WO2014146352A1 - 生物过滤器 - Google Patents

Abstract

一种生物过滤器，包括：用于容纳生物填料（20）的生物滤池（4），其具有位于生物滤池（4）底部的出水口；进水管道（22），进水管道（22）的两端分别设有进水口和出水口，进水管道（22）的出水口从生物滤池（4）的顶部延伸至生物滤池（4）内部；用于将进入进水管道（22）的水进行充氧的射流器（5），其设置在进水管道（22）的进水口和出水口之间上；用于提升进入进水管道（22）的水的压力的提升泵，设置在进水管道（22）的进水口；和出水管道（9），与生物滤池（4）底部的出水口连通。采用射流器使进水充分充氧，保证生物滤池内各个部位的均匀充氧，提高了污染物的去除率。

Description

生物过滤器 技术领域

本公开涉及废水处理技术领域， 尤其涉及一种生物过滤器。 背景技术

现有各种曝气生物滤池。如图 1所示： 曝气生物过滤器包括： 配水槽 1 , 单孔膜空气扩散器 2, 反沖洗进水管 3 , 反沖洗进气管 4, 滤头 5 , 曝气管 6, 反沖洗排水管 7, 正常排水管 8, 生物滤料 9。 水通过泵（未显示） 泵至配 水槽 1 , 经配水管从底部进入生物滤池， 水自下而上， 由于配水槽 1和正常 排水管 8之间的高度差，经处理后的水从正常排水管 8排出，在这个过程中， 同时需要启动鼓风机通过曝气管 6和单孔膜空气扩散器 2给生物滤池提供空 气 现有的曝气生物滤池存在以下不足：

一、需要单独设置曝气装置，从而在废水活性污泥法水处理过程中向生 物滤池供氧。 曝气装置一般包括鼓风机（未显示 )以及在滤池中设置的曝气 管 6, 导致建设成本和运行成本高， 而且这种曝气方式还存在滤池底部充氧 过剩而滤池上部充氧不足的情况。

二、采用单一滤料如单一活性炭或活性炭加火山石、牡蛎壳等的混合料， 存在去除效率不高的问题。 发明内容

本公开提供了一种生物过滤器， 建设成本和运行维护成本大幅降低， 保 证滤池内各个部位的均勾充氧。

根据本公开的生物过滤器包括： 包括： 用于容纳生物填料的生物滤池， 其具有位于所述生物滤池底部的出水口； 进水管道， 所述进水管道的两端分 别设有进水口和出水口，所述进水管道的出水口从所述生物滤池的顶部延伸 至所述生物滤池内； 用于将进入进水管道的水进行充氧的射流器， 其设置在 所述进水管道的进水口和出水口之间；用于提升进入所述进水管道的水的压 力的提升泵， 设置在所述进水管道的进水口； 和出水管道， 与所述生物滤池 的出水口连通。

在一个示例中， 所述射流器包括射流器进水管和射流器出水管， 所述射 流器进水管与所述进水管道的进水口连通，所述射流器出水管与所述进水管 道的出水口连通，所述射流器还包括设置在所述射流器进水口和所述射流器 出水口之间的混合室，所述混合室的侧壁分别设有空气入口和用于添加营养 药液的药液入口。

在一个示例中， 所述射流器出水管的一端为与所述混合室连通的喉管， 另一端为与所述进水管道的出水口连通的扩散管，所述喉管的内径小于所述 扩散管的内径。

在一个示例中，所述射流器进水管的与所述混合室所述连通的一端的内 径缩小形成一喷嘴。

在一个示例中， 所述射流器进水管设有射流器入口控制阀， 所述射流器 出水管设有射流器出口控制阀。

在一个示例中， 所述生物滤池为密封式生物滤池。

在一个示例中， 所述进水管道的出水口设置有布水器。

在一个示例中，生物过滤器还包括与所述生物滤池的出水口连通的反洗 进水管道， 以及与所述布水器连通的反洗出水管道。

在一个示例中， 所述反洗进水管道上设有反洗进水阀， 所述反洗出水管 道上设有反洗出水阀。

在一个示例中， 所述反洗进水阀和所述反洗出水阀均为自动控制阀。 在一个示例中，所述生物滤池还包括用于将所述生物滤池内部的水排出 的排空管道， 所述排空管道与所述生物滤池的出水口连通。

在一个示例中，所述生物滤池的下部设有用于防止所述生物填料被排出 的集水水帽。

在一个示例中， 所述生物滤池的顶部和 /或中部设有生物填料入口， 所 述生物滤池的底部设有用于安装所述集水水帽的安装口。

在一个示例中， 所述进水管道的出水口设有生物滤池进水阀， 所述出水 管道上设有出水阀。

在一个示例中， 所述生物填料为活化沸石和活性炭混合滤料。

根据本公开， 采用射流器对废水进行供氧， 使废水充分充氧， 从而不需 要单独设置曝气装置供氧， 建设成本和运行维护成本大幅降低； 且废水是从 生物滤池的顶部进入，避免生物滤池底部充氧过剩而生物滤池上部充氧不足 的情况， 明显提高了污染物的去除率。 附图说明

为了更清楚地说明本公开或现有技术中的技术方案，下面将对本公开提 供的技术方案或现有技术描述中所需要使用的附图作筒单地介绍，显而易见 地，下面描述中的附图仅仅是本公开的技术方案的部分具体实施方式图示说 明， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下， 还可以 根据这些附图获得其他的附图。

图 1表示现有生物过滤器结构示意图；

图 2表示本公开实施例生物过滤器结构示意图；

图 3表示本公开实施例中集水水帽结构示意图；

图 4表示本公开实施例中射流器结构示意图。 具体实施方式

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行 清楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例， 而 不是全部的实施例。基于本公开中的实施例， 本领域普通技术人员在没有作 出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例， 都属于本公开保护的范围。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领 域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开专利申请说明书以及权 利要求书中使用的 "第一"、 "第二" 以及类似的词语并不表示任何顺序、 数 量或者重要性， 而只是用来区分不同的组成部分。 同样， "一个" 或者 "一" 等类似词语也不表示数量限制， 而是表示存在至少一个。 "连接" 或者 "相 连"等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接， 而是可以包括电性的 连接， 不管是直接的还是间接的。 "上"、 "下"、 "左"、 "右" 等仅用于表示 相对位置关系， 当被描述对象的绝对位置改变后， 则该相对位置关系也相应 地改变。

如图 2所示， 本实施例提供一种生物过滤器。 该生物过滤器包括： 用于 容纳生物填料 20的生物滤池 4; 设有射流器 5的进水管道 22, 所述进水管 道 22的两端分别设有与提升泵（未显示）连接的进水口、 及从所述生物滤 池 4的顶部延伸至所述生物滤池 4内部的出水口；和与所述生物滤池 4底部 的出水口连通的出水管道 9。

采用射流器 5 , 使进入生物滤池 4内的废水充分充氧， 保证生物滤池 4 内各个部位的均匀充氧， 明显提高了污染物的去除率， 同时解决了现有技术 需要单独设置曝气装置的问题， 建设成本和运行维护成本大幅降低。 生物滤 池采用生物填料， 进入生物滤池的水是高压水， 高压水流比传统重力流曝气 生物滤池具有更高的过水能力和处理效率， 更适合水量不大的场合， 而且建 设周期大大缩短。

需要指出的是： 重力流是指通过在进水侧和出水侧设置一个高度差， 水 流靠自身的重力从高处流向低处， 流速和设置的高度差有关。

过水能力是指在相同时间通过生物滤池的水的量。因为本公开实施例的 生物过滤器是密闭的可以承受一定压力的装置，可以直接通过泵将水泵至生 物滤池 4内， 并从出水管道 9流出， 这样水的流速就比重力流曝气生物滤池 的水的流速高， 所以在相同时间， 处理水的能力增加。

本实施例中， 所述进水口设置有布水器 21 , 使得进入生物滤池 4的水 均匀分布在生物填料的表面。

本实施例中， 所述射流器 5有 2个， 但不以此为限， 射流器 5的数量可 以根据实际水量所需要的充氧量来设定，射流器 5的数量随需求的充氧量的 增加而增加。

如图 2所示， 本实施例中， 生物过滤器采用一条进水管道 22, 在进水 管道 22的进水口和出水口之间设有 2条支路（所述支路的数量不限， 可以 根据实际需要设定）， 且每一条所述支路上设有一个射流器 5。 这样只需要 在进水管道 22的进水口处连接一个用于提升进入水压力的提升泵即可。 相 对于采用多条分别具有射流器 5和提升泵的进水管道，每个进水管道的进水 口处连接同一个提升泵， 可以节省成本。

射流器 5在靠近进水管道 22的进水口的一端设有空气入口 7和用于添 力口营养药液的药液入口 8。

所述营养药液可以为添加尿素的溶液以提高废水中的氮元素浓度，也可 以为满足微生物的生长需求的其他营养药液。

当一定压力的水通过射流器 5时， 将会在射流器 5的空气入口 7、 及药 液入口 8所处的进水口一端形成强大的真空区。 利用这一原理， 通过空气入 口 7吸入大量的空气进入射流器 5 , 和进水管道 22内的水流充分混合， 达 到给通过的废水充氧的目的。

药液入口 8的设置， 节省了单独设置加药装置的投资。如果需要给废水 中添加营养物质， 如添加尿素溶液以提高废水中的氮元素浓度， 满足微生物 的生长需求， 可以将药液入口 8经由吸液管连接至药液贮槽。 如此该压力式 富氧生物滤器在运行时就可以实现药液的自动投加。

如图 4所示， 射流器 5包括射流器进水管 56和射流器出水管 51 , 射流 器进水管 56与进水管道 22的进水口连通， 射流器出水管 51与进水管道 22 的出水口连通， 与在射流器进水口 56和射流器出水口 51之间设有混合室 53 , 混合室 53两侧的侧壁上分别设有空气入口 7和药液入口 8。 射流器出 水管 51的一端为与混合室 53连通的喉管 52, 另一端为与进水管道 22连通 的扩散管 54, 喉管 52的内径比扩散管 54的内径小。 射流器进水管 56与混 合室 53连通的一端的内径缩小形成一喷嘴。

空气入口 7可设有空气进入控制阀。药液入口 8可设有药液进入控制阀。 可以通过调节空气进入控制阀， 控制空气进入的量， 从而控制水中溶解氧的 浓度在合理水平； 或调节药液进入控制阀， 控制药液的进入量。

进水管道 22的出水口设有生物滤池进水阀 2。 出水管道 9设有出水阀

16。

射流器 5的进水口设有射流器入口控制阀 6, 射流器 5的出水口设有射 流器出口控制阀 3。

生物过滤器还包括与生物滤池 4 的底部的出水口连通的反洗进水管道

10, 以及与布水器 21连通的反洗出水管道 12。 本实施例中， 为了节省成本， 反洗出水管道 12与进水管道 22可部分重叠。

反洗进水管道 10可设有反洗进水阀 17 , 反洗出水管道 12可设有反洗 出水阀 1。

优选的， 反洗进水阀 17和反洗出水阀 1均可采用自动控制阀， 从而节 省人力， 方便反洗的控制。

当生物过滤器运行一段时间后， 需要对其进行反沖洗。此时关闭进水阀 2和出水阀 16, 打开反洗出水阀 1和反洗进水阀 17, 反洗进水管道 10的进 水口与泵（未显示）连接， 从反洗进水管道 10泵入清水， 该清水可为， 处 理后的从所述出水管道 9排出的水。清水从生物滤池 4的底部进入生物滤池 4内， 水自下而上流动， 使生物填料松动， 并将被生物填料截留的大颗粒物 从生物滤池 4顶部的反洗出水管道 12带走。 经过一段时间的反沖洗， 使得 生物滤池 4重新具备^艮高的过水能力， 重新投入正常运行。

生物过滤器还包括用于将生物滤池 4 内部的水排出的排空管道 11 , 排 空管道 11与生物滤池 4的底部的出水口连通。

排空管道 11可设有排空控制阀 18。 当需要对生物滤池进行维修时， 需 要通过所述排空管道 11将生物滤池 4内的水全部排出。

生物滤池 4的下部设有用于防止生物填料 20被排出的集水水帽 19。 如图 3所示， 集水水帽 19包括具有中空腔体的锥台结构 191 , 锥台结 构 191 的侧面上设有若干可供水通过、 避免生物填料通过的条形通槽结构 1911 , 锥台结构 191底部设有中空的连接杆 192, 连接杆 192的一端与锥台 结构 191的中空腔体连通。

在生物滤池 4的下部可设置一块连接板，在该连接板上设有若干用于安 装集水水帽 19的安装孔， 安装孔的大小略大于所述连接杆 192的直径。 连 接杆 192的一端从连接板的上方穿过安装孔，在连接板下方采用紧固螺帽旋 紧在连接杆 192上， 从而将集水水帽 19紧固在连接板上。

本实施例中， 所述通槽结构 1911的宽度为 0.2mm, 而生物填料的直径 大小一般在 2~4mm, 所以该通槽结构只允许水通过， 可以防止滤料流失。

运行时， 水可以从集水水帽 19上的通槽结构 1911通过， 进入锥台结构

191的中空腔体内， 从而通过连接杆 192流出。

本实施例中， 生物滤池 4采用钢材料制作。 连接板的材料也可为钢， 因 此生物滤池 4的结构筒单， 制造精度高。

生物滤池 4的顶部和中部均设有生物填料入口 13 , 生物滤池 4的底部 设有利于将集水水帽 19安装于生物滤池内的安装口 15。

当生物滤池 4内的生物填料 20的上表面未达到生物滤池的中部的生物 填料入口 13时， 可以通过所述生物滤池 4的顶部和 /或中部的生物填料入口 中部的生物填料入口 13时， 为防止生物填料 20漏出， 只能通过所述生物滤 池 4的顶部的生物填料入口 13加入生物填料。

本实施例中， 生物填料 20例如为活化沸石和活性炭混合滤料， 对化学 需氧量（ COD, Chemical Oxygen Demand )去除率可以达到 85%以上， 尤其 是对浊度和氨氮的去除率可达到 98%以上。

活化沸石和活性炭两者的结构都是具有很大的表面积，且对有机物有很 强的吸附作用， 特别是沸石具有离子交换能力， 可以吸附水中的重金属离子 和铵离子等， 对水中氨氮的去除效率尤其明显.而酸洗椰壳制成的活性炭具 有很强耐腐蚀性和很高的机械强度， 尤其对色度的去除非常卓越。

以下具体介绍如图 2所示的生物过滤器的工作过程。

正常运行时， 打开进水阀 2和出水阀 16, 以及空气入口 7处的空气进 个射流器 5。 当一定压力的水以高的速度从如图 4所示的喷嘴 55喷出， 进 入射流器的混合室 53时， 会在混合室 53形成真空， 即会在空气入口 7和药 液入口 8处形成真空区，从而可通过空气入口 7吸入大量的空气进入射流器 5的混合室 53 , 空气在喉管 52处与水剧烈混合， 达到给通过的废水充氧的 目的。 与空气混合的水由扩散管 54排出， 空气在水中以细微气泡上升， 在 整个过程中形成高效的物质传递， 可以对污水进行消毒， 净化。 这里可以通 过调节空气入口 7处的空气进入控制阀控制空气进入的量，从而控制水中溶 解氧的浓度在合理水平。 同时， 如果需要给废水中添加营养物质， 如添加尿 素溶液提高废水中的氮元素浓度， 满足微生物的生长需求， 可以经由吸液管 将药液入口 8连接至药液贮槽， 打开药液入口 8处的药液进入控制阀， 系统 运行时就可以实现药液的自动投加。

然后， 充分充氧后的富氧废水到达布水器 21 , 使进水均勾分配在生物 填料 20表面。 废水在生物滤池 4内从上而下经过活化沸石、 酸洗椰壳活性 炭混合生物填料。 活化沸石和椰壳活性炭都具有很大的表面积， 而且对有机 物有很强的吸附作用， 这就给微生物的生长提供了很好的生长环境， 在此处 微生物快速繁殖生长， 不断消耗废水中的污染物质， 从而使废水得以净化。

当生物过滤器运行一段时间后，需要对其进行反沖洗。在反沖洗过程中， 关闭进水阀 2和出水阀 16, 打开反洗出水阀 1和反洗进水阀 17, 从反洗进 水管道 10泵入之前处理后的清水， 从底部进入生物滤池 4内， 水自下而上， 使活化沸石、 酸洗椰壳活性炭混合生物填料构成的生物填料层松动， 并将被 生物填料层截留的大颗粒物从顶部反洗出水管道 12带走。 经过一段时间的 反沖洗， 使得生物过滤器重新具备很高的过水能力， 重新投入正常运行。 以上实施方式仅用于说明本公开， 而并非对本公开的限制，有关技术领 域的普通技术人员， 在不脱离本公开的精神和范围的情况下， 还可以做出各 种变化和变型， 因此所有等同的技术方案也属于本公开的范畴， 本公开的专 利保护范围应由权利要求限定。

Claims

权利要求书

1. 一种生物过滤器， 其特征在于， 包括：

用于容纳生物填料的生物滤池， 其具有位于所述生物滤池底部的出水 口；

进水管道，所述进水管道的两端分别设有进水口和出水口，所述进水管 道的出水口从所述生物滤池的顶部延伸至所述生物滤池内；

用于将进入进水管道的水进行充氧的射流器，其设置在所述进水管道的 进水口和出水口之间； 的进水口； 和

出水管道， 与所述生物滤池的出水口连通。

2. 根据权利要求 1所述的生物过滤器， 其特征在于， 所述射流器包括 射流器进水管和射流器出水管，所述射流器进水管与所述进水管道的进水口 连通， 所述射流器出水管与所述进水管道的出水口连通， 所述射流器还包括 设置在所述射流器进水口和所述射流器出水口之间的混合室，所述混合室的 侧壁分别设有空气入口和用于添加营养药液的药液入口。

3. 根据权利要求 2所述的生物过滤器， 其特征在于， 所述射流器出水 管的一端为与所述混合室连通的喉管，另一端为与所述进水管道的出水口连 通的扩散管， 所述喉管的内径小于所述扩散管的内径。

4. 根据权利要求 2或 3所述生物过滤器， 其特征在于， 所述射流器进 水管的与所述混合室所述连通的一端的内径缩小形成一喷嘴。

5. 根据权利要求 2-4 中任一项所述的生物过滤器， 其特征在于， 所述 射流器进水管设有射流器入口控制阀，所述所述射流器出水管设有射流器出 口控制阀。

6. 根据权利要求 1-5 中任一项所述的生物过滤器， 其特征在于， 所述 生物滤池为密封式生物滤池。

7. 根据权利要求 1-6 中任一项所述的生物过滤器， 其特征在于， 所述 进水管道的出水口设置有布水器。

8. 根据权利要求 1-7 中任一项所述的生物过滤器， 其特征在于， 还包 括与所述生物滤池的出水口连通的反洗进水管道，以及与所述布水器连通的 反洗出水管道。

9. 根据权利要求 8所述的生物过滤器， 其特征在于， 所述反洗进水管 道上设有反洗进水阀， 所述反洗出水管道上设有反洗出水阀。

10. 根据权利要求 9所述的生物过滤器， 其特征在于， 所述反洗进水阀 和所述反洗出水阀均为自动控制阀。

11. 根据权利要求 1-10中任一项所述的生物过滤器，其特征在于，还包 括用于将所述生物滤池内部的水排出的排空管道，所述排空管道与所述生物 滤池的出水口连通。

12. 根据权利要求 1-11中任一项所述的生物过滤器，其特征在于，所述 生物滤池的下部设有用于防止所述生物填料被排出的集水水帽。

13. 根据权利要求 1-12 中任一项所述的生物过滤器， 其特征在于， 所 述生物滤池的顶部和 /或中部设有生物填料入口， 所述生物滤池的底部设有 用于安装所述集水水帽的安装口。

14. 根据权利要求 1-13 中任一项所述的生物过滤器， 其特征在于， 所 述进水管道的出水口设有生物滤池进水阀， 所述出水管道上设有出水阀。

15. 根据权利要求 1-14任一项所述的生物过滤器， 其特征在于， 所述 生物填料为活化沸石和活性炭混合滤料。