1.本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种应用于炼油废水强化预处理的新型内循环曝气生物滤池及其废水曝气方法。
2.
背景技术：3.水资源短缺和水污染问题已成为制约国民经济可持续发展的重要因素，引起社会各界的高度关注。而石油炼制过程产生的污水水量大，成分非常复杂，大部分为难生物降解物质，常规的ao2或a2o为主的处理工艺，流程长，占地面积大，耗时长，效果一般。
4.曝气生物滤池具有结构紧凑、处理效率高、出水水质稳定、易于操作管理和适应范围广等特点，是一种高效、简易和低能耗等污水处理技术，目前已广泛应用于城市污水处理、工业废水处理及微污染水源的处理中。
5.因此，急需针对炼油废水设计了一种强化型的曝气生物滤池。
6.
技术实现要素：7.有鉴于此，本发明提供一种新型内循环曝气生物滤池及其废水曝气方法。
8.本发明可有效提高炼油废水的可生化性，降低常规生化废水处理工艺的负荷，能够大幅同步降低进水的cod、难降解有机物浓度和氨氮浓度，同时提高废水的可生化性，有效降低后续生化单元的处理负荷，促进废水的回用或达标排放。
9.本发明的技术方案为：一种新型内循环曝气生物滤池，其特征在于，包括池体，所述池体中部设有内筒，所述内筒外侧设有填料区，所述内筒上方设有顶盖，所述内筒与顶盖之间对称设有折流板，所述内筒与折流板之间为回水区，所述折流板与顶盖之间为三相分离区，所述三相分离区包括沉淀区、澄清区；所述三相分离区内对称设有溢流板，所述溢流板之间为沉淀区，所述溢流板的外侧为澄清区；所述内筒下方连接有曝气装置；所述填料区下方为配水曝气区。
10.进一步的，所述折流板相向倾斜设置。
11.进一步的，所述填料区包括至少2层填料层。
12.进一步的，所述填料区包括4层填料层。
13.进一步的，所述填料区包括以下至少两种填料层的组合：火山岩颗粒填料层、陶粒填料层、焦炭颗粒填料层、膨胀硅铝酸盐颗粒填料层。
14.优选的，为了强化生物传质效果，可在填料中掺杂零价铁粉。
15.进一步的，所述填料层的高度为500-1500mm，填料间距为100-300mm。所述填料层
的比表面积均大于3*104cm2/g，孔隙率均大于40%。
16.特别的，所述填料层中可附着不同微生物，完成不同种类污染物的降解。所述微生物包括异养菌、硝化菌、反硝化菌。
17.进一步的，所述填料层的上方设有筛板，所述填料层的下方设有承托板，所述填料层设置于筛板与承托板之间。
18.进一步的，所述承托板为多孔承托板，所述承托板的厚度为10-350mm，承托板的孔径为20-50mm，孔间距为25-80mm；所述筛板为多孔筛板，所述筛板的孔径为1-10目。
19.进一步的，所述内筒的直径为50-800mm，高度为2-6m，厚度为4-60mm，所述内筒的筒壁对称设有螺距为10-50mm的螺旋式导流板。
20.优选的，所述内筒为pe内筒，所述承托板为pe承托板，所述筛板为pe筛板。
21.进一步的，所述池体底部的水平截面为v型，所述池体底部分别设有进水管、污泥回流管。
22.进一步的，所述沉淀区外侧连接有排泥管，还包括污泥回流泵，所述污泥回流泵分别与排泥管、污泥回流管连接。
23.进一步的，所述顶盖上方连接有废气出口管。
24.进一步的，所述澄清区外侧连接有净水出口管。
25.进一步的，所述曝气装置连接有进气管，所述进气管连接有风机。
26.进一步的，所述填料区两侧分别连接有反冲洗进水管、反冲洗出水管。所述填料区的填料层分别连接有反冲洗进水管、反冲洗出水管。
27.本发明还提供一种新型内循环曝气生物滤池的废水曝气方法，包括上述的生物滤池，包括以下步骤：采用生物滤池进行曝气，曝气条件为：填料层的水力停留时间为10-20h，气水体积比为20-40：1，滤池内循环回流比大于20。
28.特别的，本发明的所有接管口，均采用均匀开孔的法兰盘连接。优选的，所述法兰盘采用pe材料，外径为200mm，厚度为20mm，法兰盘上的开孔的孔径为17.5mm，孔间距为160mm。
29.本发明提供一种新型内循环曝气生物滤池，该内循环曝气生物滤池具体结构为：主要包括滤池池体中心内筒体、内筒与池体之间的生物填料区、底部配水曝气区、顶部三相分离区四个部分。所述池体底部采用倒锥形设计，在倒锥形的中心（内筒的底部）设置曝气装置并连通进气管。生物填料可根据来水水质和处理要求进行分层设置，至少为2层及以上，每层填料层底部用多孔承托板支撑，顶部用多孔筛板固定。内筒的内壁上设螺旋式导流板，消除可能存在的偏流。填料区的上方设八字形折流板，折流板两端固定在溢流板壁上，折流板与填料区之间形成回水区，折流板上方为三相分离区。三相分离区位于滤池顶部为倒锥形结构的三相分离区，此区域分为沉淀区和澄清区，两部分采用溢流板分隔，锥形外壁与溢流板间留有空隙，溢流板与锥形外壁间形成溢流区，溢流区接净水出口管；沉淀到折流板上的泥，用设置在其上的排泥管排出外筒，然后污泥回流或排出，其比例滤池运行状况调整。每层填料层底部接反冲洗进水管，每层填料顶部接反冲洗出水管。池体上方加顶盖密封，并设置专用管道将气体回收集中处理后排放。
30.本发明中，在生物滤池中央位置设置具有导流作用的内筒，内筒下方布置曝气装置。流体的流动情况如下：
进水通过进水管进入生物滤池底部的配水曝气区，空气通过进气管经由曝气装置进入内筒底部。
31.在曝气头不断补充空气的作用下，新鲜进水与滤池内循环水、菌胶团快速混合，并被高速气流带动沿内筒往上流动；内筒内壁上设螺旋式导流板，消除偏流，强化湍流，保证了气、水和菌胶团的均匀混合。池体和内筒间的环形空间设置了四种不同的填料层，每层间有空隙；每层填料层的孔隙率不同，附着的微生物存在差异，优选的，第1、2层填料层为添加异养菌，主要为用来降低有机物浓度，第3层为添加硝化菌，第4层为添加反硝化菌，完成好氧除氮、好氧硝化、缺氧反硝化等作用，能强化同步降低废水中的有机物和氨氮浓度。且填料层的层数及每层填料高度可以根据水质的情况进行调整。
32.优选的，在第3、4层填料层设置了氧化还原电位探头，与进气阀形成进气量联锁，实现精确控制。
33.在上升气流的带动下，水和菌胶团被提升到内筒上部，在滤池的顶部折流板作用下，绝大部分流体进入回水区，水气流自上而下通过各填料层和多孔筛板，返回到配水空间；废水经过填料层后，其中有机物被降解或分解为小分子有机物、氨氮类物质被硝化处理。回水区上方一部分流体穿过八字形折流板到滤池上方的三相分离区，气、水和菌胶团在沉淀区实现分离，气体通过顶部专用管道收集处理后排放；三相分离区设溢流板，沉淀区上方水通过溢流板到达澄清区，在此区域，水和菌胶团实现进一步分离，沉淀下来的菌胶团顺着倒锥形外壁返回回水区，澄清区上方接净水出口管道。
34.每层填料下方的滤池壳壁上安装反冲洗进水管，在滤池另一侧壳壁的填料上方安装反冲洗出水管，用来冲洗生物填料，各层填料的反冲洗时间和水量等根据每层填料的运行情况调整。
35.生物滤池运行一段时间后，生物膜厚度增加，需要进行反冲洗。反冲洗气水混合物通过连接法兰上开设的孔眼进入每层填料的底部，再经由生物滤池填料底部承托板上的小孔对生物填料进行冲洗。大多数反冲洗脱落的生物膜从反冲洗出水管排出。每层填料的反冲洗时间和水量根据填料的运行状况设定。
36.优选的，本发明处理以下指标的污水效果最佳：处理的废水为经沉淀、气浮、隔油等物化处理后的炼厂废水，石油类≤5mg/l，cod值为2500-3500mg/l，nh
3-n浓度为75-120mg/l。
37.本发明的有益效果在于：本发明具有强湍流、高生物密度和微生物功能分区等特点，不仅占地面积小，容积负荷大、抗冲击能力强，而且耗时较短，能同步降解有机物和脱氮。
38.本发明通过强化滤池内的传质和传氧能力，提高难降解炼油废水的可生化性，可以有助于处理高浓度难降解炼油废水，以较低成本实现回用或达标排放。
39.附图说明
40.图1为本发明的结构示意图。
41.具体实施方式
42.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
43.实施例1一种新型内循环曝气生物滤池，其特征在于，包括池体10，所述池体中部设有内筒1，所述内筒外侧设有填料区2，所述内筒上方设有顶盖3，所述内筒与顶盖之间对称设有折流板4，所述内筒与折流板之间为回水区101，所述折流板与顶盖之间为三相分离区102，所述三相分离区包括沉淀区1021、澄清区1022；所述三相分离区内对称设有溢流板5，所述溢流板之间为沉淀区1021，所述溢流板的外侧为澄清区1022；所述内筒下方连接有曝气装置6；所述填料区下方为配水曝气区103。
44.进一步的，所述折流板相向倾斜设置。
45.进一步的，所述填料区包括4层填料层。
46.进一步的，所述填料区包括依次设置的火山岩颗粒填料层、陶粒填料层、焦炭颗粒填料层、膨胀硅铝酸盐颗粒填料层。
47.优选的，为了强化生物传质效果，可在填料中掺杂零价铁粉。
48.进一步的，所述填料层的高度为800-1200mm，填料间距为200-300mm。所述填料层的比表面积均大于3*104cm2/g，孔隙率均大于40%。
49.特别的，所述填料层中可附着不同微生物，完成不同种类污染物的降解。所述微生物包括异养菌、硝化菌、反硝化菌。
50.进一步的，所述填料层的上方设有筛板22，所述填料层的下方设有承托板23，所述填料层设置于筛板与承托板之间。
51.进一步的，所述承托板为多孔承托板，所述承托板的厚度为200-350mm，承托板的孔径为20-50mm，孔间距为30-80mm；所述筛板为多孔筛板，所述筛板的孔径为1-7目。
52.进一步的，所述内筒的直径为600-800mm，高度为5-6m，厚度为40-60mm，所述内筒的筒壁对称设有螺距为40-50mm的螺旋式导流板。
53.优选的，所述内筒为pe内筒，所述承托板为pe承托板，所述筛板为pe筛板。
54.进一步的，所述池体底部的水平截面为v型，所述池体底部分别设有进水管104、污泥回流管105。
55.进一步的，所述沉淀区外侧连接有排泥管106，还包括污泥回流泵7，所述污泥回流泵分别与排泥管、污泥回流管连接。
56.进一步的，所述顶盖上方连接有废气出口管31。
57.进一步的，所述澄清区外侧连接有净水出口管107。
58.进一步的，所述曝气装置连接有进气管61，所述进气管连接有风机62。
59.进一步的，所述填料区两侧分别连接有反冲洗进水管24、反冲洗出水管25。所述填料区的填料层分别连接有反冲洗进水管、反冲洗出水管。
60.实施例2本实施例提供一种与实施例1结构相同的内循环曝气生物滤池，所不同的是，所述填料区包括4层填料层，自上而下分别为两层高度为800mm的火山岩，粒径分别为3-5cm和2-3cm；第三层为粒径为3-4cm的陶粒，高度为1000mm；第四层为粒径为1-3cm的焦炭颗粒，高度为1000mm。各相邻填料层的间距为15-20cm，填料比表面积为3.5-9
×
104cm2/g，孔隙率均大于50%，密度为1.5-2.5g/cm3。
61.填料层的上方设有筛板，所述填料层的下方设有承托板，所述填料层设置于筛板与承托板之间。
62.所述内筒的直径为500-600mm，高度为4-5.5m，厚度为30-50mm，所述内筒的筒壁对称设有螺距为30-50mm的螺旋式导流板。
63.进一步的，所述承托板为多孔承托板，所述承托板的厚度为100-300mm，承托板的孔径为20-40mm，孔间距为30-60mm；所述筛板为多孔筛板，所述筛板的孔径为3-6目。
64.本实施例还提供一种新型内循环曝气生物滤池的废水曝气方法，包括上述的生物滤池，包括以下步骤：采用生物滤池进行曝气，曝气条件为，水力停留时间12-14h，气水比(体积比)30-40：1，循环比25-30。
65.进水条件为：cod
cr
浓度2800-3500mg/l，硫化物20-50mg/l，挥发酚20-40mg/l，氨氮90-120mg/l，bod5/cod
cr
为0.1-0.3。
66.经处理后，出水条件为：cod
cr
浓度800-1200mg/l，硫化物2-10mg/l，挥发酚0-5mg/l，氨氮60-90mg/l，bod5/cod
cr
为0.35-0.5。
67.实施例3本实施例提供一种与实施例1结构相同的内循环曝气生物滤池，所不同的是，所述填料区包括4层填料层，自上而下分别为高度为800mm的火山岩，粒径分别为3-5cm，第二层为粒径2-3cm的膨胀硅铝酸盐颗粒，填料高度为1000mm；第三层为粒径为3-4cm的陶粒，高度为1000mm；第四层为粒径为2-3cm的焦炭颗粒，高度为1000mm。各相邻填料层的间距为25-40cm，填料比表面积为3-9
×
104cm2/g，孔隙率均大于50%，密度为1.5-2.5g/cm3。
68.填料层的上方设有筛板，所述填料层的下方设有承托板，所述填料层设置于筛板与承托板之间。
69.所述内筒的直径为500-600mm，高度为4-5.5m，厚度为30-50mm，所述内筒的筒壁对称设有螺距为30-50mm的螺旋式导流板。
70.进一步的，所述承托板为多孔承托板，所述承托板的厚度为100-300mm，承托板的孔径为20-40mm，孔间距为25-50mm；所述筛板为多孔筛板，所述筛板的孔径为4-6目。
71.本实施例提供一种与实施例2结构相同的内循环曝气生物滤池，本实施例的运行条件为：水力停留时间15-20h，气水比(体积比)30-40：1，循环比30-35。
72.进水条件为：cod
cr
浓度2500-3500mg/l，硫化物20-50mg/l，挥发酚20-40mg/l，氨氮90-120mg/l，bod5/cod
cr
为0.1-0.3。
73.经处理后，出水条件为：cod
cr
浓度600-1100mg/l，硫化物1-8mg/l，挥发酚0-5mg/l，氨氮50-80mg/l，bod5/cod
cr
为0.35-0.5。
74.实施例4本实施例提供一种与实施例1结构相同的内循环曝气生物滤池，所不同的是，所述填料区包括3层填料层，自上而下分别为高度800mm的火山岩，粒径为2-4cm；第二层为粒径为3-4cm的陶粒，高度为800mm；第三层为粒径为2-4m的焦炭颗粒，高度为1000mm。各相邻填料层的间距为30-40cm，填料比表面积为4-9
×
104cm2/g，孔隙率均大于50%，密度为1.5-2.5g/cm3。
75.所述内筒的直径为400-600mm，高度为3-4.5m，厚度为20-40mm，所述内筒的筒壁对称设有螺距为20-40mm的螺旋式导流板。
76.填料层的上方设有筛板，所述填料层的下方设有承托板，所述填料层设置于筛板与承托板之间。
77.进一步的，所述承托板为多孔承托板，所述承托板的厚度为150-350mm，承托板的孔径为20-40mm，孔间距为30-50mm；所述筛板为多孔筛板，所述筛板的孔径为4-7目。
78.本实施例还提供一种新型内循环曝气生物滤池的废水曝气方法，包括上述的生物滤池，包括以下步骤：采用生物滤池进行曝气，曝气条件为：水力停留时间12h，气水比(体积比)40-45：1，循环比25。处理效果如下表所示：进水条件为：cod
cr
浓度2500-2900mg/l，硫化物9.2-13.5mg/l，挥发酚16-20mg/l，氨氮78-92mg/l，bod5/cod
cr
为0.1-0.3。
79.经处理后，出水条件为：cod
cr
浓度1100-1200mg/l，硫化物3-6mg/l，挥发酚0.5-6mg/l，氨氮60-70mg/l，bod5/cod
cr
为0.35-0.5。
80.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
81.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。需注意的是，本发明中所未详细描述的技术特征，均可以通过任一现有技术实现。
技术特征：1.一种新型内循环曝气生物滤池，其特征在于，包括池体，所述池体中部设有内筒，所述内筒外侧设有填料区，所述内筒上方设有顶盖，所述内筒与顶盖之间对称设有折流板，所述内筒与折流板之间为回水区，所述折流板与顶盖之间为三相分离区，所述三相分离区包括沉淀区、澄清区；所述三相分离区内对称设有溢流板，所述溢流板之间为沉淀区，所述溢流板的外侧为澄清区；所述内筒下方连接有曝气装置；所述填料区下方为配水曝气区。2.根据权利要求1所述的新型内循环曝气生物滤池，其特征在于，所述填料区包括至少2层填料层。3.根据权利要求2所述的新型内循环曝气生物滤池，其特征在于，所述填料区包括以下至少两种填料层的组合：火山岩颗粒填料层、陶粒填料层、焦炭颗粒填料层、膨胀硅铝酸盐颗粒填料层。4.根据权利要求3所述的新型内循环曝气生物滤池，其特征在于，所述填料层的高度为500-1500mm，填料间距为100-300mm。5.根据权利要求1所述的新型内循环曝气生物滤池，其特征在于，所述填料层的上方设有筛板，所述填料层的下方设有承托板，所述填料层设置于筛板与承托板之间。6.根据权利要求5所述的新型内循环曝气生物滤池，其特征在于，所述承托板为多孔承托板，所述承托板的厚度为10-350mm，承托板的孔径为20-50mm，孔间距为25-80mm；所述筛板为多孔筛板，所述筛板的孔径为1-10目；所述内筒的直径为50-800mm，高度为2-6m，厚度为4-60mm，所述内筒的筒壁对称设有螺距为10-50mm的螺旋式导流板。7.根据权利要求1所述的新型内循环曝气生物滤池，其特征在于，所述池体底部的水平截面为v型，所述池体底部分别设有进水管、污泥回流管；所述沉淀区外侧连接有排泥管，还包括污泥回流泵，所述污泥回流泵分别与排泥管、污泥回流管连接。8.根据权利要求1所述的新型内循环曝气生物滤池，其特征在于，所述顶盖上方连接有废气出口管；所述澄清区外侧连接有净水出口管；所述曝气装置连接有进气管，所述进气管连接有风机。9.根据权利要求1所述的新型内循环曝气生物滤池，其特征在于，所述填料区两侧分别连接有反冲洗进水管、反冲洗出水管；所述填料区的填料层分别连接有反冲洗进水管、反冲洗出水管。10.一种新型内循环曝气生物滤池的废水曝气方法，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的生物滤池，包括以下步骤：采用生物滤池进行曝气，曝气条件为：填料层的水力停留时间为10-20h，气水体积比为20-40：1，滤池内循环回流比大于20。
技术总结本发明提供一种新型内循环曝气生物滤池及其废水曝气方法，包括池体，所述池体中部设有内筒，所述内筒外侧设有填料区，所述内筒上方设有顶盖，所述内筒与顶盖之间对称设有折流板，所述内筒与折流板之间为回水区，所述折流板与顶盖之间为三相分离区，所述三相分离区包括沉淀区、澄清区；所述三相分离区内对称设有溢流板，所述溢流板之间为沉淀区，所述溢流板的外侧为澄清区；所述内筒下方连接有曝气装置；所述填料区下方为配水曝气区。本发明具有强湍流、高生物密度和微生物功能分区等特点，不仅占地面积小，容积负荷大、抗冲击能力强，而且耗时较短，能同步降解有机物和脱氮，可提高难降解炼油废水的可生化性，以较低成本实现回用或达标排放。用或达标排放。用或达标排放。
技术研发人员：王春花
受保护的技术使用者：惠州学院
技术研发日：2022.07.12
技术公布日：2022/11/1
