专利名称：一种曝气生物滤池使用的复合填料及生物滤池结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于曝气生物滤池的填料及生物滤池结构，特别是一种利用曝气 生物滤池污水处理方法中使用的可提高污水中污染物去除效率的复合填料及生物滤池结 构。
背景技术：
曝气生物滤池(biological aeration filter, BAF)是一种新型高负荷淹没式反 应器，其充分借鉴了污水处理接触氧化和给水快滤池的设计思路，集曝气、高滤速、截留悬 浮物、定期反冲洗等特点于一体。曝气生物滤池中填装有一定量粒径较小的粒状填料，填料表面及填料内部微孔生 长生物膜，工作过程原理如下生物氧化降解，滤池内部曝气，污水流经时，利用填料上高浓 度生物量的氧化降解能力对污水进行快速净化，而是截留，污水流经时，利用填料粒径较小 的特点及生物膜的生物絮凝作用，截留污水中的大量悬浮物，保证脱落的生物膜不会随水 漂出。曝气生物滤池特征如下①气液在填料间隙充分接触，由于气、液、固三相接触，氧 的转移效率高，动力消耗低②具有截留原废水中悬浮物与脱落的生物膜的功能，因此无需 设沉淀池，占地面积少；③以3-5mm的小颗粒作为填料，比表面积大，微生物附着力强；④池 内能够保持大量的生物量，再由于截留作用，废水处理效果较好；⑤无需污泥回流，也无污 泥膨胀之虑，如果反冲洗全部自动化，则维护管理也非常方便。所以曝气生物滤池得以广泛 应用。填料是曝气生物滤池的核心元素，填料的选择是滤池设计和影响出水水质的关键 因素。用于曝气生物滤池常用的填料主要有沸石、陶粒、瓷粒、石英砂、页岩、塑料制品(合 成纤维、聚苯乙烯小球、波纹板等)等。但不规则粒状填料如沸石、陶粒、瓷粒、石英砂这类 填料的主要特点是表面粗糙，易于附着生物，截留悬浮污染物的能力强，挂膜性能良好，但 水流阻力大，容易堵塞，强度差，易破碎，不耐水冲刷。塑料填料表面光滑，生物膜附着力差， 易老化，且在实际使用中往往容易产生不同程度填料的堵塞。塑料纤维类填料质轻，坚硬， 但表面光滑，孔隙率小，不易挂膜，纤维类填料一般都存在易结块及装填困难等不足。波纹 板状填料，通常采用玻璃钢或聚乙烯、聚苯乙烯和聚丙烯等塑料制成，空隙率高，结构简单， 质轻但强度高，防腐性能好，衰老生物易于脱落等。但生物在填料表面的生长与脱落平衡不 易控制，填料内难以得到均一的流速。正是由于这些传统的接触材料存在一定的缺陷，所以急需开发出一种适用于曝气 生物滤池的经济高效滤料。
发明内容
为克服目前生物曝气滤池用填料污染去除率较低，生物相容性差，挂膜易脱落及 流速难均衡等问题，本发明提供一种新型填料及生物滤池结构，处理效果好，价格低廉，主要成分就是火山石、活性炭及牡蛎壳，作为曝气生物滤池的填料，经实践能取得良好的处理 效果，克服现有技术的不足。本发明的曝气生物滤池使用的复合填料，由下列材料按体积百分比构成火山石 70% -90% ；牡蛎壳 5% -15% ；活性炭 5% -15%。本发明实现发明目的生物滤池结构，包括曝气生物滤池体、填料层托板、填料层、 填料承托层、进出水系统、布气系统和滤池冲洗系统组成，填料层托板设置在曝气生物滤池 体的下端，填料层托板将曝气生物滤池体分割成污水缓冲层配水区和污水生物处理区，填 料层上端为出水区，出水区上设置有稳流板，所述的布气系统中的曝气管设置在填料层中，形成曝气管上端填料层为好氧区， 曝气管下端填料层为厌氧区的填料层结构。所述的填料层是为火山石、牡蛎壳、活性炭组成 的复合填料。本发明的有益效果是，复合填料的原料来源广泛，成本低廉，可解决现有填料污染 去除率较低，生物相容性差，挂膜易脱落及流速难均衡等问题。生物滤池结构所述的布气系 统中的曝气管设置在填料层中，形成曝气管上端填料层为好氧区，曝气管下端填料层为厌 氧区的填料层结构。在填料层内形成厌氧和好氧两个不同的处理分区，各有侧重，提高了污 水处理效果。下面结合附图
对本发明进行详细描述。附图为本发明生物滤池结构示意图。附图中，1曝气生物滤池体，2填料层托板，3填料层，4填料承托层，5污水缓冲层配 水区，6出水区，7稳流板，8曝气管。
具体实施例方式一种曝气生物滤池使用的复合填料，该复合填料由下列材料按体积百分比构成 火山石70% -90% ；牡蛎壳5% -15% ；活性炭5% -15%。火山石(俗称浮石或多孔玄武岩)是一种功能型环保材料，是火山爆发后由火山 玻璃、矿物与气泡形成的多孔形石材。火山石外形呈无尖粒状，对水流阻力小，不易堵塞，布 水均勻；表面粗糙，挂膜速度快，反冲洗时微生物不易脱落。另外，火山石是天然蜂窝，多孔， 具有很大的比表面积(达到120m2/g以上)，能给菌胶团提供极佳的生长环境，提高微生物 的附着密度与对污染物的吸附效率，利用火山灰存在着一定数量的活性二氧化硅、活性氧 化铝、活性氧化钙等活性组分与磷酸根进行离子交换和化学反应，使污染物富集在微生物 膜附近而提高填料对污染物的吸收效果。实践证明其火山石机械强度很大，可以耐得住不同强度的水力剪切作用，使用寿 命远远长于其它滤料，而且，火山石密度适中，反冲洗时容易悬浮且不跑料，可以节能降耗。其特点是牡蛎壳为一种天然的生物钙质材料，主要部分为棱柱层、叶片状结构。这 种特殊的物理构造使其具备了良好的吸附和包接能力。破碎后(片状尺寸5 15mm)具有 比表面积大、易于微生物附着生长，同时利用钙离子与污水中的磷酸根离子进行化学交换 以及提高污水进行硝化反应的碱度。牡蛎壳本是海洋捕捞和海水养殖业产生的固体废物，故其来源渠道众多，价格低 廉，可以有限降低产品成本并变废为宝。
活性炭，一般用木材、椰壳、煤干馏而成，在活性炭的活化过程中微晶间产生了形 状不同、大小不一的孔隙，因而具有很大的比表面积和良好的吸附性能，其比表面积达到 500 1500m2/g，吸附碘值在800以上。提高微生物的附着密度与对污染物的吸附效率，使 污染物富集在微生物膜附近而提高填料对污染物的吸收效果。活性炭机械强度高、床层阻力小、化学稳定性好、易再生、经久耐用等优点可以应 用于曝气生物滤池填料中。把这三种填料，同时兼具个种填料的优点，能达到优良的处理效果。使用时，将牡蛎壳、火山石和活性炭首先除杂后，按上述比例混合后，粉碎至粒径 4-8mm,并过筛，而后作为滤池填料使用。本发明三种填料的最佳配比是火山石为80%，活性炭为10%，牡蛎壳为 10%。一种生物滤池结构，包括曝气生物滤池体1、填料层托板2、填料层3、填料承托层 4、进出水系统、布气系统和滤池冲洗系统组成，填料层托板2设置在曝气生物滤池体1的下 端，填料层托板2将曝气生物滤池体1分割成污水缓冲层配水区5和污水生物处理区，填料 层3上端为出水区6，出水区6上设置有稳流板7，布气系统中的曝气管8设置在填料层3 中，形成曝气管8上端填料层为好氧区，曝气管8下端填料层为厌氧区的填料层结构；所述 的填料层3是为火山石70% -90%、牡蛎壳5% -15%和活性炭5% -15%混合组成的复合 填料。曝气管8设置在填料层3中，形成曝气管8上端填料层3为好氧区，曝气管8下端 填料层3为厌氧区的填料层结构。在填料层3内形成厌氧和好氧两个不同的处理分区，各 有侧重，提高了污水处理效果。
权利要求
一种曝气生物滤池使用的复合填料，其特征在于该复合填料由下列材料按体积百分比构成火山石70％ 90％；牡蛎壳5％ 15％；活性炭5％ 15％。
2.根据权利要求1所述的一种曝气生物滤池使用的复合填料，其特征在于该复合填 料由下列材料按体积百分比构成火山石为80%，活性炭为10%，牡蛎壳为10%。
3.根据权利要求1或2所述的一种曝气生物滤池使用的复合填料，其特征在于牡蛎 壳、火山石和活性炭的粒径为4-8mm。
4.一种生物滤池结构，包括曝气生物滤池体、填料层托板、填料层、填料承托层、进出 水系统、布气系统和滤池冲洗系统组成，填料层托板设置在曝气生物滤池体的下端，填料层 托板将曝气生物滤池体分割成污水缓冲层配水区和污水生物处理区，填料层上端为出水 区，出水区上设置有稳流板，其特征在于A、所述的布气系统中的曝气管(8)设置在填料层(3)中，形成曝气管(8)上端填料层 为好氧区，曝气管(8)下端填料层为厌氧区的填料层结构；B、所述的填料层(3)是为权利要求1或2所述的复合填料。
全文摘要
一种曝气生物滤池使用的复合填料及生物滤池结构，解决现有生物曝气滤池用填料污染去除率较低，生物相容性差，挂膜易脱落及流速难均衡等问题，本发明使用的复合填料由火山石70％-90％，牡蛎壳5％-15％，活性炭5％-15％构成，生物滤池结构为布气系统中的曝气管设置在填料层中，填料层是为火山石70％-90％，牡蛎壳5％-15％，活性炭5％-15％构成的复合填料。本发明的有益效果是，复合填料的原料来源广泛，成本低廉，解决现有填料污染去除率低，生物相容性差，挂膜易脱落及流速难均衡等问题。生物滤池结构中，曝气管设置在填料层中，形成曝气管上端填料层为好氧区，曝气管下端填料层为厌氧区的填料层结构。在填料层内形成厌氧和好氧两个不同的处理分区，各有侧重，提高了污水处理效果。
文档编号C02F3/30GK101948173SQ20101026285
公开日2011年1月19日 申请日期2010年8月25日 优先权日2010年8月25日
发明者曹飞华, 李祎鹏, 皮军, 谷理明, 陈惠雅 申请人:深圳市碧园环保技术有限公司