CN204138424U - 一种内循环双功能滤料脱氮生态滤池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种内循环双功能滤料脱氮生态滤池，属于环境保护和生态修复领域，主要用于富营养化水体，它包括滤池池体，所述滤池池体内部从下到上包括进水区、反硝化区、硝化区、气水分离区、出水区五个区域，进水区由进水阀、进水口组成，反硝化区内部填充竹丝填料并在底部安装放空阀，在滤池池体的硝化区安装隔板，隔板将硝化区分为升流区与降流区，升流区内部填充生物陶粒填料并在它与反硝化区之间安装砂芯曝气盘，升流区与沙芯曝气盘之间安装小孔不锈钢滤网，降流区与反硝化区中间安装不锈钢滤网，出水区由出水口、沉淀区、溢流堰和出水阀组成，该滤池由空气泵提供空气，空气扩散装置砂芯曝气盘位于硝化区与反硝化区之间。本实用新型的有益效果是，滤池池体内硝化和反硝化同时进行，生物陶粒填料和竹丝填料来源广、成本较低，且这两种填料都是亲水填料，宜于挂膜，宜于微生物的吸附，该滤池对富营养化水体处理效果较好。

Description

一种内循环双功能滤料脱氮生态滤池

技术领域

本实用新型涉及富营养化水体，具体涉及一种内循环双功能滤料脱氮生态滤池，属于环境保护和生态修复技术领域。

背景技术

近年来，农业面源、工业点源及生活源排放的氮、磷对我国地表水环境造成严重污染，特别是我国的广大平原地区的地表水水质恶化趋势十分明显，其中面源性的氮污染是最突出、最普遍的污染问题之一。据2010国土资源部“我国主要城市和地区地表水水情通报”浅层地表水监测结果表明，中南、华南和西南地区氨氮超标，深层地下水监测结果表明，东北地区氨氮超标，北京、内蒙古治区、辽宁省、宁夏回族自治区、湖南省、广东省、广西壮族自治区、云南省、重庆市和西藏自治区均有氨氮超标。随着国家政策法规的逐步完善与日趋严格，迫切需要一种高效的脱氮手段。

传统生态滤池往往采用一种滤料，这种方法在成本投入、耗能、污水处理效果方面存在一定的缺点。目前研究和应用较多采用陶粒等生物滤料，因为陶粒粗糙多空、体态较小，因此能在其表面保持较高的生物量，且宜于挂膜，但是陶粒对水流阻力大，容易堵塞，强度差，易破碎，不耐水冲刷，限制了它在于富营养化水体的处理与应用，同时富营养化水体中氨氮含量较高，在反硝化脱氮过程中，需要大量的有机碳源，因此在用陶粒作为生物滤料时，往往要外加碳源，从而造成成本的提高，本实用新型在反硝化区采用的竹丝填料恰恰含有大量的有机碳，而且竹丝填料不宜堵塞、耐冲洗。

    现有处理富营养化水体的技术方案大多采用无内循环的处理模式，这种处理模式不利于系统中微生物分配的均匀性，同时也可能会导致富营养化水体中高氨氮浓度对硝化作用的抑制。实验表明，增加内循环后，对处理装置上层氨氮去除率（维持在95%左右）改善幅度不是很明显，但是对于中底部氨氮去除率却有大幅度提高，这是稀释与反硝化共同作用的结果。

发明内容

本实用新型旨在克服现有技术存在的问题，同时提供一种内循环双功能滤料脱氮生态滤池，本实用新型提供的脱氮生态滤池结构合理、水处理效果稳定、成本低、不易产生堵塞。

    本实用新型解决其技术问题所采用的方案是：一种内循环双功能滤料脱氮生态滤池，它包括滤池池体，所述滤池池体内部从下到上包括进水区、反硝化区、硝化区、气水分离区、出水区五个区域，进水区由进水阀、进水口组成，反硝化区内部填充竹丝填料并在底部安装放空阀，在滤池池体的硝化区安装隔板，隔板将硝化区分为升流区与降流区，升流区内部填充生物陶粒填料并在它与反硝化区之间安装砂芯曝气盘，升流区与砂芯曝气盘之间安装小孔不锈钢滤网，降流区与反硝化区中间安装不锈钢滤网，出水区由出水口、沉淀区、溢流堰和出水阀组成，该滤池由空气泵提供空气，空气扩散装置砂芯曝气盘位于硝化区与反硝化区之间。富营养化水体由滤池底部进入，进入滤池后与竹丝填料上的生物膜相接触，水流通过小孔不锈钢滤网进入反硝化区的生物陶粒填料，水体在曝气设备的作用下，与生物陶粒填料上的生物膜充分接触，通过传质与供氧，去除水中的氨氮、有机物等，之后进入气水分离区，部分水继续上升到达出水区经溢流堰从出水口流出，绝大多数水通过隔板流入至降流区内，向下流动到竹丝填料中，然后水流继续向上流动再次与生物陶粒填料表面的生物膜接触反应，形成内循环式流态。这种流态有利于强化反应器内的生物反应，能够稳定高效的处理富营养化水体。

    本实用新型采用的生物陶粒填料取河底淤泥，经晾干、粉碎后通过35目的标准样筛，将筛分好的河底淤泥与水混合，制作成粒径为4～5mm的球状生陶粒，成型的生陶粒在室内晾干，之后在105℃的鼓风箱中干燥2h，取出生陶粒放入马弗炉里，在800℃预热20min，然后在1000℃焙烧1h，冷却至室温。

    本实用新型采用的竹丝填料取自于毛竹，竹丝填料的规格是长20～25mm、宽2～5mm、高2～3mm，先将竹丝填料用5%～10%的氢氧化钠水溶液连续浸泡5～7天，每天更换氢氧化钠水溶液，浸泡结束后用自来水或蒸馏水反复清洗3～5次；然后风干、或晾干、或在温度不超过60℃的鼓风箱中烘干；最后将干燥的竹丝填料单层平铺，在240～270nm波长的紫外灯光下距离紫外光灯10～15cm内进行紫外照射15～40min。

本实用新型的有益效果：（1）总体装置结构空间上的分区布置明显兼有有氧区和无氧区：进水布水后与竹丝填料相接触，在厌氧条件下，脱氮反硝化，进入陶粒生物填料后，由于曝气装置供氧，在有氧条件下有利于硝化，待水流稳定，可同步进行硝化与反硝化；（2）硝化区的生物陶粒填料取自河底淤泥，来源广、成本低，生物陶粒填料具有较大的比表面积和孔隙率，有利于截留生物形成生物膜，在好氧条件有利于硝化作用；（3）反硝化区的竹丝填料取自生活中常见的毛竹，分布广，价格低廉，因为竹丝填料表面亲水性基团、良好的生物亲和性，所以竹丝填料上微生物膜能够快速形成，同时竹丝中含有大量的有机碳，可以成为反硝化细菌的电子供体；（4）该滤池采用水力回流脱氮系统，使水体与生物填料反复充分接触，内部没有推流装置，易于操作、维护与控制，成本较少、耗能较低，能有效稳定的处理富营养化水体。

附图说明

    图1是本实用新型的结构示意图。

    图1中：1、沉淀区，2、降流区，3、隔板，4、滤池池体，5、不锈钢滤网，6、竹丝填料，7、进水口，8、放空阀，9、反硝化区，10、砂芯曝气盘，11、小孔不锈钢滤网，12、生物陶粒填料，13、硝化区，14、升流区，15、溢流堰，16、出水口，17、气水分离区。

具体实施方式

在图1中，一种内循环双功能滤料脱氮生态滤池包括滤池池体4，滤池池体4以及隔板3均由有机玻璃自制而成，滤池池体4内部从下到上包括进水区、反硝化区9、硝化区13、气水分离区17、出水区五个区域，升流区14与反硝化区9体积之比1:4，进水区由进水口7组成，反硝化区9内部填充竹丝填料6并在底部安装放空阀8，竹丝填料的规格为长20～25mm，宽2～5mm，高2～3mm，硝化区13内部填充生物陶粒填料12，生物陶粒填料12的粒径为4～5mm，孔隙率60%～70%，在滤池池体的硝化区安装隔板3，隔板3将硝化区13分为升流区14与降流区2，升流区14与降流区2的体积之比为1:1，升流区14内部填充生物陶粒填料12并在它与反硝化区9之间安装砂芯曝气盘10，升流区14与砂芯曝气盘10之间安装的小孔不锈钢滤网11孔径为2～3mm，降流区2与反硝化区9中间安装不锈钢滤网5，该滤网的孔径为3～5mm,气水分离区17和沉淀区1体积之比2:1，出水区由出水口16、沉淀区1、溢流堰15组成，该滤池由空气泵提供空气，空气扩散装置砂芯曝气盘10位于硝化区13与反硝化区9之间。

富营养化水体由滤池底部进水口7进入，进入滤池后与竹丝填料6上的生物膜相接触，水流通过小孔不锈钢滤网11进入反硝化区9的生物陶粒填料12，水体在曝气设备的作用下，与生物陶粒填料12上的生物膜充分接触，通过传质与供氧，去除水中的氨氮、有机物等，之后进入气水分离区17，部分水继续上升到达出水区经溢流堰15从出水口16流出，绝大多数水通过隔板3流入至降流区2内，向下流动到竹丝填料6中，然后水流继续向上流动再次与生物陶粒填料12表面的生物膜接触反应，形成内循环式流态。这种流态有利于强化滤池内的生物反应，能够稳定高效的处理富营养化水体。

Claims (6)

1.一种内循环双功能滤料脱氮生态滤池，其特征在于：它包括滤池池体（4），所述滤池池体（4）内部从下到上包括进水区、反硝化区（9）、硝化区（13）、气水分离区（17）、出水区五个区域，进水区由进水口（7）组成，反硝化区（9）内部填充竹丝填料（6）并在底部安装放空阀（8），在滤池池体（4）的硝化区（13）安装隔板（3），隔板（3）将硝化区（13）分为升流区（14）与降流区（2），升流区（14）内部填充生物陶粒填料（12）并安装砂芯曝气盘（10），升流区（14）与砂芯曝气盘（10）之间安装小孔不锈钢滤网（11），降流区（2）与反硝化区（9）中间安装不锈钢滤网（5），出水区由出水口（16）、沉淀区（1）、溢流堰（15）组成，该滤池由空气泵提供空气，空气扩散装置砂芯曝气盘（10）位于硝化区（13）与反硝化区（9）之间。

2.根据权利要求1所述的一种内循环双功能滤料脱氮生态滤池，其特征在于：所述的升流区(14)与反硝化区(9)体积之比为1:4，升流区(14)与降流区(2)的体积之比为1:1，气水分离区(17)与沉淀区（1）体积之比为2:1。

3.根据权利要求1所述的一种内循环双功能滤料脱氮生态滤池，其特征在于：所述的反硝化区（9）与硝化区（13）的填料填充率为75%～85%。

4.根据权利要求1所述的一种内循环双功能滤料脱氮生态滤池，其特征在于：所述的不锈钢滤网（5）的孔径为3～5mm，小孔不锈钢滤网（11）孔径为2～3mm。

5.根据权利要求1所述的一种内循环双功能滤料脱氮生态滤池，其特征在于：所述的竹丝填料（6）规格是长20～25mm、宽2～5mm、高2～3mm，生物陶粒填料（12）的粒径为4～5mm，孔隙率为60%～70%。

6.根据权利要求1所述的一种内循环双功能滤料脱氮生态滤池，其特征在于：所述的砂芯曝气盘（10）位于生物陶粒填料（12）与竹丝填料（6）之间，且竹丝填料（6）与生物陶粒填料（12）之间的垂直距离是滤池池体（4）高度5%。