1.本发明属于污水生物处理技术领域，具体涉及一种厌氧生物滤池及其处理污水的方法。
背景技术：
2.厌氧生物滤池是一种简易、高效的废水处理装置，广泛应用于处理溶解性有机废水，具有生物固体浓度高，可以承担较高的有机负荷；生物固体停留时间长，抗冲击负荷能力较强；启动时间短，停止运行后再启动比较容易；不需污泥回流；运行管理方便等优点。但也存在容易发生堵塞、短流等缺点，则对进水的悬浮固体浓度要求较高，且需要定期对反应器进行反冲洗。
3.cn201520242287.9公开了一种多层混合滤料清洗装置，包括一圆柱筒体、设置在圆柱筒体内的活塞以及连接在活塞上的活塞杆，所述圆柱筒体内中下部可拆卸设有用于固定多层混合滤料的上层固定网和下层固定网，上层固定网和下层固定网可以通过螺纹连接或卡接在圆柱筒体内，所述圆柱筒体底部开设有排污口，排污口通过安装有第一单向阀的管道连接到污水池，所述圆柱筒体的侧壁开设有孔，孔通过安装有第二单向阀的管路连接到清水池。与现有技术相比，该实用新型多次推送活塞杆和拉回活塞杆，即可将多层混合滤料清洗干净。但是，通过活塞杆的往复运动，只能从单向对滤料进行冲洗，且滤料多层固定不动的，滤料下方无法冲洗干净。
4.cn201910265653.5公开了一种海上油田生产水亲疏水颗粒组合聚结除油的方法及装置，装置包括壳体、活塞板、增压泵、亲疏水性颗粒组合床层、进料口、水相出口、油相出口、排污口、滤床径向出口和空腔；装置运行时利用增压泵从设备内部抽取液体输送到设备顶部的空腔内，使上部空腔压力增大，压力增大后的空腔推动下方的活塞板压缩床层，使亲疏水颗粒在床层内部紧凑压缩；打开底部进料口，生产废水由设备底部进入亲疏水性颗粒组合床层，聚结长大后的油水混合液从顶部滤料径向出口流出，流进设备两侧的壳体内，然后油水两相由于密度不同，油水两相在壳体内上下分离，油滴在壳体上部聚集，进行回收；当运行一段时间或水相出口油含量不再满足处理要求时，设备进行反洗，关闭增压泵，使设备顶部空腔压力降低，活塞板由于上部压力降低，活塞板向上运动，使下部床层松散；增加床层颗粒之间的空隙，进行滤料的反洗。该发明利用活塞板改变滤料密度，有利于装置反冲洗，但依装置结构可知，反冲洗水仍由装置底部进入，上部流出，经排污口外排。由于装置采用底部进水，悬浮固体主要聚集在滤床下部，反冲洗方向与进水方向一致，还是会造成一定堵塞。
技术实现要素：
5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种厌氧生物滤池及其处理污水的方法。本发明厌氧生物滤池可实现生物滤床双向进排水，无需设反冲洗模块，就能够将生物滤床内悬浮物及时外排，保证出水清澈，确保滤池长期稳定运行。
6.本发明一方面提供了一种厌氧生物滤池，该滤池主要包括控水区（a区）、第一生物滤床区（b区）、第二生物滤床区（c区）、集排水区（d区）四个区域，a区位于b区、c区之间，d区位于a区、b区、c区底部，b区、c区装填生物滤料，a区设可移动活塞，a区与d区之间设控制阀5，d区底部设排水口21，其中：a区与b区间设顶端控制阀1和底端控制阀3，与c区间设顶端控制阀2和底端控制阀4，b区与控制阀1、3对称设控制阀6、8，c区与控制阀2、4对应设控制阀7、9，控制阀6、8、7、9通过外循环管路与d区连通；当a区活塞由上往下移动时，活塞下部污水经控制阀3、4进入b区、c区，再经控制阀6、7排出后进d区；此时外部污水进入活塞上部区域；当d区注满水后开启排水口21，进行排水；当a区活塞由下往上移动时，活塞上部污水经控制阀1、2进入b区、c区，再经控制阀8、9排出后进d区或外排；此时d区污水经控制阀5进入a区下部，此过程排水口21始终关闭。
7.本发明中，在控制阀6和d区的外循环管路上分别设控制阀10、11和外排阀14，在控制阀10和14之间管路上设过滤器16。
8.本发明中，在控制阀7和d区的外循环管路上分别设控制阀12、13和外排阀15，在控制阀13和15之间管路上设过滤器17。
9.本发明中，所述的厌氧生物滤池主要包括四个区域，每个区域可以设置为独立运行的反应器，也可以将一个反应器分为四个区域，从而成为一体化装置。
10.本发明中，根据污水水质及处理负荷确定反应器的设计比例。为保证
污水处理效果及清洗效果，所述的a区、b区、c区的体积比为1:（1-4）:（1-4），优选为1:（2-3）:（2-3）。所述的a区与d区的体积比为1:1-1:3，优选1:1.5-2。
11.本发明中，所述的控制阀采用可以自控的电动阀、气动阀等。
12.本发明中，所述的b区、c区同本领域常规生物滤床，装填有滤料，且具有生物膜，可以进行生物反应脱除污染物。
13.本发明第二方面提供了一种采用上述厌氧生物滤池处理污水的方法，主要包括如下内容：在厌氧生物滤池启动前于b区、c区装填滤料并附着生物膜，四个区域全部注满水，活塞设于a区顶部，所有阀门均关闭；首先启动a区活塞由上往下移动，开启控制阀3、4、6、7、10、11、12、13，调节阀18、19，待处理污水通过调节阀18进入a区活塞上部，活塞下部污水经控制阀3、4进入b区、c区，在滤料及生物膜作用下进行污染物过滤、降解，随后通过控制阀6、7流出，经外循环管路和控制阀10、11、12、13进入d区，d区污水通过调节阀19排出，当活塞移动到a区最下部时，a区注满待处理污水；再启动活塞由下往上移动，控制阀1、2、5、8、9持续开启，其余关闭，a区污水经控制阀1、2进入b区、c区，进行生物反应和滤料清洗，随后通过控制阀8、9流出，经外循环路和控制阀11、12进入d区；当活塞运行至a区顶部后，再次启动活塞由上往下移动，如此交替进行，实现污水处理。
14.本发明中，在控制阀10和14之间管路上设有过滤器16，在控制阀13和15之间管路上设有过滤器17。当活塞由上往下移动时，用于截留控制阀6、7流出的污水在进入d区时水中的悬浮物，防止装置内部滤料堵塞。
15.本发明中，在运行过程中定期对过滤器16、17进行清洗，清洗过程交替进行，即b区
和c区不能同时进行过滤器清洗，以保证d区时刻有进水。具体操作过程为：以b区为例，当活塞由下往上移动时，b区污水经控制阀8、10、14外排，持续1-2分钟，将过滤器16截留的悬浮物带出系统；当控制阀10、14开启时，11关闭。其余时间控制阀8流出的污水通过控制阀11进入d区。
16.本发明中，由于进水口设置于a区上部，待处理污水首先通过控制阀1、2进入b区、c区，则污水中悬浮物易截留在b区、c区上部。而每次由控制阀3、4进入b区、c区的污水中的悬浮物浓度明显比原水中低，通过滤料由下往上再次净化后，悬浮物固体浓度再次降低，这股污水流经b区、c区上部时，能够将悬浮物带出反应器，从而防止滤床堵塞。
17.本发明中，所述的污水中cod浓度低于5000mg/l，tn浓度低于400mg/l，ss浓度低于300mg/l。
18.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：（1）本发明设计特定结构的厌氧生物滤池，利用活塞运动实现生物滤床双向进排水，并通过两向进水交错流动，能够在实现污水处理的同时及时将滤床内截留悬浮物外排，保证出水清澈，有效避免滤床堵塞，装置无需设置反冲洗。
19.（2）活塞运动使污水在滤床中双向交错推进，能够有效避免短流，提高滤床内的布水均匀性，使滤床的处理效果得到充分发挥，有利于提高处理效率。
20.（3）厌氧生物滤池对进水ss要求低，自动化程度高，实用性强。
附图说明
21.图1为本发明一种厌氧生物滤池的结构示意图。
22.图2为活塞由上往下移动时污水流动方向示意图。
23.图3为活塞由下往上移动时污水流动方向示意图。
具体实施方式
24.下面通过附图和实施例来进一步说明本发明厌氧生物滤池及其污水处理方法和效果。实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
25.以下实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为本领域常规方法。下述实施例中所用的实验材料，如无特殊说明，均从常规生化试剂商店购买得到。
26.本发明实施例中，氨氮浓度采用gb7478-87《水质铵的测定-蒸镏和滴定法》测定；cod浓度采用gb11914-89《水质-化学需氧量的测定-重铬酸盐法》测定；总氮浓度采用gb11894
??
89《水质-总氮的测定-碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法》测定。
27.本发明的厌氧生物滤池如附图1所示，将一反应器分为四个区域，主要包括控水区（a区）、第一生物滤床区（b区）、第二生物滤床区（c区）、集排水区（d区）四个区域，a区位于b区、c区之间，d区位于a区、b区、c区底部，b区、c区装填附着生物膜的生物滤料，a区设可移动活塞，a区与d区之间设控制阀5，d区底部设排水口21。所述的a区、b区、c区的体积比为1:2:2，所述的a区与d区的体积比为1:1.5。
28.a区与b区间设顶端控制阀1和底端控制阀3，与c区间设顶端控制阀2和底端控制阀4，b区与控制阀1、3对应设控制阀6、8，c区与控制阀2、4对应设控制阀7、9，控制阀6、8、7、9通
过外循环管路与d区连通。在控制阀6和d区的外循环管路上分别设控制阀10、11和外排阀14，在控制阀10和14之间管路上设过滤器16。在控制阀7和d区的外循环管路上分别设控制阀12、13和外排阀15，在控制阀13和15之间管路上设过滤器17。
29.当a区活塞由上往下移动时，具体如附图2所示，活塞下部污水经控制阀3、4进入b区、c区，再经控制阀6、7排出后返回d区；此时外部污水进入活塞上部区域；当d区注满水后开启排水口21，进行排水；当a区活塞由下往上移动时，具体如附图3所示，活塞上部污水经控制阀1、2进入b区、c区，再经控制阀8、9排出后返回d区或外排；此时d区污水经控制阀5进入a区下部，此过程排水口21始终关闭。
30.实施例1待处理污水中cod浓度为800mg/l，tn浓度为200mg/l，ss浓度100mg/l。启动前于b区、c区装填已挂好生物膜的滤料，四个区域全部注满水，活塞设于a区顶部，所有阀门均关闭。
31.先启动a区活塞由上往下移动，开启控制阀3、4、6、7、10、11、12、13，调节阀18、19，待处理污水通过调节阀18进入a区活塞上部，活塞下部污水经控制阀3、4进入b区、c区，在滤料及生物膜作用下进行污染物过滤、降解，随后通过控制阀6、7流出，经外循环管路和控制阀10、11、12、13进入d区，d区污水通过调节阀19排出，当活塞移动到a区最下部时，a区注满待处理污水；然后启动活塞由下往上移动，控制阀1、2、5、8、9持续开启，其余关闭，a区污水经控制阀1、2进入b区、c区，进行生物反应和滤料清洗，随后通过控制阀8、9流出，经外循环路和控制阀11、12进入d区；当活塞运行至a区顶部后，再次启动活塞由上往下移动，如此交替进行，实现污水处理。
32.活塞匀速上下移动，调节活塞上下移动速率为往返一次30min。
33.活塞由下往上移动的过程中，b区设置2次过滤器反冲洗，分别在20min和25min时开启控制阀10、14，关闭阀11，持续1min。c区设置2次过滤器反冲洗，分别在23min和28min时开启控制阀13、15，关闭阀12，持续1min。反应进行2.5h后，污水满足出水要求，cod浓度﹤50mg
·
l-1
，tn浓度﹤20mg
·
l-1，ss浓度﹤20mg
·
l-1
。出水达标后装置能够长期维持达标运行，无需对滤料进行反冲洗。
34.实施例2同实施例1，不同在于：活塞匀速上下移动，调节活塞上下移动速率为往返一次50min。活塞由下往上移动的过程中，b区设置2次过滤器反冲洗，分别在30min和40min时开启控制阀10、14，关闭阀11，持续1min。c区设置2次过滤器反冲洗，分别在35min和45min时开启控制阀13、15，关闭阀12，持续1min。反应进行2.5h后，污水满足出水要求，cod浓度﹤50mg
·
l-1
，tn浓度﹤20mg
·
l-1，ss浓度﹤20mg
·
l-1
。出水达标后装置能够长期维持达标运行，无需对滤料进行反冲洗。
35.实施例3同实施例1，不同在于：待处理污水中cod浓度为400mg/l，tn浓度为100mg/l，ss浓度300mg/l。活塞匀速上下移动，调节活塞上下移动速率为往返一次30min。活塞由下往上移动的过程中，b区设置2次过滤器反冲洗，分别在20min和25min时开启控制阀10、14，关闭阀
11，持续1min。c区设置2次过滤器反冲洗，分别在23min和28min时开启控制阀13、15，关闭阀12，持续1min。反应进行2.5h后，污水满足出水要求，cod浓度﹤50mg
·
l-1
，tn浓度﹤20mg
·
l-1，ss浓度﹤20mg
·
l-1
。出水达标后装置能够长期维持达标运行，无需对滤料进行反冲洗。
36.比较例1采用常规厌氧生物滤池，处理相同污水，为了使污水满足出水要求，即cod浓度﹤50mg
·
l-1
，tn浓度﹤20mg
·
l-1，ss浓度﹤20mg
·
l-1
，需要设置反冲洗设备，如果未启动反冲洗，则运行一段时间后，一方面滤床堵塞严重，出水悬浮物浓度较高，并且影响cod和tn指标。技术特征：
1.一种厌氧生物滤池，该滤池主要包括控水区（a区）、第一生物滤床区（b区）、第二生物滤床区（c区）、集排水区（d区）四个区域，a区位于b区、c区之间，d区位于a区、b区、c区底部，b区、c区装填生物滤料，a区设可移动活塞，a区与d区之间设控制阀5，d区底部设排水口21，其中：a区与b区间设顶端控制阀1和底端控制阀3，与c区间设顶端控制阀2和底端控制阀4，b区与控制阀1、3对称设控制阀6、8，c区与控制阀2、4对应设控制阀7、9，控制阀6、8、7、9通过外循环管路与d区连通；当a区活塞由上往下移动时，活塞下部污水经控制阀3、4进入b区、c区，再经控制阀6、7排出后进d区；此时外部污水进入活塞上部区域；当d区注满水后开启排水口21，进行排水；当a区活塞由下往上移动时，活塞上部污水经控制阀1、2进入b区、c区，再经控制阀8、9排出后进d区或外排；此时d区污水经控制阀5进入a区下部，此过程排水口21始终关闭。2.根据权利要求1所述的滤池，其特征在于：在控制阀6和d区的外循环管路上分别设控制阀10、11和外排阀14，在控制阀10和14之间管路上设过滤器16。3.根据权利要求1所述的滤池，其特征在于：在控制阀7和d区的外循环管路上分别设控制阀12、13和外排阀15，在控制阀13和15之间管路上设过滤器17。4.根据权利要求1所述的滤池，其特征在于：所述的厌氧生物滤池主要包括四个区域，每个区域设置为独立运行的反应器，或者将一个反应器分为四个区域，从而成为一体化装置。5.根据权利要求1所述的滤池，其特征在于：保证污水处理效果及清洗效果，所述的a区、b区、c区的体积比为1:（1-4）:（1-4），优选为1:（2-3）:（2-3）。6.根据权利要求1所述的滤池，其特征在于：所述的a区与d区的体积比为1:1-1:3，优选1:1.5-2。7.根据权利要求1所述的滤池，其特征在于：所述的b区、c区同装填有滤料，且具有生物膜，能够进行生物反应脱除污染物。8.一种采用上述厌氧生物滤池处理污水的方法，其特征在于主要包括如下内容：在厌氧生物滤池启动前于b区、c区装填滤料并附着生物膜，四个区域全部注满水，活塞设于a区顶部，所有阀门均关闭；首先启动a区活塞由上往下移动，开启控制阀3、4、6、7、10、11、12、13，调节阀18、19，待处理污水通过调节阀18进入a区活塞上部，活塞下部污水经控制阀3、4进入b区、c区，在滤料及生物膜作用下进行污染物过滤、降解，随后通过控制阀6、7流出，经外循环管路和控制阀10、11、12、13进入d区，d区污水通过调节阀19排出，当活塞移动到a区最下部时，a区注满待处理污水；再启动活塞由下往上移动，控制阀1、2、5、8、9持续开启，其余关闭，a区污水经控制阀1、2进入b区、c区，进行生物反应和滤料清洗，随后通过控制阀8、9流出，经外循环路和控制阀11、12进入d区；当活塞运行至a区顶部后，再次启动活塞由上往下移动，如此交替进行，实现污水处理。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：在控制阀10和14之间管路上设有过滤器16，在控制阀13和15之间管路上设有过滤器17；当活塞由上往下移动时，用于截留控制阀6、7流出的污水在进入d区时水中的悬浮物，防止装置内部滤料堵塞。10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：在运行过程中定期对过滤器16、17进行清洗，清洗过程交替进行，即b区和c区不能同时进行过滤器清洗，以保证d区时刻有进水。11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于：具体操作过程为：以b区为例，当活塞由
下往上移动时，b区污水经控制阀8、10、14外排，持续1-2分钟，将过滤器16截留的悬浮物带出系统；当控制阀10、14开启时，11关闭；其余时间控制阀8流出的污水通过控制阀11进入d区。12.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述的污水中cod浓度低于5000mg/l，tn浓度低于400mg/l，ss浓度低于300mg/l。
技术总结
本发明涉及一种厌氧生物滤池及其处理污水的方法，通过设计特定结构的厌氧生物滤池，利用活塞运动实现，活塞运动使污水在滤床中双向交错推进，能够有效避免短流，提高滤床内的布水均匀性，使滤床的处理效果得到充分发挥。本发明厌氧生物滤池可实现生物滤床双向进排水，无需设反冲洗模块，就能够将生物滤床内悬浮物及时外排，保证出水清澈，确保滤池长期稳定运行。定运行。
技术研发人员：赵胜楠 姜蕊 余稷
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院
技术研发日：2020.12.31
技术公布日：2022/7/1
声明：
“厌氧生物滤池及其处理污水的方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
651
编辑：中冶有色技术网
来源：中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院
分享 0
举报 0
收藏 0
反对 0
点赞 0
中冶有色技术平台
2024年05月17日 ~ 19日 
换一批
