一种应用于水处理滤池的生物反应装置的制作方法

本实用新型涉及水处理技术领域，尤其涉及一种应用于水处理滤池的生物反应装置。

背景技术：

随着经济的迅速发展，国内水源受到的污染日益严重，特别是不少地方水源水的轻度富营养化、有机物污染等现象时有发生，对水处理工艺提出了严峻的考验。而生物处理作为低成本、方便的工艺受到国内外学者及水务工作者的青睐。

当前在水处理领域生物处理工艺主要包括：生物预处理、生物滤池处理和臭氧-生物活性炭处理等。

生物预处理是在原水进入水厂前通过生物作用来去除原水中的部分污染物。生物预处理有原水人工生态湿地、生物预处理池等，人工生态湿地由于占地面积大，同时湿地的植被的清除、维护等均需要耗费人力、物力，另外大面积的湿地在管理上也存在一定的困难，因此在国内应用较少。生物预处理池主要是在池体中添加填料并曝气，通过填料上附着的微生物来去除原水中的污染物，但是该工艺需要新建构筑物，基础建设工程量较大，且原水未经处理便进入生物预处理池，运行一段时间后，在填料上极易生长贝壳、藻类、原生动物，使得填料与水接触不充分，无法保证生物处理效果，且死亡的生物不及时清理，会产生难闻的臭味，另外需要反冲洗来清除填料中老化的生物膜等，增加能耗、给运行管理带来麻烦。

生物滤池处理主要是在采用石英砂滤池或活性炭滤池对水进行处理。石英砂对氮、磷等有机物有一定的去除效果，但由于石英砂光滑的表面以及较小的比表面积无法为微生物的附着生长提供场所，以至于砂滤池中的生物作用不强，无法满足对水质的要求。活性炭滤池处理将石英砂更换成比表面积更丰富的活性炭等滤料，利用活性炭滤料的生物作用去除氨氮、有机物，但该工艺需要将石英砂更换成活性炭，增加部分前期投入，且活性炭的强度不如石英砂，运行过程中由于活性炭强度减低，会增加滤后水中出现磨损碎屑的风险，另外剑水蚤、猛水蚤、红虫等生物在活性炭上附着生长，也会增加生物泄露的风险。当原水氨氮较高且溶解氧不足时，还需要另外建设与运行增氧设备。

臭氧-生物活性炭处理是利用臭氧将大分子有机物氧化成易于生物降解的小分子有机物，同时增加水中的溶解氧，活性炭巨大的比表面积为微生物的生长提供场所，微生物利用增加的溶解氧来降解水中的有机物，从而达到去除水中的污染物。臭氧-生物活性炭工艺能够很好的去除水中的有机物，但投资及运行成本较高，且需要占用较大的基建用地，许多已建成的水处理厂没有足够空间增加该工艺所需构筑物，因此其使用受到限制。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种应用于水处理滤池的生物反应装置，该生物反应装置适应范围广、成本低、水处理效果好且简单易行。

一种应用于水处理滤池的生物反应装置，包括支架、填料和曝气装置，支架包括上部支架、下部支架以及连接上部支架和下部支架的立柱，填料安装于上部支架、下部支架和立柱围设而成的容置空间内，曝气装置设置于下部支架的下方，曝气装置连通有鼓风机。

本实用新型的活动设置于水处理滤池内的滤料层的上方且位于水处理滤池液面以下，下部支架的底部和水处理滤池内的滤料层的顶部之间设置有间隔空间，曝气装置位于间隔空间。

优选地，所述填料为立体弹性填料、半软性填料、软性填料、悬浮球填料中的至少一种。

优选地，所述曝气装置和鼓风机之间设置有气体流量计。

优选地，所述曝气装置包括中心管以及多个与中心管连通的支路管，中心管与鼓风机连通，支路管均连通于中心管的侧部且在同一平面内水平延伸，支路管包括储气管和包裹于储气罐外表面的曝气管，储气管和曝气管之间形成气道，曝气管的管壁均匀开设有曝气孔，储气管设置有贯通管壁的出气孔。

优选地，储气管与中心管之间设有单向阀，单向阀的进气口与中心管连接，单向阀的出气口与储气管连接。

优选地，所述支路管远离中心管一端的管端口设置有曝气板，曝气板的外表面为向远离中心管方向凸起的弧形面，曝气板开设有曝气孔。

优选地，所述曝气孔呈喇叭状，曝气孔的喇叭口朝向对应曝气管的内管壁，曝气孔的窄口端朝向对应曝气管的外管壁。

优选地，所述生物反应装置还包括至少两个卡合装置，卡合装置的上端与支架连接，卡合装置的下端卡持中心管的外管壁。

优选地，所述生物反应装置的表面设置有耐腐蚀层。

优选地，所述耐酸碱层由玻璃纤维或聚丙烯制成。

本实用新型的有益效果在于：1、本实用新型的生物反应装置制作成本低、简单易行，适合水处理厂提升水质的技术改造；2、生物反应装置可以放置于各种水处理滤池，包括普通快滤池、均质滤料V型滤池、翻板阀滤池等，使用灵活方便，放于滤池中不影响滤池正常过滤及反冲洗，处理过程中无副产物产生，且能有效利用生物作用去除水中的污染物；3、生物反应装置无需额外占用空间，不需在水处理厂新建建筑物，适用于已建成的给水处理工艺的改造。

附图说明

利用附图对实用新型作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本实用新型的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是本实用新型的生物反应装置剖面结构示意图；

图2是本实用新型的曝气管剖面结构示意图；

图3是图2中A处放大图；

图4是本实用新型中卡合装置的正视图。

附图标记包括：

1-待滤水进口 2-鼓风机

3-滤料层 4-滤池承托层

5-滤池布水布气层 6-曝气装置

7-立体弹性填料 81-上部支架

82-下部支架 9-滤池反冲水出口

10-气体流量计 11-滤后水出口

12-滤池反冲水进口 13-中心管

14-支路管 141-储气管

142-曝气管 143-曝气孔

144-曝气板 15-单向阀

161-卡爪 162-连接件

163-轴销 164-内弧面

165-卡接部。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明，见附图1-4。

如图1所示，一种应用于水处理滤池的生物反应装置，包括支架、填料7和曝气装置6，支架包括上部支架81、下部支架82以及连接上部支架81和下部支架82的立柱，填料7安装于上部支架81、下部支架82和立柱围设而成的容置空间内，曝气装置6设置于下部支架82的下方，曝气装置6连通有鼓风机2。生物反应装置制作成本低、简单易行，适合水处理厂提升水质的技术改造，可以放置于各种水处理滤池，使用灵活方便。

本实施例中，所述填料7为立体弹性填料7、半软性填料7、软性填料7、悬浮球填料7中的至少一种。所用的填料7易生物挂膜且使用寿命长，可为微生物膜的附着生长提供有利场所。

如图1所示，本实施例的水处理滤池包括从下往上依次设置的滤池布水布气层5、滤池承托层4和滤料层3，水处理滤池上部的侧壁设置有待滤水进口1和滤池反冲水出口9，滤池布水布气层5设置有滤池反冲水进口12和滤后水出口11。

如图1所示，本实施例将生物反应装置活动设置于滤料层3的上方，并淹没水处理滤池液面以下，下部支架81的底部和滤料层3的顶部之间设置有间隔空间，曝气装置6位于间隔空间，间隔空间充斥滤池水。本实施例可将生物反应装置悬设于滤料层3的上方，或者在支架的下方设置支撑座，以使生物反应装置和滤料层3之间形成间隔空间。待滤水由待滤水进口1进入，从上至下经附在填料7中的微生物处理，再经过滤池的滤料层3处理后，最后通过滤池承托层4，从滤后水出口11流出；反冲时，滤池布水布气层5中，滤池反冲水进口12的水自下而上地通过滤池布水布气层5、滤池承托层4、滤料层3及生物反应装置的填料7进行反冲洗，最后由滤池反冲水出口9流出，有效解决滤料层3和填料7在运行过程中由于微生物增殖和进水悬浮物影响而引起的堵塞问题，使滤料和填料7可重复利用。滤池布水布气层5亦可再设置反冲进气口，对滤料和填料7进行气-液反冲洗。

本实施例中，所述支架设置于水处理滤池液面以下，上部支架81的顶部与水处理滤池液面的距离为8-15cm，下部支架82的底部与滤料层3顶部的距离为8-15cm。优选地，所述支架放置于滤料上方10cm处，并淹没于正常过滤水位以下10cm，支架放置于滤料层3的上方并留有间隔空间，不影响滤池过滤，且负在填料7的微生物口味可发挥生物作用，去除水中的氨氮、亚硝酸盐氮等有机物。

如图1所示，所述曝气装置6和鼓风机2之间设置有气体流量计10，可对进入曝气装置6的气体流量进行调节，根据实际情况调整对滤池水的充氧量。

如图2及图3所示，所述曝气装置6包括中心管13以及多个与中心管13连通的支路管14，中心管13与鼓风机2连通，支路管14均连通于中心管13的侧部且在同一平面内水平延伸，支路管14包括储气管141和包裹于储气罐外表面的曝气管142，储气管141和曝气管142之间形成气道，曝气管142的管壁均匀开设有曝气孔143，储气管141设置有贯通管壁的出气孔，储气管141与中心管13之间设有单向阀15，单向阀15的进气口与中心管13连接，单向阀15的出气口与储气管141连接。

设置曝气装置6，一方面为好氧菌提供合成代谢、生化反应所需的好氧环境；另一方面均匀水质以提高污水处理效率。进一步地，所述曝气装置6可采用高压纯氧曝气，以此来提高待滤水中的溶解氧，经过高压纯氧曝气的水在生物反应装置中与待滤水在生物反应装置内混合，以此来达到提高待滤水的溶解氧，为微生物硝化作用以及氧化过程提供溶解氧，提高微生物处理能力。

如图2所示，所述支路管14远离中心管13一端的管端口设置有曝气板144，曝气板144的外表面为向远离中心管13方向凸起的弧形面，曝气板144开设有曝气孔143。由于上述结构的设置，使得曝气管142的管端扣同样能发挥曝气的作用，有效扩大了曝气管142的曝气作用范围，有效提高曝气效果。

本实施例中，所述曝气孔143呈喇叭状，曝气孔143的喇叭口朝向对应支路管14的内管壁，曝气孔143的窄口端朝向对应的支路管14的外管壁。曝气孔143内宽外窄，使形成的起泡小而均匀，同时可防止水中杂质从相对较宽的孔开口进入孔内堵塞曝气孔143，曝气效果良好。

本实施例中，所述曝气管142的管体采用弹性材料制成，曝气装置6处于曝气状态时，空气或纯氧从中心管13进入储气管141，并由出气孔进入储气管141和曝气管142之间的气道，曝气孔143在气体压力下会自动张开，空气或纯氧经曝气孔143就进入池中进行充氧；曝气装置6处于曝气状态时，压力消失，曝气孔143就会自动闭合，防止水倒灌流入中心管13及支路管14中。由于空气从进气管13进入储气管141内时通过单向阀15，储气管141内的空气无法返回至进气管13内，进一步防止污水也不会由储气管141回流至进气管13内而损坏引起鼓风机2及曝气装置6。

如图4所示，所述生物反应装置还包括至少两个卡合装置，卡合装置的上端与支架固定连接，卡合装置的下端卡持中心管13的外管壁；进一步地，卡合装置的上端为连接件162，连接件162的一端与支架连接，连接件162的另一端设有铰接孔形成铰接端；卡合装置的下端为一对卡爪161，卡爪161包括弧形卡爪片，弧形卡爪片包括内弧面164以及位于内弧面164两侧的直边，在弧形卡爪片的上端设有与直边垂直的铰接耳，铰接耳设有轴销163孔；两个卡爪161对向合拢将连接件162的铰接端夹在两铰接耳之间，轴销163穿过两铰接耳上的轴销163孔及拉杆铰接端的铰接孔，实现两卡爪161与拉杆的铰接；其中，两个弧形卡爪片相对的内弧面164下端设置有相互配合的卡接部165和卡接配合部，卡接部165和卡接配合部卡接后形成一闭合的弧形卡持面，用于卡持中心管13外管壁，拆卸时只需将卡接部165和卡接配合部分离即可。本实用新型的卡合装置具有结构简单、操作方便等优点，可实现曝气装置6和支架的可拆卸连接，安装和拆卸方便。

本实施例中，所述生物反应装置的表面设置有耐腐蚀层。进一步地，所述耐酸碱层由玻璃纤维或聚丙烯制成，可提高生物反应装置的耐腐蚀性，提高耐酸耐碱能力，延长生物反应装置的使用寿命。

本实用新型的生物反应装置可以放置于各种水处理滤池，包括普通快滤池、均质滤料V型滤池、翻板阀滤池等，生物反应装置与水处理滤池为分体式，使用灵活方便，放于滤池中不影响滤池正常过滤及反冲洗，处理过程中无副产物产生，且能有效利用生物作用去除水中的污染物；生物反应装置无需另外占用空间，不需在水处理厂新建建筑物，适用于已建成的给水处理工艺的改造，尤其是自来水厂生活用水的处理；生物反应装置需要检修时，只需将生物反应装置从水处理滤池中取出即可，操作方便。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。