[发明专利]悬浮陶粒曝气生物滤池及应用其处理原水的方法

说明书

技术领域

本发明涉及水处理领域，具体是涉及悬浮陶粒曝气生物滤池及应用其生化处理可生化废水或预处理微污染原水的方法。

背景技术

曝气生物滤池是20世纪80年代末发展起来的污水处理技术，该技术采用高比表面积的填料作为生物膜载体，集生化处理与过滤功能于一体，处理效率高，占地面积小，在国内外均得到了推广应用。近年来，由于城市饮用水源有机污染日益严重，迫切需要在常规的“混凝—沉淀—砂滤—消毒”城市给水处理工艺中引入生物预处理技术，采用曝气生物滤池预处理工艺也受到重视。

专利号为ZL2006 1 0035882.1，名称为预处理微污染原水的叠式曝气生物滤池及其方法的中国发明专利是申请人2006年提出，该专利以第一级降流式大颗粒滤料滤池作为前处理，以第二级升流式曝气生物滤池去除水中污染物。对于污染轻微的原水，虽然生物预处理效果很好，但是叠式曝气生物滤池采用高滤速时水头损失较大。在此基础上，申请人又于2008年提出高速给水曝气生物滤池及应用其预处理微污染原水的方法的发明申请，并于2011获批，专利号为ZL200810028952.9。该专利在采取防堵塞措施后仅用一级升流式曝气生物滤池，过滤水头损失较叠式曝气生物滤池明显减小。但是，现有陶粒滤料曝气生物滤池由于滤料厚度较大，冲洗过程中难以膨胀，在长时间运行后下滤料层积泥现象较明显，往往导致滤料板结，过滤水头损失逐年增大，生化效率也呈下降的趋势。

尽管目前已有塑料颗粒漂浮滤料用于曝气生物滤池工艺，但多为泡沫塑料颗粒，不仅存在表面光滑疏水致生物挂膜条件差的缺陷，而且易变形，刚度增加则生产成本又大幅度提高。采用流化床生物滤池能够避免出现固定床滤料集泥板结问题，目前已有多种塑料悬浮填料，借助曝气在反应器中实现流化，但构造较复杂，比表面积较小。塑料悬浮填料在曝气强度较大的场合可以充分流化，故在污水处理工程中应用较为成功。而在在给水生物预处理工艺中，原水的污染程度往往呈季节性变化，一些时段原水污染轻微，水中溶解氧充足，无需供氧，但是为了保持塑料悬浮填料的流化状态，仍需要较大的曝气强度，否则悬浮填料或是漂浮水面，或是沉至池底，不能与水流全面混合接触，故运行能耗较大。

发明内容

针对现有技术的缺点，本发明提供一种滤料生物量大，生物膜的传质条件好，生物活性强，过滤水头损失小，悬浮陶粒滤层完全流化后不会积泥板结，冲洗强度低，冲洗周期长，冲洗方式简单，运行高效节能，生物净化效果稳定的悬浮陶粒曝气生物滤池。

将陶粒滤料曝气生物滤池与悬浮填料曝气池的工艺特点相结合，保留了陶粒滤料耐摩强度高，比表面积大，表面粗糙亲水易挂膜、性价比高的优势，吸收了悬浮填料能够流化的功能，其目的在于克服现有固定床和流化池生物滤池工艺存在的上述缺陷。

本发明的另一目的在于提供应用上述悬浮陶粒曝气生物滤池处理原水的方法。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

悬浮陶粒曝气生物滤池，包括进水槽、配水槽和升流式曝气滤池；进水槽和配水槽之间设有进水管，进水管上设有进水阀；排水管的一端与配水槽连接，另一端接入排水干管，配水槽通过配水孔与升流式曝气滤池的池体下端连通；升流式曝气滤池的池体内从下到上依次为配水配气区、下滤板、悬浮陶粒滤料层、上滤网和出水区，出水区和出水渠连接；贯穿下滤板均匀布置多个滤头；曝气头设在配水配气区底部，曝气头通过曝气支管和气冲洗支管与空气干管连接，曝气支管和气冲洗支管并联连接，曝气支管和气冲洗支管上分别设有曝气阀和气冲阀，空气干管与至少一台鼓风机连接；

所述悬浮陶粒滤料层的陶粒采用页岩为原料，经过破碎、烘干、磨粉、造粒后，在回转窑中烧制20±2min，烧制温度1100～1300℃；出炉陶粒经过自然冷却后进行筛分，选择8～12mm粒径，然后用水浮选得到初期漂浮的陶粒，表观密度0.75～0.95g/cm³，堆积密度0.4～0.6g/cm³，空隙率≥35％，按堆积体积计算比表面积≥3×10⁴m²/m³，水浸润颗粒密度0.9～1.1g/cm³。

为进一步实现本发明目的，所述悬浮陶粒滤料层的厚度优选为3～6m。曝气滤池的池体优选为矩形。所述配水槽位于池体一侧的下方，在配水槽与池体相连的池壁上均布多个配水孔。滤池的排水管一端与配水槽连接，一端与排水干管连接。所述鼓风机优选为多台。