专利名称：水的生物纯化过程及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及水尤其是预纯化的废水的生物纯化过程，该纯化过程在浮粒滤器中进行，水流从下至上通过滤器，在滤器中，由筛板将浮粒与其上收集的干净水分离开，将生物纯化所必需的气体提供给需纯化的未处理水，洗涤被生物纯化沾污的浮粒，浮粒洗涤过程中分离出的杂质在泥渣增稠器中被收集，该泥渣增稠器位于浮粒滤器的下端。本发明还涉及水尤其是预纯化的废水的生物纯化所需的装置，该装置带有浮粒滤器，其中安置有筛板，可使浮粒区与位于筛板上的干净水分界，滤器的下端是泥渣增稠器，要纯化的未处理水的进料管路开口在浮粒区下面。
水的生物纯化特别是城市或工业废水的纯化即公用和饮用水的生产是很重要的，为了预纯化，常规下提供蓄集贮水池或预澄清贮水池，其下游与生物纯化阶段相连接。生物纯化阶段通常包括预纯化的废水流过的过滤容器，在此流动过程中对需氧纯化该废水与气体如空气和/或纯氧相互作用，对于不需氧纯化该废水则与如氢气和/或甲烷相互作用;另外，该废水还与水中分散的合适的过滤材料相互作用。
EP-B-0 277 081公开了使需纯化的水通过一个封闭的与氧气压力紧密接触的滴滤池，该滴滤池被用作生物膜支持物，水从这里通过而进入环绕滴滤池的浮粒压力滤器。在浮粒压力滤器中，干净水在浮粒上被收集，该浮粒被用作过滤材料，并在其顶部由一筛板将其与干净水分界;同时有一个空气垫位于纯化水上。在压力滤器中生物过滤所需的氧气被已在滴滤池区的未处理的水吸收，以致于生物过滤中所耗费的氧气不能被取代。通过打开滴滤池上端的排气阀，可以纯化带有污染颗粒的浮粒。通过这种方法，空气垫以一种象电击的方式强迫经纯化的水向下通过浮粒压力滤器，结果浮粒被洗涤。从浮粒上被洗下的污染颗粒被收集到位于滴滤池下方的泥渣增稠器中。然而象电击的浮粒纯化干扰水的生物纯化，在这之后还必须再次形成氧气压力。另外，此过程的进行需要复杂的装置，包括至少两个相连的压力容器和至少两个筛板。
DE-C-3 338 170公开了使需纯化的水从上到下流过含有浮粒的过滤器以进行生物纯化。浮粒的净化是在一个另外的、安放在过滤容器下并与过滤容器相连的洗涤容器中进行。由于过滤容器和洗涤容器之间存在压力差异，从过滤器上端移去浮粒，并使浮粒进入到洗涤容器中。在洗涤容器中用干净水洗涤浮粒，通过浮力浮粒又回到过滤容器中。该方法在装置上需要高花费。浮粒被成批洗涤。
本发明的目的是创造一种刚开始提及的那类用于水的生物纯化的过程和装置，在此发明中可连续进行生物过滤，滤器连续被洗涤，用在装置上的花费也减少了。
因此，本发明涉及刚开始就提及的那类过程，其中，在未处理水的连续生物过滤中，通过连续取走一部分带有浮粒部分的干净水，并将其引入进未处理水的进料中并洗涤夹带的浮粒部分，从而使浮粒能循环使用。
本发明还涉及刚开始就提及的那类装置，其中提供了用于浮粒和干净水的运输设备，该设备包括从筛板出发直至进料管路的连接管路。
在这种场合下，被污染的液体以及从含有浮粒的干净水区取来的含有浮粒的部分纯化液体流通过运输设备便利地混合在一起，这是由需纯化的未处理水来操作的，结果浮粒在未处理水的进料管路中不断被洗涤，并通过浮粒滤器可保持连续的纯化循环。特别地，该洗涤操作是通过将浮粒引入进未处理水的进料管路中的诱导湍流喷射进行的。特别地，该过程使得不断地过量加入生物纯化所需的气体进入未处理水的进料管路中成为可能，这样该气体可根据它的消耗直接溶解，而干净水的上方未被消耗的气体被收集当作气垫。结果是，纯化的性能增加。气体可接着被不断地从气垫中再次移走，在未处理水中加入新鲜气体。
本发明的进一步体现可从下面的描述和下面的权利要求书中获得。
本发明以图示实例为基础，被详细描述如下，附图
剖面图解表示了用于水的生物纯化的装置。
根据附图，有一个浮粒滤器1，其中浮粒2作为过滤材料位于圆锥体筛板3的下方，该圆锥顶点朝上。优选浮料2的粒径大小为1.5mm至2mm，其比表面积为1500至2000m2/m3。筛板3便利地在浮粒滤器1的上壁4上结束并将浮粒2的区域与在生物纯化(生物过滤)中被纯化的在筛板3上被收集的干净水5分开。干净水5通过安有压力释放阀6的净水管路7从浮粒器1中被取走。
为了使气垫8能够从生物纯化所用气体中，在干净水5的上方形成，(对于需氧生物过滤，便于使用富含氧的空气或纯氧气;对于不需氧生物过滤，便于使用甲烷或氢气)，根据图示中所描述的例子，浮粒滤器1是具有压力容器的浮粒压力滤器，气垫8的压力通过水位控制器9保持恒定。该水位控制器9是通过干净水5的水位10、气体溶解度的控制以及通过气体供应管路11将外面气体替代的消耗气体来控制。
未处理水12通过进料管路13，流入浮粒滤器1的底部，该底部被设计为漏斗状的泥渣增稠器14，其中在中心、浮粒区的下方安放有一个圆锥形挡板15，该挡板的圆锥顶点朝下。未处理的水12从进料管路13位于圆锥形挡板15下方的孔16中流出，并从下至上流过浮粒滤器以收集筛板3上的干净水。
从筛板3的圆锥顶点出发，连接管路17从浮粒滤器1达到进料管路13，并通过设计为喷射泵18的运输装置与后者相连。该筛板3在气垫8的区域是封闭的。该喷射泵18被未处理水12驱动，并由气垫8增强，从而连续地运输一部分干净水5。该部分干净水是从筛板3较底侧与相应的浮粒部分一起通过连接管路17进入到进料管路13中，用于连续供应未处理水，并在喷射泵中洗涤夹带的浮粒部分。该喷射泵18将浮粒喷射入未处理水中并产生湍流，结果能达到浮粒的深度清洗作用。未处理水的操作压力，在其供料速率为例如15m3/h时，可以是大约4至5巴。
另外，后洗涤设备20，例如可被巧妙地安装，使之位于喷射泵18下游的进料管路13上，通过喷射泵后洗涤装置混合的水湍流流动并对浮粒进行清洗。
由于进料管路13在泥渣增稠器14的区域里开口，浮粒2不断地被重新供应给浮粒滤器1。在进料管路13的孔16处，浮粒2与未处理水和从正被洗涤的浮粒2中分离的污染颗粒一起流出并再一次上升，而污染颗粒沉积至泥渣增稠器14中。挡板15确保污染颗粒和沿着圆锥形挡板15上升的浮粒2能可靠地分离开。泥渣增稠器14底部有一个阀21，该阀使得沉积的污泥能被移走。
另外，进料管线13上安装有一个用于喷射生物纯化所需气体的气体喷射器19，在图示实例中，该气体喷射器与喷射泵18的上游相连。通过气体喷射器19，从气垫8或通过气体管路11从气源所得的气体流入与未处理水12混合能够实现，并可通过气体流量计22来控制。该气体流量计22与气体喷射器19的上游相连。在进料管路13上安置气体喷射器19可允许按照生物过滤中气体的消耗在浮粒滤器1中气体的直接就地溶解，而同时提供的一直未溶解的过量气体被收集在气垫8中。
筛板3也可以使它的圆锥顶点在上壁4的下方结束，例如在干净水5的区域里，此时连接管路17也相应地延长。
除了不需要外部能源的喷射泵18外，也可使用另一种泵，例如由电动机驱动的安装在进料管路17上的泵。另外气垫8的形成也可以被省去。
权利要求
1.水尤其是预纯化废水的生物纯化过程水流从下至上流过浮粒滤器(1)，浮粒在该滤器中被筛板(3)与其上收集的干净水(5)分离开，将生物纯化所必需的气体提供给需纯化的未处理水，洗涤被生物纯化沾污的浮粒(2)，在浮粒(2)洗涤过程中分离出来的杂质在位于浮粒滤器(1)下端的泥渣增稠器(14)中被收集，其特征在于在未处理水(12)的连续生物过滤中，通过不断取走一部分带有浮粒部分的干净水(5)并将其引入未处理水的进料中，同时洗涤夹带的浮粒部分，使得浮粒(2)能被循环使用。
2.根据权利要求1的过程，其特征在于生物纯化所需的气体不断地与进料至浮粒滤器(1)的未处理水混合。
3.根据权利要求2的过程，其特征在于生物纯化所需的气体与过量的、在干净水上方气垫(8)中收集的未反应的气体混合。
4.根据权利要求3的过程，其特征在于来自气垫(8)和/或气源的气体连续地与未处理水混合。
5.水尤其是预纯化的废水的生物纯化所需的装置，该装置具有一个浮粒滤器(1)，其中安装有一个筛板(3)用于将浮粒区域和位于其上方的干净水(5)分界，滤器的下端形成一个泥渣增稠器(14)，需纯化的未处理水(12)的进料管路(13)开口于浮粒区域的下方，其特征在于提供浮粒(2)和干净水(5)的运输设备，该设备包括一条从筛板(3)开始，到达进料管路(13)的连接管路(17)。
6.根据权利要求5的装置，其特征在于运输设备包括一个能被未处理水(12)操纵的喷射泵(18)。
7.根据权利要求5或6的装置，其特征在于气体喷射器(19)用于使用来自位于干净水(5)上方气垫(8)和/或气源中的生物纯化所需的气体进入进料管路(13)中。
8.根据权利要求7的装置，其特征在于气体流量计(22)与气体喷射器(19)的上游相连。
9.根据权利要求5或8中的任一装置，其特征在于进料管路(13)下游的运输设备具有一个诱导湍流的后洗涤设备(20)。
10.根据权利要求5至9中的任一装置，其特征在于中心安置的挡板(15)位于浮粒滤器(1)的进料管路(13)的孔(16)上方。
11.根据权利要求10的装置，其特征在于挡板(15)是圆锥形的，圆锥顶点朝下。
12.根据权利要求5至11中的任一装置，其特征在于筛板(3)被设计为圆锥形。
全文摘要
本发明涉及一种水的生物纯化的过程和装置，水流从下至上流过浮粒滤器，在该滤器中浮粒被筛板与其上收集的干净水分离开，将生物纯化必需的气体提供给未处理水，洗涤被生物纯化沾污的浮粒，在浮粒洗涤过程中分离得到的杂质被位于浮粒滤器下端的泥渣增稠器收集。在未处理水的连续生物过滤过程中，通过不断取走一部分带有浮粒部分的干净水，并将其引入至带有未处理水的进料中，同时洗涤夹带的浮粒部分，使得浮粒得以循环使用。
文档编号B01D24/30GK1109846SQ94112920
公开日1995年10月11日 申请日期1994年12月8日 优先权日1993年12月8日
发明者汉斯-马里希·克莱恩 申请人:汉斯·布罗希尔公司