CN116002857A - 一种改造型反硝化深床滤池及改造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改造型反硝化深床滤池及改造方法，其中改造方法包括保留原V型滤池的主体结构不变；将原有的反冲洗气孔、反冲洗水孔进行结构封堵，同时重新开孔对接滤砖的配水通道形成反洗进水孔；将原有的滤板滤头、滤板支撑梁进行结构拆除，更换为滤砖进行铺设，并采用填充骨料进行滤砖间空隙填充；将原有的卵石承托层进行拆除，更换为多孔滤料支撑板；反冲洗气分配管末端与滤砖反冲洗进气支管相连接，其中滤砖反冲洗进气支管深入至滤砖内部的配气通道，为单组滤砖提供反冲洗所需的空气；上述改造方法并未对主体结构发生改变，工程实施周期短，避免了大规模的土建、设备二次投资。

Description

一种改造型反硝化深床滤池及改造方法

技术领域

本发明涉及反硝化深床滤池技术领域，特别是涉及一种改造型反硝化深床滤池及改造方法。

背景技术

随着我国经济的不断向前发展，人民对生态环境的保护意识愈来愈浓，城镇污水处理厂出水水质提标得到快速发展。基本由城镇污水处理厂污染物排放标准中的一级B标准提标至一级A标准，提标工程段主要采用滤池单元进行SS指标的降解(SS可由20mg/L→10mg/L)，其中，滤池单元应用比较多的工艺是V型滤池。

研究人员发现，V型滤池是快滤池的一种，特点是能够以恒定的水位进行过滤，通过滤料的机械截流和吸附架桥作用去除污水中的SS和部分有机物。V型滤池不仅可以保证滤后水的水质，还优化了过滤的工艺形式，同时联合自动化控制对滤池实现自动反冲洗。经过结合气洗、水洗的不同冲洗组合使滤层滤料呈现不同的膨胀效果，再通过滤层的表面冲洗，显著提高滤层的截污能力，增加滤料反冲洗的清洁度，提高滤池的过滤以及滤料反洗再生能力。一般来说，V型滤池采用细粒、均质单层石英砂滤料，有效粒径约0.9mm-1.35mm、滤床深度1.2m、长柄滤池布水布气形式。

但是进一步研发发现现有的V型滤池仍然存在一些缺陷：例如：

1、其不能满足污水厂进一步水质提升：针对滤池单元，在保证其过滤模式稳定去除SS指标的前提下，需保证尾水出水TN指标低于10mg/L(甚至个别地区低于5mg/L)，而现有存量工程应用的V型滤池因滤床深度、滤料级配选择、反冲洗布水布气形式等原因，不能建立起反硝化脱氮功能，无法实现现阶段水质提标；

2、不能作为TN指标达标的后保障工艺：近年来，随着配套截污管网不断完善，污水厂进水污染物浓度逐渐上升，经常出现进水氨氮、总氮、SS等超标现象，V型滤池有着良好的SS过滤效果，技术成熟，但无法直接用于去除总氮，特别是硝态氮的去除，如果因二级生化段TN指标瞬时不能达标，则通过V型滤池后的污水TN仍不能达标，不能作为TN达标的应急保障工艺，导致污水厂超标排放，影响附近水环境质量；

3、现状布水布气系统缺陷：V型滤池的布水布气系统因采用混凝土滤板、ABS滤头的形式，导致其滤板容易塌方、滤头老化，在反冲洗过程还存在反洗跑砂、滤料板结等问题，对整个水处理系统的安全稳定运行造成了很大影响。

4、滤池整体拆除、新建难度大:为保证污水厂现状水质提标，针对现状已建并投入使用的V型滤池工程，对其进行拆除并且新建为带有反硝化功能的其它形式滤池，难度很大且工程费用很高，因污水厂滤池已投入使用，一旦对其拆除、新建，工程建设周期很长，无法满足水厂当下运维需求。

上述缺陷只有通过新建反硝化深床滤池可以克服。

对此研究人员进一步认为，新建反硝化深床滤池替换原有的V型滤池工程成本也很高，但是如何能够节能节约实现构建以及改进V型滤池则能够解决上述技术问题。

发明内容

本发明提供一种改造型反硝化深床滤池及改造方法，用以克服现有技术中指出的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

本发明提供了一种改造型反硝化深床滤池，包括进水段、布水布气段以及排水段；

其中，所述进水段包括滤池总进水渠和单格滤池配水渠；所述滤池总进水渠与所述单格滤池配水渠连通；且所述单格滤池配水渠还与所述布水布气段的滤池本体连通；

所述布水布气段包括滤池本体以及在所述滤池本体内部自上而下依次设置的均质滤料层、多孔滤料支撑板、滤砖、填充骨料；所述滤砖单组端部设置有与其一一对应反洗进水孔；所述反冲洗气分配管、所述滤砖反冲洗进气支管设置在所述均质滤料层的底部内层；

沿着所述滤池竖直方向设置有反冲洗进气管；所述反冲洗气分配管首端与反冲洗进气管相连接，所述反冲洗气分配管末端则与所述滤砖反冲洗进气支管相连接，其中，所述滤砖反冲洗进气支管为多根，每根滤砖反冲洗进气支管均对应所述深入至一组所述滤砖内部，用于为单组所述滤砖提供反冲洗所需的空气；

所述排水段包括反冲洗排水渠、反冲洗进水管、产水出水井、产水管；由所述反洗进水孔形成的廊道腔体(位于反冲洗排水渠的下层)与所述产水管的一端连通，所述产水管的另一端则与所述产水出水井连通；

所述反冲洗进水管的一端也与反洗进水孔(15)形成的廊道腔体(位于反冲洗排水渠(4)的下层)连通，所述滤砖端部的滤砖反洗进水孔先后依次与经过反冲洗排水渠、反冲洗排水闸门顺序连通；反冲洗水通过所述滤砖端部的滤砖反洗进水孔进入，反洗后的废水通过反冲洗排水渠、反冲洗排水闸门后排出。

优选的，作为一种可实施方案；所述均质滤料层的粒径尺寸为1.7-3.4mm。

优选的，作为一种可实施方案；所述填充骨料还设置在相邻的所述滤砖的间空隙内，所述填充骨料还用于进行滤砖与池壁间空隙进行填充。

优选的，作为一种可实施方案；所述滤砖的长度方向沿所述滤池本体的宽度方向铺设。

本发明提供了一种改造方法，包括如下操作步骤：

步骤S1,保留原V型滤池的进水段的滤池总进水渠和单格滤池配水渠以及排水段的反冲洗排水渠、反冲洗排水闸门、反冲洗进水管、产水出水井、产水管的结构不变；

步骤S2,将原有的反冲洗气孔、反冲洗水孔进行结构封堵，同时重新开孔滤砖形成反洗进水孔；

步骤S3,将原有的滤板滤头、滤板支撑梁进行结构拆除，更换为滤砖进行铺设，并采用填充骨料进行滤砖间空隙填充；

步骤S4,将原有的卵石承托层进行拆除，更换为多孔滤料支撑板；

步骤S5,将原有的均质滤料层进行拆除，更换为均质滤料层，并且控制所述均质滤料层的粒径为1.7-3.4mm之间；

步骤S6,反冲洗气分配管末端与滤砖反冲洗进气支管相连接，其中滤砖反冲洗进气支管深入至滤砖内部，为单组滤砖提供反冲洗所需的空气；

步骤S7,反冲洗气分配管首端与反冲洗进气管相连接。

优选的，作为一种可实施方案；在步骤S4的执行过程中，原卵石层高度为450mm，更换后的多孔滤料支撑板厚度为25mm。

优选的，作为一种可实施方案；在步骤S5的执行过程中，原滤层深度约1.2m，更换后为1.83m。

与现有技术相比，本发明能达到的有益效果是：

本发明提供的一种改造型反硝化深床滤池及改造方法，其中，所述进水段包括滤池总进水渠和单格滤池配水渠；所述滤池总进水渠与所述单格滤池配水渠连通；且所述单格滤池配水渠还与所述布水布气段的滤池本体连通；

所述布水布气段包括滤池本体以及在所述滤池本体内部自上而下依次设置的均质滤料层、多孔滤料支撑板、滤砖、填充骨料；所述滤砖端部设置有多个滤砖反洗进水孔；所述反冲洗气分配管、所述滤砖反冲洗进气支管设置在所述均质滤料层的底部内层；

沿着所述滤池竖直方向设置有反冲洗进气管；所述反冲洗气分配管首端与反冲洗进气管相连接，所述反冲洗气分配管末端则与所述滤砖反冲洗进气支管相连接，其中，所述滤砖反冲洗进气支管为多根，每根滤砖反冲洗进气支管均对应所述深入至一组所述滤砖内部，用于为单组所述滤砖提供反冲洗所需的空气；

所述排水段包括反冲洗排水渠、反冲洗进水管、产水出水井、产水管；由由所述反洗进水孔形成的廊道腔体(位于反冲洗排水渠的下层)与所述产水管的一端连通，所述产水管的另一端则与所述产水出水井连通；所述反冲洗进水管的一端也与反洗进水孔(15)形成的廊道腔体(位于反冲洗排水渠(4)的下层)连通，所述滤砖端部的滤砖反洗进水孔先后依次与经过反冲洗排水渠、反冲洗排水闸门顺序连通；反洗进水通过所述滤砖端部的滤砖反洗进水孔进入，反洗后的废水通过反冲洗排水渠、反冲洗排水闸门后排出；所述滤池本体的侧壁处设置有反冲洗气孔、反冲洗水孔，且所述反冲洗气孔、反冲洗水孔通过封堵件进行封堵处理。

上述改造型反硝化深床滤池，具有提升水质，工艺运维稳定、设备使用寿命更长久等方面的技术优势。

附图说明

图1为现有技术中的现有的V型滤池的冲洗原理结构示意图；

图2为现有技术中提供的现有的V型滤池的一结构示意图；

图3为本发明提供的改造型反硝化深床滤池的冲洗原理结构示意图；

图4为本发明提供的改造型反硝化深床滤池的一结构示意图；

图5为本发明提供的改造型反硝化深床滤池的的局部结构示意图。

其中：滤池总进水渠1、单格滤池配水渠2、反冲洗排水闸门3、反冲洗排水渠4、反冲洗气孔5、反冲洗水孔6、反冲洗进气管7、反冲洗进水管8、产水出水井9、产水管10、均质滤料层11、卵石承托层12、滤板滤头13、滤板支撑梁14、滤砖反洗进水孔15、均质滤料层16、反冲洗气分配管17、滤砖反冲洗进气支管18、多孔滤料支撑板19、滤砖20、填充骨料21。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

参见图1-图2，现有技术中提供一种V型滤池，其主要组成包括：滤池总进水渠1、单格滤池配水渠2、反冲洗排水闸门3、反冲洗排水渠4、反冲洗气孔5、反冲洗水孔6、反冲洗进气管7、反冲洗进水管8、产水出水井9、产水管10、均质滤料层11(粒径0.9-1.35mm)、卵石承托层12、滤板滤头13、滤板支撑梁14等结构。

现状已投运V型滤池运行过程如下：①正常过滤模式下：总进水进入滤池总进水渠1，再通过单格滤池配水渠2分配至各格滤池，进水依次通过均质滤料层11(0.9～1.35mm)、卵石承托层12、滤板滤头13、产水管10后，至产水出水井9，最终达标排放；②反冲洗模式下：反冲洗气通过反冲洗进气管7，反冲洗水通过反冲洗进水管8共同进入滤板支撑梁14-处的空间，再通过反冲洗水孔6(方孔)、反冲洗气孔5进行均匀分配，然后逆向依次通过滤板滤头13、卵石承托层12、均质滤料层11，通过时间的持续，最终滤砂得到清洁，反洗后的废水通过反冲洗排水渠4、反冲洗排水闸门3后排出。综上所述，原有的V型滤池自右端至左端依次设置有进水段、布水布气段以及排水段；目前主要是针对布水布气段进行改造。对此本发明实施例一提供了改造型反硝化深床滤池，包括进水段、布水布气段以及排水段；针对现有的进水段以及排水段基本不变，其中主要的改进在于布水布气段。

实施例一

参见图3-图5，本发明实施例一提供的改造型反硝化深床滤池，包括进水段、布水布气段以及排水段；

其中，所述进水段包括滤池总进水渠1和单格滤池配水渠2；所述滤池总进水渠1与所述单格滤池配水渠2连通；且所述单格滤池配水渠2还与所述布水布气段的滤池本体连通；

所述布水布气段包括滤池本体以及在所述滤池本体内部自上而下依次设置的均质滤料层16、多孔滤料支撑板19、滤砖20、填充骨料21；所述滤砖20端部设置有多个滤砖反洗进水孔15；所述反冲洗气分配管17、所述滤砖反冲洗进气支管18设置在所述均质滤料层16的底部内层；

沿着所述滤池竖直方向设置有反冲洗进气管7；所述反冲洗气分配管17首端与反冲洗进气管7相连接，所述反冲洗气分配管17末端则与所述滤砖反冲洗进气支管18相连接，其中，所述滤砖反冲洗进气支管18为多根，每根滤砖反冲洗进气支管18均对应所述深入至一组所述滤砖20内部，用于为单组所述滤砖20提供反冲洗所需的空气；

所述排水段包括反冲洗排水渠4、反冲洗进水管8、产水出水井9、产水管10；由所述布水布气段的底部引出的管道与所述产水管10的一端连通，所述产水管10的另一端则与所述产水出水井9连通(由所述布水布气段的底部引出的管道与所述产水管10连通后，至产水出水井9，最终达标排放)；

所述反冲洗进水管8则滤砖20端部设置的滤砖反洗进水孔15相连通，所述滤砖20端部的滤砖反洗进水孔15先后依次与经过反冲洗排水渠4、反冲洗排水闸门3顺序连通；反冲洗水由所述滤砖20端部的滤砖反洗进水孔15进入，反洗后的废水通过反冲洗排水渠4、反冲洗排水闸门3后排出；

所述滤池本体的侧壁处改造前设置有反冲洗气孔5、反冲洗水孔6，且所述反冲洗气孔5、反冲洗水孔6通过封堵件进行封堵处理。

优选的，作为一种可实施方案；所述均质滤料层16的粒径尺寸为1.7-3.4mm。

优选的，作为一种可实施方案；所述填充骨料21还设置在相邻的所述滤砖20的间空隙内，所述填充骨料21还用于进行滤砖与池壁间空隙进行填充。

优选的，作为一种可实施方案；所述滤砖20的长度方向沿所述滤池本体的宽度方向铺设。

本发明实施例一提供的改造型反硝化深床滤池，与原V型滤池共用部分(即前后组件不变部分)：滤池总进水渠、单格滤池配水渠、反冲洗排水闸门、反冲洗排水渠、反冲洗进气管、反冲洗进水管、产水出水井、产水管；同时与原V型滤池不同部分(即前后组件发生变化部分)：反冲洗气孔5(圆孔)、反冲洗水孔6(方孔)、均质滤料层11、卵石承托层12、滤板滤头13、滤板支撑梁14；

同时新增(或替换)的组件：滤砖反洗进水孔15、均质滤料层16、反冲洗气分配管17、滤砖反冲洗进气支管18、多孔滤料支撑板19、滤砖20、填充骨料21；

实施例二

本发明实施例二提供了一种改造方法，包括如下操作步骤：

步骤S1,保留原V型滤池的进水段的滤池总进水渠1和单格滤池配水渠2以及排水段的反冲洗排水渠4、反冲洗排水闸门3、反冲洗进水管8、产水出水井9、产水管10的结构不变；

步骤S2,将原有的反冲洗气孔5、反冲洗水孔6进行结构封堵，同时重新开孔滤砖15形成反洗进水孔；

步骤S3,将原有的滤板滤头13、滤板支撑梁14进行结构拆除，更换为滤砖20进行铺设，并采用填充骨料21进行滤砖间空隙填充；

步骤S4,将原有的卵石承托层12进行拆除，更换为多孔滤料支撑板19；

步骤S5,将原有的均质滤料层11进行拆除，更换为均质滤料层16，并且控制所述均质滤料层16的粒径为1.7-3.4mm之间；

步骤S6,反冲洗气分配管17末端与滤砖反冲洗进气支管18相连接，其中滤砖反冲洗进气支管18深入至滤砖20内部，为单组滤砖提供反冲洗所需的空气；

步骤S7,反冲洗气分配管17首端与反冲洗进气管7相连接。

优选的，作为一种可实施方案；在步骤S4的执行过程中，原卵石层高度为450mm，更换后的多孔滤料支撑板厚度为25mm。

优选的，作为一种可实施方案；在步骤S5的执行过程中，原滤层深度约1.2m，更换后为1.83m。

综上所述，本发明提供的一种改造型反硝化深床滤池及改造方法，具有如下方面的技术优势：

①可满足污水厂TN水质提标标准：滤料级配、滤床深度发生改变(均质滤料粒径1.7～3.4mm、滤层深度1.83m)，可为反硝化菌群建立生长附着的载体，1.83m滤床深度可以保证反硝化菌群微生物量，继而可保证出水TN指标小于10mg/L；

②可作为TN指标达标的后保障工艺：本发明涉及的改造方法，一方面可保证其滤池过滤功能(深床过滤)，另一方面为反硝化菌群建立生长环境；当滤池无需深度脱氮时，可采用单纯过滤模式，当滤池需要深度脱氮时，可投加碳源药剂，为反硝化菌群提供电子供体，两种运维模式，可作为TN指标达标的后保障工艺；

③设备寿命更长久：V型滤池布水布气系统因采用滤板、滤头的形式，滤板采用钢筋混凝土形式，滤头采用ABS压制而成，长时间运行滤池发生钢筋腐蚀、局部坍塌，滤头微孔处发生堵塞，导致滤池运行瘫痪；本发明涉及的改造方法采用滤砖形式，滤砖为HDPE材质注塑而成，不会发生结构性坍塌问题，且滤砖顶部采用直径3mm布水布气孔，不会发生堵塞现象；

④工艺运维更稳定：V型滤池因滤板底部采用滤梁进行支撑，底部留存高度较大，且铺设鹅卵石承托层更加剧滤池深度空间，导致滤砂顶部距离排水渠顶仅0.5m，气水反冲洗时发生跑砂现象；本改造方法将滤梁拆除，采用滤砖底部直铺形式，且鹅卵石承托层更换为厚度为25mm的多孔滤料支撑板，整体大幅增加了滤池竖向空间，即使本发明涉及的改造方法采用1.83m滤层深度(原V型滤池采用1.2m滤床深度)，滤料顶距离排水渠顶仍有1.0m距离，气水联合反冲洗时不会发生滤料跑漏现象；

⑤工程实施周期短、投资小：若要保证出水TN指标，无需将原V型滤池拆除，本发明涉及的改造方法可直接进行原位升级改造，且仅改造拆除部分构件，并未对主体结构发生改变，工程实施周期短，避免了大规模的土建、设备二次投资。以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种改造型反硝化深床滤池，其特征在于：包括进水段、布水布气段以及排水段；

其中，所述进水段包括滤池总进水渠(1)和单格滤池配水渠(2)；所述滤池总进水渠(1)与所述单格滤池配水渠(2)连通；且所述单格滤池配水渠(2)还与所述布水布气段的滤池本体连通；

所述布水布气段包括滤池本体以及在所述滤池本体内部自上而下依次设置的均质滤料层(16)、多孔滤料支撑板(19)、滤砖(20)、填充骨料(21)；所述滤砖(20)的单组端部一一对应反洗进水孔(15)；所述反冲洗气分配管(17)、所述滤砖反冲洗进气支管(18)设置在所述均质滤料层(16)的底部内层；

沿着所述滤池竖直方向设置有反冲洗进气管(7)；所述反冲洗气分配管(17)首端与反冲洗进气管(7)相连接，所述反冲洗气分配管(17)末端则与所述滤砖反冲洗进气支管(18)相连接，其中，所述滤砖反冲洗进气支管(18)为多根，每根滤砖反冲洗进气支管(18)均对应所述深入至一组所述滤砖(20)内部，用于为单组所述滤砖(20)提供反冲洗所需的空气；

所述排水段包括反冲洗排水渠(4)、反冲洗进水管(8)、产水出水井(9)、产水管(10)；由所述反洗进水孔(15)形成的廊道腔体与所述产水管(10)的一端连通，所述产水管(10)的另一端则与所述产水出水井(9)连通；

所述反冲洗进水管(8)的一端也与反洗进水孔(15)形成的廊道腔体连通，所述滤砖(20)端部的滤砖反洗进水孔(15)先后依次与经过反冲洗排水渠(4)、反冲洗排水闸门(3)顺序连通；反冲洗水经过所述滤砖(20)端部的滤砖反洗进水孔(15)进入，反洗后的废水通过反冲洗排水渠(4)、反冲洗排水闸门(3)后排出。

2.根据权利要求1所述的改造型反硝化深床滤池，其特征在于：所述均质滤料层(16)的滤料粒径为1.7-3.4mm。

3.根据权利要求1所述的改造型反硝化深床滤池，其特征在于：所述填充骨料(21)还设置在相邻的所述滤砖(20)的间空隙内，所述填充骨料(21)还用于进行滤砖与池壁间空隙进行填充。

4.根据权利要求1所述的改造型反硝化深床滤池，其特征在于：所述滤砖(20)的长度方向沿所述滤池本体的宽度方向铺设。

5.一种改造方法，包括如下操作步骤：

步骤S1,保留原V型滤池的进水段的滤池总进水渠(1)和单格滤池配水渠(2)以及排水段的反冲洗排水渠(4)、反冲洗排水闸门(3)、反冲洗进水管(8)、产水出水井(9)、产水管(10)的结构不变；

步骤S2,将原有的反冲洗气孔(5)、反冲洗水孔(6)进行结构封堵，同时重新开孔(15)形成反洗进水孔；

步骤S3,将原有的滤板滤头(13)、滤板支撑梁(14)进行结构拆除，更换为滤砖(20)进行铺设，并采用填充骨料(21)进行滤砖间空隙填充；

步骤S4,将原有的卵石承托层(12)进行拆除，更换为多孔滤料支撑板(19)；

步骤S5,将原有的均质滤料层(11)进行拆除，更换为均质滤料层(16)，并且控制所述均质滤料层(16)的粒径为1.7-3.4mm之间；

步骤S6,反冲洗气分配管(17)末端与滤砖反冲洗进气支管(18)相连接，其中滤砖反冲洗进气支管(18)深入至滤砖(20)内部，为单组滤砖提供反冲洗所需的空气；

步骤S7,反冲洗气分配管(17)首端与反冲洗进气管(7)相连接。

6.根据权利要求5所述的改造方法，其特征在于：在步骤S4的执行过程中，原卵石层高度为450mm，更换后的多孔滤料支撑板厚度为25mm。

7.根据权利要求5所述的改造方法，其特征在于：在步骤S5的执行过程中，原滤层深度约1.2m，更换后为1.83m。

Images