[发明专利]一种节能曝气填料装置及包含该装置的一体化氧化沉淀池

说明书

技术领域

本发明涉及一种节能曝气填料装置及包含该装置的一体化氧化沉淀池，属于水处理 技术领域。

背景技术

污水生物处理是一种节能、有效的水处理方式，它通过依附于设置在污水处理池中 的填料的微生物(也即微生物膜)对污水进行处理。填料是微生物的栖息地，因此，填 料上的微生物是否正常生长以及对营养物质包括空气在内的充分利用直接影响处理能 力及处理成本，微生物的最佳生长状态以及最低运行成本一直是相关领域技术工作者精 益求精的追求目标。

利用细菌把含氮有机化合物转化为硝酸盐的过程为生物过滤，生物过滤器通常由生 长着硝化细菌的载体填料构成，生物过滤的主要目的是将氨转化成亚硝酸盐和将亚硝酸 盐转化成硝酸盐。填料是水处理生物接触氧化法的核心部分，它直接影响着处理效果、 充氧性能、基建投资、运行周期和费用。据估计我国每年需要消耗的填料已达15～20 万m3，随着我国经济的持续高速发展和对环保事业的日益重视，各种新型填料在生物 膜处理工艺中必将发挥更加广泛的应用。同时，曝气效果的好坏极大地影响生物处理系 统的效率。而曝气又是一个非常耗能的过程，一般情况下曝气的能耗要占整个处理系统 能耗的60％～80％，曝气设备是城市污水和工业废水处理厂的关键设备之一，它对污水处 理厂的节能起着决定性作用。因此，提高微生物对氧的利用率是非常必要的。

同时，生物接触氧化法是在生物滤池的基础上，通过接触曝气形式改良而演变出的 一种生物膜处理技术。它具有生物膜法的基本特征，典型的工艺由氧化池、填料、布水 装置和曝气系统四部分组成，运行时填料全部浸没在污水中，利用机械装置向水体充氧， 生物膜绝大部分附着在固体填料上，少量悬浮于水中，它将生物滤池和活性污泥法有机 结合在一起，同时兼备两者的优点。从水中微生物的附着场所及生存方式来看，类似于 生物滤池；从反应器流体力学特性及曝气方式来看，它又与活性污泥法相似。

生物接触氧化法处理污水。主要依靠反应器内的填料及生物膜首先对有机物的吸附 和阻留作用，然后再在微生物作用下降解填料具有巨大的比表面积，污水中有机物进入 反应器后很快被填料吸附和阻留，这种吸附和阻留所积聚的有机颗粒增加了填料表面的 粗糙程度，加强了吸附阻留作用。与此同时，微生物同样在填料表面落户并大量繁殖形 成生物膜，相应地也增加了生物吸附作用。由于吸附作用，生物膜表面上附着一层滞流 薄水层，氧通过滞流层进入生物膜，有氧条件下，污水层内有机物不断被膜中微生物吸 附、氧化、分解。滞流水层内有机物浓度极大地低于流动层，在传质推动力作用下，流 动层内有机物不断向附着层转移，使流动水层在整体流动中逐步得到净化，达到处理污 水目的。

由于城市污水处理主要是一项侧重于环境效益和社会效益的工程，在建设和日常运 行过程中常常受到资金的限制，同时随着城市发展步伐的加快及城市取悦的拓展，地价 上涨，土地使用也成为污水厂建设的制约因素之一，资金和技术已成为制约我国污水处 理发展的“瓶颈”。因此，开展经济有效的污水处理新工艺或者组合工艺的研究与开发， 降低污水处理投资和运行费用、节省用地、管理方便、能达到城市一般回用水质标准， 将对我国国民经济和社会发展及环境保护具有十分重要的意义，且也将有巨大的应用范 围和市场。生物接触氧化池常常独立设置，这样结构上不紧凑，占空间和地面积大，而 沉淀池又是水处理工艺中必不可少的一个单元，建立生物接触氧化池与沉淀池组合的一 体式反应池尚未得到应用。

发明内容

发明目的：为了解决上述缺点，本发明提供一种节能曝气填料装置及包含该装置的 一体化氧化沉淀池，该填料装置可以在寡营养、低温情况下快速挂膜，具有比表面积大、 耐水质水量波动的冲击，对氧的利用率高等特点，同时降低了建造成本。

同时，本发明提供一种一体化氧化沉淀池，解决生物接触氧化池与沉淀池分散设置、 流程较长、投资较大和处理效率低的问题。

技术方案：

为了达到以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种节能曝气填料装置，包括中心管、M束纤维束、N个圆环；所述中心管为空 心管，且中心管的上端开口，下端封闭；纤维束通过压环固定设置在圆环上；在中心管 的外壁上从上至下均匀设置n对相互对称的扣孔；在中心管的外壁上设置的相邻两个扣 孔之间均设置有m对相互对称的曝气孔，曝气孔的开口直径从中心管的顶部至底部依次 增大，其中M、N、m、n均为大于2的正整数；