一種反硝化濾池及其運行方法與流程

本發明涉及污水處理技術領域，尤其涉及一種反硝化濾池及其運行方法。

背景技術：

在污水處理領域，去除水體中的氮素污染物是重要的環節，而氮素污染物的去除的關鍵在于反硝化，因此，目前，反硝化濾池是公認的脫氮利器。目前市場上的反硝化濾池主要分為兩種，一種是重力流式的反硝化濾池，該類型的濾池過濾與反洗不同時進行，過濾時，自上而下進行過濾，反洗時則需要停止進水，自下而上進行沖刷。另一種則是連續流反硝化濾池，污水由濾池底部向上溢流，反洗與過濾同時進行，底部濾料由氣提裝置經吸砂管運送至頂部洗砂器，洗砂器洗過后的砂與向上溢流的污水接觸、反應，如此循環往復。

但是這兩種反硝化濾池都存在其各自的缺點：重力流反硝化濾池對進水的水質要求較高，主要是因為其為重力流，污水流速較快，接觸濾料時間短，濾料的脫氮負荷不能太高，因此污水中的氮素污染物濃度不能過高，且濾料利用率低，使用量大；而連續流反硝化濾池則針對較高濃度的氮素污染物有較好的去除率，針對低濃度的氮素污染物處理效果則不佳，且其洗砂雖然是連續的，但是存在洗砂不干凈，局部洗砂的問題。實際使用過程中，污水廠出于成本的考慮通常只會選擇其中的一種，而這帶來了無法應對水質變化較大的污水的難題，且兩種反硝化濾池各自單一的反洗或洗砂方式，也無法應對濾料的各種狀況。

經檢索，中國發明專利申請，公開號：CN102063115A，公開日：2011.05.18，公開了一種反硝化濾池實時自動反沖洗控制系統與運行方法，設有在反硝化濾池內的在線水濁度傳感器、硝酸鹽傳感器和濁度測定儀、硝酸鹽測定儀，還設有過程控制器和工控機，過程控制器設有進水泵繼電器、進水閥繼電器等多個繼電器，這些繼電器經接口依序分別與相應的泵和閥門控制連接；所述清水池還設有與反硝化濾池濾料層上部連通的出水管和與反硝化濾池上部連通的儲泥池。反沖洗控制系統的運行方法，其特征包括以下步驟：1啟動控制系統；2參數處理判斷；3排水過程；4單獨氣反沖洗；5氣水聯合反沖洗；6單獨水反沖洗。該發明適用于城鎮污水深度處理和含氮工業廢水處理，但暫時處于試驗階段，應用于污水處理時，效率較差。

技術實現要素：

1.發明要解決的技術問題

針對現有技術中存在的反硝化濾池洗砂方式單一、無法應對水質變化較大的污水的問題，本發明提供了一種反硝化濾池及其運行方法。它可以實現根據不同水質，通過靈活多變的管道設置即可達到高負荷運行、低負荷運行、強力反洗三種狀態運行的目的，適應面廣。

2.技術方案

為達到上述目的，本發明提供的技術方案為：

一種反硝化濾池，包括濾池本體、進水管及濾池本體上部外側壁固定設置的集水槽A和集水槽B，還包括濾池本體的上蓋中心處設置的洗砂器；其中：所述進水管通過并聯的分水管A、分水管B和分水管C通入集水槽A、濾池本體和集水槽B；集水槽A和集水槽B的底部分別外接連接管A和連接管B；連接管A、連接管B和匯流管通過三通連接；匯流管通過三通再和連接管D和連接管E連接；濾池本體的底端外接有出水管，出水管、連接管D還通過三通和外接管A相通；所述洗砂器的底端外接有連接管C，連接管C和連接管E通過三通和外接管B相通；所述分水管A、分水管B、分水管C、連接管A、出水管、連接管B、連接管C、連接管D和連接管E上均安裝有閥門；所述集水槽A和集水槽B分別通過過水孔A和過水孔B和濾池本體相通；通過并串聯連接的管道和閥門的設置，變換污水或反洗水的流向，即可解決反硝化濾池處理水質限定范圍小，洗砂方式單一的問題，使得反硝化濾池能適應污水廠變化的水質，且通過靈活多變的洗砂方式確保濾料的狀態，使污水處理廠可以靈活根據水質狀況改變反硝化濾池的運行狀態和洗砂方式，確保實現目標水質。

進一步的技術方案，所述洗砂器的底端還連接有插入濾料底部的吸砂管，吸砂管外壁套有空氣管；洗砂器的底端還連接有通往濾池本體的濾料管，以保證濾料的反復式清洗，保持濾料的處理性能。

進一步的技術方案，分水管B插入至濾料內部，其底部間隙式套接在空氣管的外壁，底部留有出水口，保證向下出水，以便于污水和濾料的充分接觸；所述出水口的下部，在空氣管的外壁緊配式套接有擋板，以引導水的流向，進一步保證污水和濾料的充分接觸。

進一步的技術方案，分水管B的出水口外緣還固定連接有布水器，將污水的流向向四周分散，以保證污水均勻分散在濾料中，所述濾料管呈向下的曲形管狀，延緩濾料的下流速度，使濾料在洗砂器內充分清理，所述擋板呈向下外開的喇叭狀，將污水再一次均勻引導，保持污水分布的均勻性，而且，和空氣管協同作用，在空氣管內高壓氣體的作用下，給濾料以反壓，促進濾料延濾料管向上流動。

進一步的技術方案，所述布水器呈向下開放的圓筒狀，布水范圍廣，方向垂直向下，和喇叭狀擋板起到協同的作用，將污水在濾料內均勻流動并充分接觸，提高了濾料的處理效率；所述空氣管外接有氣提裝置，提供濾料延吸砂管上移的動力。

進一步的技術方案，濾池本體的底部設置有布水裝置，能夠均勻分布反洗水，并可以匯流過濾后水，布水裝置上部覆蓋有承托層，防止濾料流失，而且，在反沖洗還起到均勻布水的鋪助作用；承托層表面堆積濾料至濾池本體的上半部分，并完全埋沒分水管B的出水口；所述集水槽A和集水槽B左右對稱設置，以方便管道的布置。

進一步的技術方案，所述濾池本體剖面呈方形結構，方便多管道的固定和分布，其底部剖面呈梯形，以區別于現有技術的錐形，延緩水流由底部出水時的出水速度，增加過濾時間。

一種反硝化濾池的高負荷運行方法，步驟為：

步驟一、閥門設置：打開閥門B、閥門D、閥門F、閥門G和閥門H；關閉閥門A、閥門C、閥門E和閥門I；

步驟二、通水：污水由進水管進入分水管B，再進入布水器，并由濾料的中下部溢出；

步驟三、濾料的流動：氣提裝置向空氣管吹氣，空氣管底部管嘴向吸砂管內吹氣，將濾池本體底層的濾料及部分水經吸砂管提升入洗砂器，在洗砂器內清洗后的濾料進入濾料管，由濾料管自上而下引導進濾池本體，濾料的洗砂水則進入連接管C，再經外接管B排入廢水池；

步驟四、反應：步驟三的同時，污水在擋板的導流作用下，與自上而下移動的濾料充分接觸并反應，處理后的水溢流至濾料表層；

步驟五、導流：濾料表層的處理后的水分別經過水孔A和過水孔B進入集水槽A和集水槽B，集水槽A和集水槽B內的清液分別經連接管A和連接管B導流至匯流管，再經連接管D進入外接管A，通過外接管A排入清水池。

9、一種反硝化濾池的低負荷運行方法，步驟為：

步驟一、閥門設置：打開閥門A、閥門C和閥門E；關閉閥門B、閥門D、閥門F、閥門G、閥門H和閥門I；

步驟二、通水：污水由進水管進入分水管A和分水管C，再分別進入集水槽A和集水槽B，再分別經過水孔A和過水孔B進入濾池本體；

步驟三、反應：污水與自上而下的濾料充分接觸并反應，處理后的水穿過承托層；

步驟四、導流：穿過承托層的水經過布水裝置收集后，由出水管出水后，經外接管A排入清水池。

10、一種反硝化濾池的強力反洗方法，步驟為：

步驟一、閥門設置：打開閥門D、閥門E、閥門F和閥門I；關閉閥門A、閥門B、閥門C、閥門G和閥門H；

步驟二、通水：反洗水由外接管A經出水管進入濾池本體的底部；

步驟三、沖刷：反洗水經底部布水裝置分布后，向上沖刷濾料，反洗水上漲后由過水孔A和過水孔B分別進入兩側的集水槽A和集水槽B；

步驟四、外排：集水槽A和集水槽B的反洗水經連接管A和連接管B導流至匯流管，再經連接管E進入外接管B，通過外接管B排入廢水池。

3.有益效果

采用本發明提供的技術方案，與現有技術相比，具有如下有益效果：

(1)本發明的一種反硝化濾池，通過并串聯連接的管道和閥門的設置，變換污水或反洗水的流向，即可解決反硝化濾池處理水質限定范圍小，洗砂方式單一的問題，使得反硝化濾池能適應污水廠變化的水質，且通過靈活多變的洗砂方式確保濾料的狀態，使污水處理廠可以靈活根據水質狀況改變反硝化濾池的運行狀態和洗砂方式，確保實現目標水質；還可以將多個本發明反硝化濾池串聯，以實現多種類型的反硝化濾池的共同使用，確保水質達標；

(2)本發明的一種反硝化濾池，吸砂管和空氣管配合設置，能夠保證濾料的反復式清洗，保持濾料的處理性能；

(3)本發明的一種反硝化濾池，分水管B底部間隙式套接在空氣管的外壁，底部留有出水口，保證向下出水，以便于污水和濾料的充分接觸；擋板能夠以引導水的流向，進一步保證污水和濾料的充分接觸；

(4)本發明的一種反硝化濾池，布水器將污水的流向向四周分散，以保證污水均勻分散在濾料中；濾料管的設置使得濾料能在進入洗砂器前先受到少量水的沖洗；曲型細管的設置使得濾料出了洗砂器后仍能受到小流量的水的逆流沖洗，從而使得濾料清洗的更為干凈；擋板呈向下外開的喇叭狀，將污水再一次均勻引導，保持污水分布的均勻性，而且，和空氣管協同作用，在空氣管內高壓氣體的作用下，給濾料以反壓，促進濾料延濾料管向上流動；

(5)本發明的一種反硝化濾池，布水器呈向下開放的圓筒狀，布水范圍廣，方向垂直向下，和喇叭狀擋板起到協同的作用，將污水在濾料內均勻流動并充分接觸，提高了濾料的處理效率；氣提裝置提供濾料延吸砂管上移的動力；

(6)本發明的一種反硝化濾池，布水裝置能夠均勻分布反洗水，并可以匯流過濾后水；承托層防止濾料流失，而且，在反沖洗還起到均勻布水的鋪助作用；

(7)本發明的一種反硝化濾池，濾池本體剖面呈方形結構，方便多管道的固定和分布，其底部剖面呈梯形，以區別于現有技術的錐形，延緩水流由底部出水時的出水速度，增加過濾時間；

(8)本發明的一種反硝化濾池，向下開放的圓筒狀的布水器與向下開放的喇叭狀擋板的組合，使得進水能以接近層流的方式，緩慢向上與濾料接觸，減少了紊流狀態下污水未經處理即排出的情況；

(9)本發明的一種反硝化濾池的運行方法，具備多種洗砂方法，能根據濾料的狀態靈活選擇反洗的方式，確保濾料處于最佳狀態；

(10)本發明的一種反硝化濾池的運行方法，管道設計結構巧妙，通過對閥門的開閉即可實現功能的切換，操作簡單。

附圖說明

圖1為本發明的一種反硝化濾池結構示意圖；

圖2為實施例1的反硝化濾池運行過程中水的流向圖；

圖3為實施例2的反硝化濾池運行過程中水的流向圖；

圖4為實施例3的反硝化濾池運行過程中水的流向圖。

示意圖中的標號說明：1、濾池本體；3、進水管；5、洗砂器；6、氣提裝置；7、濾料管；8、空氣管；9、吸砂管；10、濾料；11、布水裝置；12、承托層；21、集水槽A；22、集水槽B；31、分水管A；32、分水管B；33、分水管C；34、連接管A；35、出水管；36、連接管B；37、連接管C；38、匯流管；41、連接管D；42、連接管E；43、外接管A；44、外接管B；81、擋板；211、過水孔A；221、過水孔B；311、閥門A；321、閥門B；322、布水器；331、閥門C；341、閥門D；351、閥門E；361、閥門F；371、閥門G；411、閥門H；421、閥門I。

具體實施方式

為進一步了解本發明的內容，結合附圖對本發明作詳細描述。

實施例1

本實施例的反硝化濾池，如圖1所示，包括長方體型的濾池本體1、進水管3及濾池本體1上部外側壁固定設置的方形集水槽A21和方形集水槽B22，還包括濾池本體1的上蓋中心處設置的洗砂器5；其中：所述進水管3通過并聯的分水管A31、分水管B32和分水管C33通入集水槽A21、濾池本體1和集水槽B22；集水槽A21和集水槽B22的底部分別外接連接管A34和連接管B36；連接管A34、連接管B36和匯流管38在濾池本體1的底部通過三通連接；匯流管38通過三通再和濾池本體1底部的連接管D41和連接管E42連接；濾池本體1的底端外接有出水管35，出水管35、連接管D41還通過三通和外接管A43相通；所述洗砂器5的底端外接有連接管C37，連接管C37和連接管E42通過三通和外接管B44相通；所述分水管A31、分水管B32、分水管C33、連接管A34、出水管35、連接管B36、連接管C37、連接管D41和連接管E42上均安裝有閥門；所述集水槽A21和集水槽B22分別通過過水孔A211和過水孔B221和濾池本體1相通。

本實施例的反硝化濾池，通過并串聯連接的管道和閥門的設置，以變換污水或反洗水的流向，即可解決反硝化濾池處理水質限定范圍小，洗砂方式單一的問題，使得反硝化濾池能適應污水廠變化的水質，且通過靈活多變的洗砂方式確保濾料的狀態，使污水處理廠可以靈活根據水質狀況改變反硝化濾池的運行狀態和洗砂方式，確保實現目標水質。

實施例2

本實施例的反硝化濾池，基本結構同實施例1，不同和改進之處在于：洗砂器5的底端還連接有插入濾料10底部的吸砂管9，吸砂管9外壁套有空氣管8；洗砂器5的底端還連接有通往濾池本體1的濾料管7，以保證濾料的反復式清洗，保持濾料的處理性能。分水管B32插入至濾料10內部，其底部間隙式套接在空氣管8的外壁，底部留有出水口，保證向下出水，以便于污水和濾料的充分接觸；所述出水口的下部，在空氣管8的外壁還緊配式套接有擋板81，以引導水的流向，進一步保證污水和濾料的充分接觸。分水管B32的出水口外緣還固定連接有布水器322，將污水的流向向四周分散，以保證污水均勻分散在濾料中，所述濾料管7呈向下的曲形管狀，延緩濾料的下流速度，使濾料在洗砂器內充分清理，所述擋板81呈向下外開的喇叭狀，將污水再一次均勻引導，保持污水分布的均勻性，而且，和空氣管協同作用，在空氣管內高壓氣體的作用下，給濾料以反壓，促進濾料延濾料管向上流動。所述布水器322呈向下開放的圓筒狀，布水范圍廣，方向垂直向下，和喇叭狀擋板起到協同的作用，將污水在濾料內均勻流動并充分接觸，使得進水能以接近層流的方式，緩慢向上與濾料接觸，減少了紊流狀態下污水未經處理即排出的情況，提高了濾料的處理效率；所述空氣管8外接有氣提裝置6，通過空氣泵來提供濾料延吸砂管上移的動力。濾池本體1的底部設置有布水裝置11，通過濾磚的疊放、互鎖卡扣使濾磚固定于濾池本體1底部，實現均勻分布反洗水，并可以匯流過濾后水，布水裝置11上部覆蓋有承托層12，承托層組成為12～30mm的卵石，避免了濾料和布水裝置的直接接觸，防止濾料流失，而且，在反沖洗還起到均勻布水的鋪助作用；承托層12表面堆積濾料10至濾池本體1的上半部分，并完全埋沒分水管B32的出水口，所用濾料為粒徑2～4mm單一石英砂濾料，比如采用2mm、4mm或者3mm等粒徑大小的單一石英砂濾料；所述集水槽A21和集水槽B22左右對稱設置，以方便管道的布置。所述濾池本體1呈方形結構，方便多管道的固定和分布，其底部剖面呈梯形，以區別于現有技術的錐形，延緩水流由底部出水時的出水速度，增加過濾時間。

本實施例的反硝化濾池的高負荷運行方法，步驟為：如圖2所示，

步驟一、閥門設置：打開閥門B321、閥門D341、閥門F361、閥門G371和閥門H411；關閉閥門A311、閥門C331、閥門E351和閥門I421；

步驟二、通水：污水由進水管3進入分水管B32，再進入布水器322，并由濾料10的中下部溢出；

步驟三、濾料的流動：氣提裝置6向空氣管8吹氣，空氣管8底部管嘴向吸砂管9內吹氣，將濾池本體1底層的濾料10及部分水經吸砂管9提升入洗砂器5，在洗砂器5內清洗后的濾料10進入濾料管7，由濾料管7自上而下引導進濾池本體1，濾料10的洗砂水則進入連接管C 37，再經外接管B44排入廢水池；

步驟四、反應：步驟三的同時，污水在擋板81的導流作用下，與自上而下移動的濾料10充分接觸并反應，處理后的水溢流至濾料10表層；

步驟五、導流：濾料10表層的處理后的水分別經過水孔A211和過水孔B221進入集水槽A21和集水槽B22，集水槽A21和集水槽B22內的清液分別經連接管A 34和連接管B36導流至匯流管38，再經連接管D41進入外接管A43，通過外接管A43排入清水池。

實施例3

本實施例的反硝化濾池，基本結構同實施例2，其低負荷運行方法，步驟為：如圖3所示，

步驟一、閥門設置：打開閥門A311、閥門C331和閥門E351；關閉閥門B321、閥門D341、閥門F361、閥門G371、閥門H411和閥門I421；

步驟二、通水：污水由進水管3進入分水管A31和分水管C33，再分別進入集水槽A21和集水槽B22，再分別經過水孔A211和過水孔B221進入濾池本體1；

步驟三、反應：污水與自上而下的濾料10充分接觸并反應，處理后的水穿過承托層12；

步驟四、導流：穿過承托層12的水經過布水裝置11收集后，由出水管35出水后，經外接管A43排入清水池。

實施例4

本實施例的反硝化濾池，基本結構同實施例2，其強力反洗方法，步驟為：如圖4所示，

步驟一、閥門設置：打開閥門D341、閥門E351、閥門F361和閥門I421；關閉閥門A311、閥門B321、閥門C331、閥門G371和閥門H411；

步驟二、通水：反洗水由外接管A43經出水管35進入濾池本體1的底部；

步驟三、沖刷：反洗水經底部布水裝置11分布后，向上沖刷濾料10，反洗水上漲后由過水孔A211和過水孔B221分別進入兩側的集水槽A21和集水槽B22；

步驟四、外排：集水槽A21和集水槽B22的反洗水經連接管A 34和連接管B36導流至匯流管38，再經連接管E42進入外接管B44，通過外接管B44排入廢水池。

實施例5

本實施例的反硝化濾池可以布局多個，本實施例布局3個，并將它們串聯，每個反硝化濾池內濾料10不同，主要運行方式不同，實現了多種類型的反硝化濾池的共同使用，確保水質達標，濾池組成及主要運行方式如下：

1#濾池內濾料10粒徑為0.5～1.2mm，本實施例中可選擇0.5mm、1.2mm或0.8mm等數值，主要采用高負荷運行方式；2#濾池內濾料10粒徑為2～4mm，本實施例中可選擇2mm、4mm或者3mm等數值，根據1#濾池出水水質選擇采用高負荷運行方式或低負荷運行方式，3#濾池內濾料10粒徑為2～4mm，本實施例中可選擇2mm、4mm或者3mm等數值，主要采用低負荷方式運行。

本實施例的反硝化濾池的三重分布，對污水進行三次處理，協同式作用，能夠確保水質處理后達標。

以上示意性的對本發明及其實施方式進行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本發明的實施方式之一，實際的結構并不局限于此。所以，如果本領域的普通技術人員受其啟示，在不脫離本發明創造宗旨的情況下，不經創造性的設計出與該技術方案相似的結構方式及實施例，均應屬于本發明的保護范圍。