改良型集約曝氣及靜脈式生物濾池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及污水處理領(lǐng)域，尤其是涉及一種能同時實現(xiàn)高效生物脫碳、脫氮且過濾效果優(yōu)良的改良型集約曝氣及靜脈式生物濾池技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]曝氣生物濾池(b1logical aerated filter,簡稱BAF)是在生物接觸氧化工藝的基礎(chǔ)上引入飲用水處理中過濾的思想而產(chǎn)生的一種好氧廢水處理工藝，上世紀(jì)70年代末80年代初出現(xiàn)于歐洲，其突出特點是在一級強(qiáng)化處理的基礎(chǔ)上將生物氧化與過濾結(jié)合在一起，濾池后部不設(shè)沉淀池，通過反沖洗脫出截留物和多余的生物質(zhì)實現(xiàn)濾池的周期運行。該工藝不僅具有去除33、0)0、800、硝化、除磷、去除4(? (有害物質(zhì))的良好性能，而且具有容積負(fù)荷、水力負(fù)荷大，水力停留時間短，所需基建投資少，出水水質(zhì)好，運行能耗低，運行費用少的特點。
[0003]鑒于BAF工藝的許多優(yōu)越性能，上世紀(jì)90年代以后，國內(nèi)外許多的科研機(jī)構(gòu)和環(huán)保企業(yè)開始對其在市政及工業(yè)廢水領(lǐng)域的應(yīng)用前景進(jìn)行評估和工程實踐，均取得了一定效果，但是BAF工藝在工程化運行過程中出現(xiàn)了濾床濾料易板結(jié)，反沖洗耗水量大，反洗不徹底，池底承托板上的濾頭、濾帽等配氣配水設(shè)施容易賭塞等一系列實質(zhì)問題并未得到徹底有效的解決，這在很大程度上影響了該工藝在水領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。
[0004]后來，又有人開發(fā)了借助曝氣實現(xiàn)污水在池體內(nèi)部循環(huán)式反應(yīng)的曝氣生物濾池。中國發(fā)明專利:CN100357194C (單級內(nèi)循環(huán)曝氣生物濾池)及中國專利申請公布:CN1349937(生物膜法的集約曝氣)，該兩部分公開內(nèi)容的實質(zhì)均涉及到:采用空氣通過導(dǎo)流(筒)裝置對液位進(jìn)行提升，以被提升的液位差作為促使進(jìn)入裝置的液體實現(xiàn)再次自上而下循環(huán)穿越生物濾料層的動力，從而實現(xiàn)所謂的內(nèi)部多重循環(huán)處理。
[0005]與傳統(tǒng)的曝氣生物濾池相比較，上述這種改進(jìn)方法的顯著特點為:
①傳統(tǒng)曝氣生物濾池由于直接從池底進(jìn)行曝氣充氧，因而正常運行過程中整個生物濾床基本處于好氧狀態(tài)，故其床層內(nèi)主要以好氧菌為主體，對有機(jī)物去除效果較好，但是缺乏厭氧及缺氧環(huán)境，對污水中氮的反硝化去除作用極為有限；而采用集約曝氣的運行方式后，由于水體主要流向為自上而下的形式，故在生物濾床的上層主要以好氧菌為主，而在填料層的中下部分由于氧氣很難抵達(dá)故主要以厭氧或缺氧菌為主，從而整個生物濾料床層在降解有機(jī)物的同時又具備了硝化及反硝化脫氮的功能；
②傳統(tǒng)的曝氣生物濾池大多采用帶濾頭濾帽式樣的承托板，在長期的運行過程中由于截留的懸浮物與大量繁殖微生物及其脫落生物膜的不斷增多，其承托濾板上的濾頭濾帽很容易堵塞，往往都會導(dǎo)致配水配氣不均勻從而影響處理效果；由于該裝置底部的配水及承托裝置采用格柵板或條形開洞承托層，故其具有相對較大的過流面積而不會發(fā)生堵塞，加上內(nèi)部循環(huán)的作用使得過流量是正常進(jìn)水量的數(shù)倍甚至數(shù)十倍，通過大流量配水能保證承托層配水的相對均勻。
[0006]然而，實踐證明，該改進(jìn)方法也存在很多不能克服的重大缺陷，其主要表現(xiàn)為: (1)由于待處理污水在曝氣筒(或?qū)Я魍?內(nèi)被曝氣提升后進(jìn)入池內(nèi)自上而下經(jīng)過曝氣生物濾池的生物濾料層，從而實現(xiàn)內(nèi)部循環(huán)的單次流程，如此反復(fù)運行，由于水流方向與重力方向一致(即下向流，見圖1所示)，很容易在長周期的運行后導(dǎo)致濾層逐步被壓實并板結(jié)，嚴(yán)重時甚至?xí)欢氯?，從而影響整個系統(tǒng)的傳質(zhì)，大幅降低處理效率。
[0007](2)該裝置采用分離式提升曝氣充氧，生物濾床內(nèi)部的氧含量來源主要靠經(jīng)曝氣提升后溶解在污水中的部分氧氣，這部分溶解氧在隨著污水自上而下經(jīng)過濾層的過程中，一部分被附著于上層液及表層生物填料上的好氧微生物吸收利用，另外一大部分溶解氧在自上而下的過程中隨著填料床層阻力的逐級增大，污水在向下流的過程中為克服其阻力很容易將溶解在污水中的氧氣釋放到分壓更低的大氣當(dāng)中，故最終能被微生物利用的溶解氧比例較低，而隨污水深入生物床層的溶解氧則基本沒有。
[0008]這勢必造成整個系統(tǒng)能承載的好氧菌數(shù)量有限，且主要存在于上層液及表層較淺的生物填料中，而接近表層以下的填料床層區(qū)域則以缺氧甚至厭氧狀態(tài)為主，整個床層靠下的區(qū)域則微生物數(shù)量較少，基本只起到過濾的作用。所以在實際的工程運用中，該工藝具有一定的脫氮效果，但其脫碳效果較為有限，尤其當(dāng)應(yīng)用在深度處理領(lǐng)域時，其CODcr去除率更低。
[0009]綜上可知，傳統(tǒng)的曝氣生物濾池以及后來經(jīng)改進(jìn)的內(nèi)循環(huán)式曝氣生物濾池在實際運用過程中均存在較為明顯的缺陷，從而影響此類技術(shù)的推廣及應(yīng)用。其主要表現(xiàn)為:要么具有一定的脫碳(除CODcr)效果，但其脫氮效果卻較差，出水的懸浮物(SS)偏高；要么具有一定的脫氮效果且出水的懸浮物(SS )含量能控制在較低水平，但去除有機(jī)物的功能又不太理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明提供一種改良型集約曝氣及靜脈式生物濾池，它具備優(yōu)良的脫碳(去除有機(jī)物)效果，又兼具良好的反硝化脫氮的功能。同時，它還具有不會堵塞、運行成本低、核心工藝設(shè)施制作簡單、安裝及操作極為方便、使用壽命長、出水懸浮物(SS)含量低等優(yōu)點。
[0011]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題所采取的技方案是:改良型集約曝氣及靜脈式生物濾池包括生物濾池體，所述生物濾池體內(nèi)設(shè)置有配水區(qū)、承托層、生物填料區(qū)和壓頂水層區(qū)，所述生物濾池體內(nèi)設(shè)置有集約曝氣及循環(huán)導(dǎo)流裝置，所述集約曝氣及循環(huán)導(dǎo)流裝置包括內(nèi)導(dǎo)流筒，內(nèi)導(dǎo)流筒下端與曝氣裝置相連，其特征是:所述內(nèi)導(dǎo)流筒外設(shè)置有外導(dǎo)流筒，所述外導(dǎo)流筒下端伸入到配水區(qū)內(nèi)、外導(dǎo)流筒上端設(shè)置有通氣管并伸出至壓頂水層區(qū)外，所述外導(dǎo)流筒與內(nèi)導(dǎo)流筒之間間隔設(shè)置有吸水導(dǎo)管，所述吸水導(dǎo)管上端伸入到壓頂水層區(qū)內(nèi)、下端與內(nèi)導(dǎo)流筒下端相連通。
[0012]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的:待處理污水從進(jìn)水及配水裝置7進(jìn)入生物濾池體1底部的配水區(qū)6進(jìn)行布水后通過承托層5進(jìn)入生物填料區(qū)3進(jìn)行生物氧化處理，經(jīng)一次處理后的污水經(jīng)生物填料區(qū)域進(jìn)入其上方的壓頂水層區(qū)4內(nèi)，之后壓頂水層區(qū)內(nèi)第一次處理后的污水被集約曝氣及循環(huán)導(dǎo)流裝置2的吸水導(dǎo)管2-2吸入，并通過汽提作用產(chǎn)生的抽吸負(fù)壓吸入到內(nèi)導(dǎo)流筒2-1底部，第一次處理后污水在內(nèi)導(dǎo)流筒內(nèi)被曝氣裝置12充氧并提升后進(jìn)入外導(dǎo)流筒2-3，之后沿著內(nèi)、外導(dǎo)流筒之間的空隙再次進(jìn)入池底的配水區(qū)內(nèi)，與后續(xù)從進(jìn)水及配水裝置7進(jìn)來的污水在配水區(qū)內(nèi)混合后，再自下而上依次經(jīng)過承托層、生物填料區(qū)進(jìn)行生物氧化處理，二次處理后的污水又進(jìn)入壓頂水層區(qū)內(nèi)，之后壓頂水層區(qū)內(nèi)的污水又被集約曝氣及循環(huán)導(dǎo)流裝置的吸水導(dǎo)管2-2吸入，并通過汽提作用產(chǎn)生的抽吸負(fù)壓吸入到內(nèi)導(dǎo)流筒底部，經(jīng)曝氣處理后再次進(jìn)入配水區(qū)內(nèi)與原污水混合，如此周而復(fù)始的反復(fù)循環(huán)及多次被附著于生物床層內(nèi)的微生物進(jìn)行生物氧化分解，最終被高效生物氧化及凈化后的污水從處理出水管道10流出，從而完成在該裝置內(nèi)的全過程處理。
[0013]其中，由于本發(fā)明在運行過程不僅會截留絕大部分原水中自帶的膠體及懸浮物，而且還會高效的分解污水中的有機(jī)物并增殖大量的微生物及其正常代謝所脫落的微生物膜，故每運行一段時間后需生物濾床進(jìn)行反洗(具體反洗周期視進(jìn)水水質(zhì)及有機(jī)物去除負(fù)荷而定)，以排出池體內(nèi)的懸浮物及多余的活性污泥，從而維持池體內(nèi)總體微生物的活性及動態(tài)平衡，達(dá)到持久高效運行。
[0014]本發(fā)明通過在生物濾池體的內(nèi)導(dǎo)流筒外設(shè)置有外導(dǎo)流筒，以及在內(nèi)、外導(dǎo)流筒之間設(shè)置吸水導(dǎo)管(污水)，一是使污水經(jīng)過生物填料區(qū)氧化的方向變?yōu)樽韵露?既為上向流)與水重力方向相反，解決了傳統(tǒng)生物濾池污水流動方向與其重力方向相同所帶來的問題；二是可使經(jīng)一次或多次循環(huán)處理后的低濃度污水與剛進(jìn)入配水區(qū)的原污水進(jìn)行充分混合及稀釋后再進(jìn)行生物氧化處理，不僅提高了處理效果，而且使得濾池體針對濃度更高、毒性更大的污水具有良好的適用能力。
[0015]本發(fā)明所述生物濾池體反洗采用氣