申请日2006.04.21
公开(公告)日2011.03.23
IPC分类号C02F3/10
摘要
本发明公开了具有生物膜接触和固-液分离功能的废水处理设备，其中具有生物膜接触、斜板沉积和脱膜功能的生物过滤器装置包括：设置有多个斜板(2)的斜板沉降器，每块板相对于水表面以预定向下倾角和预定间距平行地隔开，并且由板(2)形成的间隔用由具有增大的比表面和生物亲和性的材料形成的生物膜介质(3，3a)填充，以使微生物能够在其中以生物膜的形状附着并生长;和脱膜装置，该脱膜装置通过向生物膜介质(3，3a)和斜板(2)施加剪切力，分离在生物膜介质(3，3a)上附着且生长的生物膜和沉积在斜板(2)表面上的固体。
权利要求书
1.一种用于水处理设备的生物过滤器装置，其特征在于，该装置包括：斜板沉降器，其设置有多个斜板(2)，每块板相对于水表面以预定的向下倾角和预定间距平行地隔开;和生物膜介质(3，3a)，其由具有增大的比表面和生物亲和性的材料形成，用于使形成于斜板(2)之间的间隔中的微生物附着并生长于其上面。
2.如权利要求1所述的生物过滤器装置，其特征在于，所述装置包括脱膜装置，该脱膜装置通过向附着且生长在生物膜介质(3，3a)上的生物膜和斜板(2)表面上沉积的固体施加剪切力，从斜板(2)和生物膜介质(3，3a)上分离固体，并且其中所述的脱膜装置包括用于产生搅动水流的搅拌器、用于喷出气泡的扩散器(11)和鼓风机(12)的组合装置、用于同时喷出水流和气泡的喷射器(15)和泵(14)的组合装置和用于产生超声波的超声波振荡器的至少一种或者多种。
3.如权利要求1所述的生物过滤器装置，其特征在于，所述的生物膜介质(3，3a)包括如下固定生物膜介质和流化生物膜介质中的一种或多种：所述固定生物膜介质例如是经膨胀以使空隙在其间连通的多孔树脂垫、其中纤维相互缠绕的海绵状网垫、多孔陶瓷材料、多孔活性炭材料、在其至少一个表面上形成有纤毛的织物或非织造织物、以及在绳上具有许多密集编织的织物或环状棉突出物的悬浮微生物接触材料;并且所述流化生物膜介质例如是合成树脂形成物、多孔树脂、粒状活性炭、粒状多孔陶瓷和由棉绒或细线形成的细线球。
4.如权利要求1所述的生物过滤器装置，其特征在于，所述斜板(2)和生物膜介质(3，3a)的任一侧具有固体可在其上面容易地移动的光滑表面，而另一侧为多孔生物膜介质构成的一侧光滑板状介质，微生物可以生长并附着在该多孔生物膜介质上。
5.一种使用生物过滤器装置的水处理设备，其特征在于，将权利要求1至4所述的生物过滤器装置中的至少一种或者多种设置于相对大容量的反应器或者沉降室(20)上，并且所述反应器或者沉降室(20)的流出液经生物过滤器装置(1)和净化流出液出口(7)排到外部，脱膜装置通过向生物膜介质(3，3a)和斜板(2)施加剪切力而分离生物膜和固体，并且所述的生物过滤器装置(1)的净化流出液出口(7)配置有用于防止将净水排出沉降室(20)的外部或者用于切断净水排出的通路调节装置(8)，以使脱膜装置所作用的生物过滤器装置(1)的净化流出液出口(7)紧闭以防止固体污染净水。
6.一种使用生物过滤器装置的水处理设备，其特征在于，权利要求1至4中任一项所述的生物过滤器装置(1a，1b)中的至少一种或者多种设置在废水处理设备中的至少一个或者多个反应器(22，24)上，该废水处理设备包括一个或者多个反应器(21，22，23，24)和沉降室(20a)，并且所述的生物过滤器装置(1a，1b)的净化流出液通路与后续反应器(23)或者沉降室(20a)连通，以使生物过滤器装置(1a，1b)的流出液能够流入后续反应器(23)或者沉降室(20a)中。
7.一种使用生物过滤器装置的水处理设备，其特征在于，权利要求1至4中任一项所述的生物过滤器装置(1)的一种或者多种设置在反应器(30)的上表面，所述的反应器(30)包括水流入口(31)和净化流出液出口(32)，并在该反应器中发生化学附聚反应或者由微生物附着生长和悬浮生长引起的生物反应，并且所述的生物过滤器装置(1)的净化流出液通路(7)与反应器(30)的净化流出液出口(32)连通，以使生物过滤器装置(1)的流出液能够经净化流出液出口(32)排到外部。
8.如权利要求7所述的设备，其特征在于，设置有生物过滤器装置(1)的反应器(30)在其下面的间隔中填充如下固定生物膜介质和流化生物膜介质中的一种或多种，以使空隙能够连通并且能够同时发生微生物的附着生长和悬浮生长;所述固定生物膜介质例如是经膨胀以使空隙在其间连通的多孔树脂垫、其中纤维相互缠绕的海绵状网垫、多孔陶瓷材料、多孔活性炭材料、在其至少一个表面上形成有纤毛的织物或非织造织物、以及在绳上具有许多密集编织的织物或环状棉突出物的悬浮微生物接触材料;并且所述流化生物膜介质例如是合成树脂形成物、多孔树脂、粒状活性炭、粒状多孔陶瓷和由棉绒或者细线形成的细线球。
说明书
生物过滤器装置和使用该生物过滤器装置的水处理设备
技术领域
本发明涉及一种水处理设备，其中所需设备小，并且该设备能够将包含在废水和蓄水池中的固体(固体颗粒)经济地分离，并对溶解的有机物质进行生物分解。
背景技术
重力沉降器主要用于废水处理设备、水净化设备和用来在固-液分离工艺中分离包含在液体中的固体的固-液分离系统。但是，虽然重力沉降器能够大量地除去较大颗粒尺寸和较重比重的固体，但该沉降器存在许多缺点：例如但不局限于其不能有效地除去较小的颗粒并且需要大设备。
用作重力沉降器的常规斜板沉降器(inclination plate-type settler)在所需设备方面是经济的。但是，常规沉降器仍存在许多缺点：尤其是，由于其仅具有固-液分离功能，所以不能充分除去流化颗粒和溶解的有机物质。
具有生物膜接触(biofilm contact)和过滤功能的常规生物过滤器的优点在于，能同时进行固-液分离和分解溶解的有机物质的功能，然而，该生物过滤器也具有难以适用于处理具有高固体浓度的废水的缺点。该生物过滤器的缺点还在于，其主要配置在用于处理具有低固体浓度的上层清液的重力沉降器的后端，以致需要大设备并且压头损失高。
发明内容
技术问题
公开本发明以解决上述问题，本发明的目的是提供生物过滤器装置和使用该生物过滤器装置的水处理设备，其中，所述生物过滤器装置设有脱膜装置，该脱膜装置通过向附于且生长在固定生物膜介质(biofilm media)上的生物膜和沉积在斜板表面上的固体施加剪切力，而从斜板和固体生物膜介质上分离固体，以便能够同时进行固-液分离作用和有机物质的生物分解作用，从而使本发明可以应用于处理高固体浓度的废水，并且不需要单独的附加设备和构造，从而易被应用于常规重力沉降器。
技术方案
根据本发明目的的生物过滤器装置包括：设置有多个斜板的斜板沉降器，每块板相对于水表面以预定的向下倾角和预定的间距平行地隔开;和由具有增大的比表面和生物亲和性的材料形成的生物膜介质，形成于斜板之间的间隔中的微生物附着和生长于其上面。
所述生物膜介质可以包括至少一种或者多种固定生物膜介质和流化生物膜介质，其中，所述固定生物膜介质包括经膨胀以使空隙在其间连通的多孔树脂垫、其中纤维相互缠绕的海绵状网垫、多孔陶瓷材料、多孔活性炭材料、在其至少一个表面上形成有纤毛的织物或非织造织物、以及在绳上具有许多密集编织的织物或环状棉突出物的悬浮微生物接触材料;并且所述流化生物膜介质包括合成树脂形成物、多孔树脂、粒状活性炭、粒状多孔陶瓷和由细线形成的细线球(fine threadballs)。
可以由一侧光滑板状介质(plated media)形成所述斜板和生物膜介质，在该板状介质中，一侧具有固体可在其上面容易地移动的光滑表面，而另一侧为微生物可以在上面附着并生长的多孔生物膜介质。
而且，所述生物过滤器装置可以设有脱模装置，该装置包括：产生搅动水流的搅拌器，其通过向生物膜介质上附着并生长的生物膜和斜板表面上沉积的固体施加剪切力，而从斜板和生物膜介质上分离固体;包括用于喷出气泡的扩散器(diffuser)和鼓风机的组合装置;包括用于同时喷出水流和气泡的喷射器和泵的组合装置;以及用于喷出水流的喷嘴和泵的组合装置或者用于产生超声波的超声波振荡器。
此外，为了除去收集在上层清液中的固体和无机物质，或者为了减少污染物和固体流入后续反应器和沉降室，所述生物滤池装置可以包括废水处理设备，该废水处理设备设置于反应器和沉降室上。
另外，所述废水处理设备可以设有置于反应器上部的生物过滤器装置，反应器中形成污泥层或者发生生物或物理化学反应，并且所述的废水处理设备可以进一步加入处理功能，其中在其下面的间隔中用生物膜介质填充所述反应器，以便可以通过附着并生长于生物膜介质上的微生物进行处理功能。
有益效果
根据本发明，所述的生物过滤器装置可以被无限制地具体化：其由于使用生物膜介质而具有生物体的生物分解功能且由于使用斜板沉降设备而具有固体分离功能，所以其可以处理高固体浓度的废水。
所述的生物过滤器装置可以与重力沉降器或者反应器相结合，以实现需要较小设备并且能够同时除去固体和溶解的有机物质的多种类 型的经济且有效的水处理设备。
