專利名稱：雙層濾料曝氣生物濾池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于污水處理裝置，特別涉及一種對(duì)低濃度生活污水處理的一種雙層濾料曝氣生物濾池。
背景技術(shù)：
曝氣生物濾池(BAF)是80年代末和90年代初興起的污水處理工藝，最初用作三級(jí)處理，后發(fā)展成直接用于二級(jí)處理。它使用粗糙多孔的粒狀濾料，濾料表面生長(zhǎng)有生物膜，池底提供曝氣，污水流過(guò)濾床時(shí)，污染物首先被過(guò)濾和吸附，進(jìn)而被濾料表面的微生物氧化分解。其最大特點(diǎn)是集生物氧化和截留懸浮物于一體，節(jié)省了后續(xù)沉淀池，具有容積負(fù)荷大，水力停留時(shí)間短，基建投資少，出水水質(zhì)高等優(yōu)點(diǎn)。法國(guó)得利滿公司的專利產(chǎn)品BIOFOR工藝，一般采用3-5mm陶粒作為濾料，分為兩級(jí)；清華大學(xué)齊兵強(qiáng)在其清華大學(xué)2001年的博士論文“曝氣生物濾池(BIOFOR)處理生活污水中試研究”中首次提出了一種曝氣生物濾池不完全反沖洗的方法。
但這些有缺點(diǎn)，主要表現(xiàn)為(1)采用同一種粒徑范圍的濾料。那么，若粒徑過(guò)小，容易堵塞，而粒徑過(guò)大，則濾料外比表面積較小，生物量小，處理效率低，兩者不易兼顧。
(2)運(yùn)行周期短。由于異養(yǎng)菌污泥齡短，生長(zhǎng)迅速，導(dǎo)致靠近進(jìn)水口處的濾層內(nèi)水頭損失增長(zhǎng)較快，需要頻繁反沖洗，若反沖洗布水不均勻，易出現(xiàn)濾料粘結(jié)的現(xiàn)象，最后會(huì)造成濾池出水水質(zhì)惡化，阻力上升，不得不停運(yùn)檢修。
(3)BIOFOR不易反沖洗。反洗強(qiáng)度大，反沖洗用水量大(最大可達(dá)40％)，反洗時(shí)間長(zhǎng)，且反沖洗后恢復(fù)時(shí)間長(zhǎng)(＞2h)。
(4)不利于同時(shí)完成脫碳和硝化功能。如果將有機(jī)物和氨氮的去除在一臺(tái)設(shè)備中完成，就會(huì)由于異養(yǎng)菌生長(zhǎng)迅速，需要頻繁反洗而影響硝化菌的生長(zhǎng)。若將脫碳和硝化功能在兩個(gè)串連的BAF中完成，由于有機(jī)物的去除在很短的區(qū)域就完成了，因此在正常流速4～6m/h下，脫碳段的高度很低，造成設(shè)備的浪費(fèi)；若依靠提高濾速增大負(fù)荷，會(huì)增大動(dòng)力損耗，縮短反沖洗周期，同樣不經(jīng)濟(jì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種雙層濾料曝氣生物濾池，所述生物濾池主要由進(jìn)水分配裝置、支撐層、雙濾料層、工藝曝氣裝置、反沖洗布?xì)庋b置、中部排水裝置、出水口組成，其特征在于在一臺(tái)設(shè)備內(nèi)裝填粗、細(xì)不同粒徑的濾料，形成雙濾料層，用于同時(shí)實(shí)現(xiàn)脫碳和硝化功能。并在位于上、下濾料層的交界處，安裝中排裝置，在中排管支管壁上開(kāi)小孔，用于排出反洗的污泥。雙層濾料曝氣生物濾池的上、下兩層可以采取不同的反沖洗方式。
所述裝填的粗、細(xì)兩層濾料的高度分為上厚、下薄、或相等、或相反。下部為粗粒徑4-6mm的濾料，用于提高濾池的納污能力，延長(zhǎng)濾池的周期運(yùn)行時(shí)間；上部裝填細(xì)粒徑1～3mm的濾料，用于增大濾料的比表面積，從而提高附著的硝化菌生物量，提高氨氮去除率。
所述兩層濾料可為同一種濾料，也可為密度近似的不同種類濾料，并且其形狀既可為規(guī)則的濾料，也可為不規(guī)則的濾料。
所述反沖洗方式采用大、小反沖洗交替，每5-7次小反沖洗后進(jìn)行一次大反沖洗，每次大反沖洗前先進(jìn)行小反沖洗。其反沖洗過(guò)程為反沖洗時(shí)壓縮空氣從空氣入口4進(jìn)入，通過(guò)反沖洗布?xì)庋b置13均勻分布，清水從反沖洗進(jìn)水口8進(jìn)入。小反沖洗時(shí)反沖洗污泥由排水口7排出，大反沖洗時(shí)則由排水口6排出。當(dāng)濾池水頭損失達(dá)到2.0m高度后，用壓縮空氣和出水聯(lián)合進(jìn)行反沖洗，反沖洗出澄清的水后即可投入運(yùn)行。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明既可減少脫碳區(qū)的運(yùn)行阻力，又可使硝化區(qū)生物量得到累積，提高硝化效率；另外還可減少反沖洗用水量和反沖洗阻力損失，縮短反沖洗后出水水質(zhì)達(dá)到穩(wěn)定的時(shí)間。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所具有的優(yōu)點(diǎn)是(1)能在一臺(tái)BAF內(nèi)同時(shí)實(shí)現(xiàn)脫碳和硝化功能，對(duì)有機(jī)物和氨氮具有較高的去除率。COD(化學(xué)需氧量)去除率在80％以上，氨氮去除率可達(dá)95％。
(2)運(yùn)行和反洗阻力小，運(yùn)行周期長(zhǎng)，反洗水耗低。運(yùn)行阻力一般不會(huì)超過(guò)2m，24h才需要一次小沖反洗，5-7個(gè)周期后才需要一次大反沖洗，反沖洗自用水耗在10％以內(nèi)。
(3)小反洗后恢復(fù)正常運(yùn)行狀態(tài)所需時(shí)間短，在2h內(nèi)。
(4)氣水比低，僅2∶1～6∶1，運(yùn)行費(fèi)用低。
(5)相對(duì)于兩級(jí)BAF，占地面積小，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，投資少。


圖1為雙層濾料曝氣濾池結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1所示為雙層濾料曝氣濾池結(jié)構(gòu)示意圖。雙層曝氣生物濾池主要由上部濾料層1、下部濾料層2、承托層11、多孔板進(jìn)水分配裝置12、工藝曝氣裝置10、反沖洗布?xì)庋b置13組成，并在位于上濾料層1和下濾料層2的交界處，安裝中排裝置7，在中排管7的支管管壁上開(kāi)孔14，便于雙層濾料曝氣生物濾池的上、下兩層可以采取不同的反沖洗方式，并用于排掉小反沖洗時(shí)的污泥。在下部裝填粗粒徑4-6mm的濾料，用于提高濾池的納污能力，延長(zhǎng)濾池的周期運(yùn)行時(shí)間；在上部裝填細(xì)粒徑1～3mm的濾料，用于增大濾料的比表面積，從而提高硝化菌的生物量，提高氨氮去除率。運(yùn)行時(shí)污水從進(jìn)水口9進(jìn)入，通過(guò)進(jìn)水分配裝置12，穿過(guò)承托層11，經(jīng)過(guò)下部濾料層2和上部濾料層1去除懸浮物、COD、BOD5(生化需氧量)和氨氮后，從出水口5排出，同時(shí)壓縮空氣由3進(jìn)入，通過(guò)工藝曝氣裝置10曝氣，為微生物生長(zhǎng)提供氧氣；反洗時(shí)壓縮空氣從空氣入口4進(jìn)入，通過(guò)反沖洗布?xì)庋b置13均勻分布，清水從反洗進(jìn)水口8進(jìn)入。小反洗時(shí)反沖洗污泥由排水口7排出，大反洗時(shí)則由6排出。一般24小時(shí)才進(jìn)行一次小反沖洗，其過(guò)程為先關(guān)閉出水口5，打開(kāi)中排口7，放空上部存水，先以強(qiáng)度為(10-15)L/m2.s的氣體進(jìn)行氣反沖洗2-4min，再以水強(qiáng)度為(8-12)L/m2.s同氣一起進(jìn)行氣水同洗3-6min，以同樣強(qiáng)度的水漂洗干凈投入運(yùn)行。經(jīng)過(guò)5～7個(gè)周期后，再大反沖洗一次，其過(guò)程與小反沖洗基本相同。當(dāng)濾池水頭損失達(dá)到一定高度后(一般為1～2m左右)用壓縮空氣和出水聯(lián)合進(jìn)行反沖洗，反沖洗出水澄清后即可投入運(yùn)行。
下面再列舉兩實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明
實(shí)施例1較低濃度生活污水的處理(COD濃度為100-250mg/l)下部濾料粒徑為4～6mm，密度為(1800～2200)kg/m3，高度為1-1.5m；上部濾料為2-3mm，密度為(1800～2200)kg/m3，高度為2～3m。運(yùn)行水流速2-3m/h，水氣比為1∶3～1∶6。本工藝采用大、小反沖洗交替的方法進(jìn)行反沖洗，約5-7個(gè)小反沖洗后進(jìn)行一次大反沖洗。大、小反沖洗均采用氣水聯(lián)合反沖洗方式。懸浮物去除率約為80％左右，COD去除率約為80％左右，氨氮的去除率為80～95％。
實(shí)施例2極低濃度生活污水的處理(COD濃度＜100mg/l)下部濾料粒徑為3～5mm，密度為(1800～2200)kg/m3，高度為1-1.5m；上部濾料為1-3mm，密度為(1800～2200)kg/m3，高度為2～3m。運(yùn)行水流速3-6m/h，水氣比為1∶2～1∶4。本工藝采用大、小反沖洗交替的方法進(jìn)行反沖洗，約5-7次小反沖洗后再進(jìn)行一次大反沖洗。大、小反沖洗均采用氣水聯(lián)合反沖洗方式。懸浮物去除率約為80％左右，COD去除率約為80％左右，氨氮的去除率為80～95％。
權(quán)利要求
1.一種雙層濾料曝氣生物濾池，所述生物濾池主要由進(jìn)水分配裝置、支撐層、雙濾料層、工藝曝氣裝置、反沖洗布?xì)庋b置、中部排水裝置、出水口組成，其特征在于在一臺(tái)設(shè)備內(nèi)裝填粗、細(xì)不同粒徑的濾料，形成雙濾料層，用于同時(shí)實(shí)現(xiàn)脫碳和硝化功能，并在位于上、下濾料層的交界處，安裝中排裝置，在中排管支管壁上開(kāi)小孔，用于排出反洗的污泥。雙層濾料曝氣生物濾池的上、下兩層可以采取不同的反沖洗方式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述雙層濾料曝氣生物濾池，其特征在于所述裝填的粗細(xì)兩層濾料的高度分為上厚、下薄、或相等、或相反，下部為粗粒徑4-6mm的濾料，用于提高濾池的納污能力，延長(zhǎng)濾池的周期運(yùn)行時(shí)間；上部裝填細(xì)粒徑1～3mm的濾料，用于增大濾料的比表面積，從而提高附著的硝化菌生物量，提高氨氮去除率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述雙層濾料曝氣生物濾池，其特征在于所述兩層濾料可為同一種濾料，也可為密度近似的不同種類濾料，并且其形狀既可為規(guī)則的濾料，也可為不規(guī)則的濾料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述雙層濾料曝氣生物濾池，其特征在于所述反沖洗方式采用大、小反沖洗交替，每5-7次小反沖洗后進(jìn)行一次大反洗，每次大反洗前先進(jìn)行小反沖洗。其反沖洗過(guò)程為反沖洗時(shí)壓縮空氣從空氣入口(4)進(jìn)入，通過(guò)反沖洗布?xì)庋b置(13)均勻分布，清水從反沖洗進(jìn)水口(8)進(jìn)入，小反沖洗時(shí)反洗污泥由排水口(7)排出，大反沖洗時(shí)則由排水口(6)排出，當(dāng)濾池水頭損失達(dá)到1-2m高度后，用壓縮空氣和出水聯(lián)合進(jìn)行反沖洗，反沖洗出水澄清后即可投入運(yùn)行。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了屬于污水處理的一種雙層濾料曝氣生物濾池，在一個(gè)設(shè)備內(nèi)裝填兩種不同粒徑的濾料，并在兩層濾料交界處安裝中排裝置，其中排支管管壁上開(kāi)有過(guò)水孔，在小反沖洗時(shí)，污泥等從中排管排出，在大、小反沖洗時(shí)采用氣水交替沖洗。本發(fā)明用于處理低濃度的生活污水有很好的效果，既可減少脫碳區(qū)的運(yùn)行阻力，又可使硝化區(qū)生物量得到累積，提高硝化效率；可以減少反沖洗用水量和反沖洗阻力損失，縮短反沖洗后出水水質(zhì)達(dá)到穩(wěn)定的時(shí)間。與現(xiàn)有技術(shù)相比，能在一臺(tái)生物濾池內(nèi)同時(shí)實(shí)現(xiàn)脫碳和硝化功能，能去除有機(jī)物80％以上，氨氮去除率達(dá)可95％。是目前處理低濃度生活污水的設(shè)備中系統(tǒng)簡(jiǎn)單、投資小的較好的實(shí)用裝置。
文檔編號(hào)C02F3/06GK1401592SQ02129618
公開(kāi)日2003年3月12日 申請(qǐng)日期2002年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月4日
發(fā)明者文湘華, 田文華, 錢易 申請(qǐng)人:清華大學(xué), 西北電力試驗(yàn)研究院