CN1284735C - 一体化曝气生物滤池 - Google Patents

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Abstract

一体化曝气生物滤池，其池体的一半边是沉淀池，另一半边是曝气生物滤池；沉淀池的一部分是反冲洗废水储存沉淀池，另一部分是平流式沉淀池；平流式沉淀池一端从内至外依次连通污水进水渠、污水配水井和污水进水管；曝气生物滤池自上而下依次是反应过滤层、承托层、汽水反冲洗室，曝气布气管置于承托层上，反冲洗空气管和反冲洗水管垂直穿通隔离壁层至汽水反冲洗室。本发明将沉淀、曝气生物反应、滤池反冲洗废水的处理集中在一个池内进行，工艺流程短，反冲洗废水不需要重复提升，节省水头1-2米，节能约15-30%，基建投资费用节省约30%，节省运行费用约30-40%，节约占地面积35%，适宜于大、中、小型污水处理工程。

Description

一体化曝气生物滤池
技术领域
本发明涉及一种污水处理装置，特别是一种采用物理、生化处理、泥水分离的一体化污水处理装置。
背景技术
现有的曝气生物滤池处理装置，将沉淀池、反应池、反冲洗废水收集池及回流系统分别设置，水处理过程在几个池内完成，流程较长、占地面积较大、投资大，处理效率低，不容易统一管理，也不容易保证处理质量。
技术内容
本发明要提供一种一体化曝气生物滤池，解决曝气生物滤池处理装置分散设置、流程较长、投资较大和处理效率较低的问题。
本发明一体化曝气生物滤池的技术方案：包括连接污水进水管和出水管的池体，其特征在于：
池体的一半边是沉淀池，另一半边是曝气生物滤池，中间由垂直隔墙分隔；沉淀池的中部是反冲洗废水储存沉淀池，两侧是平流式沉淀池，中间由隔墙垂直分隔；
平流式沉淀池进水端从内至外依次连通污水进水渠、污水配水井和污水进水管，平流式沉淀池内有刮泥机，底部一端有污泥斗，污泥斗底部连接排泥管；
平流式沉淀池出水端设有出水堰，出水堰连通曝气生物滤池的进水渠，进水渠内设有进水闸板；
曝气生物滤池自上而下依次是反应过滤层、承托层、汽水反冲洗室，曝气布气管置于承托层上，反冲洗空气管和反冲洗水管自承托层垂直连通隔离壁层至汽水反冲洗室，汽水反冲洗室连通出水井和池外的出水管；
曝气生物滤池内在高于过滤水位处设置反冲洗废水出水槽，该槽与反冲洗废水储存沉淀池连通，反冲洗废水储存沉淀池与反冲洗废水配水槽、污水配水井顺序连通，反冲洗废水储存沉淀池池壁连接浮渣排除槽，在池体排水端部设有污泥斗，污泥斗底部连通反冲洗排泥管。
上述平流式沉淀池进水口处设置进水穿孔隔墙。
上述曝气生物滤池进水口处有V型布水槽，槽帮开有布水孔。
上述反应过滤层是多孔陶瓷滤料或多孔陶粒滤料。
上述承托层是卵石或多孔陶粒。
上述反冲洗废水出水槽与污水配水井之间设置水位调节闸板。
上述曝气生物滤池过滤水位与反冲洗废水出水槽的高度相差1.6m-2.0m。
上述曝气生物滤池、反冲洗废水储存沉淀池、平流式沉淀池分别至少分成一个单元格。
上述反冲洗废水出水槽和反冲洗废水储存沉淀池容积之和大于一格曝气生物滤池反冲洗废水的排放量。
上述沉淀池中部是反冲洗废水储存沉淀池，两侧是平流式沉淀池。
有益效果：一体化曝气生物滤池是利用物理沉淀的方法及滤料表面粘附的活性污泥微生物，在一定(好氧、缺氧、厌氧)的条件下，对污水进行物理生化处理、泥水分离的一体化装置，可对污水进行沉淀、曝气接触氧化、过滤、反冲洗废水储存沉淀，并将上述各种功能集于一体。也就是将平流式沉淀池、曝气生物滤池、反冲洗废水储存沉淀池组合为一体、各部分自成体系，但彼此之间又有联系。
与其它污水处理工艺(如活性污泥法)相比，有机物容积负荷高，水力停留时间短，其后不需设二次沉淀池，其出水水质指标(COD、BOD、NH3-N、SS)可达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级排放标准。
一体化曝气生物滤池工艺流程短，不设二沉池和反冲洗水回流系统。充分利用污水在池内循环流动的特点，把沉淀区和生物反应过滤区及反冲洗废水储存沉淀池有机结合起来，从进水(工艺流程：沉砂池—一体化曝气生物滤池—接触消毒池—出水)到出水所需水头3.0米左右，与同规模、处理效果相同的污水处理厂所需水头4.0-5.0米相比，节省水头1.0-2.0米，节能约15％-30％。
一体化曝气生物滤池基建投资费用低(约350元/米3池容)。与同规模、处理效果相同的污水处理厂相比，基建投资费用为700元/米3污水，节省投资约30％，运行成本约0.30-0.40元/米3污水，节省运行费用约30％-40％，节约占地面积35％；大大减少了污水处理厂的构筑物，使得管理操作运行更为便捷，适宜于大、中、小型污水处理工程。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图；
图2是图I的I-I剖面图。
图中：1-污水进水管、2-污水配水井、3-污水进水渠、4-平流式沉淀池、5-浮渣排除槽、6-V型布水槽、7-曝气生物滤池、8-反应过滤层、9-承托层、10-曝气布气管、11-反冲洗水管、12-反冲洗空气管、13-汽水反冲洗室、14-出水井、15-出水管、16-反冲洗废水出水槽、17-反冲洗废水储存沉淀池、18-反冲洗废水配水槽、19-反冲洗排泥管、20-隔离壁层、21-水位调节闸板、22-污泥斗、23-隔墙、24-刮泥机、25-消能进水穿孔墙、26-进水闸板、27-出水堰、28-进水渠、29-垂直隔墙、30-排泥管。
具体实施方式
工艺流程：经预处理(沉砂池)后的原水通过污水进管1流入池体前端设置的污水配水井2，均匀分配至污水进水渠3，由池体两側经消能进水穿孔墙25进入平流式沉淀池4，池内浮渣由浮渣排除槽5流出，沉淀后的水通过出水堰27及进水渠28进入曝气生物滤池7，并由V型布水槽6进入生物反应过滤区，该区有反应过滤层8和承托层9。生化反应需要的氧气，可通过曝气布气管10进入反应过滤层，空气在多孔颗粒滤料空隙间曲折上升，与污水及多孔颗粒滤料表面上附着的生物膜充分接触，发生气、液、固三相反应，完成污水中有机物的降解和氨氮的氧化。经生物接触氧化、过滤处理后的水，由反冲洗布水管11、反冲洗空气布气管12收集后，通过池体的隔离壁层20进入汽水反冲洗室13，再流到出水井14，由出水管15排出池外。随着处理过程的进行，生物反应过滤层中拦截的悬浮物不断增多，多孔颗粒滤料表面上粘附的生物膜逐渐增厚，滤层中的空隙逐步被阻塞，水头损失随之增加，达到最大允许水头损失，需进行反冲洗。反冲洗采用汽水联合冲洗。反冲洗空气和反冲洗水分别由反冲洗空气布气管道送入汽水反冲洗室13，经池内反冲洗布气、布水管均匀地进入反应过滤层，在汽水共同作用下，多孔颗粒滤料层产生松动，并略有膨胀(膨胀率约为10％-15％左右，膨胀率过大，使多孔颗粒滤料处于流化状态，不利于其表面生物膜的去除)，使老化的生物膜、悬浮杂质随水流带出反应过滤层，最后用水把反应过滤层冲洗干净。反冲洗废水由反冲洗废水出水槽16收集后排到反冲洗废水储存沉淀池17(由于反冲洗时间短，一次约8分钟，冲洗水量大，250米3/次·格)，在需要的停留时间内，池内经沉淀后的上清液由反冲洗废水配水槽18逐渐地流到池前端的污水配水井2再进行循环处理，在反冲洗废水配水槽18未端设置水位调节闸板21。平流式沉淀池4内下沉的污泥由链带式刮泥机24刮到污泥斗22，由排泥管30排出池外；反冲洗废水储存沉淀池17内下沉的污泥由每次反冲洗水流夹带到污泥斗，经反冲洗排泥管19排出池外。反冲洗废水储存沉淀池17和平流式沉淀池4之间由隔墙23分隔。平流沉淀池4与曝气生物滤池7之间由垂直隔墙29隔离，平流式沉淀池出水端设有出水堰27，出水堰连通曝气生物滤池的进水渠28，进水渠内设有进水闸板26。
平流式沉淀池：为保证进入曝气生物滤池的水质满足运行的要求，避免因污水中悬浮物浓度高，阻塞滤料间的空隙，发生频繁反冲洗的现象。
曝气生物滤池：内置反应过滤层和承托层。反应过滤层由颗粒状陶粒多孔滤料组成。其多孔颗粒滤料表面粗糙，微孔发达，比表面积大(100-400m2/m3)，容易粘附、生长高浓度生物膜，该膜不受泥令限制，种类丰富，不同滤层段都能自然形成与本段水质相适应的优势种类。在靠近生物反应过滤区进水口的反应过滤层段内，有机物浓度高，异养菌群占优势，大部分BOD5在此得到降解，而在反应过滤层深部，硝化菌等自养菌不受有机物浓度及异养菌产生的抑制，成为优势菌种，具有良好的硝化作用。生化反应需要的氧气，可通过曝气布气管10进入反应过滤层，空气在多孔颗粒滤料空隙间曲折上升，与污水及多孔颗粒滤料表面上附着的生物膜充分接触，发生气、液、固三相反应，完成污水中有机物的降解和氨氮的氧化。多孔颗粒滤料粒径宜采用ф3-5mm，反应过滤层高度一般为1.5-2.5m，滤速0.8-3.0m/h。在反应过滤层底部铺有卵石或陶粒承托层，其作用是防止反应过滤层的多孔颗粒滤料进入底部配水系统造成流失，并保证反冲洗配水均匀。卵石的粒径自上而下逐渐增大，汽水反冲洗布水布汽系统都设在承托层中，其厚度大小由汽水反冲洗所需布水布气管的设置情况计算确定。
本发明生物反应曝气及汽水反冲洗工作原理：
1.生物反应曝气系统：为保证生物曝气滤池正常运行，需供给足够的空气量，以满足生化反应所需的氧量。污水中有机物(可分溶解性和颗粒性两类，可被生物降解的溶解性有机物，在微生物的作用下，可较为彻底的去除，颗粒性有机物主要依靠吸附过滤去除，其耗氧量比溶解性有机物少。悬浮物的去除，氨氮的硝化都是在生物过滤层中进行的，所需要的氧量主要包括有机物的降解和氨氮的硝化。因此，生化反应需供给的空气量可由下式计算：
Q＝A×ΔSBOD5+B×ΔPBOD5+4.57TKN/0.3×0.6×24×EA
式中：Q-生化反应需供给的空气量(m3/h)；
ΔSBOD5-溶解性BOD5去除量(Kg/h)；
ΔPBOD5-颗粒性BOD5去除量(Kg/h)；
A、B-分别为去除每公斤溶解性BOD5、颗粒性BOD5需要的空气量(m3/kg)；
TKN-污水中氨氮硝化量(Kg/d)；
EA-氧利用率、一般取20％。
2.汽水反冲洗系统：在运行周期内，随着时间的延续，滤层中的空隙逐渐被新生长的生物固体和悬浮固体堵塞，滤层水头损失增加，当达到一定程度(过滤水位升高0.3-0.5m)时，需进行反冲洗。为保证有效冲洗，池内设置了汽水反冲洗室13，作到合理的配水、配气。反冲洗装置采用大阻力配制系统，在反应过滤层的底部承托层9中均匀地布置多排穿通隔离壁层的反冲洗布水管11、反冲洗空气布气管12，满足生化反应所需要的氧量。
实施例如图1、2所示：沉淀池中部是反冲洗废水储存沉淀池，两侧是平流式沉淀池。反冲洗废水储存沉淀池有两个单元格，平流式沉淀池分成四个单元格，曝气生物滤池由隔墙分为四个可以单独操作运行和轮流反冲洗的单元格，当一个单元格因反冲洗而停止工作时，其它各单元格的负荷增加不多，仍能保持正常工作。反冲洗废水储存沉淀池：满足滤池四个单独操作运行和轮流反冲洗废水储存所需容积，反冲洗废水在该池停留时间为5.5小时，大于规范1.5-2.5小时的要求，具有较好的沉淀效果。同时可节约能源，避免反冲洗废水重复提升，一般节约水头6.0米左右，因冲洗废水水量为总处理水量的10％，故可节省总水头0.6米。
一体化曝气生物滤池，原水通过池体前端设置的污水配水井2及污水进水渠3，进入池体两側设置的平流式沉淀池4，沉淀池水力表面负荷1.50m3/m2·h、水力停留时间2.0小时。平流沉淀池下沉去除的污泥由链带式刮泥机2刮到污泥斗22排出池外。污泥斗22斗壁的倾斜角度是60°。污水经沉淀处理后、通过曝气生物滤池7内的V型布水槽6流入生物反应过滤区，有机物容积负荷：2.0-3.3kgBOD5/m3·d、过滤滤速：0.8-1.5m/h、水力停留时间：1.0-2.0h。生化反应需要的氧气，可通过曝气布气管10进入反应过滤层，生化反应曝气量汽水比：7-9、经生物接触氧化、过滤处理后的水，由反冲洗布水管11、反冲洗空气布气管12收集后，通过汽水反冲洗室13，进入出水井14并由出水管15排出池外。反冲洗采用汽水联合冲洗，反冲洗空气和反冲洗水分别由反冲洗空气布气管道送入汽水反冲洗室13，经池内反冲洗布气、布水管均匀地进入反应过滤层，使老化的生物膜、悬浮杂质随水流带出反应滤层，反冲洗方式：空气单独冲洗3-5分钟，汽水联合反比冲洗3-5分钟，水单独冲洗1-3分钟；空气反冲洗强度：10-20l/m2·s；水反冲洗强度：5.0-10.0l/m2·s。反冲洗废水由反冲洗废水出水槽16收集后流入池体中部反冲洗废水储存沉淀池17，该池水力停留时间6.0小时，经沉淀后，其上清液自流进入池前端污水配水井2再循环处理，沉淀污泥由反冲洗排泥管19排出。
为反冲洗程序正常运行，曝气生物滤池7的过滤水位比反冲洗废水出水槽16的高度相差1.6m-2.0m。反冲洗废水出水槽16和反冲洗废水储存沉淀池17容积之和大于一单元格曝气生物滤池反冲洗废水的排放量。

Claims (10)

1、一体化曝气生物滤池，包括连接污水进水管和出水管的池体，其特征在于：
池体的一半边是沉淀池，另一半边是曝气生物滤池，中间由垂直隔墙分隔；沉淀池一部分是反冲洗废水储存沉淀池，另一部分是平流式沉淀池，两池之间由隔墙垂直分隔；
平流式沉淀池进水端从内至外依次连通污水进水渠、污水配水井和污水进水管，平流式沉淀池内有刮泥机，底部一端有污泥斗，污泥斗底部连接排泥管；
平流式沉淀池出水端设有出水堰，出水堰连通曝气生物滤池的进水渠，进水渠内设有进水闸板；
曝气生物滤池自上而下依次是反应过滤层、承托层、汽水反冲洗室，曝气布气管置于承托层上，反冲洗空气管和反冲洗水管自承托层垂直连通隔离壁层至汽水反冲洗室，汽水反冲洗室连通出水井和池外的出水管；
曝气生物滤池内在高于过滤水位处设置反冲洗废水出水槽，该槽与反冲洗废水储存沉淀池连通，反冲洗废水储存沉淀池与反冲洗废水配水槽、污水配水井顺序连通，反冲洗废水储存沉淀池池壁连接浮渣排除槽，在池体排水端部设有污泥斗，污泥斗底部连通反冲洗排泥管。
2、根据权利要求1所述的一体化曝气生物滤池，其特征在于：所述平流式沉淀池进水口处设置进水穿孔隔墙。
3、根据权利要求1所述的一体化曝气生物滤池，其特征在于：所述曝气生物滤池进水口处有V型布水槽，槽帮开有布水孔。
4、根据权利要求1所述的一体化曝气生物滤池，其特征在于：所述反应过滤层是多孔陶瓷滤料或多孔陶粒滤料。
5、根据权利要求1所述的一体化曝气生物滤池，其特征在于：所述承托层是卵石或多孔陶粒。
6、根据权利要求1所述的一体化曝气生物滤池，其特征在于：所述反冲洗废水出水槽与污水配水井之间设置水位调节闸板。
7、根据权利要求1所述的一体化曝气生物滤池，其特征在于：所述曝气生物滤池过滤水位与反冲洗废水出水槽的高度相差1.6m-2.0m。
8、根据权利要求1所述的一体化曝气生物滤池，其特征在于：所述曝气生物滤池、反冲洗废水储存沉淀池、平流式沉淀池分别至少分成一个单元格。
9、根据权利要求1或8所述的一体化曝气生物滤池，其特征在于：所述反冲洗废水出水槽和反冲洗废水储存沉淀池容积之和大于一格曝气生物滤池反冲洗废水的排放量。
10、根据权利要求1所述的一体化曝气生物滤池，其特征在于：所述沉淀池中部是反冲洗废水储存沉淀池，两侧是平流式沉淀池。
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