无烟煤及石英砂双层滤料的脱氮滤池的制作方法

本实用新型属于污水净化领域，尤其是涉及一种无烟煤及石英砂双层滤料的脱氮滤池。

背景技术：

传统反硝化深床滤池往往采用单层均质石英砂滤料，在进水悬浮物浓度过高(＞50mg/l)的污水处理条件下，传统单滤料层反硝化深床滤池具有滤速慢、效率低、效果差等缺陷。而双层滤料快速滤池是污水净化滤池技术领域中应用较广泛的一种滤池，双层滤料组成通常为：上层采用密度小、粒径大的滤料，下层采用密度大、粒径小的滤料。由于不同层的滤料存在密度差，在一定的反冲洗强度下，经水力筛分作用使轻质滤料分布在上层，重质滤料分布在下层，构成双层滤料过滤装置。无烟煤滤料具有较好的固体颗粒保持能力，能够可靠地提高悬浮颗粒清除能力。此外，无烟煤滤料的均匀系数较低，有助于加快流速。因此，无烟煤滤料常被用于污水净化滤池的工艺改进。

综合以上，有必要结合现有技术设计一种滤速快、适合高悬浮物浓度污水的无烟煤及石英砂双层滤料的脱氮滤池。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种无烟煤及石英砂双层滤料的脱氮滤池，同步考虑脱氮及悬浮物截留，适用于进水悬浮物浓度过高(＞50mg/l)的污水处理条件，也可用于原水不经沉淀工艺直接过滤的条件。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种无烟煤及石英砂双层滤料的脱氮滤池，包括滤池主体、污水池、清水池、废水池、反冲洗系统；所述污水池通过进水管与所述滤池主体连通；滤池主体底部通过出水管道与所述清水池顶部连接；所述反冲洗系统位于滤池主体的下方；反冲洗系统与清水池底部连通；滤池主体与所述废水池连通；滤池主体内从上到下依次设置有均布板、滤料层、承托层、滤板、集水区；所述均布板位于所述进水管出水端的下方。

进一步的，所述滤池主体顶部固定安装有碳源投加系统；所述碳源投加系统顶部通过回流管道与所述清水池连通；所述清水池内设置有第二水泵；所述第二水泵的出水端与所述回流管道的进水端固定连接；碳源投加系统底部通过碳源投加管道与污水池顶部连通。

进一步的，所述均布板形状为锥形，均布板上均布开设有多个均布孔。

进一步的，所述滤料层上层为无烟煤滤料层，滤料层下层为石英砂滤料层；所述无烟煤滤料层填充有粒径为6-8mm的无烟煤颗粒；无烟煤滤料层的厚度大小小于所述石英砂滤料层厚度大小的1/2；石英砂滤料层填充有粒径为2-4mm的天然石英砂；石英砂滤料层的厚度大于1.5m。

进一步的，所述反冲洗系统，包括反冲洗进水管道、反冲洗进气管道；所述清水池底部通过所述反冲洗进水管道与所述集水区连通；反冲洗进水管道上安装有第一水泵；所述反冲洗进气管道一端安装有风机，反冲洗进气管道另一端与集水区连通。

进一步的，所述无烟煤滤料层与所述石英砂滤料层的交界面处设置有第一反冲洗排水管道；所述均布板与无烟煤滤料层之间的区域设置有第二反冲洗排水管道；所述第一反冲洗排水管道、第二反冲洗排水管道的下端均与所述废水池连通。

进一步的，所述滤池主体顶部连通设置有气体缓冲箱；所述气体缓冲箱底部均布开设有与滤池主体连通的通孔；气体缓冲箱顶部设置有排气口。

进一步的，所述出水管道上设置有第一电磁阀；所述反冲洗进水管道上设置有第二电磁阀；所述反冲洗进气管道上设置有第三电磁阀；所述第一反冲洗排水管道上设置有第四电磁阀；所述第二反冲洗排水管道上设置有第五电磁阀；所述碳源投加管道上设置有第六电磁阀；所述回流管道上设置有第七电磁阀。

相对于现有技术，本实用新型所述的无烟煤及石英砂双层滤料的脱氮滤池具有以下优势：

(1)本实用新型采用双层滤料，滤料层上层采用无烟煤滤料，滤料层下层采用石英砂滤料，污水流经无烟煤滤料层时发生物理吸附和生物脱氮过程，无烟煤滤料对悬浮颗粒进行物理吸附，无烟煤滤料层附着的微生物用于降低污水中的溶氧，为石英砂滤料层的脱氮创造有利条件；无烟煤滤料层的反硝化细菌完成一部分的脱氮过程，反硝化细菌会将水中的一部分硝态氮还原为氮气并排出滤池；此外，无烟煤滤料本身均匀系数较低，有助于加快水的流速；

(2)本实用新型在滤料层的上层采用密度较小、粒径较大的无烟煤滤料，在滤料层的下层采用密度较大、粒径较小的石英砂滤料，由于两种滤料的密度差，在一定反冲洗强度下，反冲洗后轻质滤料仍在上层，重层滤料位于下层，每层滤料粒径仍由上而下递增，但就整个滤料层而言，上层平均粒径总是大于下层平均粒径，这样就能保证反冲洗过程中滤料层整体的均匀性；加深过滤深度，保证石英砂滤料层厚度超过1.5m，可避免滤料层出现窜流或水力穿透现象；

(3)本实用新型在碳源投加系统与清水池之间设置有回流管道，回流管道能够将清水池中的水引向碳源投加系统对其中的碳源物质进行溶解；

(4)本实用新型设置有锥形均布板，均布板上均布开设有多个均布孔，有助于污水的均匀进水，有助于提高滤料层处生化反应的效率。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型所述的无烟煤及石英砂双层滤料的脱氮滤池的结构示意图。

附图标记说明：

1-滤池主体；2-污水池；3-清水池；4-废水池；5-反冲洗系统；6-气体缓冲箱；7-碳源投加系统；8-进水管；9-均布板；91-均布孔；10-无烟煤滤料层；11-石英砂滤料层；12-承托层；13-滤板；14-集水区；15-出水管道；151-第一电磁阀；16-反冲洗进水管道；161-第二电磁阀；17-反冲洗进气管道；171-第三电磁阀；18-第一反冲洗排水管道；181-第四电磁阀；19-第二反冲洗排水管道；191-第五电磁阀；20-碳源投加管道；201-第六电磁阀；21-回流管道；211-第七电磁阀；22-风机；23-第一水泵；24-第二水泵。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1所示，一种无烟煤及石英砂双层滤料的脱氮滤池，包括滤池主体1、污水池2、清水池3、废水池4、反冲洗系统5；污水池2通过进水管8与滤池主体1连通；滤池主体1底部通过出水管道15与清水池3顶部连接；反冲洗系统5位于滤池主体1的下方；反冲洗系统5与清水池3底部连通；滤池主体1与所述废水池4连通；滤池主体1内从上到下依次设置有均布板9、滤料层、承托层12、滤板13、集水区14；均布板9位于进水管8出水端的下方；

滤池主体1顶部固定安装有碳源投加系统7；碳源投加系统7顶部通过回流管道21与所述清水池3连通；回流管道21能够将清水池3中的水引向碳源投加系统7对其中的碳源物质进行溶解；清水池3内设置有第二水泵24；第二水泵24的出水端与回流管道21的进水端固定连接；碳源投加系统7底部通过碳源投加管道20与污水池2顶部连通；

均布板9形状为锥形，均布板9上均布开设有多个均布孔91，有助于污水的均匀进水，有助于提高滤料层处生化反应的效率；

滤料层上层为无烟煤滤料层10，滤料层下层为石英砂滤料层11；无烟煤滤料层10填充有粒径为6-8mm的无烟煤颗粒；无烟煤滤料层10的厚度大小小于石英砂滤料层11厚度大小的1/2；石英砂滤料层11填充有粒径为2-4mm的天然石英砂；石英砂滤料层11的厚度大于1.5m；

反冲洗系统5，包括反冲洗进水管道16、反冲洗进气管道17；清水池3底部通过反冲洗进水管道16与集水区14连通；反冲洗进水管道16上安装有第一水泵23；反冲洗进气管道17一端安装有风机22，反冲洗进气管道17另一端与集水区14连通；

无烟煤滤料层10与石英砂滤料层11的交界面处设置有第一反冲洗排水管道18；均布板9与所述无烟煤滤料层10之间的区域设置有第二反冲洗排水管道19；第一反冲洗排水管道18、第二反冲洗排水管道19的下端均与废水池4连通；

滤池主体1顶部连通设置有气体缓冲箱6；气体缓冲箱6底部均布开设有与滤池主体1连通的通孔；气体缓冲箱6顶部设置有排气口；

出水管道15上设置有第一电磁阀151；反冲洗进水管道16上设置有第二电磁阀161；反冲洗进气管道17上设置有第三电磁阀171；第一反冲洗排水管道18上设置有第四电磁阀181；第二反冲洗排水管道19上设置有第五电磁阀191；碳源投加管道20上设置有第六电磁阀201；回流管道21上设置有第七电磁阀211。

本实用新型的工作原理：

污水池2中的污水首先会通过进水管8到达均布板9，之后通过均布板9上的均布孔91均匀散落到滤料层；污水流经无烟煤滤料层10时，同时发生物理吸附和生物脱氮过程，无烟煤滤料对悬浮颗粒进行物理吸附，无烟煤滤料层10附着的微生物用于降低污水中的溶氧，为石英砂滤料层11的脱氮创造有利条件；无烟煤滤料层10的反硝化细菌完成一部分的脱氮过程，反硝化细菌会将水中的一部分硝态氮还原为氮气；之后污水流经石英砂滤料层11，石英砂滤料层11对悬浮颗粒起到截留作用，进行生物脱氮，即反硝化细菌将水中的硝态氮还原为氮气；之后污水经过承托层12，滤板13过滤后进入集水区14；集水区14中的水通过出水管道15进入清水池3；

本实用新型所述的滤池工作一段时间后，滤料层截留的悬浮物逐渐积累，滤池逐渐失去有效水头，需要进行反冲洗；在反冲洗时对无烟煤滤料层10和石英砂滤料层11分开进行反冲洗，即先反冲洗石英砂滤料层11，再反冲洗无烟煤滤料层10；对反冲洗流速进行控制，有助于将不同滤料层的悬浮颗粒完全冲洗掉并在一定程度上保持滤料中的微生物量；反冲洗过程中，首先启动风机22、打开第三电磁阀171，风机22吹出的风经由反冲洗进气管道17吹向集水区14，之后继续向上吹；打开第二电磁阀161，第一水泵23会将清水池3中的水引向反冲洗进水管道16，具有出水压力的反冲洗所用水经过集水区14、滤板13、承托层12，向上冲向滤料层；打开第四电磁阀181，反冲洗所用水在无烟煤滤料层10和石英砂滤料层11的交界面处沿第一反冲洗排水管道18进入废水池4；打开第五电磁阀191，反冲洗所用水在无烟煤滤料层10上方沿第二反冲洗排水管道19进入废水池4；

脱氮过程产生的氮气和风机22吹出的风会进入气体缓冲箱6，缓冲气压后气体会从气体缓冲箱6顶部的排气口排出；

对于有机碳含量较低的污水，污水中的有机碳不足以支持反硝化细菌所需能量，则需要通过碳源投加系统7向污水中额外添加有机碳为反硝化细菌供能；通过第二水泵24将清水池3中的水引向碳源投加系统7溶解其中的碳源物质，溶解形成的碳源溶液会通过碳源投加管道20进入污水池2，补充碳源后的污水会通过进水管8进入滤池。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。