一种载体过滤器的制作方法

本实用新型涉及污水处理设备技术领域，尤其涉及一种载体过滤器。

背景技术：

目前，随着城市建设的快速发展和人们生活水平的不断提高，生活污水的排放量不断增加，已成为约束国民经济健康发展的重要因素。

生物法处理因其具有成本较低、二次污染较少、条件温和等优点，而被广泛应用于村镇生活污水处理中。但随着污水排水标准的越发严格，部分地方农村生活污水出水ss的排放要求已高于一级b排放标准(ss≤20mg/l)，甚至达到一级a排放标准(ss≤10mg/l)。

由于常规二沉池，如竖流式沉淀池、斜板(管)沉淀池的出水ss一般为20～40mg/l，无法稳定达到一级b及以上的排放标准。通常需与过滤设备如砂滤罐进行联用，才能稳定达到一级b及以上的排放标准。

而且实际应用过程中，竖流式沉淀池的表面负荷低，池深高、占地大，且受配水方式、污泥沉降性能、反硝化浮泥和厌氧浮泥等影响较大；斜板(管)沉淀池的缓冲能力差，斜管易积泥，影响出水稳定性，还会增加了运行维护工作量。而砂滤罐设备的内部水头损失较大，需配套清水池、提升泵、反洗泵等设施，这就会大幅增加运行费用及制造成本；同时，对进水ss要求高，通常ss≤40mg/l；并且还存在滤料易堵塞或板结，反洗水量大(2-5％)等问题。

技术实现要素：

为解决二沉池单独处理过程中存在的出水ss偏高、占地大、受浮泥影响、稳定性较差等问题，以及二沉池和砂滤罐联用工艺中存在的占地大、反洗难度高、反洗水量大、运维和制造成本高等技术问题，本实用新型公开了一种载体过滤器。

为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种载体过滤器，包括壳体，设置于所述壳体内部的悬浮载体床、污泥缓冲区和污泥层；所述污泥层的内部设置有布水系统，所述布水系统与进水管的一端相连接，进水管的另一端伸出壳体的外部；所述污泥缓冲区介于污泥层及悬浮载体床之间，悬浮载体床与污泥缓冲区通过支撑筛网分隔，在所述悬浮载体床的上方还设置有出水拦截筛网，所述出水拦截筛网还与集水槽相连通；所述集水槽位于所述悬浮载体床上方，与壳体相连通；所述壳体上还设置有出水管、反洗风管、中部排泥管和底部排泥管。

本实用新型的技术方案还包括，所述出水管与集水槽的下部相连通，所述反洗风管与悬浮载体床的下部相连通，所述中部排泥管、底部排泥管分别设置于污泥层的上部、下部，且通过中部排泥管调控污泥层的泥位。

本实用新型的技术方案还包括，在所述出水管、反洗风管、中部排泥管和底部排泥管上均分别安装有控制阀门。

本实用新型的技术方案还包括，所述反洗风管在悬浮载体床的下部均匀布置，曝气形式为穿孔管曝气。

本实用新型的技术方案还包括，所述布水系统选自锥形布水器、平板孔式布水器、穿孔管式布水器中的一种。

本实用新型的技术方案还包括，所述悬浮载体床的高度为0.4～1.5m，所述污泥缓冲区的高度为0.3～0.7m，所述污泥层的高度为0.5～1.2m。

本实用新型的技术方案还包括，所述悬浮载体床中填充有悬浮载体，悬浮载体的形状为柱状、球状、矩形中的至少一种，悬浮载体的材质为hdpe、pe、pur、pp和pu中的至少一种，直径或边长为10～40mm。

本实用新型的技术方案还包括，所述支撑筛网为平板筛网，且支撑筛网的开孔大小为8～20mm。

本实用新型的技术方案还包括，所述出水拦截筛网为平板筛网或滚筒筛网，且出水拦截筛网的开孔大小为8～20mm。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型实现了传统沉淀池和砂滤的功能的集成，具有固液分离效率高、出水效果好、运行稳定、占地省等优点。

2、解决了现有二沉池单独处理出水ss偏高的问题，大幅提高系统的纳污能力及处理效果；原水在布水系统的作用下，使原水均匀通过污泥层，原水中携带的大量污泥絮体首先被污泥层截留，少量未截留的污泥絮体进入悬浮载体床内被进一步截留，上清液则通过出水拦截筛网实现“上清液-悬浮载体”的分离。

3、解决了二沉池的池深高、占地大、受浮泥影响、稳定性差的问题；悬浮载体床的设置，可大幅提高系统表面负荷，减少占地面积；同时污泥层在原水的作用下，处于微膨胀状态，无反硝化浮泥或厌氧浮泥上浮风险；当污泥层不稳定，导致污泥缓冲区的污泥絮体浓度偏高时，在悬浮载体床的截留作用下，仍可确保出水的稳定。

4、解决了传统砂滤水头损失大、反洗难度高、反洗水量大、易板结等问题；悬浮载体相比于常规滤池的滤料颗粒更大，且空隙率高，可大幅提高系统的纳污能力，且大幅降低系统的水头损失；反洗过程中由于悬浮载体质地轻、空隙率高，少量曝气即可使悬浮载体呈现流化状态，显著强化反洗效果，降低反洗难度。

5、可强化总氮的去除；载体过滤器底部设置一定厚度的污泥层，进水中携带的硝态氮经过污泥层后，可发生内源反硝化作用，以降低出水总氮。

6、可在进水管投加混凝剂进行化学除磷，出水总磷浓度低。

7、节省后续过滤设施，缩短工艺流程；减少后续过滤设施配套，降低投资成本、运行能耗、运行管理难度；且通过设置自控系统，可实现无人值守。

综上，本实用新型具有固液分离效率高、工艺集成度高、出水效果好、运行稳定、占地省等优点，尤其适用于中小型污水处理项目中的沉淀过滤设备。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

其中，1-壳体；2-进水管；3-布水系统；4-污泥层；5-污泥缓冲区；6-支撑筛网；7-悬浮载体床；8-出水拦截筛网；9-集水槽；10-出水管；11-反洗风管；12-中部排泥管；13-底部排泥管。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

如图1所示，一种载体过滤器，包括壳体1，设置于上述壳体1内部的悬浮载体床7、污泥缓冲区5和污泥层4；上述污泥层4的内部设置有布水系统3，上述布水系统3与进水管2的一端相连接，进水管2的另一端伸出壳体1的外部；上述污泥缓冲区5介于污泥层4及悬浮载体床7之间，悬浮载体床7与污泥缓冲区5通过支撑筛网6分隔，在上述悬浮载体床7的上方还设置有出水拦截筛网8，上述出水拦截筛网8还与集水槽9相连通，上述集水槽9位于上述悬浮载体床7上方，与壳体1相连通；上述壳体1上还设置有出水管10、反洗风管11、中部排泥管12和底部排泥管13。

特别的，上述出水管10与集水槽9的下部相连通，上述反洗风管11与悬浮载体床7的下部相连通，上述中部排泥管12、底部排泥管13分别设置于污泥层4的上部、下部，且通过中部排泥管12调控污泥层4的泥位。

特别的，在上述出水管10、反洗风管11、中部排泥管12和底部排泥管13上均分别安装有控制阀门，分别用于控制管道的开启和关闭。

特别的，上述反洗风管在悬浮载体床的下部均匀布置，曝气形式为穿孔管曝气，目的是让悬浮载体床内的填料均匀翻涌。

特别的，上述布水系统3选用锥形布水器。

特别的，上述悬浮载体床7的高度为0.8m，上述污泥缓冲区5的高度为0.6m，上述污泥层4的高度为0.6m，进水中携带的硝态氮经过一定厚度的污泥层4后，可发生内源反硝化作用，以降低出水总氮。

特别的，上述悬浮载体床7中填充有悬浮载体，悬浮载体的形状为柱状，悬浮载体的材质为hdpe，直径25mm；悬浮载体的投加可缩短污泥絮体沉淀距离，使得小污泥絮体得以截留；同时，污泥絮体在悬浮载体床7内的运动属于动态分离，强化了污泥絮体间的相互碰撞，使得小污泥絮体凝结成大污泥絮体，从而被截留在悬浮载体床7内。

特别的，上述支撑筛网6为平板筛网，且支撑筛网6的开孔大小为18mm。

特别的，上述出水拦截筛网8为滚筒筛网，且出水拦截筛网8的开孔大小为18mm。

载体过滤器的工作过程分为正常运行、反洗和排泥过程，其中：

(1)正常运行过程

关闭反洗风管11，污水从进水管2进入载体过滤器中，通过布水系统3的作用下，使进水均布在载体过滤器的底部，大部分污泥絮体在污泥层4内被截留，少量的污泥絮体穿过一定高度的污泥层4到达污泥缓冲区5内，部分污泥絮体在污泥缓冲区5内相互絮凝或结合再次沉降到污泥层4内；而极少量的小污泥絮体会向上进入悬浮载体床7，经悬浮载体的进一步处理后；上清液通过出水拦截筛网8后汇入集水槽9内，并最终通过出水管10排出载体过滤器。

(2)反洗过程

进水持续进入载体过滤器内，关闭出水管10，开启反洗风管11；待反洗过程结束后，再开启出水管10，关闭反洗风管11，将反洗浑浊液排出系统。

(3)排泥过程

定期开启中部排泥管12、底部排泥管13，以维持载体过滤器中污泥层4高度的稳定。

本实用新型，通过在污泥层4中设置布水系统3，使进水中的污泥絮体与底部污泥层4产生微絮凝作用，去除大部分污泥絮体，减轻悬浮载体床7的运行负荷，延长悬浮载体床7的反洗周期；通过在悬浮载体床7中投加悬浮载体，进一步去除细小污泥絮体，保证出水水质。

本实用新型具备高效集成沉淀及过滤功能，具有固液分离效率高、工艺集成度高、出水效果好、运行稳定、占地省等优点，尤其适用于中小型污水处理项目中的沉淀过滤设备。

实施例2

与实施例1区别在于：

上述布水系统3选用平板孔式布水器；

上述悬浮载体床7的高度为0.4m，上述污泥缓冲区5的高度为0.3m，上述污泥层4的高度为0.5m；

上述悬浮载体床7中填充有悬浮载体，悬浮载体的形状为球状，悬浮载体的材质为pp，直径为10mm；

上述支撑筛网6为平板筛网，且支撑筛网6的开孔大小为8mm；

上述出水拦截筛网8为平板筛网，且出水拦截筛网8的开孔大小为8mm。

实施例3

与实施例1区别在于：

布水系统选用穿孔管式布水器；

上述悬浮载体床的高度为1.5m，上述污泥缓冲区的高度为0.7m，上述污泥层的高度为1.2m；

上述悬浮载体床中填充有悬浮载体，悬浮载体的形状为球状，悬浮载体的材质为pp直径38mm；

上述支撑筛网为平板筛网，且支撑筛网的开孔大小为20mm；

上述出水拦截筛网为滚筒筛网，且出水拦截筛网的开孔大小为20mm。

实施例

将该载体过滤器运用到某村镇污水处理站中。

工艺过程为：a/o(纯膜mbbr工艺)+载体过滤器；

该载体过滤器的设计处理量为200m³/d，实际表面负荷可达1.7m³/(m²·h)。

好氧纯膜mbbr池出水经载体过滤器过滤后，出水ss可稳定达到一级a排放标准，测得，好氧纯膜mbbr池出水ss为70～120mg/l，载体过滤器出水ss为7.5～9.4mg/l。

以下比较本实施例和传统“二沉池+砂滤罐”组合工艺，优势在于：

(1)能耗明显减少

采用传统的“二沉池+砂滤罐”组合工艺：需二沉池刮泥机：n＝0.37kw，运行时间:24h；需砂滤进水泵：q＝10m³/h，h＝15m³/h，n＝1.5kw，运行时间：18h；需砂滤反洗泵：q＝40m³/h，h＝15m³/h，n＝4kw，运行时间：10min。

采用本载体过滤器：无上述设备，同时不新增设备。

(2)无需清水池

采用传统的“二沉池+砂滤罐”组合工艺：清水池按hrt＝0.5h，有效高度按2m计，清水池占地＝200/24×0.5/2＝2.08m²。

采用本载体过滤器：由于反洗过程无需额外增加反洗水强度，仅利用自流的进水即可完成反洗过程；因此，无需设置清水池。不仅减少占地，而且节省清水池制造成本。

(3)占地省

采用传统的“二沉池+砂滤罐”组合工艺：二沉池表面负荷按0.7m³/(m²·h)计，二沉池占地＝200/24/0.7＝11.9m²；砂滤罐采用玻璃钢罐，砂滤罐占地＝3.14×(1.2/2)²＝1.13m²；清水池占地2.08m²；合计占地：15.11m²。

采用本载体过滤器：表面负荷按1.7m³/(m²·h)计，载体过滤器占地＝200/24/1.7＝4.9m²。

并且，采用载体过滤器的占地仅为“二沉池+砂滤罐”组合工艺的32.33％。

(4)耗水量低

采用传统的“二沉池+砂滤罐”组合工艺：砂滤罐反洗周期为1d，砂滤罐反洗水强度按10l/(m²·s)，反洗时间为10min计，反洗水量＝10×3.14×(1.2/2)²/3600/1000×10/60＝6.78m³/d。

采用本载体过滤器：反洗周期为2d，载体过滤器进水即为反洗水，反洗强度为1.7m³/(m²·h)计，反洗时间为12min计，耗水量：200/24/60×12/2＝0.84m³/d。

并且，采用载体过滤器的反洗水量，仅为“二沉池+砂滤罐”组合工艺的12.4％。

(5)滤料使用寿命长

采用传统的“二沉池+砂滤罐”组合工艺：砂滤罐滤料为石英砂，由于反洗不彻底等原因，导致易板结或流失，通常滤料更换时间为3-8年。

采用本载体过滤器：滤料为悬浮载体，使用寿命≥15年。

当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。