合建式脱氮曝气生物滤池及污水处理系统的制作方法

1.本发明涉及环境工程污水技术领域，具体地，涉及一种合建式脱氮曝气生物滤池及污水处理系统。


背景技术：

2.目前，水环境污染和水资源短缺已经成为制约经济进一步可持续发展的主要问题，引起了社会各界的高度关注。曝气生物滤池是一种具有简易、高效和低耗特征的新型污水生物处理技术，是近年来污水生物处理领域的研究热点之一。
3.传统的曝气生物滤池，对有机物的去除效率已经较高，硝化效果也非常不错。但是由于系统中缺乏厌氧环境，对于氮的生物去除效率低下。
4.因此在工程实践中往往采用两级分体式生物滤池(一级反硝化，二级硝化)的方法来提高对氮的生物去除效率，但由于采用分体式的设计，生物滤池存在占地面积大，工艺链长，投资高等缺陷，并且分体式的设计决定了对于反硝化部分、硝化部分的清理，也需要分开进行冲洗。
5.专利文献cn101525207a公开了一种前置反硝化脱氮生物滤池污水处理集成工艺，该方案由缺氧反硝化生物滤池和好氧硝化生物滤池串联而成。但该方案是将反硝化部分、硝化部分采用分体设计，仍然存在占地面积大，冲洗不便的技术问题。


技术实现要素：

6.针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种合建式脱氮曝气生物滤池及污水处理系统。
7.根据本发明提供的一种合建式脱氮曝气生物滤池，包括生物滤池本体与动力机组；
8.生物滤池本体包括反硝化滤池结构、曝气硝化滤池结构；所述动力机组包括进水泵、风机、硝化液回流泵、冲洗循环泵组；
9.曝气硝化滤池结构安装在反硝化滤池结构的上方；
10.所述进水泵连通所述反硝化滤池结构；
11.所述反硝化滤池结构、曝气硝化滤池结构均与风机通过管道连通；
12.曝气硝化滤池结构通过管道与所述硝化液回流泵的入口端连通，硝化液回流泵的出口端连通所述反硝化滤池结构；
13.反硝化滤池结构通过管道与所述冲洗循环泵组的出口连通，曝气硝化滤池结构通过管道与所述冲洗循环泵组的出口连通。
14.优选的，所述反硝化滤池结构包括由下至上依次布置的布水布气区、反硝化承托板、反硝化承托层、第一滤料层以及反硝化清水区；
15.所述进水泵的出口、硝化液回流泵的出口、冲洗循环泵组的出口以及风机的出口均与所述布水布气区连通；
16.所述反硝化清水区上还设置有反硝化反冲洗排水管。
17.优选的，曝气硝化滤池结构包括由下至上依次布置的硝化承托板、硝化承托层、第二滤料层、硝化清水区以及硝化超高区；
18.所述硝化承托层中安装有曝气管；所述风机出口与所述曝气管连通；
19.冲洗循环泵组与所述硝化承托层连通；
20.硝化清水区与所述硝化液回流泵的入口连通，所述硝化清水区上还设置有硝化反冲洗排水管与清水溢流管。
21.优选的，所述硝化清水区上还设置有清水回流管道，所述硝化清水区与冲洗循环泵组的入口相连通。
22.优选的，所述硝化超高区的顶部设置有通气孔。
23.优选的，所述冲洗循环泵组为如下任一种形式；
24.冲洗循环泵组为具有变频功能的水泵；
25.或，
26.冲洗循环泵组包括反冲洗泵与循环泵，所述布水布气区与硝化承托层均与所述反冲洗泵的出口连通；所述循环泵的出口与所述布水布气区相连通；
27.所述反冲洗泵与循环泵的入口均通过所述清水回流管道与所述硝化清水区相连通。
28.优选的，所述布水布气区的底部还设置有设备排污管。
29.优选的，所述反硝化承托板所具有的网格长度及宽度均≤2mm。
30.优选的，正常工作时，硝化液回流泵泵入水布气区中硝化液的流量为进水泵泵入泵入水布气区中流量的2-8倍。
31.根据本发明提供的一种污水处理系统，采用所述的合建式脱氮曝气生物滤池。
32.与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
33.1、本发明采用合建式脱氮曝气生物滤池，解决现有分体式脱氮曝气生物滤池结构复杂，工艺链长，投资高等缺点。
34.2、本发明硝化曝气、反硝化反洗均采用同一风机及管路，一套设备能够完成两项任务，起到了节约投资及减小占地面积的效果。
35.3、本发明将反硝化滤池结构与曝气硝化滤池结构合建，且采用反冲洗泵及相应管路的设计，使硝化反洗、反硝化反洗可采用同一反冲洗泵进行冲洗，一套设备能同时为反硝化滤池结构与曝气硝化滤池结构进行反冲洗，起到了节约投资及减小占地面积的效果。
附图说明
36.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
37.图1为本发明的结构示意图；
38.图中示出：
[0039][0040]
具体实施方式
[0041]
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
[0042]
本发明提供了一种合建式脱氮曝气生物滤池，如图1所示，包括生物滤池本体100与动力机组；动力机组安装在所述生物滤池本体100外。生物滤池本体100包括反硝化滤池结构102、曝气硝化滤池结构101；所述动力机组包括进水泵10、风机11、硝化液回流泵12、冲洗循环泵组103；曝气硝化滤池结构101安装在反硝化滤池结构102的上方；所述进水泵10连通所述反硝化滤池结构102；所述反硝化滤池结构102、曝气硝化滤池结构101均与风机11通过管道连通；曝气硝化滤池结构101通过管道与所述硝化液回流泵12的入口端连通，硝化液回流泵12的出口端连通所述反硝化滤池结构102；反硝化滤池结构102通过管道与所述冲洗循环泵组103的出口连通，曝气硝化滤池结构101通过管道与所述冲洗循环泵组103的出口连通。
[0043]
所述反硝化滤池结构102包括由下至上依次布置的布水布气区1、反硝化承托板2、反硝化承托层3、第一滤料层41以及反硝化清水区5；所述进水泵10的出口、硝化液回流泵12
的出口、冲洗循环泵组103的出口以及风机11的出口均与所述布水布气区1连通；所述反硝化清水区5上还设置有反硝化反冲洗排水管17。具体的，进水泵10的出口通过管道与布水布气区1中的布水管相连通，所述管道上设置有阀门；硝化液回流泵12的出口通过回流管21与所述布水布气区1连通，所述回流管21上设置有阀门；风机11通过反硝化进气管15与布水布气区1中的布气管相连通，所述反硝化进气管15上设置有阀门。
[0044]
曝气硝化滤池结构101包括由下至上依次布置的硝化承托板6、硝化承托层7、第二滤料层42、硝化清水区8以及硝化超高区9；所述硝化承托层7中安装有曝气管27；所述风机11出口与所述曝气管27连通；冲洗循环泵组103还与所述硝化承托层7连通；硝化清水区8与所述硝化液回流泵12的入口连通，所述硝化清水区8上还设置有硝化反冲洗排水管18与清水溢流管19。具体的，所述风机11出口通过硝化进气管16与所述曝气管27连通，硝化进气管16上设置有阀门；所述硝化清水区8通过硝化液回流管26与所述硝化液回流泵12的入口连通，硝化液回流管26上设置有阀门；
[0045]
在一个优选例中，所述冲洗循环泵组103是将外界清水泵入所述生物滤池中；在另一个优选例中，所述硝化清水区8上还设置有清水回流管道(图中未画出)，所述硝化清水区8与冲洗循环泵组103的入口相连通，在此优选例中，所述清水回流管道中的清水即为冲洗循环泵组103中泵入生物滤池中的循环水。在一个优选例中，所述硝化超高区9的顶部设置有通气孔24。在一个优选例中，所述布水布气区1的底部还设置有设备排污管20。
[0046]
所述冲洗循环泵组103为如下任一种形式；冲洗循环泵组103为具有变频功能的水泵；或，冲洗循环泵组103包括反冲洗泵13与循环泵14，所述布水布气区1与硝化承托层7均与所述反冲洗泵13的出口连通；所述循环泵14的出口与所述布水布气区1相连通，所述反冲洗泵13与循环泵14的入口均通过所述清水回流管道与所述硝化清水区8相连通。具体的，所述硝化承托层7通过反冲洗进水管25与所述反冲洗泵13的出口连通，所述反冲洗进水管25上设置有阀门；所述布水布气区1通过反冲洗进水管22与所述反冲洗泵13的出口连通，所述反冲洗进水管22上设置有阀门；所述循环泵14的出口通过循环管23与所述布水布气区1相连通，循环管23上设置有阀门。
[0047]
本发明的工作原理如下：
[0048]
滤池进水通过进水泵10进入布水布气区1进行布水，同时为控制流速，循环水(或外界清水)通过循环泵14进入布水布气区1。滤池进水通过反硝化承托板2(网格≤2mm)穿过反硝化承托层3，流经第一滤料层41(通过在第一滤料层41进行反硝化反应，将滤池进水中的硝酸盐还原成氮气)；
[0049]
反应后的水进入反硝化清水区5通过硝化承托板6及硝化承托层7，流入第二滤料层42；同时通过曝气管27进行曝气，污水发生硝化反应，将有机氮变成硝态氮。硝化液通过硝化液回流泵12回流至布水布气区1，其中回流量为滤池进水量的2-8倍(所述生物滤池刚刚开始工作时，仅仅通过进水泵10进水，无排出水，水量渐渐累积，待回流量满足要求后所述生物滤池才开始正常工作，即进水又出水)。反应后的清液流入硝化清水区8，通过清水溢流管19排出，或通过管道与反冲洗泵13入口、循环泵14入口连通，作为反冲洗水、循环水继续使用。
[0050]
滤池需要反冲洗，滤池在运行时生物滤料层节流部分悬浮物、生物絮凝吸附的部分胶体颗粒和微生物膜在新陈代谢过程中增殖老化脱落的微生物膜，这些物质的过多存在
显著的增加了曝气生物滤池的过滤阻力，会使处理能力减小和处理出水水质下降，所以运行一定时间必须对滤池进行反冲洗，将这些物质通过反冲洗随冲洗水排出滤池外，保证滤池的正常运行。
[0051]
反冲洗的工作原理如下：
[0052]
对于反硝化滤池结构102，反冲洗分为气洗、水洗及气水联合洗。冲洗气通过风机11、反硝化进气管15、布水布气区1中的布气管进行反洗；冲洗水通过反冲洗泵13、反冲洗进水管22进入布水布气区1进行反洗，产生的反洗废水通过反硝化反冲洗排水管17排出。
[0053]
对于曝气硝化滤池结构101，反冲洗分为气洗、水洗及气水联合洗。冲洗气通过风机11、硝化进气管16、曝气管27管进行反洗；冲洗水通过反冲洗泵13、反冲洗进水管25进入曝气硝化滤池结构101，产生的反洗废水通过18排出。反应过程及反洗过程产生的气体通过通气孔24排出。
[0054]
本发明中曝气生物滤池可以看成是生物接触氧化法的一种特殊形式,即在生物反应器内装填高比表面积的颗粒填料,以提供生物膜生长的载体,污水由下向上流过填料,在滤料层下部鼓风曝气,使空气与污水逆向或同向接触，使污水中的有机物与填料表面生物膜通过生化反应得到降解，填料同时起到物理过滤作用。
[0055]
本发明设置了单独的回流泵12，可更加精准的控制回流倍数，调整回流量；本发明还设置了单独的反冲洗泵13以及单独的循环泵14，可非常精确的控制循环倍数、水冲洗量，从而确保上升流速。除此以外，因循环量、回流量与反冲洗水量都相差较大，单独选择适配的泵可提高泵的使用寿命。
[0056]
本发明采用合建式脱氮曝气生物滤池，解决现有分体式脱氮曝气生物滤池结构复杂，工艺链长，投资高等特点。除此以外，本发明设置有反硝化清水区5，将反硝化反应与硝化反应完全分开，避免了硝化反应与硝化反应的相互影响。并且本发明针对反硝化滤池结构102与曝气硝化滤池结构101均设置有相应水路气路反冲洗管道，实现了对所述生物滤池全方位的清洗。除此以外，本发明还设置了通气孔24，在反应过程中产生的氮气、在反洗过程中的气体均能顺利排出，提高了生物滤池整体的安全性。
[0057]
本发明还提供了一种污水处理系统，采用所述的合建式脱氮曝气生物滤池。
[0058]
在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0059]
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本技术的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

技术特征：
1.一种合建式脱氮曝气生物滤池，其特征在于，包括生物滤池本体(100)与动力机组；生物滤池本体(100)包括反硝化滤池结构(102)、曝气硝化滤池结构(101)；所述动力机组包括进水泵(10)、风机(11)、硝化液回流泵(12)、冲洗循环泵组(103)；曝气硝化滤池结构(101)安装在反硝化滤池结构(102)的上方；所述进水泵(10)连通所述反硝化滤池结构(102)；所述反硝化滤池结构(102)、曝气硝化滤池结构(101)均与风机(11)通过管道连通；曝气硝化滤池结构(101)通过管道与所述硝化液回流泵(12)的入口端连通，硝化液回流泵(12)的出口端连通所述反硝化滤池结构(102)；反硝化滤池结构(102)通过管道与所述冲洗循环泵组(103)的出口连通，曝气硝化滤池结构(101)通过管道与所述冲洗循环泵组(103)的出口连通。2.根据权利要求1所述的合建式脱氮曝气生物滤池，其特征在于，所述反硝化滤池结构(102)包括由下至上依次布置的布水布气区(1)、反硝化承托板(2)、反硝化承托层(3)、第一滤料层(41)以及反硝化清水区(5)；所述进水泵(10)的出口、硝化液回流泵(12)的出口、冲洗循环泵组(103)的出口以及风机(11)的出口均与所述布水布气区(1)连通；所述反硝化清水区(5)上还设置有反硝化反冲洗排水管(17)。3.根据权利要求2所述的合建式脱氮曝气生物滤池，其特征在于，曝气硝化滤池结构(101)包括由下至上依次布置的硝化承托板(6)、硝化承托层(7)、第二滤料层(42)、硝化清水区(8)以及硝化超高区(9)；所述硝化承托层(7)中安装有曝气管(27)；所述风机(11)出口与所述曝气管(27)连通；冲洗循环泵组(103)与所述硝化承托层(7)连通；硝化清水区(8)与所述硝化液回流泵(12)的入口连通，所述硝化清水区(8)上还设置有硝化反冲洗排水管(18)与清水溢流管(19)。4.根据权利要求1所述的合建式脱氮曝气生物滤池，其特征在于，所述硝化清水区(8)上还设置有清水回流管道，所述硝化清水区(8)与冲洗循环泵组(103)的入口相连通。5.根据权利要求1所述的合建式脱氮曝气生物滤池，其特征在于，所述硝化超高区(9)的顶部设置有通气孔(24)。6.根据权利要求2所述的合建式脱氮曝气生物滤池，其特征在于，所述冲洗循环泵组(103)为如下任一种形式；冲洗循环泵组(103)为具有变频功能的水泵；或，冲洗循环泵组(103)包括反冲洗泵(13)与循环泵(14)，所述布水布气区(1)与硝化承托层(7)均与所述反冲洗泵(13)的出口连通；所述循环泵(14)的出口与所述布水布气区(1)相连通；所述反冲洗泵(13)与循环泵(14)的入口均通过所述清水回流管道与所述硝化清水区(8)相连通。7.根据权利要求2所述的合建式脱氮曝气生物滤池，其特征在于，所述布水布气区(1)的底部还设置有设备排污管(20)。8.根据权利要求1所述的合建式脱氮曝气生物滤池，其特征在于，所述反硝化承托板
(2)所具有的网格长度及宽度均≤2mm。9.根据权利要求1所述的合建式脱氮曝气生物滤池，其特征在于，正常工作时，硝化液回流泵(12)泵入水布气区(1)中硝化液的流量为进水泵(10)泵入泵入水布气区(1)中流量的2-8倍。10.一种污水处理系统，其特征在于，采用权利要求1-9中任一项合建式脱氮曝气生物滤池。

技术总结
本发明提供了一种合建式脱氮曝气生物滤池及污水处理系统，所述生物滤池包括生物滤池本体与动力机组；生物滤池本体包括反硝化滤池结构、曝气硝化滤池结构；动力机组包括进水泵、风机、硝化液回流泵、冲洗循环泵组；曝气硝化滤池结构安装在反硝化滤池结构的上方；反硝化滤池结构、曝气硝化滤池结构均与风机通过管道连通；曝气硝化滤池结构通过管道与硝化液回流泵的入口端连通，硝化液回流泵的出口端连通反硝化滤池结构；反硝化滤池结构通过管道与冲洗循环泵组的出口连通，曝气硝化滤池结构通过管道与冲洗循环泵组的出口连通。本发明采用合建式脱氮曝气生物滤池，解决现有分体式脱氮曝气生物滤池结构复杂，工艺链长，投资高等缺点。投资高等缺点。投资高等缺点。


技术研发人员：唐露 雷东 喻本宏 徐代平 杨川 刘有君 徐陈荔 胡蓉 冯国健
受保护的技术使用者：重庆三峰科技有限公司
技术研发日：2023.05.19
技术公布日：2023/7/20