CN207566980U - 一种上向流反硝化深床滤池系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种上向流反硝化深床滤池系统，包括滤池主体、自适应控制投药设备、反洗风机、反洗水泵和自动控制柜，所述滤池主体下部设有配水配气室，所述配水配气室上方设有布水布气系统，所述布水布气系统上方设有承托层，所述承托层上方设有滤料层，所述滤料层上方池体一侧设有V型出水槽，在出水槽底部设置出水闸板，所述出水闸板外侧设有清水渠，所述清水渠池体对侧滤料层上方设有翻板阀，所述翻板阀外侧设有反洗排水渠。本实用新型技术方案节约药耗，不需要单独设置驱氮装置，相比于传统的重力流反硝化深床滤池出水水质更好、滤速更高、纳污能力更强，还能够高效的实现同步脱氮除磷。

Description

一种上向流反硝化深床滤池系统

技术领域

本实用新型涉及水处理领域，具体是一种上向流反硝化深床滤池系统。

背景技术

2007年，江苏太湖爆发的蓝藻事件震惊全国，引起政府部门高度重视。由此，在全国范围内展开一场污水处理厂的“提标改造”运动。时至今日，“提标改造”还处于进行时状态。我国污水处理厂普遍存在设计不合理，运行、操作管理不当，进水水质、水量冲击或气候变化导致微生物活性变差等导致污水厂总氮难以持续达标，尤其是污水处理厂开始执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A后，其出水总氮、总磷和SS等污染物更难达标排放。因此，许多污水厂出水需要进行深度处理。

目前，污水深度处理一般解决方案有高效沉淀池+V型滤池、翻板滤池；高效沉淀池+纤维滤料滤池(D型滤池)；高效沉淀池+纤维转盘滤池。但上述方案还存在一些不足之处，均需要新建一个沉淀池，占地面积较大。近年来，国内污水厂开始从国外引进一种反硝化深床滤池工艺用于污水的深度处理，其出水水质稳定达标，占地面积小。该工艺比较经典的有美国STS公司1969年自主研发的DeepBed^TM Filter(反硝化深床滤池)，是一种集生物脱氮及过滤功能合二为一的处理单元。在反硝化深床滤池前设置一个混合装置，快速混合后出水在滤床中进行微絮凝生物过滤，经过絮凝沉淀、截留、生物作用，可将总磷、总氮、SS同步去除，确保出水水质达标(一级A)排放。

因此，反硝化深床滤池越来越受到研究者们的关注。例如，沈晓铃在《中国给水排水》发表的论文《深床反硝化滤池在污水厂提标扩建工程中的应用》，指出在外加碳源的情况下，运行效果稳定，其出水各项指标均低于一级A标准，尤其是TN，可稳定低于5mg/L。钱静在《净水技术》上发表论文《城市污水Leopold反硝化滤池的深度处理中试试验》，实现了同步脱氮除磷的效果，滤池出水总氮去除率为88.7％，总磷去除率为79.2％。随着技术不断的创新与优化，为实现系统的自动监控以及更好发挥反硝化深床滤池的优势，专利CN106477719A公开了一种同步除磷反硝化深床滤池系统，其具有占地面积小、水头损失小、操作方便等特点，且能够实现自动化运行，达到无人值守的目的。但该项发明滤池总深度较高，实际工程应用较难，同时投加的药耗偏高，产生的污泥量较多。此外，传统反硝化深床滤池采用重力流式进水方式，需要设置一套完整的驱氮装置，防止因氮气不能外排而使滤池短流的现象；事实上，重力流式反硝化滤池微絮凝过滤易造成滤料表面堵塞，不能充分的利用滤床底部空间，从而导致其纳污量较低，滤速较慢，影响整体的去除效果。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提出了一种上向流反硝化深床滤池系统，采用自适应投药系统实时调整加药量，节约药耗，同时省去了驱氮装置，能充分利用滤池底部空间进行微絮凝反应，相比于传统的重力流反硝化深床滤池出水水质更好、滤速更高、纳污能力更强，还能够高效的实现同步脱氮除磷。

对此，本实用新型提供一种上向流反硝化深床滤池系统，包括滤池主体、自适应控制投药设备、反洗风机、反洗水泵和自动控制柜，所述滤池主体下部设有配水配气室，所述配水配气室上方设有布水布气系统，所述布水布气系统上方设有承托层，所述承托层上方设有滤料层，所述滤料层上方池体一侧设有V型出水槽，在出水槽底部设置出水闸板，所述出水闸板外侧设有清水渠，所述清水渠池体对侧滤料层上方设有翻板阀，所述翻板阀外侧设有反洗排水渠。

进一步地，所述布水布气系统为上向流滤管或上向流滤头。

进一步地，所述承托层厚度150～300mm，所述滤料层采用包括且不限于火山岩、石英砂和陶粒，其厚度不少于1.8m。

进一步地，所述V型出水槽底部侧壁开有若干扫洗水孔，与翻板阀底边在同一高度上，过孔流速为1～3m/s，能有效的实现表面扫洗的作用。

进一步地，所述自适应控制投药设备是引用申请人现有专利《自适应控制投药设备及其方法》(ZL02115323.X)，由控制单元及计量投加单元组成，所述控制单元由控制器、人机界面、语音提示系统、运行方式选择面板组成；所述计量投加单元由碳源投加系统和絮凝剂投加系统组成。

进一步地，所述碳源投加系统、絮凝剂投加系统分别包括投药泵、控制阀门和流量计；所述碳源投加系统加药点设置在滤池主体前端处理单元出水槽处；所述絮凝剂投加系统加药点设置在滤池主体前端管道混合器的进水口处。

本实用新型的有益效果是：

第一，本实用新型采用上向流滤管进行布水布气，与传统的滤板滤头比较，安装便捷，施工难度较低，不易被水中杂质堵塞。

第二，本实用新型采用上向流进水方式，过滤的水流方向与氮气扩散方向一致，过滤时水流会带着氮气往上走，无需除氮装置，不会形成气堵，从而降低了水头损失，延长了过滤周期。同时，待滤水由滤池底部进入，同空气完全隔绝，更加有利于反硝化微生物的生长，大大提高脱氮效率。

第三，本实用新型采用一种新型的反冲洗方式进行滤池的反洗过程，即动力式逆向排放+单独气洗+气水联洗+单独水洗+单水漂/扫。相比于传统的三步法反洗方式，该套方法新增了动力式逆向排放和单水漂扫洗过程。其中动力式逆向排放模拟了沉淀池重力虹吸排泥技术，即将滤池底部拦截的较大污泥杂质先通过排污管排出，这样可以有效防止传统气水反洗时将底部杂质冲洗到上层细滤料，造成部分污泥杂质难以清洗干净；单水漂扫洗，主要是本实用新型采用V型出水槽底部扫洗水孔进行表面扫洗，在滤池反冲洗过程进行到单水冲洗时，滤池进入表面扫洗状态，由于扫洗出水流速较大，可有效的将滤料表面以上残留反洗废水推流至翻板阀排出，解决初滤水水质较差的问题。因此，这种反洗方式可以有效防止滤料层堵塞、板结等状况，还能解决初滤水水质差的问题。

第四，本实用新型采用自适应控制投药设备实现体系最佳脱氮除磷效果的单位投药量，该套设备具有自动学习的功能，根据本地的水质、温度、季节自动将最佳投药量记录在数据库中，在自适应控制状态下，选取合适投药量，从而实现系统最佳处理效果。

附图说明

图1是本实用新型一种上向流反硝化深床滤池系统的实施案例结构图。

附图中各部分为：1-滤池主体；2-自适应控制投药设备；201-控制单元；202-碳源储罐；203-碳源投加泵；204-加碳控制阀门；205-加碳流量计；206-絮凝剂储罐；207-药剂投加泵；208-加药控制阀门；209-加药流量计；3-反洗风机；4-反洗水泵；5-自动控制柜；6-配水配气室；7-上向流滤管；8-承托层；9-滤料层；10-V型出水槽；101-扫洗水孔；11-出水闸板；12-清水渠；13-翻板阀；14-反洗排水渠；15-溢流孔；16-管道混合器；17-进水管；18-进水阀门；19-底部排污管；20-排污管阀门；21-风机阀门；22-气体流量计；23-反洗进气管；24-进气管阀门；25-水泵阀门；26-液体流量计；27-反洗进水管；28-反洗进水管阀门。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型较优实施案例作进一步的详细说明：

如附图1所示的一种上向流反硝化深床滤池系统，包括滤池主体1、自适应控制投药设备2、反洗风机3、反洗水泵4和自动控制柜5，所述滤池主体1下部设有配水配气室6，所述配水配气室6上方设有上向流滤管7，所述布水布气系统7上方设有承托层8，所述承托层8上方设有滤料层9，所述滤料层9上方池体一侧设有V型出水槽10，在出水槽10底部设置出水闸板11，所述出水闸板11外侧设有清水渠12，所述清水渠12池体对侧滤料层9上方设有翻板阀13，所述翻板阀13外侧设有反洗排水渠14。

如附图1所示，所述自适应控制投药设备2包括控制单元201和计量投加单元，所述计量投加单元包括碳源投加系统和絮凝剂投加系统，所述碳源投加系统通过碳源储罐202、碳源投加泵203、加碳控制阀门204和加碳流量计205与进水管连接17；所述絮凝剂投加系统通过所述絮凝剂储罐206、药剂投加泵207、加药控制阀门208和加药流量计209与管道混合器16连接；所述管道混合器16与进水管17连接，所述进水管17上设有进水阀门18；所述反洗风机3通过风机阀门21、气体流量计22与反洗进气管23相连，所述反洗进气管23上设有进气管阀门24；反洗水泵4通过水泵阀门25、液体流量计26与反洗进水管27相连接，所述反洗进水管27上设有反洗进水管阀门28；所述反洗进水管27底侧设有底部排污管19，所述底部排污管19上设有排污管阀门20。

所述控制单元201对所述碳源投加系统和絮凝剂投加系统进行控制；所述自动控制柜5与反洗风机3、反洗水泵4、进水阀门18、排污管阀门20、风机阀门21、气体流量计22、进气管阀门24、水泵阀门25、液体流量计26、反洗进水管阀门28相连接，并进行自动化控制。

采用本实用新型的反硝化深床滤池系统进行污水的深度脱氮除磷，具体过程如下：

污水经过前端常规生化工艺处理后，由出水槽流出，通过碳源投加系统向出水槽中加入碳源，在进水管17中混合均匀，为反硝化反应提供能源；同时絮凝剂投加系统将药剂与待处理污水在管道混合器16中充分混合，而后混合液经进水管17自上而下依次通过配水配气室6、上向流滤管7、承托层8和滤料层9，在此过程中污水经过微絮凝、滤料拦截、吸附和反硝化作用，SS、总磷和总氮被大量去除，最后由清水渠12排出。

随着反硝化深床滤池系统拦截固体悬浮物的量增多，因滤料层9纳污能力有限，故水头损失达到一定程度时，系统需要进行反冲洗操作，具体步骤为：

(1)底部排空。关闭自适应控制投药设备2、进水阀门18和出水闸板11，停止进水与投药；打开滤池底部排污阀门20，滤池内污水从滤池底部排污管19排出，将水位控制在滤料层9上约200mm处，关闭底部排污阀20。此步骤主要是将滤料层底部拦截的大颗粒杂质排放出去，以免气水联洗过程中将其冲散至细滤料层中而无法彻底清洗滤料。

(2)单独气洗。打开反洗风机3、风机阀门21和进气管阀门24，让压力气由滤池反洗进气管23进入到配水配气室6，经上向流滤管7均匀进行滤料层9气洗，时间为4～5min，气洗强度为12～16L/(m²·s)。此过程主要是靠气泡上升时对滤料颗粒产生的剪切、摩擦作用松动滤料层。

(3)气水联洗。单独气洗结束后，开启反洗水泵4、水泵阀门25、反洗进水管阀门28，让滤后水与压力气同时进入到滤料层，出水经溢流孔15排入到反洗排水渠14，进行气水联合冲洗步骤，时间为4～6min，水洗强度3～6L/(m²·s)，气洗强度不变。该过程主要是使滤料间充分摩擦，使污泥杂质和失活生物膜从滤料颗粒上脱落。

(4)单独水洗。气水联洗结束后，关闭反洗风机3、风机阀门21、进气管阀门24、反洗水泵4、水泵阀门25、反洗进水管阀门28，静止20s后，打开翻板阀13将废水排入反洗排水渠14，液位下降至翻板阀顶部时，关闭翻板阀13，打开反洗水泵4、水泵阀门25、反洗进水管阀门28，进行单水反洗，时间为6～10min，水洗强度为3～6L/(m²·s)。

(5)漂扫洗。单独水洗结束后，关闭反洗水泵4、水泵阀门25、反洗进水管阀门28，静止20～40s后，打开翻板阀13将废水排入反洗排水渠14，液位下降至翻板阀13顶部时，打开进水管阀门18，让待滤水进入到滤池进行漂洗，同时打开出水闸板11，使清水渠12的滤后水经V型出水槽10底部扫洗孔101进行扫洗，时间不超过15min。主要解决滤池初滤水水质差及水面漂浮泡沫等问题。

采用本实用新型技术方案，在进水水质为《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B时，出水水质SS、TP、TN可达地表准四类，即SS≤5mg/L，TP≤0.3mg/L，TN≤10；进水水质为《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A时，出水水质SS、TP、TN可达地表四类，即SS≤5mg/L，TP≤0.3mg/L，TN≤1.5mg/L。

以上所述内容，仅是结合具体的较佳实施例对本实用新型所作的进一步详细说明，不能因此限定本实用新型的具体实施范围。本实用新型未详细说明的部分均为公知技术，在不脱离本实用新型技术方案的前提下，本实用新型所属技术领域的技术人员还可以做出若干简单变化或替换，都应当包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种上向流反硝化深床滤池系统，包括滤池主体、自适应控制投药设备、反洗风机、反洗水泵和自动控制柜，所述滤池主体下部设有配水配气室，所述配水配气室上方设有布水布气系统，所述布水布气系统上方设有承托层，所述承托层上方设有滤料层，所述滤料层上方池体一侧设有V型出水槽，在出水槽底部设置出水闸板，所述出水闸板外侧设有清水渠，所述清水渠池体对侧滤料层上方设有翻板阀，所述翻板阀外侧设有反洗排水渠。

2.权利要求1所述的一种上向流反硝化深床滤池系统，其特征在于：所述布水布气系统为上向流滤管或上向流滤头。

3.权利要求1所述的一种上向流反硝化深床滤池系统，其特征在于：所述承托层厚度150～300mm，所述滤料层采用包括且不限于火山岩、石英砂和陶粒，其厚度不少于1.8m。

4.权利要求1所述的一种上向流反硝化深床滤池系统，其特征在于：所述V型出水槽底部侧壁开有若干扫洗水孔，与翻板阀底边在同一高度上，过孔流速为1～3m/s。

5.权利要求1所述的一种上向流反硝化深床滤池系统，其特征在于：所述自适应控制投药设备是引用申请人现有专利《自适应控制投药设备及其方法》(ZL02115323.X)，由控制单元及计量投加单元组成，所述控制单元由控制器、人机界面、语音提示系统、运行方式选择面板组成；所述计量投加单元由碳源投加系统和絮凝剂投加系统组成。

6.权利要求5所述的一种上向流反硝化深床滤池系统，其特征在于：所述碳源投加系统、絮凝剂投加系统分别包括投药泵、控制阀门和流量计；所述碳源投加系统加药点设置在滤池主体前端处理单元出水槽处；所述絮凝剂投加系统加药点设置在滤池主体前端管道混合器的进水口处。