專利名稱：一種前置反硝化曝氣生物濾池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種水源凈化處理裝置，尤其是涉及一種用于含有機物、氨氮的 污染水源凈化的前置反硝化曝氣生物濾池。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的用于含有機物、氨氮的污染水源凈化的曝氣生物濾池，一般采用單個的曝 氣生物濾池連續(xù)或間歇運行，或者采用多個濾池并聯(lián)的方式組合運行。根據(jù)處理的污水在 濾池運行中過濾方向的不同，曝氣生物濾池可分為上向流濾池和下向流濾池，除了工作介 質(zhì)-水在濾池的流向不同外，上向流濾池和下向流濾池的池型結(jié)構(gòu)基本相同，曝氣生物濾 池從結(jié)構(gòu)上共分為3個區(qū)域緩沖配水區(qū)、承托層及濾料層、出水區(qū)及出水槽。待處理水由 管道流入緩沖配水區(qū)，當污水在上流過濾料層時，經(jīng)濾料上附著生長的微生物膜凈化處理 后，經(jīng)過出水區(qū)及出水槽由管道排出。緩沖配水區(qū)的作用是使污水均勻流過濾池截面。在 待處理污水進入濾池起，同時由鼓風機鼓風并通過曝氣管向池內(nèi)供給微生物膜代謝所需要 的空氣(氧源)，生長在濾料上的微生物膜利用污水中的各類有機污染物，作為其生理活動 所需的營養(yǎng)物質(zhì)，在代謝過程中將有機污染物分解，使污水得到凈化。在濾池反沖洗時，較 輕的濾料有可能被水流帶至出水口處，并在斜板沉淀區(qū)沉降，而回流至濾池內(nèi)，以保證濾池 內(nèi)濾料量和微生物濃度。斜板沉淀器的傾斜角度是根據(jù)實際運行經(jīng)驗而設(shè)定的，以保證脫 落的微生物膜在運行或反沖洗時能隨水流被帶出池外，而濾料則不會帶出池外。當曝氣生 物濾池運行到一定程度時，由于濾料上增厚的微生物膜脫落，出水中會帶有部分脫落的微 生物膜，使出水水質(zhì)變差，這時必須關(guān)閉進水管閥門，啟動反沖洗水泵，利用儲存在清水池 中的處理出水對濾池進行反沖洗，反沖洗采用氣-水聯(lián)合反沖洗。為保證布水、布氣均勻， 在濾料支撐板上均勻布置有曝氣生物濾池專用的配水、配氣濾頭。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種主要用于含有機物、氨氮的微污染水源凈化的前 置反硝化曝氣生物濾池。本實用新型設(shè)有前置池，前置池用于反硝化脫氮生化反應(yīng)，前置池設(shè)有前池體，前池體內(nèi)從上至 下依次設(shè)有緩沖配水區(qū)、前過濾層和前微孔濾板，緩沖配水區(qū)的進水口通過管道外接待處 理的污染水源，在前池體底部設(shè)有壓縮空氣進氣管、前反沖洗水進水管和出水管，壓縮空氣 進氣管外接壓縮空氣源，在前池體頂部設(shè)有反沖洗排水槽，反沖洗排水槽設(shè)有反沖洗排水 Π ；主池，主池用于后續(xù)除碳和硝化生物處理，主池設(shè)有主池體，在主池體內(nèi)從上至下 依次設(shè)有主過濾層和主微孔濾板，在主池體底部設(shè)有壓縮空氣進氣管和主反沖洗水進水 管，在主池體頂部設(shè)有布水槽、主反沖洗排水槽和出水槽，布水槽的進水口與前置池的出水 管連接，布水槽的出水口接壓縮進氣管，主反沖洗排水槽底部設(shè)有主反沖洗排水口 ；[0007]清水池，清水池與主池的出水槽的出水口連通，清水池的反沖洗出水口接主反沖 洗水進水管和前反沖洗水進水管，清水池的排水口分別接前置池的緩沖配水區(qū)和用于后續(xù) 進一步凈化處理的設(shè)備。所述前過濾層的濾料的粒徑可為6 8mm ；所述前過濾層的厚度可為2 2. 5m ；所 述前過濾層可采用火山巖生物濾料過濾層，所述主過濾層的濾料的粒徑可為6 8mm ；所述主過濾層的厚度可為2. 5 3. 2m ； 所述主過濾層可采用陶粒生物濾料過濾層，所述前過濾層最好設(shè)有承托層，承托層用于支承前過濾層。前置池的水流方向為下向流，主池的水流方向為上向流。前置池主要進行發(fā)硝化脫氮生化反應(yīng)。待處理污水由管道流入緩沖區(qū)，與從主池 回流來的硝化液混合后，向下流過前過濾層，經(jīng)濾料上附著生長的微生物膜凈化處理后經(jīng) 過前微孔濾板和出水管排出前置池?？刂魄爸贸氐腡N容積負荷為1. 0 2. 5kg/m3 · d，流 速為10 12m/h，水力停留時間為0. 2 0. 8h，主池回流的硝化液回流比為20% 50%。前置池的出水經(jīng)連接管道自流進入主池的主微孔濾板23中，經(jīng)主微孔濾板23 的分配作用，均勻進入主池中并向上流過主過濾層，控制主池的NH3-N容積負荷為0. 4 0. 6kg/m3 · d，BOD容積負荷為1. 5 2. 5kg/m3 · d，濾速為2 6m/h。主池中的主過濾層的 濾料為陶粒生物陶粒，濾料的粒徑為4 6mm，濾料層厚度為2. 5 3. 2m。主池出水的20 50%作為硝化液回流至前置池，其余作為處理后的出水排出。與現(xiàn)有的微污染水源凈化濾池相比，本實用新型具有以下突出優(yōu)點1)按現(xiàn)有的同步硝化反硝化工藝技術(shù)，對TN的去除效果不理想，脫氮效率僅為 30%左右。前置反硝化曝氣生物濾池具有較好的脫氮效果，如果原水中有充足的碳源，脫氮 率可達90%以上，出水TN濃度在10mg/L以下。2)由于主池出水的硝化液回流作用，使得前置反硝化工藝抗沖擊的能力大大提 高，去除COD及NH3-N的穩(wěn)定性要遠遠高于現(xiàn)有的同步硝化反硝化工藝，出水水質(zhì)相對較 好。3)就目前國內(nèi)生產(chǎn)濾料的性能而言，要取得理想的缺氧環(huán)境相當困難。即使按照 現(xiàn)有的同步硝化反硝化曝氣生物濾池能夠取得較好的脫氮效果，其脫氮穩(wěn)定也比不上前置 反硝化曝氣生物濾池。4)本實用新型因為前置池快速降解了水中的C0D，降低了后續(xù)主池的負荷，同時 又可實現(xiàn)脫氮功能，一舉兩得。5)前置池和主池分別采用火山巖和陶粒濾料。濾料的應(yīng)用是對裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)的改 善，是加強傳質(zhì)、改善反應(yīng)器內(nèi)水力條件、提高生化反應(yīng)效率的重要手段，也是提高處理負 荷、降低裝置造價的有效途徑。在本實用新型中，濾料一方面起著生物載體的作用，為微生 物提供了良好的生長環(huán)境，另一方面也起到過濾的作用。按照目前現(xiàn)有的技術(shù)，過濾材料通 常采用天然材料(卵石、砂等)作為濾料，其物理和化學(xué)性質(zhì)不如陶粒穩(wěn)定，且孔隙率(不 到10% )也遠不如陶粒濾料(大于30% )高。火山巖濾料和陶粒濾料更易于反沖洗。結(jié)合 其具體的運行方式，可提高濾池的處理能力、延長運行周期，減少反沖洗水量創(chuàng)造了條件。6)采用無堵塞微孔濾板，保障了水流和空氣的均勻分布，創(chuàng)造了濾池內(nèi)半推流的 水力條件和較好的傳質(zhì)條件。在主池中，氣、水平行向上流動，促進了氣、水的均勻混合，避免了氣泡的聚合，有利于降低能耗，提高氧轉(zhuǎn)移效率。7)池體采用塑料或者玻璃鋼等耐腐蝕的材料制造，設(shè)備經(jīng)久耐用?？梢圆捎靡?guī)范 化設(shè)計，工程結(jié)構(gòu)緊湊。由于具有占地省、投資少的特點，可以進行批量生產(chǎn)，產(chǎn)業(yè)化開發(fā)前 景極佳。8)運行靈活，管理方便，無不良氣味產(chǎn)生?？刹捎米詣踊^高的控制系統(tǒng)，濾池的 過濾、反沖洗均可有保障的進行。在多組運用中，可采用并聯(lián)的運行方式，當某一個濾池進 行反沖洗或者檢修時，通過調(diào)節(jié)，不影響其他濾池的正常運行。9)本實用新型可有效降低原水中的SS、BOD, NH3-N和各種藻類，減少了后續(xù)處理 的加藥量約50%，降低了后續(xù)處理的費用，同時減少氯化有機物的產(chǎn)生，有利于環(huán)境安全。

圖1為本實用新型實施例的結(jié)構(gòu)組成示意圖。
具體實施方式
參見圖1，本實用新型實施例設(shè)有前置池1、主池2和清水池3。前置池1用于反硝化脫氮生化反應(yīng)，前置池1設(shè)有前池體11，前池體11內(nèi)從上至 下依次設(shè)有緩沖配水區(qū)12、前過濾層13和前微孔濾板14，緩沖配水區(qū)12的進水口通過管 道外接待處理的微污染水源，在前池體11底部設(shè)有壓縮空氣進氣管15、前反沖洗水進水管 16和出水管17，壓縮空氣進氣管15外接壓縮空氣源，在前池體11頂部設(shè)有反沖洗排水槽 18，反沖洗排水槽18設(shè)有反沖洗排水口 181。主池2用于后續(xù)除碳和硝化生物處理，主池2設(shè)有主池體21，在主池體11內(nèi)從上 至下依次設(shè)有主過濾層22和主微孔濾板23，在主池體21底部設(shè)有壓縮空氣進氣管24和主 反沖洗水進水管25，在主池體21頂部設(shè)有布水槽26、主反沖洗排水槽27和出水槽28，布水 槽26的進水口與前置池1的出水管17連接，布水槽26的出水口接壓縮進氣管24，主反沖 洗排水槽27底部設(shè)有主反沖洗排水口。清水池3與主池2的出水槽28的出水口連通，清水池3的反沖洗出水口分別經(jīng)反 沖洗泵6和7接主反沖洗水進水管25和前反沖洗水進水管17，清水池3的排水口分別接前 置池1的緩沖配水區(qū)12和用于后續(xù)進一步凈化處理的設(shè)備，例如后續(xù)砂濾池4，后續(xù)砂濾池 4與清水池3之間可設(shè)提升泵5。所述前過濾層13采用火山巖生物濾料過濾層，所述火山巖生物濾料的粒徑為6 8mm，所述前過濾層13的厚度為2 2. 5m。所述主過濾層22采用陶粒生物濾料過濾層，所述陶粒生物濾料的粒徑為6 8mm， 所述陶粒生物濾料過濾層的厚度為2. 5 3. 2m。所述前過濾層13設(shè)有承托層，承托層用于支承前過濾層13。前置池的水流方向為下向流，主池的水流方向為上向流。前置池主要進行發(fā)硝化 脫氮生化反應(yīng)。待處理污水由管道流入緩沖區(qū)，與從主池回流來的硝化液混合后，向下流 過前過濾層，經(jīng)濾料上附著生長的微生物膜凈化處理后經(jīng)過前微孔濾板和出水管排出前置 池。控制前置池的TN容積負荷為1. 0 2. 5kg/m3 · d，流速為10 12m/h，水力停留時間 為0. 2 0. 8h，主池回流的硝化液回流比為20% 50%。[0033]前置池的出水經(jīng)連接管道自流進入主池的主微孔濾板23中，經(jīng)主微孔濾板23 的分配作用，均勻進入主池中并向上流過主過濾層，控制主池的NH3-N容積負荷為0. 4 0. 6kg/m3 · d，BOD容積負荷為1. 5 2. 5kg/m3 · d，濾速為2 6m/h。主池中的主過濾層的 濾料為陶粒生物陶粒，濾料的粒徑為4 6mm，濾料層厚度為2. 5 3. 2m。主池出水的20 50%作為硝化液回流至前置池，其余作為處理后的出水排出。以下給出本實用新型的使用方法本實用新型的使用采用周期運行模式，從開始過濾到反沖洗完成為一完整周期， 具體工藝步驟如下1)經(jīng)預(yù)處理的微污染水(預(yù)處理主要是過濾過程，目的在于去除水中的懸浮物質(zhì) SS，如大塊的木塊、樹葉和泥沙等，以避免濾池頻繁反沖洗)與主池的出水，按照回流比混 合后進入前置池上部，并向下流過火山巖生物濾料層缺氧區(qū)。此時，前置池和主池的反沖洗 水管處于關(guān)閉狀態(tài)，反沖洗空氣管也處于關(guān)閉狀態(tài)。2)在前置池中，一方面，火山巖生物濾料上的反硝化細菌，利用水中的有機物作為 營養(yǎng)碳源，將濾池進水中的NO3-N轉(zhuǎn)化為N2，實現(xiàn)反硝化脫氮。另一方面，濾料上的微生物 利用水中的溶解氧和反硝化過程中生成的氧，進行生化反應(yīng)降解有機物。同時，水中的懸浮 物質(zhì)(SS)也通過一系列復(fù)雜的物化作用，被濾料及其上面的生物膜吸附、截留在濾料層上部。3)經(jīng)過前置池處理后的水，經(jīng)濾池底部的濾板均勻流出，自流進入主池中，經(jīng)主池 底部的無堵塞微孔濾板布水后，與空氣泡均勻混合向上流經(jīng)陶粒生物濾料層。氣、水在向上 流的過程中，陶粒濾料上的微生物利用空氣轉(zhuǎn)移到水中的溶解氧進一步降解B0D，濾層繼續(xù) 去除懸浮物質(zhì)，污水中的NH3-N被硝化細菌轉(zhuǎn)化為NO3-N,發(fā)生硝化反應(yīng)。4)經(jīng)過硝化生物濾池的出水排入清水池，出路分為(1)凈化后的原水，自流或者 泵送至后續(xù)水處理工藝，達到要求的水質(zhì)標準；(2)按回流比例與原水混合進入前置池實 現(xiàn)反硝化；(3)用作反沖洗水(兩個濾池可以同時反沖洗，也可以單獨進行反沖洗)。5)隨著原水凈化過濾的進行，火山巖濾料和陶粒濾料層內(nèi)的生物膜逐漸增厚，SS 不斷積累，過濾水頭損失逐漸加大，在一定進水阻力下，設(shè)計流量將得不到保證，此時即應(yīng) 進入反沖洗再生，以去除濾料層內(nèi)過量的生物膜及懸浮物質(zhì)SS，恢復(fù)濾料層的生物活性和 處理能力。依據(jù)不同的情況，濾池出水的水質(zhì)指標也可以通過自控系統(tǒng)在線監(jiān)測，實現(xiàn)自動 反沖洗。6)反沖洗采用氣、水交替反沖洗，反沖洗水即為貯存在清水池中處理后的原水，反 沖洗所需的空氣來自空氣壓縮機，經(jīng)濾池底部的濾板，均勻分配在整個濾池底部。反沖洗過 程如下(1)關(guān)閉進水和工藝空氣(反硝化生物濾池無此空氣)；(2)水單獨沖洗；(3)空氣 單獨洗；繼而重復(fù)交替(2)、(3)步驟幾次；(4)最后用水漂洗一次。在反沖洗水的水力作用 下，濾料層發(fā)生膨脹，濾料層在單獨水沖和氣沖過程中，不斷被膨脹和壓縮。同時，在氣、水 對濾料的流體沖刷和濾料顆粒之間相互摩擦的多重作用下，生物膜、被截留吸附的SS與濾 料分離，沖洗下來的生物膜和SS在漂洗中被沖出濾池。反沖洗出水排至廢水處理系統(tǒng)，經(jīng) 凈化后回用或者排放。再生后的濾池進入下一周期運行。使用過程中的工藝條件如下溫度適用范圍為10 35°C，pH值為6. 5 8. 5，有機物去除效率大于85%，NH3-N去除率大于95% ,NO3-N去除率大于75%。
權(quán)利要求一種前置反硝化曝氣生物濾池，其特征在于設(shè)有前置池，前置池用于反硝化脫氮生化反應(yīng)，前置池設(shè)有前池體，前池體內(nèi)從上至下依次設(shè)有緩沖配水區(qū)、前過濾層和前微孔濾板，緩沖配水區(qū)的進水口通過管道外接待處理的微污染水源，在前池體底部設(shè)有壓縮空氣進氣管、前反沖洗水進水管和出水管，壓縮空氣進氣管外接壓縮空氣源，在前池體頂部設(shè)有反沖洗排水槽，反沖洗排水槽設(shè)有反沖洗排水口；主池，主池用于后續(xù)除碳和硝化生物處理，主池設(shè)有主池體，在主池體內(nèi)從上至下依次設(shè)有主過濾層和主微孔濾板，在主池體底部設(shè)有壓縮空氣進氣管和主反沖洗水進水管，在主池體頂部設(shè)有布水槽、主反沖洗排水槽和出水槽，布水槽的進水口與前置池的出水管連接，布水槽的出水口接壓縮進氣管，主反沖洗排水槽底部設(shè)有主反沖洗排水口；清水池，清水池與主池的出水槽的出水口連通，清水池的反沖洗出水口接主反沖洗水進水管和前反沖洗水進水管，清水池的排水口分別接前置池的緩沖配水區(qū)和用于后續(xù)進一步凈化處理的設(shè)備。
2.如權(quán)利要求1所述的一種前置反硝化曝氣生物濾池，其特征在于所述前過濾層的濾 料的粒徑為6 8mm。
3.如權(quán)利要求1所述的一種前置反硝化曝氣生物濾池，其特征在于所述前過濾層的厚 度為2 2. 5mο
4.如權(quán)利要求1所述的一種前置反硝化曝氣生物濾池，其特征在于所述主過濾層的濾 料的粒徑為6 8mm。
5.如權(quán)利要求1所述的一種前置反硝化曝氣生物濾池，其特征在于所述主過濾層的厚 度為2. 5 3. 2mο
6.如權(quán)利要求1所述的一種前置反硝化曝氣生物濾池，其特征在于所述前過濾層設(shè)有 承托層。
專利摘要一種前置反硝化曝氣生物濾池，涉及一種水源凈化處理裝置。提供一種主要用于含有機物、氨氮的微污染水源凈化的前置反硝化曝氣生物濾池。設(shè)有前置池、主池和清水池，前置池用于反硝化脫氮生化反應(yīng)，前置池設(shè)有前池體，前池體內(nèi)從上至下依次設(shè)有緩沖配水區(qū)、前過濾層和前微孔濾板；主池用于后續(xù)除碳和硝化生物處理，主池設(shè)有主池體，在主池體內(nèi)從上至下依次設(shè)有主過濾層和主微孔濾板，在主池體底部設(shè)有壓縮空氣進氣管和主反沖洗水進水管，在主池體頂部設(shè)有布水槽、主反沖洗排水槽和出水槽；清水池與主池的出水槽的出水口連通，清水池的反沖洗出水口接主反沖洗水進水管和前反沖洗水進水管，清水池的排水口接前置池的緩沖配水區(qū)。
文檔編號C02F9/14GK201648181SQ20102012279
公開日2010年11月24日 申請日期2010年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月26日
發(fā)明者施建臣 申請人:施建臣