浸没式循环生物滤池反应器及污水处理方法

摘要

本发明公开了一种浸没式循环生物滤池反应器及污水处理方法，其中循环生物滤池反应器设置于污水池内，循环生物滤池反应器包括：罐体，罐体内填充有滤料，罐体位于污水池内污水水位上方部位设有出水口，罐体位于污水水位下方部位设有进水口；提料管，设于罐体内；洗料器，设于提料管的上端；布料器，设于罐体的下部，提料管穿过布料器；曝气管，曝气管的曝气段位于罐体内下部；反洗进气管，伸入罐体内，反洗进气管的出气口位于提料管下部。本发明节约污水处理的占地面积。

说明书

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，具体地说是一种浸没式循环生物 滤池反应器及污水处理方法。

背景技术

曝气生物滤池简称BAF，是80年代末在欧美发展起来的一种新型 生物膜法污水处理方法，该方法具有去除SS、COD、BOD、硝化、脱氮、 除磷、去除AOX(有害物质)的作用。其优点如下：①一次性投资比传 统方法低1/4；②占用面积为常规工艺的1/10～1/5，运行费低1/5； ③进水要求悬浮物50～60mg/L，最好与一级强化处理相结合，如采用 水解酸化池；④滤料多采用陶粒，直径5mm，层高1.5～4m；⑤水往下、 气往上的逆向流可不设二沉池。

曝气生物滤池与普通活性污泥法相比，具有有机负荷高、占地面 积小(是普通活性污泥法的1/3)、投资少(节约30％)、不会产生污泥 膨胀、氧传输效率高、出水水质好等优点，但它对进水SS要求较严(一 般要求SS≤100mg/L，最好SS≤60mg/L)，因此对进水需要进行预处理。 同时，它的反冲洗水量、水头损失都较大。

另外，曝气生物滤池作为集生物氧化和截留悬浮固体于一体的新 工艺，节省了后续沉淀池(二沉池)，具有容积负荷、水力负荷大，水 力停留时间短，所需基建投资少，出水水质好：运行能耗低，运行费 用少的特点。

但现有的曝气生物滤池需要单独设置，增加了占地面积。同时给 现有的污水处理改造带来了一定的困难，很难在现有的布局基础上进 行合理改造。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种浸没式循环生物滤池反应器 及污水处理方法。主要目的是节约占地面积。

为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：

一方面，本发明实施例提供了一种浸没式循环生物滤池反应器， 浸没式循环生物滤池反应器，其特征在于，所述循环生物滤池反应器 设置于污水池内，所述循环生物滤池反应器包括：

罐体，罐体内填充有滤料，罐体上设有出水口和进水口，出水口 高于污水池内污水水位，进水口位于滤料区，且进水口低于污水池内 污水水位；

提料管，设于罐体内，上端为滤料出口，下端为滤料入口；

洗料器，设于提料管的上端；

布料器，设于提料管的下部，所述提料管穿过所述布料器；

曝气管，所述曝气管的曝气段位于罐体内的下部；

反洗进气管，所述反洗进气管的出气口位于提料管的滤料入口的 下方。

作为优选，所述布料器的布料锥面均布有曝气孔，所述曝气管曝 气段位于布料器内下部。

作为优选，所述曝气孔的直径为3mm。

作为优选，所述曝气管的曝气段呈水平设置的环形。

作为优选，所述曝气管的曝气段包括不锈钢支撑管道和包覆于不 锈钢支撑管道外壁的薄膜，所述薄膜上均匀密布曝气微孔。

作为优选，所述罐体内设有内套筒，所述内套筒与罐体之间形成 环空，所述布料器位于内套筒内，所述进水口位于内套筒与罐体之间 形成的环空部。

作为优选，所述罐体内设有进水管，进水管与进水口连接，进水 管的出口朝下。

作为优选，所述出水口为位于罐体上端的堰口，所述堰口为高度 可调节的堰口。

作为优选，所述罐体的材质为不锈钢。

另一方面，本发明实施例提供了一种污水处理方法，采用上述任 一所述的浸没式循环生物滤池反应器，所述生物滤池反应器置于污水 池内，所述污水处理方法包括如下步骤：

净化过程：在曝气管曝气供氧条件下，曝气产生的气流使罐体内 水位获得抬升，高于罐外污水池的水位，罐体内上部的水通过罐体上 部的出水口溢出罐体，流入污水池，同时污水池内的污水由进水口补 入罐体内，并穿过滤料至罐体上方，然后溢流出罐体，进入污水池， 形成内外循环；当设有内套筒时，在污水进行内外循环的同时，曝气 产生的气流将集中于内套筒内部区域上升，带动罐体内污水在内套筒 的内外侧形成内循环，在内套筒与罐体之间的环空部形成厌氧区，在 内套筒内部形成好氧区，污水由好氧区至厌氧区不断循环；

反洗过程：通过反洗进气管向罐体内通入反洗压缩气体，反洗压 缩气体带动的水流携带滤料并裹挟底部污泥自提料管下端向上抽提， 并由提料管上端进入洗料器，此时陶粒滤料表面的生物膜与裹挟的污 泥在气水强烈扰动下与滤料彻底分离，分离后的污泥在曝气状态下， 悬浮于反应器罐体上部水中，随水流从出水口溢出罐体，进入罐体外 侧污水池，污水池内污水处于静沉状态，污泥沉降于污水池底部的集 泥斗内，而滤料在重力作用下均匀散落并通过布料器布料。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明实施例的浸没式循环生物滤池反应器设置于污水池内，污 水池内的污水从罐体上的进水口直接进入，无需额外设置污水供水设 备，并且本发明实施例的生物滤池用额外占用土地，减少了占地面积， 利于对现有的污处理场所进行改造。并且成本低，改变了循环方式， 效果好。

附图说明

图1为发明实施例的浸没式循环生物滤池反应器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本 发明的限定。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的 不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、 或特点可由任何合适形式组合。

图1为发明实施例的浸没式循环生物滤池反应器的结构示意图。 如图1所示，浸没式循环生物滤池反应器，该循环生物滤池反应器设 置于污水池15内，该循环生物滤池反应器包括：

罐体1，罐体1内填充有滤料2，罐体1上设有出水口101和进水 口102，出水口101高于污水池15内污水水位16，进水口102位于滤 料区，且进水口102低于污水池15内污水水位16；

提料管6，设于罐体1内，上端为滤料出口，下端为滤料入口；

洗料器9，设于提料管6的上端；

布料器5，设于提料管6的下部，提料管6穿过布料器5；

曝气管11，曝气管11的曝气段位于罐体1内的下部；

反洗进气管3，伸入罐体1内，反洗进气管3的出气口位于提料管 6的滤料入口的下方。

本发明实施例的浸没式循环生物滤池反应器设置于污水池内，污 水池内的污水从罐体上的进水口直接进入，无需额外设置污水供水设 备，并且本发明实施例的生物滤池用额外占用土地，减少了占地面积， 利于对现有的污处理场所进行改造。本发明实施例的循环生物滤池浸 没在污水池内，改变了进水方式，生物量较高，提高了处理效果。

作为上述实施例的优选，布料器5的布料锥面均布有曝气孔，曝 气管11的曝气段位于布料器5内下部。曝气孔的直径为3mm。通过该 种设置，布料器5同时具备均匀布料和曝气的功能。曝气时，气体通 过曝气管进入布料器5的底部，气体与布料器5下部的水充分接触， 气水混合时间长，提高了水中的含氧量，达到饱和溶解氧。通过在布 料器5的布料锥面上均布的曝气孔进行曝气，使曝气更加均匀。避免 了采用曝气管时，气体从生物量较小的薄弱处排出，造成均不曝气， 曝气不均匀。曝气管的曝气段呈水平设置的环形。曝气管的曝气段包 括不锈钢支撑管道和包覆于不锈钢支撑管道外壁的薄膜，薄膜上均匀 密布曝气微孔。布料器5设置曝气孔，并将曝气管11的曝气段设于布 料器5内的下部，此时曝气过程如下：曝气段进行曝气，空气与布料 器5内下部的水充分接触形成强烈的气水混合搅拌作用，提高了水中 的含氧量，形成气液混合体，多余的空气溢出水体，在布料器5内的 上部空间形成一个水下空气室，然后沿布料器的布料锥面上的曝气孔 均匀二次扩散于外侧的滤料层中，与滤料及滤料层间的水体充分接触； 同时布料器内下部空间的气液混合体(曝气扩散后水中含饱和溶解氧) 也在鼓风压力的作用下沿曝气孔扩散于布料器外侧的滤料层中，这时， 在布料器的内部和外侧滤料间形成一个液体循环过程，而这一过程将 有利于进水水质均匀分配和分布。该布料器5可实现滤料(固)均布、 空气(气)及曝气效果的均布、液体(液)水质分配均布等三项综合 功能，是确保循环生物滤池反应器使用的重要内部单体构件。

作为上述实施例的优选，罐体1内设有内套筒4，内套筒4与罐体 1之间形成环空，布料器5位于内套筒4内，进水口102位于内套筒4 与罐体1之间形成的环空部。本实施例通过设置内套筒4使待处理水 在内套筒4内外形成小循环，并对配气和配水进行调节，在罐体内实 现完全的A/O功能，即在内套筒4与罐体1之间形成的环空部形成厌 氧区(A段)，在内套筒4内形成好氧区(O段)。本实施例提高了污水 处理效果。

作为上述实施例的优选，罐体1内设有进水管7，进水管7与进水 口102连接，进水管7的出口朝下。本实施例通过设置出口朝下的进 水管7，使污水进入罐体1后先向下流动，然后再向上穿过滤料2，使 污水充分与滤料2上生长的生物接触。另外，本实施例的进水管7与 内套筒4相结合后，促进了污水在罐体1内的小循环，有助于在罐体1 内实现完全的A/O功能。

作为上述实施例的优选，出水口101为位于罐体1上端的堰口。 上部的清水可直接排到污水池15内，实现对污水池内的污水循环处理。 其中，堰口采用高度可调节的堰口。通过调节堰口的高度实现对出水 量的控制，进而控制罐体1内的水位8及污水循环处理速度。

作为上述实施例的优选，罐体1的材质为不锈钢。采用不锈钢板 材预先制备好本发明实施例的循环生物滤池，然后直接安装到污水池 内即可。当然采用混凝土浇筑也可实现预生产，后安装，方便快捷。

进水口102一般为四个，在罐体1的侧壁上均匀分布。当然，除 了设置在罐体1的侧壁上的进水口102，还可以在罐体1的底部设置进 水口。

本发明实施例中洗料器9采用折板式洗料器，折板式洗料器上端 与罐体1密闭连接。当然，洗料器9可以采用现有技术中任一适合的 洗料器。

罐体1内壁上设有支撑件12，用于支撑布料器。支撑件12可以是 呈台阶状，以便于同时支撑内套筒4。支撑件可以是垂直设置的支撑板。

滤料2为球形陶粒或柱状活性炭颗粒或其他适合的球形滤料及颗 粒滤料。

本发明实施例中的反洗进气管3可以从任何部位伸入罐体1内， 只要反洗进气管3的出气口位于提料管6的滤料入口的下方即可。图 中所示实施例中，罐体内设有中心管10，反洗进气管3和提料管6均 设于中心管10内，以便对反洗进料管3和提料管6进行保护。

本实施例中罐体1通过固定架13与污水池15固定。固定架13横 置在污水池15的上端，罐体1上部与固定架13固定。

污水池15的底部设有排泥管14。可以定期将沉积到污水池15底 部的污泥排出。

多个设置本发明实施例的循环生物滤池反应器的污水池15连用， 可以实现对污水的多级处理。

另一方面，本发明实施例提供了一种污水处理方法，本实施例的 方法采用上述任一实施例所述的浸没式循环生物滤池反应器，生物滤 池反应器置于污水池内，本实施例的污水处理方法包括如下步骤：

净化过程：在曝气管曝气供氧条件下，曝气产生的气流使罐体内 水位获得抬升，高于罐外污水池的水位，罐体内上部的水通过罐体上 部的出水口溢出罐体，流入污水池，同时污水池内的污水由进水口补 入罐体内，并穿过滤料至罐体上方，然后溢流出罐体，进入污水池， 形成内外循环；当设有内套筒时，在污水进行内外循环的同时，曝气 产生的气流将集中于内套筒内部区域上升，带动罐体内污水在内套筒 的内外侧形成内循环，在内套筒与罐体之间的环空部形成厌氧区，在 内套筒内部形成好氧区，污水由好氧区至厌氧区不断循环；

反洗过程：通过反洗进气管向罐体内通入反洗压缩气体，反洗压 缩气体带动的水流携带滤料并裹挟底部污泥自提料管下端向上抽提， 并由提料管上端进入洗料器，此时陶粒滤料表面的生物膜与裹挟的污 泥在气水强烈扰动下与滤料彻底分离，分离后的污泥在曝气状态下， 悬浮于反应器罐体上部水中，随水流从出水口溢出罐体，进入罐体外 侧污水池，污水池内污水处于静沉状态，污泥沉降于污水池底部的集 泥斗内，而滤料在重力作用下均匀散落并通过布料器布料。

本发明实施例的生物滤池反应器在使用过程中具有如下循环过 程。

第一循环过程：污水池内污水与循环生物滤池反应器罐体内处理 后污水的内外循环；

反应器罐体浸没放置于污水池池体内，在曝气供氧条件下，罐体 内水位将获得抬升，高于罐体外污水池的水位，通过罐体上部的高度 可调出水堰口，罐体内的上部处理后污水将定量溢出罐体，流入污水 池上部；由于罐体下部设置进水口(一般周向均匀设置4个，底部设 置1个)与污水池相通，在类似气提原理作用下，污水池底部的污水 将补充进入反应器罐体内部，穿过滤料至罐体上方，然后溢流出罐体， 进入污水池，形成内外循环。

依据此循环过程，可采用多级串联处理工艺，每一单级污水池设 有连通口，直至末端污水池出水，基本没有水头损失；而单级污水池 内亦可安装多个反应器，这样的布置，可得到处理更优质的出水，成 功解决多个罐体布置与大水量模块化组合应用问题。

第二循环过程：循环生物滤池反应器罐体内污水的自身循环(内 循环)；

反应器罐体内通过设置内套筒，罐体内由底部曝气，气流将集中 于内套筒内部区域上升，带动罐体内污水在内套筒的内外侧形成循环， 前提是控制溢出水量，使内套筒气流带动的循环水量大于溢出水量。

基于这一循环过程，通过内套筒的内外侧曝气与非曝气区别，在 整个处理罐体内的滤料中形成好氧区和厌氧区，污水由好氧区至厌氧 区不断循环，如果污水在好氧区实现硝化反应处理后，污水中的硝酸 根离子将随水流进入厌氧区，再与污水池含有丰富碳源的污水在罐体 内的厌氧区混合，将发生反硝化反应，达到脱除总氮的处理效果。

第三循环过程：在反洗状态下，罐体内滤料在滤料层内的上、下 循环；

污水池不进水，此时进入系统的反洗状态，通过反洗进气管进入 的压缩空气带动水流，水流带动滤料在提料管内由罐体底部向上流动， 滤料裹挟底部污泥，通过罐体上部的洗料器后，滤料在重力作用下均 匀散落于滤床的上部；此过程中滤料表面的生物膜与裹挟的污泥在气 水强烈扰动下与滤料彻底分离，分离后的污泥在曝气状态下，悬浮于 反应器罐体上部水中，随水流溢出反应器罐体，进入罐体外侧污水池， 污水池内污水处于静沉状态，污泥沉降于污水池底部的集泥斗内，定 期抽吸排入污泥处理系统。

反洗操作一定时间后(约1-2小时)，系统即可进入正常处理于运 行状态，重新获得优质的处理出水。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本 发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的 实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或 等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。