CN205295076U - 基于曝气生物滤池的服务区生态型污水处理系统装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于曝气生物滤池的服务区生态型污水处理系统装置，其特征在于所述污水处理系统装置包括依次连接的预曝调节沉淀池和曝气生物滤池一体化设备。根据需要，曝气生物滤池后续可串联人工湿地等生态处理单元进行深度净化，所述装置对各种污染物尤其是氨氮服务区污水特征污染物的处理效率高，并能够除油脱臭，具有不需反冲洗和污泥回流、污泥产量少、管理维护简单、运行费用低、施工便捷迅速、生态化及美化景观等优点。

Description

基于曝气生物滤池的服务区生态型污水处理系统装置

技术领域

本实用新型涉及污水处理技术领域，具体涉及一种基于曝气生物滤池的服务区生态型污水处理系统装置，可用于高速公路服务区、收费站、养护工区等公路沿线附属设施及其他行业分散式污水处理及中水回用。

背景技术

截止2014年底，我国高速公路实现通车里程11.2万公里，未来还将建设约2万公里高速公路，约有400对服务区及大量的收费站、养护工区需要配套建设，按照国家环境保护要求均需配套建设污水处理设施，而且大量已建成服务区面临升级改造问题，而目前公路沿线附属设施污水处理普遍存在处理效果不稳定、运行费用高、管理养护负责、设备出现故障无人检修、北方地区冬季处理不达标等现实问题，因此交通行业对公路沿线附属设施污水处理技术具有迫切的技术需求和广阔的市场应用前景。

服务区污水以冲厕污水、管理人员及宾客住宿污水、餐饮废水为主，所以其性质与生活污水类似，但又具有其自身特点，突出表现：水质相对于通常的生活污水恶劣，有机污染物浓度高、氮磷含量高，增加动植物油及石油类指标。

高速公路项目作为生态型建设项目，从生态公路到绿色公路的发展，一直秉承生态低碳的建设理念。因而为与公路发展理念一致，服务区污水处理也应采取生态化的方法。于是一批生态工程技术人员开始研究稳定塘、土地处理系统、人工湿地等。交通运输部科学研究院在江西、重庆等多个省市开展了服务区污水生态处理的理论研究和工程示范，取得了良好的处理效果和景观美化作用，但是单一的生态技术的共同缺点在于占地面积大，冬季处理效果差。

曝气生物滤池是上世纪80年代末在欧美发展起来的一种新型污水处理技术。其独特的填料式设计，借鉴了生物滤池和生物接触氧化法的优点，综合了过滤、吸附和生物代谢等多种废水处理工艺，使其具有水力负荷高、抗冲击能力强、污泥产量少、无污泥膨胀等优点，是目前水处理的先进工艺。

因生物载体、池型结构、反冲洗方式等不同，目前常用的曝气生物滤池有BIOCARBONE、BIOSTYR、BIOFOR、BIOSMEDI等工艺。但这些工艺普遍存在以下缺点：加入生物填料导致建设费用增高；一般需要反冲洗，可调控性差；载体选择不当，容易发生短流、堵塞；对磷的处理效果较差，对总磷指标要求较高的地区应配套建设出水的深度除磷设施。

发明内容

本实用新型提出的生态型污水处理装置，以曝气生物滤池为核心，处理后可达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)的一级排放标准和《城市污水再生利用城市杂用水》(GB/T18920-2002)的回用标准。根据需要，曝气生物滤池后续可串联人工湿地等生态处理单元进行深度净化，可达到《城镇生活污水污染物排放标准》(GB18918—2002)的I级A标准。

本实用新型具体采用以下技术方案：

一种基于曝气生物滤池的服务区生态型污水处理系统装置，其特征在于：

所述污水处理系统装置包括依次连接的预曝调节沉淀池和曝气生物滤池一体化设备；

所述预曝调节沉淀池为地下结构，采用玻璃钢预制或现场钢混池浇筑，池内设有隔板，将预曝调节沉淀池分为两格，前一格中安装曝气管，后一格为空池，内装2台污水提升泵；

所述曝气生物滤池一体化设备为长方体钢槽，内部由上下交错设置的四个折流壁板将设备分成五个分区，首区为微沉区；第二至四为主体反应区，第二区为兼氧滤区；第三、四区分别为好氧滤区；第四区好氧滤区后设有第五区澄清区。

本申请优选包括以下技术方案：

一体化设备采用不锈钢或碳钢防腐加工制作，直接运至服务区现场安装，施工快速简洁，适合高速公路房建施工特点。

曝气生物滤池一体化设备在进水段上部设有入水口，用以接受经过预曝调节沉淀池沉淀处理后的污水。沿进水方向，一定距离处由池顶向下设有1#折流壁板，其与池底留有流水口。2#折流壁板和4#折流壁板均为由池底向上设置的钢结构挡板，上部纵断面为梯形，使得由其分割的两个区域，右侧水位略低于左侧，2#折流壁板顶部略高于4#折流壁板顶部，从而实现第二区至第四区沿进水方向水位依次降低，逐级跌水，保障水力流畅。4#折流壁板为由池顶向下设置的钢结构挡板，与池底留有流水口，将两个好氧滤区上部分为两个单元，下部连通，共用一个汇泥坡。

兼氧滤区底部与进水方向相反，设置具有一定坡度的汇泥坡，在兼氧滤区进水处低于池底部设有凹形积泥槽；两个好氧滤区底部相通，沿进水方向共同设置一个具有一定坡度的汇泥坡，在第四区好氧滤区末端低于池底部设有凹形积泥槽；兼氧滤区和好氧滤区的汇泥坡上部设有曝气管，其上安装盘状曝气器。

在兼氧滤区按照10-40％比例填充多孔蜂窝状悬浮载体，第三区好氧滤区按照20-50％比例填充多孔蜂窝状悬浮载体，第四区好氧滤区按照30-60％比例填充多孔蜂窝状悬浮载体。曝气生物滤池一体化设备的主体反应区，为一个兼氧滤区和两个好氧滤区。兼氧滤区和好氧滤区结构基本相同，均由相邻折流壁板组成侧壁，沿进水方向连接设置，兼氧滤区和好氧滤区内流态均为下进上出。兼氧滤区底部与进水方向相反，设置具有一定坡度的汇泥坡，在兼氧滤区进水处低于池底部设有凹形积泥槽，用以承接收集通过汇泥坡滑下的污泥。两个好氧滤区底部相通，沿进水方向共同设置一个具有一定坡度的汇泥坡，在第四区好氧滤区末端低于池底部设有凹形积泥槽，用以承接收集第三区和第四区两个好氧滤区内通过汇泥坡滑下的污泥。兼氧滤区和好氧滤区的汇泥坡上部设有曝气管，其上安装盘状曝气器，为主反应区微生物提供氧气，其中兼氧滤区采用间歇式微曝气，好氧滤区正常曝气。在兼氧滤区按照10-40％比例填充多孔蜂窝状悬浮载体，第三区好氧滤区按照20-50％比例填充多孔蜂窝状悬浮载体，第四区好氧滤区按照30-60％比例填充多孔蜂窝状悬浮载体。多孔蜂窝状悬浮载体采用发泡PU材质，粒径15-20mm。多孔蜂窝状悬浮载体被填充在位于下部的穿孔底板和位于上部的尼龙纤维网间。穿孔底板为5-8mm厚不锈钢材质，等距布满直径为5mm的圆孔。尼龙或改性尼龙合成纤维的单丝或复丝加工而成。兼氧滤区和好氧滤区投加兼具定向脱硫嗜油功能的专属微生物，除了提高有机物和氨氮总氮去除效果外，能够降解石油类和动植物油类污染和水中致臭的含硫化合物，具有除臭和脱油功能。经过固定在多孔蜂窝状悬浮载体上的专属微生物净化处理后的出水，通过出流口流出，经过消毒后外排或者串联人工湿地等生态处理单元。

曝气生物滤池在运行过程中，多孔蜂窝状悬浮载体在曝气的浮力下上下翻腾，即实现了与微生物的充分接触，又起到了反冲洗作用，将老化的生物膜冲刷后，沉入积泥槽。空气上升时与载体中的大孔反复多次碰撞、切割，并被好氧微生物快速吸收反应，从而提高了空气的利用率。随着氧气的碰撞、切割和吸收反应，进入载体内部的氧气逐渐减少直至氧气消耗完毕，这样使每一个载体内部生成良好的缺氧区、兼氧区和好氧区，使得载体的内部形成无数个微型的硝化和反硝化反应器，因而可在同一个反应器中同时发生氨氧化、硝化和反硝化联合作用，实现氨氮的高效去除和总氮的消减，对高氨氮服务区污水处理具有很好的针对性。专属微生物在多孔蜂窝状悬浮载体中呈现分层和分群的现象，菌群结构合理，生物链长，抗冲击负荷强，污泥产生量少。

如果使用区域当地污水处理对氮磷由更高要求时，可在曝气生物滤池一体化设备后面串联人工湿地等生态处理单元，进行深度脱氮除磷。人工湿地等生态处理单元采用常规技术方法。

本实用新型提供了一种基于曝气生物滤池的服务区生态型污水处理系统装置，具有以下优点：

(1)前置预曝调节沉淀池，减低污水的SS，同时有效降低后端好氧负荷进而降低实际运行费用。

(2)采用多孔蜂窝状悬浮载体，营造适合微生物增值的仿自然生态环境，提高微生物的负载量，减少流失。

(3)多孔蜂窝状悬浮载体内部可同时发生氨氧化、硝化和反硝化联合作用，对氨氮的去除效率高。

(4)专属微生物抗冲击负荷强，生物活性高，对有机物和氮污染去除效果好，而且具有脱臭和除油功能，污泥产生量少。

(5)曝气生物滤池一体化设备占地面积小，施工便捷迅速。

(6)不需反冲洗和污泥回流，设备自动控制，运行管理简单，运行费用低。

(7)设备停运3个月以内，只需恢复曝气7-10天即可重新启动，不需补投微生物。

(8)设置的人工湿地等生态处理单元，可利用服务区规划绿地，而且起到美化环境的效果。

附图说明

图1曝气生物滤池一体化设备结构图。

1-入水口，2-兼氧滤区，3-好氧滤区，41-1#折流壁板，42-2#折流壁板，43-3#折流壁板，44-4#折流壁板，5-汇泥坡，6-积泥槽，7-澄清区，8-出流口，9-曝气管，10-盘状曝气器，11-多孔蜂窝状悬浮载体，12-微沉区，13-尼龙纤维网，14-穿孔底板。

具体实施方式

高速公路服务区污水经过管网输送至预曝调节沉淀池。预曝调节沉淀池分为两格，前一格中安装曝气管，定期鼓风曝气，防止污水中的悬浮物沉淀，后一格主要起沉淀作用，以去除污水中大部分的SS。预曝调节沉淀池上清液由提升泵通过入水口泵入曝气生物滤池前的微沉区，沉淀的污泥定期抽取后外运处置。污水由折流壁板底部流入曝气生物滤池一体化设备。曝气生物滤池一体化设备主反应区分为三格，第一格为兼氧滤区，第二格和第三格均为好氧滤区。污水在兼氧滤区进行水解酸化，将大分子物质降解为小分子物质，出水通过折流进入后端的好氧滤区，在此去除大部分的COD和氨氮。兼氧滤区和好氧滤区都采用多孔蜂窝状悬浮载体并投加专属微生物。好氧滤区出水经澄清区沉淀后经过消毒可直接排放，当所在区域对于总氮总磷有更高的排放要求时，澄清池出水进入人工湿地等生态处理单元，进一步脱氮除磷后实现中水回用。预曝调节沉淀池和曝气生物滤池产生的污泥定期抽取后外运处置。

实施例1：

基于曝气生物滤池的服务区生态型污水处理系统装置设有依次连接的预曝调节沉淀池、曝气生物滤池一体化设备和人工湿地。预曝调节沉淀池为玻璃钢结构，底部设有曝气管。曝气生物滤池一体化设备为不锈钢结构的长方形槽体，内部由上下交错的4个隔板分为五格，第一格和第五格为窄格，内部为空池。第二至四格为曝气生物滤池，池底部设有坡度为5％的斜坡，斜坡末端设置凹槽。斜坡上方布有曝气管，其上安装盘状曝气器，曝气管下部设有撑托固定在滤池底部。第二至四格每格在隔板、尼龙纤维网和穿孔底板间均填充发泡PU材质的多孔蜂窝状悬浮载体，填充比例分别为20％、40％、60％。穿孔底板布满直径5mm圆孔的不锈钢板，尼龙纤维网采用经编法制成，网目40×40毫米。人工湿地为地下床体，内部填充砾石、陶粒等填料，表面种植菖蒲、鸢尾。

污水经过预曝调节沉淀池预处理后，经提升泵泵入曝气生物滤池一体化设备，通过附着在悬浮载体上的微生物进行有机物降解、脱氮除磷、除油脱臭等生化反应净化污水，处理出水排入人工湿地深度处理后回用。

实施例2：

在某服务区建设的基于曝气生物滤池的服务区生态型污水处理系统装置，包括依次连接的预曝调节沉淀池、曝气生物滤池一体化设备两个单元。其中预曝调节沉淀池建设规格5m×3m×4m，曝气生物滤池一体化设备规格5m×2.4m×2.4m，其中三格主体反应区每格长1.5m，载体层厚度1.5m，填充5-10mm发泡PU载体，调试运行期间投加兼具定向脱硫嗜油功能的专属微生物。

该基于曝气生物滤池的服务区生态型污水处理系统装置的进水COD400mg/L，BOD₅200mg/L，氨氮100mg/L，TSS250mg/L，石油类15mg/L，出水COD50mg/L，BOD₅20mg/L，氨氮5mg/L，TSS10mg/L，石油类0.5mg/L。

Claims (5)

1.一种基于曝气生物滤池的服务区生态型污水处理系统装置，其特征在于：

所述污水处理系统装置包括依次连接的预曝调节沉淀池和曝气生物滤池一体化设备；

所述预曝调节沉淀池为地下结构，采用玻璃钢预制或现场钢混池浇筑，池内设有隔板，将预曝调节沉淀池分为两格，前一格中安装曝气管，后一格为空池，内装2台污水提升泵；

所述曝气生物滤池一体化设备为长方体钢槽，内部由上下交错设置的四个折流壁板将设备分成五个分区，首区为微沉区；第二至四为主体反应区，第二区为兼氧滤区；第三、四区分别为好氧滤区；第四区好氧滤区后设有第五区澄清区。

2.如权利要求1所述的服务区生态型污水处理系统装置，在曝气生物滤池一体化设备后端串联人工湿地生态处理单元。

3.如权利要求1或2所述的服务区生态型污水处理系统装置，其特征在于：

所述曝气生物滤池一体化设备沿进水方向，一定距离处由池顶向下设有1#折流壁板，其与池底留有流水口，2#折流壁板和4#折流壁板均为由池底向上设置的钢结构挡板，上部纵断面为梯形，使得由其分割的两个区域，右侧水位略低于左侧，2#折流壁板顶部略高于4#折流壁板顶部，从而实现第二区至第四区沿进水方向水位依次降低，逐级跌水，保障水力流畅，4#折流壁板为由池顶向下设置的钢结构挡板，与池底留有流水口，将两个好氧滤区上部分为两个单元，下部连通，共用一个汇泥坡。

4.如权利要求3所述的服务区生态型污水处理系统装置，其特征在于：

兼氧滤区底部与进水方向相反，设置具有一定坡度的汇泥坡，在兼氧滤区进水处低于池底部设有凹形积泥槽；两个好氧滤区底部相通，沿进水方向共同设置一个具有一定坡度的汇泥坡，在第四区好氧滤区末端低于池底部设有凹形积泥槽；兼氧滤区和好氧滤区的汇泥坡上部设有曝气管，其上安装盘状曝气器。

5.如权利要求4所述的服务区生态型污水处理系统装置，其特征在于：

在兼氧滤区按照10-40％比例填充多孔蜂窝状悬浮载体，第三区好氧滤区按照20-50％比例填充多孔蜂窝状悬浮载体，第四区好氧滤区按照30-60％比例填充多孔蜂窝状悬浮载体。