專利名稱：一種臭氧活性炭曝氣生物濾池的制作方法
技術領域：
一種臭氧活性炭曝氣生物濾池技術領域[0001]本實用新型涉及一種曝氣生物濾池，尤其涉及一種臭氧活性炭曝氣生物濾池，屬于環境保護與水處理技術領域。
背景技術：
[0002]在原油收集和加工的整個過程中，油田采出水隨原油從地層中一起被開采出來，被原油所污染，使采出水中含有大量的有機物并攜帶許多懸浮固體，而且高溫高壓的油層中溶解了地層中的各種鹽類和氣體，使油田采出水成分更加復雜，并且在原油集輸過程中加入的各種化學藥劑也使采出水污染程度增加。隨著污水排放標準的不斷嚴格，對污水中化學需氧量(C0D)、氮、磷等物質的排放要求越來越高，工業污水中化學需氧量(COD)的去除與脫氮除磷面臨著巨大挑戰。傳統的處理方式往往需要將臭氧系統和曝氣生物濾池串聯，形成多級反應池，這就勢必增加基建投資的費用及能耗，并且使管理較為復雜。[0003]曝氣生物濾池及其污水處理工藝是一種污水處理的高效設備和工藝。曝氣生物濾池一般由池體、曝氣裝置和附著生物膜(微生物)的濾料層構成，在池體底部安裝有曝氣裝置，在曝氣裝置上部是堆積的濾料層，水流自上而下流經濾料層，在水處理過程中需要曝氣。曝氣生物濾池集生物氧化和截留懸浮固體一體，節省了后續沉淀池，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。[0004]但是現有技術中的曝氣生物濾池還存在諸多問題:曝氣生物濾池中的濾料需要經常清洗，如果清洗時間短，則不易形成有效的生物膜，因而影響曝氣生物濾池的工作效率；此外，在進水的有機物濃度過高的情況下，會導致細菌大量繁殖，堵塞濾料，若反沖洗不及時或不徹底，很容易導致濾料板結，從而影響處理效果；而且，曝氣生物濾池技術對含有難降解有機物污水中污染物的去除能力有限，該問題是制約曝氣生物濾池技術發展的主要因素。實用新型內容[0005]為解決上述技術問題，本實用新型的目的在于提供一種臭氧活性炭曝氣生物濾池。該曝氣生物濾池將臭氧、現有技術 的曝氣生物濾池與活性炭相結合，能夠對難生物降解的油田采出水進行深度處理。[0006]為達上述目的，本實用新型提供一種臭氧活性炭曝氣生物濾池，其特征在于，該曝氣生物濾池包括池體、進水管線、射流器、臭氧發生器、活性炭濾料層、出水管線、反沖洗出水管線、出水堰板、濾頭、濾板、反沖洗進氣管線、反沖洗進水管線、配水室；[0007]其中，所述池體的內部設有所述濾板，并于該濾板上設有所述濾頭；[0008]所述濾板與其下部空間形成所述配水室；[0009]所述活性炭濾料層設于所述濾板的上部；[0010]所述進水管線與所述配水室相連接，并于該進水管線上設有所述射流器，所述臭氧發生器與所述射流器相連接；[0011]所述反沖洗進氣管線與所述反沖洗進水管線分別與所述配水室相連接；[0012]所述出水管線、所述反沖洗出水管線及所述出水堰板設于所述活性炭濾料層的上部。[0013]在上述臭氧活性炭曝氣生物濾池中，優選地，所述活性炭濾料層為由粒徑為3mm的活性炭顆粒組成的活性炭濾料層。[0014]在上述臭氧活性炭曝氣生物濾池中，優選地，所述活性炭濾料層的厚度為所述池體高度的50-60%。[0015]在上述臭氧活性炭曝氣生物濾池中，優選地，所述活性炭濾料層的厚度為3.0-4.0m0[0016]本實用新型采用活性炭濾料層為曝氣生物濾池的主要組成部分。一方面，在所述活性炭濾料層的活性炭顆粒表面附著有微生物，并且這些微生物不斷繁殖和增長，這些微生物能夠以污水中的有機物為營養源，從而降低污水中有機物含量。另一方面，所述活性炭濾料層對污水中顆粒具有截留和吸附作用使水質得到凈化，且微生物活動能夠延長活性炭使用壽命。此外，微生物對污染物的降解，降低了活性炭濾料層的吸附負荷，延長了活性炭濾料層的更換周期，減少活性炭再生頻率，提高污染物的處理效果，降低處理成本，先吸附后降解的獨特作用機理使污染物的停留時間與污水的停留時間異值，在同等停留時間條件下，污染物停留時間更長，處理效果更好。[0017]在上述臭氧活性炭曝氣生物濾池中，優選地，所述配水室的高度為所述池體高度的15-20%。所述配水室為進水緩沖區域，進水和反沖洗進水均需經過該配水室。[0018]在上述臭氧活性炭曝氣生物濾池中，優選地，所述濾頭為具有下向噴水口的濾頭。所述濾頭為上向噴水的濾頭，同時具有下向噴水功能，其下向噴水時，水流沖擊濾板，能夠有效阻止濾頭與濾板間的污泥堆積。并且，所述濾頭與所述濾板間無死水區。[0019]在上述臭氧活性炭曝氣生物濾池中，優選地，所述濾板上設有多個濾頭。所述濾頭在所述濾板上設置的數量可由本領域一般技術人員根據實際情況進行調控。[0020]在上述臭氧活性炭曝氣生物濾池中，優選地，所述池體為敞開式池體。[0021]本實用新型的臭氧活性炭曝氣生物濾池為容積負荷2.0-4.0kgCOD/(m3活性炭濾料層.d)、水力負荷2.0-3.0m3/(m2.h)的曝氣生物濾池。[0022]本實用新型可以通過自動控制系統控制進水、出水管線的閥門及反沖洗進水、進氣、出水管線的閥門，實現上述臭氧活性炭曝氣生物濾池的工作狀態及和反沖洗狀態。所述自動控制系統可以是計算機控制系統。[0023]工作狀態時，本實用新型的臭氧活性炭曝氣生物濾池使進水管線進入的污水與臭氧發生器產生的臭氧過射流器混合均勻后流入配水室，經濾板及濾頭向上進入活性炭濾料層，通過臭氧對污水進行臭氧氧化，提高其可生化性，又通過臭氧分解產生的氧氣及臭氧化的氣體中的氧氣為活性炭濾料層中的微生物的生長提供溶解氧，無需單獨設置曝氣系統，并且在活性炭濾料層的吸附作用與微生物的降解作用下進行污水處理，處理后的污水通過出水管線排出，出水堰板截留的懸浮物以及部分生物膜在氣體攪動下與水體充分接觸，形成類活性污泥。[0024]反沖洗狀態時，采用水沖、氣沖及氣水沖依次進行的方式對本實用新型的臭氧活性炭曝氣生物濾池進行反沖洗，分別使反沖洗水、反沖洗的壓縮空氣從反沖洗進水管線、反沖洗進氣管線進入配水室，經濾板及濾頭向上進入活性炭濾料層，使活性炭濾料層上截留的懸浮物被水和/或氣體沖掉，流經活性炭濾料層后從反沖洗出水管線排出，出水堰板截留的懸浮物以及部分生物膜在氣體攪動下與水體充分接觸，形成類活性污泥，同時出水堰板還截留因反沖洗而漂浮起的活性炭顆粒，反沖洗結束后系統可重新投入運行。在所述反沖洗過程中，氣沖使濾池的沖洗效果達到最佳，氣沖和氣水反沖時改變了配水室的布氣狀態，增大了布氣面積以保證反沖洗效果。[0025]本實用新型的臭氧活性炭曝氣生物濾池采用上向流方式運行，實現在一個裝置內同時對污水進行臭氧氧化、活性炭吸附與生物降解的功能。本實用新型的臭氧活性炭曝氣生物濾池采用臭氧對污水進行氧化處理，提高污水可生化性，臭氧分解產生的氧氣及臭氧化的氣體中的氧氣為活性炭濾料層中的微生物提供溶解氧，提高了臭氧利用率，且無需單獨設置曝氣系統；采用活性炭濾料層吸附污水中有機污染物的同時，能夠吸附破壞未被完全利用的臭氧，無需設置臭氧破壞系統；采用活性炭濾料層中的微生物對污水中的污染物進行降解，減輕活性炭濾料層的處理負荷，延長活性炭使用壽命，同時活性炭濾料層為微生物提供比普通濾料更大的附著面積。通過采用本實用新型的臭氧活性炭曝氣生物濾池可以有效地解決高濃度油田采出水難于生物降解的問題。
[0026]圖1為實施例1的臭氧活性炭曝氣生物濾池示意圖。[0027]主要組件符號說明:[0028]池體I進水管線2射流器3臭氧發生器4活性炭濾料層5出水管線6反沖洗出水管線7出水堰板8濾頭9濾板10反沖洗進氣管線11反沖洗進水管線12配水室1具體實施方式
[0029]為了更好的理解本實用新型，下面結合實施例進一步闡明本實用新型的內容，但本實用新型的內容不僅僅局限于下面的實施例。[0030]實施例[0031]本實施例提供一種臭氧活性炭曝氣生物濾池，如圖1所示，該曝氣生物濾池包括池體1、進水管線2、射流器3、臭氧發生器4、活性炭濾料層5、出水管線6、反沖洗出水管線7、出水堰板8、濾頭9、濾板10、反沖洗進氣管線11、反沖洗進水管線12、配水室13 ；[0032]其中，池體I為敞開式的混凝土池體，其內部設有濾板10，并于該濾板上設有多個具下向噴水口的濾頭9 ；[0033]所述濾板10與其下部空間形成所述配水室13，所述配水室的高度為0.Sm。；[0034]所述活性炭濾料層5設于所述濾板10的上部，所述活性炭濾料層5為由粒徑3mm的活性炭顆粒組成的活性炭濾料層5，所述活性炭濾料層5的厚度為3.0-4.0m ；[0035]所述進水管線2與所述配水室13相連接，并于該進水管線2上設有所述射流器3，所述臭氧發生器4與所述射流器3相連接；[0036]所述反沖洗進氣管線11、所述反沖洗進水管線12分別與所述配水室13相連接；[0037]所述出水管線6、所述反沖洗出水管線7及所述出水堰板8設于所述活性炭濾料層5的上部。[0038]本實施例的臭氧活性炭曝氣生物濾池為容積負荷2.0-4.0kgCOD/ (m3活性炭濾料層.d)、水力負荷2.0-3.0m3/(m2.h)的曝氣生物濾池。[0039]工作狀態時，本實施例的臭氧活性炭曝氣生物濾池使進水管線2進入的污水與臭氧發生器4產生的臭氧(以進行處理的污水的總體積為基準，臭氧濃度為10-30mg/L)經過射流器3混合均勻后流入配水室12，經濾板10及濾頭9向上進入活性炭濾料層5，通過臭氧氧化、活性炭吸附與生物降解進行污水處理，處理后的污水通過出水管線6排出，出水堰板8截留的懸浮物以及部分生物膜在氣體攪動下與水體充分接觸，形成類活性污泥。[0040]反沖洗狀態時，采用水沖、氣沖及氣水沖依次進行的方式對本實施例的臭氧活性炭曝氣生物濾池進行反沖洗，分別使反沖洗水、反沖洗的壓縮空氣從反沖洗進水管線12、反沖洗進氣管線11進入配水室，經濾板10及濾頭9向上進入活性炭濾料層5，使活性炭濾料層5上截留的懸浮物被水和/或氣體沖掉，流經活性炭濾料層5后從反沖洗出水管線7排出，出水堰板8截留的懸浮物以及部分生物膜在氣體攪動下與水體充分接觸，形成類活性污泥，同時出水堰板8還截留因反沖洗而漂浮起的活性炭顆粒，反沖洗結束后系統可重新投入運行。[0041]測試例[0042]本測試例采用實施例提供的臭氧活性炭曝氣生物濾池對某油田采油廢水進行污水處理。該油田采油廢水進水的COD為216mg/L，石油類為30mg/L，進水流量為lm3/h，污水停留時間為3h，臭氧發生器產生的臭氧濃度為20mg/L(以進行處理的污水的總體積為基準)，并且，在活性炭濾料層的活性炭顆粒表面附著有高效生物降解菌種。檢測方法:采用GB 11914-89水質化學需氧量的測定:重鉻酸鹽法來測定COD ;采用GB/T16488-1996水質石油類和動植物油的測定:紅外光度法來測定石油類。進出水水質如下表I所示。[0043]表I[0044]
權利要求1.一種臭氧活性炭曝氣生物濾池，其特征在于，該臭氧活性炭曝氣生物濾池包括池體、進水管線、射流器、臭氧發生器、活性炭濾料層、出水管線、反沖洗出水管線、出水堰板、濾頭、濾板、反沖洗進氣管線、反沖洗進水管線、配水室； 其中，所述池體的內部設有所述濾板，并于該濾板上設有所述濾頭； 所述濾板與其下部空間形成所述配水室； 所述活性炭濾料層設于所述濾板的上部的池體中； 所述進水管線與所述配水室相連接，并于該進水管線上設有所述射流器，所述臭氧發生器與所述射流器相連接； 所述反沖洗進氣管線與所述反沖洗進水管線分別與所述配水室相連接； 所述出水管線、所述反沖洗出水管線及所述出水堰板設于所述活性炭濾料層的上部。
2.如權利要求1所述的臭氧活性炭曝氣生物濾池，其特征在于，所述活性炭濾料層為由粒徑為3mm的活性炭顆粒組成的活性炭濾料層。
3.如權利要求2所述的臭氧活性炭曝氣生物濾池，其特征在于，所述活性炭濾料層的厚度為所述池體高度的50-60%。
4.如權利要求3所述的臭氧活性炭曝氣生物濾池，其特征在于，所述活性炭濾料層的厚度為3.0-4.0m0
5.如權利要求1所述的臭氧活性炭曝氣生物濾池，其特征在于，所述配水室的高度為所述池體高度的15-20%。
6.如權利要求1所述的臭氧活性炭曝氣生物濾池，其特征在于，所述濾頭為具有下向噴水口的濾頭。
7.如權利要求1所述的臭氧活性炭曝氣生物濾池，其特征在于，所述濾板上設有多個濾頭。
8.如權利要求1所述的臭氧活性炭曝氣生物濾池，其特征在于，所述池體為敞開式池體。
專利摘要本實用新型提供一種臭氧活性炭曝氣生物濾池。該臭氧活性炭曝氣生物濾池包括池體、進水管線、射流器、臭氧發生器、活性炭濾料層、出水管線、反沖洗出水管線、出水堰板、濾頭、濾板、反沖洗進氣管線、反沖洗進水管線、配水室；池體內部設有濾板，濾板上設有濾頭；濾板與其下部空間形成配水室；活性炭濾料層設于濾板的上部；進水管線與配水室相連接，進水管線上設有射流器，臭氧發生器與射流器相連接；反沖洗進氣管線與反沖洗進水管線與配水室相連接；出水管線、反沖洗出水管線及出水堰板設于活性炭濾料層的上部。本實用新型的曝氣生物濾池能夠實現在一個裝置內對污水進行臭氧氧化、活性炭吸附與生物降解的功能。
文檔編號C02F3/34GK203048727SQ201220596590
公開日2013年7月10日 申請日期2012年11月13日 優先權日2012年11月13日
發明者孟凡彬, 陳志軍, 朱燁 申請人:中國石油天然氣集團公司, 中國石油天然氣管道局