CN201648181U

CN201648181U - 一种前置反硝化曝气生物滤池

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Publication number: CN201648181U
Application number: CN2010201227965U
Authority: CN
Inventors: 施建臣
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-02-26
Filing date: 2010-02-26
Publication date: 2010-11-24
Anticipated expiration: 2020-02-26

Abstract

一种前置反硝化曝气生物滤池，涉及一种水源净化处理装置。提供一种主要用于含有机物、氨氮的微污染水源净化的前置反硝化曝气生物滤池。设有前置池、主池和清水池，前置池用于反硝化脱氮生化反应，前置池设有前池体，前池体内从上至下依次设有缓冲配水区、前过滤层和前微孔滤板；主池用于后续除碳和硝化生物处理，主池设有主池体，在主池体内从上至下依次设有主过滤层和主微孔滤板，在主池体底部设有压缩空气进气管和主反冲洗水进水管，在主池体顶部设有布水槽、主反冲洗排水槽和出水槽；清水池与主池的出水槽的出水口连通，清水池的反冲洗出水口接主反冲洗水进水管和前反冲洗水进水管，清水池的排水口接前置池的缓冲配水区。

Description

一种前置反硝化曝气生物滤池

技术领域

本实用新型涉及一种水源净化处理装置，尤其是涉及一种用于含有机物、氨氮的污染水源净化的前置反硝化曝气生物滤池。

背景技术

现有的用于含有机物、氨氮的污染水源净化的曝气生物滤池，一般采用单个的曝气生物滤池连续或间歇运行，或者采用多个滤池并联的方式组合运行。根据处理的污水在滤池运行中过滤方向的不同，曝气生物滤池可分为上向流滤池和下向流滤池，除了工作介质-水在滤池的流向不同外，上向流滤池和下向流滤池的池型结构基本相同，曝气生物滤池从结构上共分为3个区域：缓冲配水区、承托层及滤料层、出水区及出水槽。待处理水由管道流入缓冲配水区，当污水在上流过滤料层时，经滤料上附着生长的微生物膜净化处理后，经过出水区及出水槽由管道排出。缓冲配水区的作用是使污水均匀流过滤池截面。在待处理污水进入滤池起，同时由鼓风机鼓风并通过曝气管向池内供给微生物膜代谢所需要的空气(氧源)，生长在滤料上的微生物膜利用污水中的各类有机污染物，作为其生理活动所需的营养物质，在代谢过程中将有机污染物分解，使污水得到净化。在滤池反冲洗时，较轻的滤料有可能被水流带至出水口处，并在斜板沉淀区沉降，而回流至滤池内，以保证滤池内滤料量和微生物浓度。斜板沉淀器的倾斜角度是根据实际运行经验而设定的，以保证脱落的微生物膜在运行或反冲洗时能随水流被带出池外，而滤料则不会带出池外。当曝气生物滤池运行到一定程度时，由于滤料上增厚的微生物膜脱落，出水中会带有部分脱落的微生物膜，使出水水质变差，这时必须关闭进水管阀门，启动反冲洗水泵，利用储存在清水池中的处理出水对滤池进行反冲洗，反冲洗采用气-水联合反冲洗。为保证布水、布气均匀，在滤料支撑板上均匀布置有曝气生物滤池专用的配水、配气滤头。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种主要用于含有机物、氨氮的微污染水源净化的前置反硝化曝气生物滤池。

本实用新型设有：

前置池，前置池用于反硝化脱氮生化反应，前置池设有前池体，前池体内从上至下依次设有缓冲配水区、前过滤层和前微孔滤板，缓冲配水区的进水口通过管道外接待处理的污染水源，在前池体底部设有压缩空气进气管、前反冲洗水进水管和出水管，压缩空气进气管外接压缩空气源，在前池体顶部设有反冲洗排水槽，反冲洗排水槽设有反冲洗排水口；

主池，主池用于后续除碳和硝化生物处理，主池设有主池体，在主池体内从上至下依次设有主过滤层和主微孔滤板，在主池体底部设有压缩空气进气管和主反冲洗水进水管，在主池体顶部设有布水槽、主反冲洗排水槽和出水槽，布水槽的进水口与前置池的出水管连接，布水槽的出水口接压缩进气管，主反冲洗排水槽底部设有主反冲洗排水口；

清水池，清水池与主池的出水槽的出水口连通，清水池的反冲洗出水口接主反冲洗水进水管和前反冲洗水进水管，清水池的排水口分别接前置池的缓冲配水区和用于后续进一步净化处理的设备。

所述前过滤层的滤料的粒径可为6～8mm；所述前过滤层的厚度可为2～2.5m；所述前过滤层可采用火山岩生物滤料过滤层，

所述主过滤层的滤料的粒径可为6～8mm；所述主过滤层的厚度可为2.5～3.2m；所述主过滤层可采用陶粒生物滤料过滤层，

所述前过滤层最好设有承托层，承托层用于支承前过滤层。

前置池的水流方向为下向流，主池的水流方向为上向流。

前置池主要进行发硝化脱氮生化反应。待处理污水由管道流入缓冲区，与从主池回流来的硝化液混合后，向下流过前过滤层，经滤料上附着生长的微生物膜净化处理后经过前微孔滤板和出水管排出前置池。控制前置池的TN容积负荷为1.0～2.5kg/m³·d，流速为10～12m/h，水力停留时间为0.2～0.8h，主池回流的硝化液回流比为20％～50％。

前置池的出水经连接管道自流进入主池的主微孔滤板23中，经主微孔滤板23的分配作用，均匀进入主池中并向上流过主过滤层，控制主池的NH₃-N容积负荷为0.4～0.6kg/m³·d，BOD容积负荷为1.5～2.5kg/m³·d，滤速为2～6m/h。主池中的主过滤层的滤料为陶粒生物陶粒，滤料的粒径为4～6mm，滤料层厚度为2.5～3.2m。主池出水的20～50％作为硝化液回流至前置池，其余作为处理后的出水排出。

与现有的微污染水源净化滤池相比，本实用新型具有以下突出优点：

1)按现有的同步硝化反硝化工艺技术，对TN的去除效果不理想，脱氮效率仅为30％左右。前置反硝化曝气生物滤池具有较好的脱氮效果，如果原水中有充足的碳源，脱氮率可达90％以上，出水TN浓度在10mg/L以下。

2)由于主池出水的硝化液回流作用，使得前置反硝化工艺抗冲击的能力大大提高，去除COD及NH₃-N的稳定性要远远高于现有的同步硝化反硝化工艺，出水水质相对较好。

3)就目前国内生产滤料的性能而言，要取得理想的缺氧环境相当困难。即使按照现有的同步硝化反硝化曝气生物滤池能够取得较好的脱氮效果，其脱氮稳定也比不上前置反硝化曝气生物滤池。

4)本实用新型因为前置池快速降解了水中的COD，降低了后续主池的负荷，同时又可实现脱氮功能，一举两得。

5)前置池和主池分别采用火山岩和陶粒滤料。滤料的应用是对装置内部结构的改善，是加强传质、改善反应器内水力条件、提高生化反应效率的重要手段，也是提高处理负荷、降低装置造价的有效途径。在本实用新型中，滤料一方面起着生物载体的作用，为微生物提供了良好的生长环境，另一方面也起到过滤的作用。按照目前现有的技术，过滤材料通常采用天然材料(卵石、砂等)作为滤料，其物理和化学性质不如陶粒稳定，且孔隙率(不到10％)也远不如陶粒滤料(大于30％)高。火山岩滤料和陶粒滤料更易于反冲洗。结合其具体的运行方式，可提高滤池的处理能力、延长运行周期，减少反冲洗水量创造了条件。

6)采用无堵塞微孔滤板，保障了水流和空气的均匀分布，创造了滤池内半推流的水力条件和较好的传质条件。在主池中，气、水平行向上流动，促进了气、水的均匀混合，避免了气泡的聚合，有利于降低能耗，提高氧转移效率。

7)池体采用塑料或者玻璃钢等耐腐蚀的材料制造，设备经久耐用。可以采用规范化设计，工程结构紧凑。由于具有占地省、投资少的特点，可以进行批量生产，产业化开发前景极佳。

8)运行灵活，管理方便，无不良气味产生。可采用自动化较高的控制系统，滤池的过滤、反冲洗均可有保障的进行。在多组运用中，可采用并联的运行方式，当某一个滤池进行反冲洗或者检修时，通过调节，不影响其他滤池的正常运行。

9)本实用新型可有效降低原水中的SS、BOD、NH₃-N和各种藻类，减少了后续处理的加药量约50％，降低了后续处理的费用，同时减少氯化有机物的产生，有利于环境安全。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构组成示意图。

具体实施方式

参见图1，本实用新型实施例设有前置池1、主池2和清水池3。

前置池1用于反硝化脱氮生化反应，前置池1设有前池体11，前池体11内从上至下依次设有缓冲配水区12、前过滤层13和前微孔滤板14，缓冲配水区12的进水口通过管道外接待处理的微污染水源，在前池体11底部设有压缩空气进气管15、前反冲洗水进水管16和出水管17，压缩空气进气管15外接压缩空气源，在前池体11顶部设有反冲洗排水槽18，反冲洗排水槽18设有反冲洗排水口181。

主池2用于后续除碳和硝化生物处理，主池2设有主池体21，在主池体11内从上至下依次设有主过滤层22和主微孔滤板23，在主池体21底部设有压缩空气进气管24和主反冲洗水进水管25，在主池体21顶部设有布水槽26、主反冲洗排水槽27和出水槽28，布水槽26的进水口与前置池1的出水管17连接，布水槽26的出水口接压缩进气管24，主反冲洗排水槽27底部设有主反冲洗排水口。

清水池3与主池2的出水槽28的出水口连通，清水池3的反冲洗出水口分别经反冲洗泵6和7接主反冲洗水进水管25和前反冲洗水进水管17，清水池3的排水口分别接前置池1的缓冲配水区12和用于后续进一步净化处理的设备，例如后续砂滤池4，后续砂滤池4与清水池3之间可设提升泵5。

所述前过滤层13采用火山岩生物滤料过滤层，所述火山岩生物滤料的粒径为6～8mm，所述前过滤层13的厚度为2～2.5m。

所述主过滤层22采用陶粒生物滤料过滤层，所述陶粒生物滤料的粒径为6～8mm，所述陶粒生物滤料过滤层的厚度为2.5～3.2m。

所述前过滤层13设有承托层，承托层用于支承前过滤层13。

前置池的水流方向为下向流，主池的水流方向为上向流。前置池主要进行发硝化脱氮生化反应。待处理污水由管道流入缓冲区，与从主池回流来的硝化液混合后，向下流过前过滤层，经滤料上附着生长的微生物膜净化处理后经过前微孔滤板和出水管排出前置池。控制前置池的TN容积负荷为1.0～2.5kg/m³·d，流速为10～12m/h，水力停留时间为0.2～0.8h，主池回流的硝化液回流比为20％～50％。

以下给出本实用新型的使用方法：

本实用新型的使用采用周期运行模式，从开始过滤到反冲洗完成为一完整周期，具体工艺步骤如下：

1)经预处理的微污染水(预处理主要是过滤过程，目的在于去除水中的悬浮物质SS，如大块的木块、树叶和泥沙等，以避免滤池频繁反冲洗)与主池的出水，按照回流比混合后进入前置池上部，并向下流过火山岩生物滤料层缺氧区。此时，前置池和主池的反冲洗水管处于关闭状态，反冲洗空气管也处于关闭状态。

2)在前置池中，一方面，火山岩生物滤料上的反硝化细菌，利用水中的有机物作为营养碳源，将滤池进水中的NO₃-N转化为N₂，实现反硝化脱氮。另一方面，滤料上的微生物利用水中的溶解氧和反硝化过程中生成的氧，进行生化反应降解有机物。同时，水中的悬浮物质(SS)也通过一系列复杂的物化作用，被滤料及其上面的生物膜吸附、截留在滤料层上部。

3)经过前置池处理后的水，经滤池底部的滤板均匀流出，自流进入主池中，经主池底部的无堵塞微孔滤板布水后，与空气泡均匀混合向上流经陶粒生物滤料层。气、水在向上流的过程中，陶粒滤料上的微生物利用空气转移到水中的溶解氧进一步降解BOD，滤层继续去除悬浮物质，污水中的NH₃-N被硝化细菌转化为NO₃-N，发生硝化反应。

4)经过硝化生物滤池的出水排入清水池，出路分为：(1)净化后的原水，自流或者泵送至后续水处理工艺，达到要求的水质标准；(2)按回流比例与原水混合进入前置池实现反硝化；(3)用作反冲洗水(两个滤池可以同时反冲洗，也可以单独进行反冲洗)。

5)随着原水净化过滤的进行，火山岩滤料和陶粒滤料层内的生物膜逐渐增厚，SS不断积累，过滤水头损失逐渐加大，在一定进水阻力下，设计流量将得不到保证，此时即应进入反冲洗再生，以去除滤料层内过量的生物膜及悬浮物质SS，恢复滤料层的生物活性和处理能力。依据不同的情况，滤池出水的水质指标也可以通过自控系统在线监测，实现自动反冲洗。

6)反冲洗采用气、水交替反冲洗，反冲洗水即为贮存在清水池中处理后的原水，反冲洗所需的空气来自空气压缩机，经滤池底部的滤板，均匀分配在整个滤池底部。反冲洗过程如下：(1)关闭进水和工艺空气(反硝化生物滤池无此空气)；(2)水单独冲洗；(3)空气单独洗；继而重复交替(2)、(3)步骤几次；(4)最后用水漂洗一次。在反冲洗水的水力作用下，滤料层发生膨胀，滤料层在单独水冲和气冲过程中，不断被膨胀和压缩。同时，在气、水对滤料的流体冲刷和滤料颗粒之间相互摩擦的多重作用下，生物膜、被截留吸附的SS与滤料分离，冲洗下来的生物膜和SS在漂洗中被冲出滤池。反冲洗出水排至废水处理系统，经净化后回用或者排放。再生后的滤池进入下一周期运行。

使用过程中的工艺条件如下：

温度适用范围为10～35℃，pH值为6.5～8.5，有机物去除效率大于85％，NH₃-N去除率大于95％，NO₃-N去除率大于75％。

Claims

1.一种前置反硝化曝气生物滤池，其特征在于设有：

前置池，前置池用于反硝化脱氮生化反应，前置池设有前池体，前池体内从上至下依次设有缓冲配水区、前过滤层和前微孔滤板，缓冲配水区的进水口通过管道外接待处理的微污染水源，在前池体底部设有压缩空气进气管、前反冲洗水进水管和出水管，压缩空气进气管外接压缩空气源，在前池体顶部设有反冲洗排水槽，反冲洗排水槽设有反冲洗排水口；

2.如权利要求1所述的一种前置反硝化曝气生物滤池，其特征在于所述前过滤层的滤料的粒径为6～8mm。

3.如权利要求1所述的一种前置反硝化曝气生物滤池，其特征在于所述前过滤层的厚度为2～2.5m。

4.如权利要求1所述的一种前置反硝化曝气生物滤池，其特征在于所述主过滤层的滤料的粒径为6～8mm。

5.如权利要求1所述的一种前置反硝化曝气生物滤池，其特征在于所述主过滤层的厚度为2.5～3.2m。

6.如权利要求1所述的一种前置反硝化曝气生物滤池，其特征在于所述前过滤层设有承托层。