專利名稱：內循環生物濾池反應器及污水處理方法
技術領域：
本發明涉及污水處理設備技術領域，具體地說是一種內循環生物濾池反應器及污水處理方法。
背景技術：
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曝氣生物濾池簡稱BAF，是80年代末在歐美發展起來的一種新型生物膜法污水處理方法，該方法具有去除SS、COD、BOD、硝化、脫氮、除磷、去除AOX (有害物質)的作用。其優點如下①一次性投資比傳統方法低1/4 ;②占用面積為常規工藝的1/10 1/5，運行費低1/5 ;③進水要求懸浮物50 60mg/L，最好與一級強化處理相結合，如采用水解酸化池；④濾料多采用陶粒，直徑5mm,層高I. 5 2m !⑤水往下、氣往上的逆向流可不設二沉池。曝氣生物濾池與普通活性污泥法相比，具有有機負荷高、占地面積小(是普通活性污泥法的1/3)、投資少(節約30%)、不會產生污泥膨脹、氧傳輸效率高、出水水質好等優點，但它對進水SS要求較嚴(一般要求SS ( 100mg/L，最好SS ( 60mg/L),因此對進水需要進行預處理。同時，它的反沖洗水量、水頭損失都較大。另外，曝氣生物濾池作為集生物氧化和截留懸浮固體于一體的新工藝，節省了后續沉淀池(二沉池)，具有容積負荷、水力負荷大，水力停留時間短，所需基建投資少，出水水質好運行能耗低，運行費用少的特點。但現有的曝氣生物濾池需要定期進行反沖洗，將老化生物膜和濾池截留的SS排除，反沖洗需要進行氣、水聯合反洗，需配備反洗水池、單獨反洗鼓風機、反洗水泵及管道閥門等，系統操作過程復雜，配套構筑物及設備眾多，從現有的大型工程實際應用實例中觀察，其反沖洗功能附屬的配套構筑物約占處理系統總量的40-50%。不能實現連續反沖洗和排污，在反沖洗時，曝氣生物濾池需停止生產運行。鑒于上述現有的曝氣生物濾池在使用過程中存在的問題和缺陷，本發明人依靠多年的工作經驗和豐富的專業知識積極加以研究和開發，最終研發出一種內循環生物濾池反應器及污水處理方法。可實現連續產水，連續反洗濾料和連續排污。
發明內容
為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種內循環生物濾池反應器。可實現連續產水，連續反洗濾料和連續排污。為了解決上述技術問題，本發明采用了如下技術方案內循環生物濾池反應器，包括罐體，罐體內填充有濾料，罐體上部設有清水出水口，罐體內垂直設有中心進水管，所述中心進水管的下部設有濾料均衡布料器，中心進水管內設有中心提料管，中心提料管的兩端分別伸出中心進水管的兩端，所述中心進水管的上端與中心提料管之間密封，所述中心進水管的側面連通有水頭高度管，所述水頭高度管的側面具有進水口，中心提料管的上端伸入折板式洗料器內，折板式洗料器與罐體連接，折板式洗料器連接排污管，所述排污管位于清水出水口的下方，罐體內下部設有曝氣穿孔管，反洗進氣管自罐體的頂端伸入罐體內，所述反洗進氣管的下端位于罐體下部。進一步，所述反洗進氣管沿中心進水管與中心提料管之間向下延伸，反洗進氣管的下端伸出中心進水管的下端。進一步，所述折板式洗料器上端與罐體密閉連接，排污管位于折板式洗料器內的一端設有濾料隔離裝置。進一步，所述濾料隔離裝置為圍繞中心提料管設置的柵孔隔板，所述柵孔隔板與中心提料管之間形成濾料隔離區，所述排污管伸入濾料隔離區內。進一步，所述罐體內部上設有清水斗,所述清水出水口設于清水斗內。
進一步，所述反洗進氣管連接空氣壓縮機，反洗進氣管上設有減壓閥、閥門和流量計。進一步，所述曝氣穿孔管通過進氣管連接鼓風機，進氣管上設有流量計。進一步,所述進水口連接供水設備。進一步，所述進水口與供水設備之間設有粗過濾器和流量計。進一步，所述罐體內壁上設有支撐濾料均衡布料器的底椎支撐。進一步，所述濾料為球形陶粒或柱狀活性炭顆粒。本發明的另一目的為提供一種上述內循環生物濾池反應器污水處理方法，該方法可以實現連續產水，連續反洗濾料和連續排污。實現該發明目的的技術方案如下上述內循環生物濾池反應器污水處理方法，包括如下步驟a.通過供水設備將污水經由進水口和水頭高度管送入中心進水管，污水自中心進水管的下端排出，并向上穿過濾料，經過濾料及濾料中的微生物凈化所得清水由清水出水口排出；同時，曝氣穿孔管進行曝氣以在濾料層生成大量細菌、微生物；b.通過水頭高度管觀測進水水頭，當水頭達到預定高度時，向罐體內通入反洗壓縮氣體，反洗壓縮氣體帶動濾料自中心提料管下端向上抽提，并由中心提料管上端進入折板式洗料器，控制排污管的流量大于中心提料管抽提的水的流量，使清水自折板式洗料器的下端向上清洗濾料，清洗后的濾料自折板式洗料器落到罐體內濾料的上層，清洗濾料所得污水自排污管排出，控制反洗壓縮氣體的進氣量和運行時間控制進水水頭高度在預定范圍內。進一步，所述水頭高度的預定范圍為I. 5 2. 5米。與現有技術相比，本發明的有益效果在于本發明的內循環生物濾池反應器可實現連續產水，連續反洗濾料和連續排污。通過觀測水頭高度管內的水頭確定是否進行反洗及反洗持續時間，便于控制，實現產水和反洗濾料同時進行。同時可使反應器內的濾料間細菌、微生物量保持在一個相對大量、穩定的狀態下，持續進行污水的生化處理。通過精確控制系統的曝氣供氧量，將更為方便實現反應器內某種水處理特定菌群培養。本發明的內循環生物濾池反應器的反洗和排污通過提供反洗壓縮氣體即可實現，便于實現自動控制。本發明節省了普通曝氣生物濾池所有配套的反沖洗構筑物和設備，節省了處理成本和占地面積。
圖I為發明的內循環生物濾池反應器的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步詳細描述，但不作為對本發明的限定。圖I為發明的內循環生物濾池反應器的結構示意圖。如圖I所示，內循環生物濾池反應器，包括罐體I,罐體I內填充有濾料2,濾料2為球形陶粒或柱狀活性炭顆粒或其他適合的球形濾料及顆粒濾料。罐體I上部設有清水出水口 3，罐體I內垂直設有中心進水管4。中心進水管4的下部設有濾料均衡布料器5，罐體I內壁上設有支撐濾料均衡布料器5的底椎支撐18。中心進水管4內設有中心提料管6，中心提料管6的兩端分別伸出中心進水管4的兩端。中心進水管4的上端與中心提料管6之間密封。中心進水管4的側面連通有水頭高度管7。水頭高度管7的側面具有進水口 8，中心提料管6的上端伸入折板式洗料器9內，折板式洗料器與罐體連接。折板式洗料器9連接排污管10，排污管10位于清水出水口的下方，罐體I內下部設有曝氣穿孔管U。曝氣穿孔管11設置于與罐體I內壁固定的托架12上。反洗進氣管25自罐體I的頂端伸入罐體I內，反洗進氣管25的下端位于罐體下部。
反洗進氣管25沿中心進水管4與中心提料管6之間向下延伸，反洗進氣管25的下端伸出中心進水管4的下端。將反洗進氣管25沿中心進水管4與中心提料管6之間設置，可以避免反洗進氣管25受到運動濾料的摩擦而破損。另外，在不清理濾料的情況下就可將反洗進氣管25提出修理或維護。反洗進氣管25 —般采用軟管即可。反洗進氣管25的下端設于中心提料管6的下端附近可使中心提料管6的下端附近形成低壓區，利用濾料抽提。另外，本發明在中心提料管6的下端形成內徑增大段，也利于濾料抽提。排污管10位于折板式洗料器9內的一端設有濾料隔離裝置26。濾料隔離裝置26為圍繞中心提料管設置的柵孔隔板，柵孔隔板與中心提料管之間形成濾料隔離區，排污管伸入濾料隔離區內。這樣濾料不能進入濾料隔離區內，而從濾料上清洗下來的污物可自柵孔隔板上的柵孔進入濾料隔離區并從排污管10排出。柵孔隔板的上端形成斜面，使濾料沿斜面滑落。當然濾料隔離裝置26也可以是由篩網等覆于排污管10的端部，或在排污管10的端部形成隔離空間。罐體內部上設有清水斗27，清水出水口 3設于清水斗27內。保證了清水水面的穩定。反洗進氣管25連接空氣壓縮機21，反洗進氣管上設有減壓閥28、閥門22和流量計23。閥門22可采用電磁閥，便于控制。空氣壓縮機21為常開設備，當空氣壓縮機儲氣罐達到設定壓力，空氣壓縮機21自動停運。排污管10位于罐體I外部的一端連通污水槽29，排污管10在污水槽29內向上彎折，高度低于清水水位，通過液位差進行排污。污水槽29的排污口上設有閥門24。閥門24可采用電動蝶閥，或氣動蝶閥，或根據需要采用其他適合的閥門。曝氣穿孔管11連接鼓風機13。鼓風機13與曝氣穿孔管11之間設有計量供氣量的轉子流量計14。進水口 8連接供水設備15。供水設備15采用兩臺水泵，兩臺水泵以一用一備的方式使用。進水口 8與供水設備15之間設有用于過濾毛發等的粗過濾器16和計量供水量的轉子流量計17。罐體I底部呈錐形。罐體I的底部連通有設有閥門的放空管19。罐體I錐形底部的側面設有卸料口 20。本發明中的罐體I可以為金屬制成的罐體，也可以是土建池體等構筑物。折板式洗料器9上端與罐體I密閉連接，這樣污水與清水有效隔離，保證產水和反洗濾料同時進行時的清水水質。O上述內循環生物濾池反應器污水處理方法，包括如下步驟a.通過供水設備將污水經由進水口和水頭高度管送入中心進水管，污水自中心進水管的下端排出，并向上穿過濾料，經過濾料及濾料中的微生物凈化所得清水由清水出水口排出；同時，曝氣穿孔管進行曝氣以在濾料層生成微生物；b.通過水頭高度管觀測進水水頭，當水頭達到預定高度時，向罐體內通入反洗壓縮氣體，反洗壓縮氣體帶動濾料自中心提料管下端向上抽提，并由中心提料管上端進入折 板式洗料器，控制排污管的流量大于中心提料管抽提的水的流量，使清水自折板式洗料器的下端向上清洗濾料，清洗后的濾料自折板式洗料器落到罐體內濾料的上層，清洗濾料所得污水自排污管排出，控制反洗壓縮氣體的進氣量和運行時間控制進水水頭高度在預定范圍內。預定高度在預定范圍(I. 5 2. 5米)之間。一般達到I. 5米即可進行反洗。本發明通過在水頭高度管上設置液位計，當進水水頭達到預定高度時，自動開啟供氣閥門22，向罐體I內通入反洗壓縮氣體，反洗壓縮氣體帶動濾料自中心提料管6下端向上抽提，并由中心提料管6上端進入折板式洗料器，陶粒濾料由于其比重重于水，在折板式洗料器內通過折板落入濾料層上端。設定排污水位低于清水出水水位(清水出水水位恒定)，排污水量和清水出水量等于進水量總量，并且排污水量大于中心提料管6的上提的水量，保證清水向上清洗濾料。此時，開啟排污口上的閥門24(電動蝶閥)，折板式洗料器內的濾料和水將如下方式運行首先濾料在中心洗料管內，由于氣水混合的強烈攪拌，使濾料上生長的生物膜完全脫落，與濾料分離，如前所述，濾料在重力作用下回落至濾料層上端，脫落的生物膜及濾料間截留的污水懸浮物由于其比重接近于水，此時將由排污管外排；由于設定水位差，加之進水量大于排污水量，此時反應器上端處理后的凈水將通過折板位置自下向上流入折板式洗料器內，凈水向上，濾料向下，凈水將對濾料進行逆向淘洗，折板設置將有利于濾料進一步分散，提高淘洗效果。生物膜和水體中清洗出的懸浮物由于其比重接近水，將無法克服向上流動的凈水區，只能隨污水水流外排，從而實現系統的連續反洗、連續排污；多余的處理后凈水在反應器上端恒水位處外排。控制反洗壓縮氣體的進氣開關和單次延時運行時間，可選擇每次反洗濾料層的厚度，這樣可使濾料層內的生物量保持在一個可控范圍內，滿足系統內穩定保有生物量的條件，也就是可穩定系統處理效果。以上實施例僅為本發明的示例性實施例，不用于限制本發明，本發明的保護范圍由權利要求書限定。本領域技術人員可以在本發明的實質和保護范圍內，對本發明做出各種修改或等同替換，這種修改或等同替換也應視為落在本發明的保護范圍內。
權利要求
1.內循環生物濾池反應器,包括罐體,罐體內填充有濾料,罐體上部設有清水出水口，罐體內垂直設有中心進水管，所述中心進水管的下部設有濾料均衡布料器，中心進水管內設有中心提料管，其特征在于，中心提料管的兩端分別伸出中心進水管的兩端，所述中心進水管的上端與中心提料管之間密封，所述中心進水管的側面連通有水頭高度管，所述水頭高度管的側面具有進水口，中心提料管的上端伸入折板式洗料器內，折板式洗料器與罐體連接，折板式洗料器連接排污管，所述排污管位于清水出水口的下方，罐體內下部設有曝氣穿孔管，反洗進氣管自罐體的頂端伸入罐體內，所述反洗進氣管的下端位于罐體下部。
2.根據權利要求I所述的內循環生物濾池反應器，其特征在于，所述反洗進氣管沿中心進水管與中心提料管之間向下延伸，反洗進氣管的下端伸出中心進水管的下端。
3.根據權利要求I所述的內循環生物濾池反應器，其特征在于，所述折板式洗料器上端與罐體密閉連接，排污管位于折板式洗料器內的一端設有濾料隔離裝置。
4.根據權利要求3所述的內循環生物濾池反應器，其特征在于，所述濾料隔離裝置為圍繞中心提料管設置的柵孔隔板，所述柵孔隔板與中心提料管之間形成濾料隔離區，所述排污管伸入濾料隔離區內。
5.根據權利要求I所述的內循環生物濾池反應器，其特征在于，所述罐體內部上設有清水斗，所述清水出水口設于清水斗內。
6.根據權利要求I所述的內循環生物濾池反應器，其特征在于，所述反洗進氣管連接空氣壓縮機，反洗進氣管上設有減壓閥、閥門和流量計。
7.根據權利要求I所述的內循環生物濾池反應器，其特征在于，所述曝氣穿孔管通過進氣管連接鼓風機，進氣管上設有流量計。
8.根據權利要求I所述的內循環生物濾池反應器，其特征在于，所述進水口連接供水設備，所述進水口與供水設備之間設有粗過濾器和流量計。
9.根據權利要求I所述的內循環生物濾池反應器，其特征在于，所述罐體內壁上設有支撐濾料均衡布料器的底椎支撐，所述濾料為球形陶粒或柱狀活性炭顆粒。
10.污水處理方法，使用權利要求I至9任一所述內循環生物濾池反應器，其特征在于，包括如下步驟 a.通過供水設備將污水經由進水口和水頭高度管送入中心進水管，污水自中心進水管的下端排出，并向上穿過濾料，經過濾料及濾料中的微生物凈化所得清水由清水出水口排出；同時，曝氣穿孔管進行曝氣以在濾料層生成微生物； b.通過水頭高度管觀測進水水頭，當水頭達到預定高度時，向罐體內通入反洗壓縮氣體，反洗壓縮氣體帶動濾料自中心提料管下端向上抽提，并由中心提料管上端進入折板式洗料器，控制排污管的流量大于中心提料管抽提的水的流量，使清水自折板式洗料器的下端向上清洗濾料，清洗后的濾料自折板式洗料器落到罐體內濾料的上層，清洗濾料所得污水自排污管排出，控制反洗壓縮氣體的進氣量和運行時間控制進水水頭高度在預定范圍內。
全文摘要
本發明公開了一種內循環生物濾池反應器及污水處理方法，其中內循環生物濾池反應器包括罐體內填充有濾料，罐體上部設有清水出水口，罐體內垂直設有中心進水管，中心進水管的下部設有濾料均衡布料器，中心進水管內設有中心提料管，中心提料管的兩端分別伸出中心進水管的兩端，中心進水管的上端與中心提料管之間密封，中心進水管的側面連通有水頭高度管，水頭高度管的側面具有進水口，中心提料管的上端伸入折板式洗料器內，折板式洗料器與罐體連接，折板式洗料器連接排污管，排污管位于清水出水口的下方，罐體內下部設有曝氣穿孔管，反洗進氣管自罐體的頂端伸入罐體內，反洗進氣管的下端位于罐體下部。本發明可連續處理產水、反洗濾料和排污。
文檔編號C02F3/12GK102849848SQ201210364079
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月26日 優先權日2012年9月26日
發明者楊政 申請人:北京市環境保護科學研究院