12--絮凝区--污泥浓缩区--沉淀区--侧边生态区和顶部生态区--出水；其中，阀门五5﹑阀门六6﹑阀门八8和阀门九9为常开阀门；阀门七7可在上向流生物滤池或下向流生物滤池运行时进行打开充氧或气反冲；通过采用上述技术方案，以实现曝气生物生态池的两种运行方式之间的切换，充分利用了生物净化的作用，提高生态池的灵活性和净化效率。

实施例2：

如图2至图4所示，结合实施例1的技术方案，本实施例中，透气通水装置20包括管体201、集气罩202、球形通道203以及小球204，管体201设于滤板21上，管体201的一端设有半圆套盖205，半圆套盖205上和管体201的一端设有多个通水孔207，半圆套盖205位于滤板21上方，以使半圆套盖205上的通水孔207位于滤板21上方，管体201上的通水孔207位于滤板21的下方；经过滤填料30净化后的污水从通水孔207进入到滤板21下部；管体201内设有集气通道206，球形通道203连通于集气通道206的一端，集气罩202连通于集气通道206的另一端，球形通道203与半圆套盖205上设有透气孔208，小球204设于球形通道203内并位于集气通道206上，当曝气管19中的氧气进入滤板21下端时，氧气通过集气罩202集中于集气通道206内，从而使小球204浮起，以使球形通道203与集气通道206连通，氧气通过球形通道203上部的透气孔208进入到滤板21上方的过滤填料30内；采用上述技术方案，下向流生物滤池运行时，可有效的防止污水通过滤板21时与氧气通过滤板21时互相阻隔，以提高下向流生物滤池运行时的曝气效率和出水水质。

具体地，集气通道206内设有限位环209，小球204的一端设有限位杆210，限位杆210位于限位环209内，限位杆210的端部设有限位部211，以通过限位部211使上浮的小球204在脱离集气通道206后不会对球形通道203上端的透气孔208进行封堵，从而使氧气能够通过透气孔208进入到过滤填料30内。

实施例3：

如图1所示，结合实施例1和实施例2的技术方案，本实施例中，还包括污泥回流管14，污泥回流管14分别连通于污泥浓缩区与回流管12上，污泥回流管14上和顶部生态区底部还连通有污泥排出管15，污泥排出管15上设有阀门十10，以通过阀门十10来对污泥浓缩区和顶部生态区底部积累一定程度后的污泥进行排出。

进一步地，阀门三3位于阀门四4和阀门五5后端，阀门六6位于阀门四4和阀门五5的前端，污泥排出管15连接于阀门五5前端的污泥回流管14上，以通过关闭阀门五5，打开污泥排出管15上的阀门十10以排出沉淀于污泥浓缩区底部的污泥。

具体地，顶部生态区和生态净化区的顶部设有出气管50，以通过出气管50将位于顶部生态区和生态净化区的顶部的气体进行排出；出气管50的出气口设有出气帽，以防治外界异物进入出气管50。

实施例4：

如图1所示，结合实施例1至3的技术方案，本实施例中，侧边生态区为多层斗形结构，从而便于水体在多层结构的侧向生态区内逐级流动，最后再从侧边生态区底部出水端连通的下排水管17进行出水；侧边生态区内设有吸附填料80，侧边生态区和顶部生态区内设有水生生物，以通过吸附填料80提供水生植物70的养分吸收地；顶部生态区和侧边生态区设置有水生植物70借以附着生长的基质、水生植物70、小型水生动物等；顶部生态区和侧边生态区可以以生态浮岛、人工湿地、水族箱等形式存在，根据具体情况设置水生植物70。

相对现有技术，具有以下有益效果：

1.集成度高，相比各个功能单元分体建设的方式大大减少了占地面积和工程造价；

2.生物滤池交替处于上向流和下向流两种运行形式，增加了微生物种类，充分发挥和利用了微生物的净化作用；

3.反冲洗水在滤池内部得到净化，系统本身排污量小，且滤池反冲洗时设备正常运行，提高出水效率；

4.避免了相同功能的工艺段分两个以上并列设置的问题，减少工程投资；

5.污泥内回流减少药剂的投加量；

6.池体顶部及侧面设生态池，利用生态功能进一步去除污染物；在保证污水处理效果的同时，池体具有良好的景观效果；

7.通过在滤板21上设置透气通水装置20，以实现下向流生物滤池时气体能够通过透气通水装置20进入生物净化区内的滤料，水通过透气通水装置20穿过滤板21进入到回流支管13，以使气体的向上运动和水的向下运动不受阻隔，提高下向流生物滤池运行时曝气效率和出水水质。

以上，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术对以上实施例所做的任何改动修改、等同变化及修饰，均属于本技术方案的保护范围。

Claims (9)

1.一种双向流曝气生物生态池,其特征在于，包括池体，所述池体内设有生物净化区、絮凝区、污泥浓缩区、沉淀区以及顶部生态区，所述池体外侧设有侧边生态区，所述絮凝区位于所述生物净化区一侧并通过连通管(22)与所述生物净化区底部进行连通，所述絮凝区与所述污泥浓缩区和所述沉淀区连通，所述顶部生态区设于所述池体上部并与所述沉淀区连通；还包括进水总管(11)和回流管(12)，所述进水总管(11)分别连通于所述生物净化区的上部和底部，所述回流管(12)连通于所述生物净化区顶部和所述絮凝区；所述生物净化区底部通过回流支管(13)连通于所述回流管(12)上；所述生物净化区底部连通有曝气管(19)；所述生物净化区底部设有滤板(21)，所述滤板(21)上均布设有多个透气通水装置(20)；

所述透气通水装置(20)包括管体(201)、集气罩(202)、球形通道(203)以及小球(204)，所述管体(201)设于所述滤板(21)上，所述管体(201)的一端设有半圆套盖(205)，所述半圆套盖(205)上和所述管体(201)的一端设有多个通水孔(207)，所述管体(201)内设有集气通道(206)，所述球形通道(203)连通于所述集气通道(206)的一端，所述集气罩(202)连通于所述集气通道(206)的另一端，所述球形通道(203)与所述半圆套盖(205)上设有透气孔(208)，所述小球(204)设于所述球形通道(203)内并位于所述集气通道(206)上。

2.根据权利要求1所述的双向流曝气生物生态池，其特征在于，所述集气通道(206)内设有限位环(209)，所述小球(204)的一端设有限位杆(210)，所述限位杆(210)位于所述限位环(209)内，所述限位杆(210)的端部设有限位部(211)。

3.根据权利要求1所述的双向流曝气生物生态池，其特征在于，还包括污泥回流管(14)，所述污泥回流管(14)分别连通于所述污泥浓缩区与所述回流管(12)上，所述污泥回流管(14)上和所述顶部生态区底部还连通有污泥排出管(15)。

4.根据权利要求3所述的双向流曝气生物生态池，其特征在于，还包括上排水管(16)和下排水管(17)，所述上排水管(16)连通于所述顶部生态区底部，所述下排水管(17)连通于所述侧边生态区底部；所述上排水管(16)上设有阀门八(8)，所述下排水管(17)上设有阀门九(9)。

5.根据权利要求3所述的双向流曝气生物生态池，其特征在于，所述进水总管(11)上设有阀门一(1)和阀门二(2)，所述回流管(12)上设有阀门三(3)和阀门六(6)，所述回流支管(13)上设有阀门四(4)，所述污泥回流管(14)上设有阀门五(5)，所述曝气管(19)上设有阀门七(7)，所述污泥排出管(15)上设有阀门十(10)。

6.根据权利要求5所述的双向流曝气生物生态池，其特征在于，所述生物净化区内设有过滤填料(30)，所述沉淀区设有蜂窝状斜管或斜板填料(40)，所述絮凝区设有涡流絮凝球(60)。

7.根据权利要求6所述的双向流曝气生物生态池，其特征在于，所述顶部生态区和所述生态净化区的顶部设有出气管(50)，所述出气管(50)的出气口设有出气帽。

8.根据权利要求7所述的双向流曝气生物生态池，其特征在于，所述回流管(12)上连接有循环泵(18)。

9.根据权利要求1所述的双向流曝气生物生态池，其特征在于，所述侧边生态区为多层斗形结构，所述侧边生态区内设有吸附填料(80)，所述侧边生态区和所述顶部生态区内设有水生生物。

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