CN112645455B - 一种自清洗式脱氮除磷生物滤池及生活污水处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种自清洗式脱氮除磷生物滤池及生活污水处理系统。本发明包括滤池本体和设置于滤池本体中的填料单元，填料单元中填充有脱氮除磷轻质填料，底部设置切向进水装置，装置的进水口为切向进水口；本发明的处理系统进一步包含预处理池、自清洗式脱氮除磷生物滤池、接触曝气生物流化池、沉淀池和消毒除磷池；预处理池与生活污水收集口连接，消毒除磷池与处理水排出口连接，处理后的出水可以用于农田灌溉或冲厕等生活用水。本发明结合农村生活污水的特点，解决了传统工艺中生物滤池的堵塞问题，以及传统污水处理工艺除磷效果差的难题，大大提高系统的脱氮除磷能力。

Description

一种自清洗式脱氮除磷生物滤池及生活污水处理系统

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种自清洗式脱氮除磷生物滤池及生活污水处理系统。

背景技术

农村生活污水的随意排放是造成农村环境污染，制约农村经济发展的重要因素，其中生活污水的达标处理是环境整治的重要一环。目前，农村生活污水的随意排放是造成农村环境污染，危害农村居民身心健康，制约农村经济发展的重要因素，随着社会的发展，农村生活污水的处理虽然逐步得到了改善，但仍然存在着严重的问题，比如农村经济基础薄弱，资金匮乏，缺少专业技术人员，污水排放较分散，管理水平低等问题，现有技术中的农村生活污水处理系统主要利用生物消化的方法进行污水处理的装置，该方法净化效率高，能源消耗低，在社会上得到了较大的认可度，但这种方法存在的弊端也较为严重，尤其对于生物滤池来说，堵塞一直是亟待解决的难题，此外，生化法处理技术中磷的低去除率也一直未得到有效解决，实际运用中，需要通过人工添加除磷药剂来实现磷的去除。

鉴于此，克服以上现有技术中的缺陷，提供一种防堵塞且有较好除磷效果的新型农村生活污水处理装置及处理系统已成为本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

1.要解决的问题

针对传统生物滤池运行过程中的堵塞以及传统的间歇式反冲洗对滤料表面生物膜冲击造成的处理效果降低等问题，本发明提供一种自清洗式脱氮除磷生物滤池，包括滤池本体和设置于滤池本体中的填料单元，填料单元中填充有密度为0.9-1.1g/cm³的轻质除磷填料，填料在重力作用下呈非漂浮态；滤池底部设置切向进水装置，装置的进水口为切向进水口，结合进水方向周期性的改变，轻质填料在使用时会发生膨胀和回落，切向进水的进水方式，在滤池本体中形成两种方向的抬升水流，使得除磷轻质填料可以不断地变换膨胀和回落高度，实现填料孔隙间杂物的清理，还可以防止填料表层生物膜因过度生长堵塞孔隙，实现生物滤池自清洗功能，解决了现有技术中的滤池堵塞问题，同时也解决了传统滤池定期清洗造成的生物膜损坏严重，系统净化效果降低的问题。

进一步地，本发明提供一种自清洗式生活污水处理系统，包括依次连接的预处理池、自清洗式脱氮除磷生物滤池、曝气池和沉淀池，通过设置不同的出水口高度使得系统实现污水自流动，无需额外设置抽水泵，降低能源消耗和处理成本，提高污水处理的经济效益。

2.技术方案

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

本发明提供一种自清洗式脱氮除磷生物滤池，包括滤池本体和填料单元，填料单元设置于滤池本体中，填料单元中设置有脱氮除磷轻质填料，轻质填料的密度为0.9-1.1g/cm³；自清洗式脱氮除磷生物滤池包括进水模块；进水模块包括切向进水装置，切向进水装置设置于填料单元的下方；切向进水装置包括至少2个可驱动水流向某一方向旋转的进水口，且至少2 个进水口驱动水流的运动方向互不相同。

优选地，自清洗式脱氮除磷生物滤池还包括曝气模块；曝气模块包括进气孔，进气孔设置于填料单元下方；曝气模块包括曝气主管和曝气支管，曝气主管设置有曝气泵，曝气支管与曝气主管相连通，且曝气支管上设置有曝气盘，曝气盘设置有进气孔。

优选地，旋流进水装置包括切向进水口Ⅰ和切向进水口Ⅱ，切向进水口Ⅰ和切向进水口Ⅱ的进水方向沿滤池本体内壁的切线方向设置；切向进水口Ⅰ驱动水流向进水方向Ⅰ旋转，切向进水口Ⅱ驱动水流向进水方向Ⅱ旋转，且进水方向Ⅰ与进水方向Ⅱ不相同；切向进水口Ⅰ和切向进水口Ⅱ均设置有阀门。

优选地，轻质填料的粒径为10-25mm。

本发明提供一种自清洗式生活污水处理系统，包括依次连接的预处理池、自清洗式脱氮除磷生物滤池、曝气池和沉淀池，自清洗式脱氮除磷生物滤池为上述的一种自清洗式脱氮除磷生物滤池；自清洗式脱氮除磷生物滤池的出水口Ⅰ的离地高度为H₁，曝气池的出水口Ⅱ的离地高度为H₂，沉淀池的出水口Ⅲ的离地高度为H₃，H₁＞H₂＞H₃。

优选地，曝气池为接触曝气生物流化池，接触曝气生物流化池中设置有流化池填料和曝气装置，曝气装置设置于流化池填料下部；和/或流化池填料的粒径为10-20mm，流化池填料的比表面积≥4000m²/m³，流化池填料的空隙率为90％-98％。

优选地，预处理池和自清洗式脱氮除磷生物滤池之间设置有流量调节池；流量调节池的进水口与预处理池的出水口相连通，流量调节池的出水口与自清洗式脱氮除磷生物滤池的进水口相连通。

优选地，自清洗式脱氮除磷生物滤池底部、曝气池底部和沉淀池底部均设置有污泥出口。

优选地，沉淀池的出水口设置有消毒除磷池，消毒除磷池设置有至少2个除磷单元，除磷单元由上至下依次设置，且相邻的除磷单元之间使用隔栅隔开；除磷单元包括紫外灯和吸附材料，紫外灯设置于吸附材料的上方；吸附材料的密度≥0.9g/cm³。

优选地，吸附材料为轻质填料，吸附材料包括10-80体积份密度为0.9-0.99g/cm³的轻质填料和30-90体积份密度为1-1.1g/cm³的轻质填料，和/或密度为0.9-0.99g/cm³的吸附材料的表面负载有光催化材料，光催化材料为纳米TiO₂、纳米ZnO、纳米SnO₂、纳米ZrO₂和纳米 CdS中的一种或多种。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

(1)本发明的一种自清洗式脱氮除磷生物滤池，包括滤池本体和设置于滤池本体中的填料单元，填料单元中填充轻质填料，结合填料单元底部的具有切向进水口的进水装置，在滤池本体中形成两个方向的抬升水流，轻质填料在使用时会发生不断地膨胀和回落过程，轻质填料的轻质特性结合系统运行中水动力的变化实现自主清洗作用原理，防止水体中悬浮颗粒物和生物膜的过度生长而堵塞孔隙，保证了滤池长期稳定高效的水质净化能力，解决了现有技术中的传统生物滤池随着时间推移而逐渐堵塞，处理效果逐渐变差的问题，同时也解决了间歇式的定期清洗滤池造成的生物膜损坏严重，系统净化效果降低以及清洗水处理难的问题。

(2)本发明的一种自清洗式脱氮除磷生物滤池，切向进水装置包括两个进水方向相同的切向进水口，采用旋流布水和切换进水方向的方式，通过改变进水的水动力条件，实现轻质材料间的膨胀、翻滚、回落的过程，结合轻质材料本身的特性，将物理过滤吸附及生物吸附降解有机耦合，大幅提升系统对污染物的降解效率。

(3)本发明的一种自清洗式生活污水处理系统，预处理池、自清洗式脱氮除磷生物滤池、曝气池和沉淀池之间具有高度差，设计高差实现污水重力自流，无需使用额外的抽水装置，降低系统能耗，提高污水处理系统的经济效益。

(4)本发明的一种自清洗式生活污水处理系统，消毒除磷池作为水质强化处理工段，大幅提升系统降解有机物、除磷、杀菌的能力，解决了传统生化工艺对磷去除效率低的难题；通过利用不同密度轻质填料有效提升了系统的吸附能力和填料与水体的接触面积，强化除磷材料缓释钙、铁离子去除水体中的磷，对系统降解有机物、除磷、杀菌具有较好的提升，解决了传统生化工艺需人工添加除磷药剂的难题，节约了处理成本，简化了工艺难度。

附图说明

图1是本发明的自清洗式脱氮除磷生物滤池的结构示意图；

图2为本发明的自清洗式脱氮除磷生物滤池的底部结构示意图；

图3为实施例1的自清洗式生活污水处理系统的结构示意图；

图4为实施例2的自清洗式生活污水处理系统的结构示意图；

图5为实施例2的消毒除磷池的结构示意图；

图6为实施例2中化学需氧量的去除效果；

图7为实施例2中总氮的去除效果；

图8为实施例2中氨氮的去除效果；

图9为实施例2中总磷的去除效果；

图10为实施例5的进水方向示意图。

图中：

100、预处理池；110、污水收集口；120、连通管；

200、流量调节池；210、调节池出水管；220、潜污泵；

300、自清洗式脱氮除磷生物滤池；310、填料单元；321、切向进水口Ⅰ；322、切向进水口Ⅱ；323、切向进水管Ⅰ；324、进水方向Ⅰ；325、切向进水管Ⅱ；326、进水方向Ⅱ；330、污泥出口Ⅰ；340、生物滤池出水管；350、曝气模块；351、曝气主管；352、曝气支管；353、曝气盘；

400、曝气池；410、引流板；420、污泥出口Ⅱ；430、挡物板；440、曝气盘；450、曝气池出水管；460、承托板；

500、沉淀池；510、斜板；520、沉淀池出水管；530、集泥斗；540、排泥阀；

600、消毒除磷池；610、除磷单元；611、紫外灯；612、处理腔；620、处理水排放口。

具体实施方式

下面结合附图和示例性实施例详细描述了本发明。但是，应当理解，可在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下进行各种修改和变型。详细的描述和附图应仅被认为是说明性的，而不是限制性的，如果存在任何这样的修改和变型，那么它们都将落入在此描述的本发明的范围内。此外，背景技术旨在为了说明本技术的研发现状和意义，并不旨在限制本发明或本申请和本发明的应用领域。

实施例1

本发明提供一种自清洗式脱氮除磷生物滤池，如图1所示，包括滤池本体、填料单元310、曝气模块350和进水模块，填料单元310设置于滤池本体中。本发明的自清洗式脱氮除磷生物滤池300通过生物滤池的物理过滤吸附，以及兼氧微生物的吸附降解，进而去除污水中的 BOD(生化需氧量)、N(氮)、P(磷)。

如图2所示，曝气模块350包括进气孔，进气孔设置于填料单元310下方。曝气模块350 包括曝气主管351和曝气支管352，曝气主管351设置有曝气泵，曝气泵用于向曝气主管351 中通入气体。曝气主管351上设置有若干个曝气支管352，曝气支管352与曝气主管351相连通。曝气支管352上分布有曝气盘353，曝气盘353设置有进气孔，通过曝气盘353向生物滤池中曝气，控制水体中溶解氧在1-2mg/L左右，还可以增大曝气面积。值得说明的是，曝气模块350的主要功能为控制生物滤池溶解氧和辅助检修，一般不进行开启，在定期检修时可开启，每次运行总时长为30-60min，分3次运行，单次运行时间为10-20min，间隔为 15min。

进水模块包括切向进水装置，切向进水装置设置于滤池本体的底部。切向进水装置包括至少2个可驱动水流向某一方向旋转的进水口，且至少其中的2个进水口驱动水流的运动方向互不相同。进一步说明，本发明的进水口只要实现驱动水流的旋转方向不同即可，设置位置不限于装置底部和装置侧壁。优选地，进水口的进水方向与滤池本体的内壁相切，可实现较佳的使用效果。在本实施例中，如图2所示，旋流进水装置包括切向进水口Ⅰ321和切向进水口Ⅱ322，切向进水口Ⅰ321和切向进水口Ⅱ322的进水方向沿滤池本体内壁的切线方向设置。切向进水口Ⅰ321驱动水流向进水方向Ⅰ324旋转，切向进水口Ⅱ322驱动水流向进水方向Ⅱ326 旋转，且进水方向Ⅰ324与进水方向Ⅱ326不相同。切向进水口Ⅰ321设置有切向进水管Ⅰ323，切向进水口Ⅱ322设置有切向进水管Ⅱ325，本实施例中的切向进水管Ⅰ323和切向进水管Ⅱ 325互相平行，且切向进水管Ⅰ323和切向进水管Ⅱ325上均设置有阀门。进一步说明本发明的切向进水装置的控制方法：切向进水管Ⅰ323和切向进水管Ⅱ325上设置的阀门为电磁阀，切向进水口Ⅰ321和切向进水口Ⅱ322可通过电磁阀实现切换，电磁阀切换间隔为24h。当切向进水口Ⅰ321上的阀门开启时，切向进水口Ⅱ322的阀门关闭，使得水流的旋流旋转方向为进水方向Ⅰ324，24h后，关闭进水口Ⅰ321上的阀门，开启切向进水口Ⅱ322的阀门，此时水流的旋转方向为进水方向Ⅱ326。变换切向进水的进水方式，在滤池本体中形成两种方向的抬升水流，使得除磷轻质填料可以不断地变换膨胀和回落高度，实现填料孔隙间杂物的清理，还可以防止填料表层生物膜因过度生长堵塞孔隙，进而实现生物滤池自清洗功能。进一步说明，本发明采用周期性切向进水的方式去除杂质，水清洗的力度小且持续时间长，既不影响微生物的黏附，还可以将不具有黏附作用的杂质从填料上洗脱，也不会产生清洗水和杂物。现有技术中使用的定期大冲洗方式会产生大量的清洗污水，破坏填料上附着的生物膜，本发明利用持续性、轻力度的冲洗，实现了生物滤池自清洗功能，解决了现有技术中的滤池堵塞问题，同时也解决了传统滤池定期清洗造成的生物膜损坏严重，系统净化效果降低的问题。

填料单元310由带孔承托板承托，承托板与曝气盘353的距离为5-15cm。填料单元310 中设置有轻质填料，其密度为0.9-1.1g/cm³，粒径为10-25mm，轻质填料在一定水压条件下，可随水流浮动。在旋流布水条件下，轻质填料会发生适度膨胀，当进水模块停止进水时，轻质填料会回落；经过电磁阀切换，水流方向和膨胀高度会有所不同，因而实现材料孔隙间杂物的清理，由于材料不断地的膨胀与回落运动使得滤池不会因水体中漂浮颗粒物以及材料表面的生物膜的过度生长而堵塞孔隙，因此实现生物滤池的自清洗功能。本发明的自清洗是指：自清洗式脱氮除磷生物滤池在运行过程中，过滤截留水体悬浮物或生长的兼氧微生物会填充填料间的孔隙，在相同水流量条件下，填料承受来自水的压力增大，所受承载力提高，填料膨胀和回落的高度会有所变化，直至排除堵塞物质完成系统的自清洗工作，自清洗工作不会破坏填料表面的生物膜，保证了系统长效稳定的运行。

在本实施例中，脱氮除磷轻质填料主要由干粉砂浆与水、发泡剂通过搅拌制得，其多孔的表面易向水体中释放Ca²⁺、Fe³⁺，与水体中的磷酸盐形成磷酸钙、磷酸铁沉淀实现除磷目的，因此自清洗式脱氮除磷生物滤池300具有同步脱氮除磷能力。不仅如此，本发明的轻质填料通过特定发泡成孔工艺，具有较大的比表面积以及凹凸起伏的三维界面，为微生物提供附着场所，增大系统生物量。轻质填料中的干粉砂浆包括质量分数为90％-99％的粘凝材料和质量分数为1％-4％的稳泡剂，其中，粘凝材料一般由40-80重量份的硅酸盐类水泥、10-30重量份的硫铁矿粉末、5-20重量份的硅藻土、5-20重量份的硅灰和0-10份的其他杂质物质组成。本实施例所使用的硫铁矿粉末包括黄铁矿或磁黄铁矿，本实施例所使用的发泡剂为化学发泡剂或物理发泡剂，例如双氧水或过碳酸钠等。在制备过程中，加入水的质量为加入的粘凝材料的质量的45％-65％，加入发泡剂的质量为加入的粘凝材料的质量的3％-7％，可以得到使用效果较好的轻质填料。进一步说明轻质填料的制备方法：

S100、将硅酸盐类水泥、稳泡剂、硫铁矿粉末、硅藻土、硅灰混合搅拌，得到干粉砂浆，搅拌的速度为30-150r/min，搅拌的时间为20-60s；

S200、向上述混合均匀的干粉砂浆中加入水进行搅拌，得到流动砂浆，搅拌的速度为150- 300r/min，搅拌的时间为100-300s。

S300、向上述流动砂浆中加入发泡剂进行搅拌，制得缓释浆料，搅拌的速度为250-500r/min，搅拌的时间为20-45s。

S400、将步骤S300的缓释浆料根据工程需要制备成不同尺寸和形状的模块后，脱模养护成型。

本发明的自清洗式脱氮除磷生物滤池300通过轻质填料的运用，结合旋流布水的进水方式，使得轻质填料在处理过程中会发生周期性的自我膨胀和回落，有效地避免了传统滤料在运用过程中发生的堵塞、板结、水质净化效果减弱的问题。

基于上述生物滤池，本发明进一步提供一种自清洗式生活污水处理系统，处理效率约为 10-70吨/日，包括按照污水流动方向依次连接的预处理池100、自清洗式脱氮除磷生物滤池 300、曝气池400和沉淀池500，其中预处理池100与污水收集口110连接，污水收集口110 与外部污水管道连接。本发明的污水处理系统可一体化包装置于地面、完全或部分埋于地下，也可以作为移动式污水处理装置。进一步说明，如图3所示，预处理池100的下部通过预处理池出水管与自清洗式脱氮除磷生物滤池300的下部进水口相连通，自清洗式脱氮除磷生物滤池300的上部设置出水口Ⅰ，出水口Ⅰ通过生物滤池出水管340与曝气池400下部的进水口相连通，曝气池400上部的出水口Ⅱ通过曝气池出水管450与沉淀池500的进水口相连通。自清洗式脱氮除磷生物滤池300的出水口Ⅰ的离地高度为H₁，曝气池400的出水口Ⅱ的离地高度为H₂，沉淀池500的出水口Ⅲ的离地高度为H₃，H₁＞H₂＞H₃。自清洗式脱氮除磷生物滤池300底部设置有污泥出口Ⅰ330，曝气池400底部设置有污泥出口Ⅱ420，可定期排出装置中的污泥。

曝气池400为接触曝气生物流化池，接触曝气生物流化池中设置有流化池填料和曝气装置440，曝气装置440设置于流化池填料下部。曝气装置440用于维持水体中有充足的溶解氧，并实现生物活性填料的流化状态。曝气装置440可以是与生物滤池具有相同结构的曝气模块350，也可以是其他具有曝气功能的曝气管或曝气盘等结构。流化池填料为立方体颗粒，设置于承托板460上。优选地，流化池填料粒径为10-20mm，流化池填料的比表面积≥4000m²/m³，流化池填料的空隙率为90％-98％。流化池填料可固化微生物形成微型生物反应器，由内而外分别生长有厌氧、兼氧和好氧菌群，在曝气条件下在曝气池400内呈流化状况。流化池填料使用可流化态的填料，包括但不限于高分子纤维以及塑料等材料。当污水进入曝气池400中时，流化池填料在引流板410作用下，从引流板410右侧进入不含曝气装置440的左侧，在重力作用下流化池填料沉到挡物板430上，挡物板430位于承托板460上方，与承托板460形成30°夹角，下沉填料从挡物板430进入曝气区，形成循环，填料的流化状态增大生物填料与污染物的接触面积，提高污水中COD(化学需氧量)、N(氮)的去除效率，同时在引流板410分隔下两侧形成好氧/缺氧区，提升系统对总氮的去除效率。

污水经曝气池出水管450流入沉淀池500，沉淀池500顶部设置有斜板510，斜板510之间互相平行设置，且斜板510的倾角为45-60°。沉淀池500底部为集泥斗530，污泥经集泥斗530上的排泥阀540排出。

实施例2

本实施例的基本内容通实施例1，其不同之处在于，如图4所示，在本实施例中，预处理池100和自清洗式脱氮除磷生物滤池300之间设置有流量调节池200。流量调节池200的进水口与预处理池100的出水口通过连通管120相连通，流量调节池200的出水口与自清洗式脱氮除磷生物滤池300的进水口通过调节池出水管210相连通。流量调节池200中设置有显示液位高低的电磁浮球和潜污泵220，其与中控系统相连，可控制流量调节池200内的潜污泵220的运行与关闭，在液位高于低液位条件下，潜污泵220会正常进水，液位低于低液位，潜污泵220将停止运行。

沉淀池500的出水口通过沉淀池出水管520与消毒除磷池600相连通，消毒除磷池600 的高度约为曝气池400高度的1/2。如图5所示，消毒除磷池600设置有至少2个除磷单元610，在本实施例中，除磷单元610设置有3个。除磷单元610由上至下依次设置，且相邻的除磷单元610之间使用隔栅隔开，消毒除磷池600的进水口设置于除磷单元610的下方。格栅的间距为100-200mm，可作为轻质材料的承载物，也是将消毒除磷池600分隔成层状除磷单元610的隔板，其中在格栅表面含有网罩。除磷单元610中设置有紫外灯611，进一步杀灭水体中菌类，去除水体中残留的有机污染物。除磷单元610中的紫外灯611以外的空间形成用于处理污水的处理腔612，处理腔612中设置有吸附材料。紫外灯611设置于吸附材料的上方，吸附材料的密度≥0.9g/cm³。消毒除磷池600作为水质强化处理工段，大幅提升系统降解有机物、除磷、杀菌的能力，解决了传统生化工艺对磷去除效率低的难题。

进一步说明，吸附材料为上述的轻质填料，吸附材料包括10-80体积份密度为0.9-0.99g/cm³的轻质填料和30-90体积份密度为1-1.1g/cm³的轻质填料，一般在使用时，密度大的轻质填料的体积占比略大于密度小的轻质填料。密度为0.9-0.99g/cm³的吸附材料的表面还可以负载有光催化材料，光催化材料为纳米TiO₂、纳米ZnO、纳米SnO₂、纳米ZrO₂和纳米CdS中的一种或多种。优选地，密度为0.9-0.99g/cm³的轻质填料上负载的光催化材料为纳米晶TiO₂光催化膜。污水由消毒除磷池600的进水口进入后，由下至上进入除磷单元610，经负载有光催化膜的轻质填料，在紫外灯611照射下，其中部分密度较大的填料可以向水体中释放Ca²⁺、Fe³⁺，进一步去除水体中的P(磷)，处理达标的污水通过处理水排放口620排出，处理水排放口620与收集管道连接或与人工湿地相连。处理出水达到国家污水排放一级A标准，可直接用于农田灌溉或冲厕等生活用水。

农村生活污水处理过程中因为分布较为分散、水质波动大、缺乏专业技术人员的特点，传统投加除磷药剂的除磷方式很难满足农村地区生活污水处理要求。针对传统生化处理方法中依赖投加除磷药剂的方式去除磷不适用于农村生活污水处理的问题，本发明利用不同密度轻质填料，可以有效去除磷，材料本身可以缓释钙、铁离子，与水体中磷酸跟离子形成沉淀去除，同时吸附材料自身具有的多孔、大比表面积的特点，大幅提升材料的吸附能力，对系统降解有机物、除磷、杀菌具有较好的提升。消毒除磷池600通过使用不同密度的轻质材料，使得轻质材料处于不同的状体，有效提升了系统对有机物、磷以及细菌的去除效果，解决了传统生化工艺需人工添加除磷药剂的难题，节约了处理成本，简化了工艺难度。

利用本实施例的处理系统处理农村生活污水，系统处理温度为20℃左右，水力停留的总时间为6-9h。出来后的出水稳定达到一级A标准，对总氮的去除率达到65％，化学需氧量的去除率达到80％，总磷的去除率达到90％左右，污水处理效果见附图1-4，图6为化学需氧量，图7为总氮，图8为氨氮，图9为总磷。不仅如此，相比较实施例1，增加消毒除磷池600后，系统对氨氮、总氮的去除效果有轻微升高，对化学需氧量的去除率提高10％，且随着进水浓度的升高，总磷和总氮的去除率显著增加。

实施例3

本实施例的基本内容通实施例2，其不同之处在于：在本实施例中，将本发明的污水处理系统用作移动式黑臭水体处理装置。本实施例的污水处理系统不设置流量调节池200，在黑臭水体易发的夏秋季节，将污水处理系统安置于河流旁安全位置，利用潜污泵220将待治理的黑臭水体抽入预处理池100。预处理池100直接与自清洗式脱氮除磷生物滤池300相连，并依次通过接触曝气池400、沉淀池500和消毒除磷池600，再经处理水排放口620连接收集管道排入河流下游，补给河流生态水量。污水处理系统可以大幅削减河流黑臭水体中的有机污染物、氨氮和磷，如果出水指标对水体中大肠杆菌等菌类没有指标要求，可以进一步取消消毒除磷池600中的紫外灯611。

实施例4

本实施例的基本内容通实施例2，其不同之处在于：在本实施例中，所使用的轻质填料为专利号为CN110002806A的说明书的具体实施方式中，实施例1-6任意一项实施例公开的轻质缓释脱氮除磷材料，且本实施例的处理效果与实施例2基本相同。

实施例5

本实施例的基本内容通实施例2，其不同之处在于：在本实施例中，如图10所示，旋流进水装置包括切向进水口Ⅰ321和切向进水口Ⅱ322，切向进水口Ⅰ321和切向进水口Ⅱ322的进水方向沿滤池本体内壁的切线方向设置。切向进水口Ⅰ321设置有切向进水管Ⅰ323，切向进水口Ⅱ322设置有切向进水管Ⅱ325，本实施例中的切向进水管Ⅰ323和切向进水管Ⅱ325互相不平行。本发明中的进水口不局限于只设置有2个，也可以设置多个，只需保证其中2个进水口使得水流旋转方向不同即可。使用本实施例中的装置对污水进行处理，处理效果与实施例 2基本相同。

更具体地，尽管在此已经描述了本发明的示例性实施例，但是本发明并不局限于这些实施例，而是包括本领域技术人员根据前面的详细描述可认识到的经过修改、省略、例如各个实施例之间的组合、适应性改变和/或替换的任何和全部实施例。权利要求中的限定可根据权利要求中使用的语言而进行广泛的解释，且不限于在前述详细描述中或在实施该申请期间描述的示例，这些示例应被认为是非排他性的。在任何方法或过程权利要求中列举的任何步骤可以以任何顺序执行并且不限于权利要求中提出的顺序。因此，本发明的范围应当仅由所附权利要求及其合法等同物来确定，而不是由上文给出的说明和示例来确定。

Claims (10)

1.一种自清洗式脱氮除磷生物滤池，包括滤池本体和填料单元(310)，所述填料单元(310)设置于滤池本体中，其特征在于：所述填料单元(310)中设置有轻质填料，所述轻质填料的密度为0.9-1.1g/cm³；

所述自清洗式脱氮除磷生物滤池(300)包括进水模块；所述进水模块包括切向进水装置，所述切向进水装置设置于填料单元(310)的下方；所述切向进水装置包括至少2个可驱动水流向某一方向旋转的进水口，且至少2个进水口驱动水流的运动方向互不相同；

滤池底部设置切向进水装置，在滤池本体中形成两种方向的抬升水流，使得除磷轻质填料可以不断地变换膨胀和回落高度。

2.根据权利要求1所述的一种自清洗式脱氮除磷生物滤池，其特征在于：所述自清洗式脱氮除磷生物滤池(300)还包括曝气模块(350)；所述曝气模块(350)包括进气孔，所述进气孔设置于填料单元(310)下方；

所述曝气模块(350)包括曝气主管(351)和曝气支管(352)，曝气主管(351)设置有曝气泵，所述曝气支管(352)与曝气主管(351)相连通，且曝气支管(352)上设置有曝气盘(353)，所述曝气盘(353)设置有进气孔。

3.根据权利要求1所述的一种自清洗式脱氮除磷生物滤池，其特征在于：所述旋流进水装置包括切向进水口Ⅰ(321)和切向进水口Ⅱ(322)，所述切向进水口Ⅰ(321)和切向进水口Ⅱ(322)的进水方向沿滤池本体内壁的切线方向设置；

所述切向进水口Ⅰ(321)驱动水流向进水方向Ⅰ(324)旋转，所述切向进水口Ⅱ(322)驱动水流向进水方向Ⅱ(326)旋转，且进水方向Ⅰ(324)与进水方向Ⅱ(326)不相同；所述切向进水口Ⅰ(321)和切向进水口Ⅱ(322)均设置有阀门。

4.根据权利要求1所述的一种自清洗式脱氮除磷生物滤池，其特征在于：所述脱氮除磷轻质填料的粒径为10-25mm。

5.一种自清洗式生活污水处理系统，其特征在于：包括依次连接的预处理池(100)、自清洗式脱氮除磷生物滤池(300)、曝气池(400)和沉淀池(500)，所述自清洗式脱氮除磷生物滤池(300)为权利要求1-4任意一项所述的一种自清洗式脱氮除磷生物滤池；所述自清洗式脱氮除磷生物滤池(300)的出水口Ⅰ的离地高度为H₁，所述曝气池(400)的出水口Ⅱ的离地高度为H₂，所述沉淀池(500)的出水口Ⅲ的离地高度为H₃，H₁＞H₂＞H₃。

6.根据权利要求5所述的一种自清洗式生活污水处理系统，其特征在于：所述曝气池(400)为接触曝气生物流化池，所述接触曝气生物流化池中设置有流化池填料和曝气装置(440)，所述曝气装置(440)设置于流化池填料下部；和/或

所述流化池填料的粒径为10-20mm，流化池填料的比表面积≥4000m²/m³，流化池填料的空隙率为90％-98％。

7.根据权利要求5所述的一种自清洗式生活污水处理系统，其特征在于：所述预处理池(100)和自清洗式脱氮除磷生物滤池(300)之间设置有流量调节池(200)；所述流量调节池(200)的进水口与预处理池(100)的出水口相连通，所述流量调节池(200)的出水口与自清洗式脱氮除磷生物滤池(300)的进水口相连通。

8.根据权利要求5所述的一种自清洗式生活污水处理系统，其特征在于：所述自清洗式脱氮除磷生物滤池(300)底部、曝气池(400)底部和沉淀池(500)底部均设置有污泥出口。

9.根据权利要求5所述的一种自清洗式生活污水处理系统，其特征在于：所述沉淀池(500)的出水口设置有消毒除磷池(600)，所述消毒除磷池(600)设置有至少2个除磷单元(610)，所述除磷单元(610)由上至下依次设置，且相邻的除磷单元(610)之间使用隔栅隔开；

所述除磷单元(610)包括紫外灯(611)和吸附材料，所述紫外灯(611)设置于吸附材料的上方；所述吸附材料的密度≥0.9g/cm³。

10.根据权利要求9所述的一种自清洗式生活污水处理系统，其特征在于：所述吸附材料为轻质填料，所述吸附材料包括10-80体积份密度为0.9-0.99g/cm³的轻质填料和30-90体积份密度为1-1.1g/cm³的轻质填料，和/或

所述密度为0.9-0.99g/cm³的吸附材料的表面负载有光催化材料，所述光催化材料为纳米TiO₂、纳米ZnO、纳米SnO₂、纳米ZrO₂和纳米CdS中的一种或多种。

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