本发明涉及一种翻板曝气生物滤池及其污水处理方法，包括滤池和布水、布气管，滤池在底板中部的下方设置一矩形断面的集水渠，由集水渠隔板将滤池和集水渠分为两层，集水渠隔板上布置有一排一排的布水、布气横管，在集水渠隔板上铺有滤料层；滤池壁一侧安装有翻板阀，翻板阀外侧有反冲排水渠，翻板阀的上方设有进水渠及溢流堰；布水、布气横管被埋没在滤料层内，与布水、布气组合竖管连通，集水渠一侧的滤池壁与曝气量控制阀、反冲洗气控制阀的出气管道及滤后出水管、反冲洗进水管连通。本发明代替了传统生物滤池曝气、反冲洗配气两个独立的系统，节省了投资、减少了建设施工难度、提高了设备使用率。可广泛应用于生物滤池污水处理工艺中。
1.一种翻板曝气生物滤池，包括滤池和布水、布气管，其特征在于：所述滤池在底板中部的下方设置一矩形断面的集水渠（15），由集水渠隔板（13）将滤池和集水渠分为两层，集水渠隔板（13）上布置有一排一排的布水、布气横管（5），在集水渠隔板（13）上铺有滤料层（6）；在滤池壁一侧，高于滤料层的部位安装有翻板阀（7），翻板阀外侧有反冲排水渠（9），翻板阀的上方设有进水渠及溢流堰（8）；所述布水、布气横管（5）被埋没在滤料层内，布水、布气横管（5）的底板与向上穿过集水渠隔板（13）、向下伸入集水渠（15）的布水、布气组合竖管（4）连通，所述集水渠（15）的一侧滤池壁与曝气量控制阀（14）、反冲洗气控制阀（16）的出气管以及滤后出水管（3）、反冲洗进水管（1）连通；
所述布水、布气横管（5）的横截面为拱门形，其顶部分布有余气释放孔（5.2），其两侧腰部各有一条上防堵凹槽（5.7）和一条下防堵凹槽（5.8），在凹槽内开有一排上布气孔（5.3）和一排下布气孔（5.4），底板中心筋板（5.1）两侧分布有两排布水孔（5.6），横管底板外侧有两条外凸筋板（5.5），横管底板在集水渠部位开有连通布水、布气组合竖管（4）的插孔（5.9）；
所述布水、布气组合竖管（4），由布水管（4.4）和布气管（4.1）两根管子组合而成，固定在集水渠隔板（13）上，组合竖管（4）的头部插入横管底板的插孔（5.9）内，其中布水管（4.4）的管顶和横管的底板上平面取平，布气管（4.1）顶高于横管的上布气孔（5.3），滤池集水渠隔板（13）以下的布水管（4.4）长度大于布气管（4.1），布气管（4.1）在紧靠滤池集水渠隔板（13）下边处设有集水渠气垫层余气释放孔（4.2），在布气管（4.1）的下端管壁上开有进气孔（4.3）；
所述滤池集水渠隔板（13）为二次浇混凝土板，布水、布气组合竖管（4）被固定在该板上；
进气管（2）上连有曝气量控制阀（14）和反冲洗气控制阀（16）。
2.一种应用权利要求1所述翻板曝气生物滤池的污水处理方法，其特征在于步骤如下：
原水通过进水渠及溢流堰（8）均匀流入滤池，利用水重力作用，渗透穿过滤料层（6），原水中的悬浮物和滤料层中脱落的生物膜被阻留在滤料层中，过滤后的水经布水、布气横管（5）底部的布水孔收集后通过布水、布气组合竖管（4）中的布水管流入滤池底部的集水渠（15），通过滤后出水管（3）流出；
曝气工况：在滤水的同时，压缩空气经进气管（2）、曝气量控制阀（14）进入滤池下部的集水渠（15），并在集水渠顶部形成集水渠气垫层（10），当气垫层达到一定厚度后通过组合竖管（4）中的布气管（4.1）下部的进气孔（4.3）进入布气管后，进入布水、布气横管（5）,并在布水、布气横管的上部形成横管气垫层（11），然后通过布水、布气横管的上布气孔（5.3），形成曝气气泡（12）从池底部上升均匀的通过滤料层，为滤池生物氧化降解工作提供足够的氧气，翻板生物滤池在滤水、曝气工况时，翻板阀（7）处于关闭状态；
先关闭进水管阀门和曝气量控制阀，让进入池内的原水继续过滤，待池内水位降至滤料层上20cm时关闭滤后出水阀，然后通过启动反冲泵并开关相应的反冲洗气、水控制阀门按气冲、气水混合冲、水冲3个阶段对滤池进行反冲洗，当一个反冲过程结束后，先后分别按45°、90°的不同开启度按一定的时间控制程序，顺序打开排水翻板阀，将反冲水和滤池内集聚的污物排出，以下是三个阶段的流程：气冲洗阶段：压缩空气经进气管（2）、反冲洗气控制阀（16）进入滤池下部的集水渠（15），并在集水渠顶部形成集水渠气垫层（10），当气垫层达到一定厚度后通过组合竖管（4）中的布气管（4.1）下部的进气孔（4.3）进入布气管后，进入布水、布气横管（5）,并在布水、布气横管的上部形成横管气垫层（11），然后通过布水、布气横管上的上布气孔（5.3）和下布气孔（5.4），形成反冲洗气泡（20）从池底部上升均匀的通过滤料层以达到气冲洗滤料的目的，在此需要说明的是，由于滤池反冲洗时的气量为曝气量的3-4倍，故形成的集水渠气垫层（10）和横管气垫层（11）都比曝气时形成的气垫层要厚的多，形成的气泡量也大得多；
气、水混合冲洗阶段：反冲洗气的工作情况和气冲洗阶段相同，此时，反冲洗水经反冲洗进水管（1）进入集水渠（15），在水压作用下通过组合竖管的布水管（4.4），进入布水、布气横管（5），通过横管底板上的布水孔（5.6）流出，均匀穿过滤料层（6）对滤料进行清洗；
水冲洗阶段：反冲洗气控制阀关闭，集水渠上部气垫层和横管内存的余气会通过竖管上的集水渠余气释放孔（4.2）和横管上部的余气释放孔（5.2）释放掉，以避免在集水渠、竖管和横管中形成气阻和脉冲，此时，集水渠和竖管、横管内将全部充满水，水冲洗时横管上的上布气孔（5.3）、下布气孔（5.4）和余气释放孔（5.2）也会有少量的反冲洗水流出，由于其孔径很小，水流量也很小。
3.根据权利要求2所述的污水处理方法，其特征在于：所述翻板阀（7）的开启角度控制滤池的反冲洗排水。
4.根据权利要求2所述的污水处理方法，其特征在于：所述生物滤池的曝气工况和反冲洗工况采用同一根布水、布气横管（5）完成曝气、过滤和反冲洗时的布水及布气，并利用进气管（2）上连有的曝气量控制阀（14）和反冲洗气控制阀（16）控制滤池曝气和气反冲洗。
翻板曝气生物滤池及其污水处理方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种污水处理设施。
背景技术
[0002] 目前运行的传统曝气生物滤池大多为V型滤池结构，按照处理污水工艺的流向可分为上向流(UBAF)和下向流(DBAF)，两种工艺各有优点，但都存在着一个共同缺陷就是滤池的曝气头和滤头、进气管与反冲洗气管都是独立设置，既增加了建设投资又增加了施工难度，此外，滤池采用预制滤板，滤板在池底进行二次拼装，平整度不易控制，导致配水配气不够均匀，由于传统的曝气生物滤池仅在滤板底部形成一个气垫层滤池，因此在曝气和气水反冲洗时气压不够稳定，影响曝气和反冲洗效果，不能保证工作质量，影响工作效率。
发明内容
[0003] 本发明的目的是提供一种翻板曝气生物滤池及其污水处理方法，要解决进一步保证滤池曝气、反冲洗质量、提高工作效率的技术问题。
[0004] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0005] 一种翻板曝气生物滤池及其污水处理方法，包括滤池和布水、布气管，所述滤池在底板中部的下方设置一矩形断面的集水渠，由集水渠隔板将滤池和集水渠分为两层，集水渠隔板上布置有一排一排的布水、布气横管，在集水渠隔板上铺有滤料层；在滤池壁一侧，高于滤料层的部位安装有翻板阀，翻板阀外侧有反冲排水渠，翻板阀的上方设有进水渠及溢流堰；所述布水、布气横管被埋没在滤料层内，布水、布气横管的底板与向上穿过集水渠隔板、向下伸入集水渠的布水、布气组合竖管连通，所述集水渠的一侧滤池壁与曝气量控制阀、反冲洗气控制阀的出口管道及滤后出水管、反冲洗进水管连通。
[0006] 所述布水、布气横管的横截面为拱门形，其顶部分布有余气释放孔，其两侧腰部各有一条上防堵凹槽和一条下防堵凹槽，在凹槽内开有一排上布气孔和一排下布气孔，其底板中心筋板两旁分布有两排布水孔，横管底板在集水渠部位开有连通布水、布气组合竖管的插孔；
[0007] 所述布水、布气组合竖管，由布水管和布气管两根管子组合而成，固定在集水渠隔板上。其组合竖管的头部插入横管底板上的插孔内，其中布水管顶和横管底板上平面取平，布气管顶高于横管的上布气孔，滤池集水渠隔板以下的布水管长度大于布气管，布气管在紧靠滤池集水渠隔板下边处设有集水渠气垫层余气释放孔，在布气管的下端管壁上开有进气孔；
[0008] 所述滤池集水渠隔板为二次浇混凝土板，布水、布气组合竖管被固定在该板上。
[0009] 所述进气管上连有曝气量控制阀和反冲洗气控制阀。
[0010] 一种应用所述翻板曝气生物滤池的污水处理方法，其特征在于：步骤如下：
[0011] 过滤工况：原水通过进水渠及溢流堰均匀流入滤池，利用水重力作用，渗透穿过滤料层，原水中的悬浮物和滤料层中脱落的生物膜被阻留在滤料层中，过滤后的水经布水、布气横管底部的布水孔收集后通过布水、布气组合竖管中的布水管流入滤池底部的集水渠，通过滤后出水管流出；
[0012] 曝气工况：在滤水的同时，压缩空气经进气管、曝气量控制阀进入滤池底部的集水渠，在其上部形成一个集水渠气垫层，然后通过布水、布气组合竖管中的布气管进入布水、布气横管,在布水、布气横管的上部形成横管气垫层，然后通过布水、布气横管的上布气孔以小气泡的状态从池底部上升均匀的通过滤料层，为滤池生物氧化降解工作提供足够的氧气，翻板生物滤池在滤水、曝气工况时，翻板阀处于关闭状态；
[0013] 反冲洗工况：先关闭进水阀门和曝气量控制阀，让进入池内的原水继续过滤，待池内水位降至滤料层上20cm左右时关闭滤后出水阀，然后通过启动反冲泵并开关相应的反冲洗气、水控制阀门按气冲、气水混合冲、水冲3个阶段对滤池进行反冲，当一个反冲过程结束后，先后按45°、90°的不同开启度按一定的时间控制程序，顺序打开排水翻板阀，将反冲水和滤池内集聚的污物排出。
[0014] 所述翻板阀的开启角度控制滤池的反冲洗排水的流向和流量。
[0015] 所述生物滤池的曝气工况和反冲洗工况采用同一根布水、布气横管完成曝气、过滤和反冲洗时的布水及布气，并利用进气管上连有的曝气量控制阀和反冲洗气控制阀控制滤池曝气和气反冲洗。
[0016] 与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：
[0017] 本发明利用一套简洁的布气系统代替了传统生物滤池曝气、反冲洗配气两个独立的系统，节省了投资、减少了建设施工难度、缩短了施工周期、减少了维修工作量，提高了设备使用率。
[0018] 本发明曝气横管安装在滤池的最底部，可以保证滤料层任何部位都能均匀的获得氧气。保证曝气工艺的效果和出水水质。
[0019] 本发明工作时形成两个气垫层，保证了曝气和气冲洗时气压的恒定。
[0020] 本发明不设置反冲洗排水渠，滤料层中不需安装曝气头和管道，从而可以最大化利用滤池的建筑面积处理原水。
[0021] 本发明采用了先进的反冲洗工艺，翻板生物滤池在反冲洗时不同于以往其它池型滤池对反冲洗水的使用方法，在气冲、气水混合冲、水冲3个阶段中翻板阀始终是关闭的，通过提高反冲强度加大滤料的碰撞和反冲水的清洗强度，既提高了滤池的反冲效率又避免了滤料的流失，同时使反冲水得到了重复利用，减少了反冲水的用量，此外，排水初期翻板阀只开启45°，所以积聚在滤池内的反冲水上部的悬浮物可以迅速排出，而池内的滤料由于比重大、沉降速度快，不会流失。
[0022] 本发明可广泛应用于生物滤池污水处理工艺中。
附图说明
[0023] 下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
[0024] 图1是本发明的结构示意图。
[0025] 图2是本发明的布水、布气横管的结构主视示意图。
[0026] 图3是本发明的布水、布气横管的结构侧视示意图。
[0027] 图4是本发明的布水、布气横管的结构仰视示意图。
[0028] 图5是本发明的布水、布气横管的安装示意图。
[0029] 图6是本发明的布水管的结构示意图。
[0030] 图7是本发明的布水管的结构侧视示意图。
[0031] 图8是本发明的布水、布气竖管的结构示意图。
[0032] 图9是本发明的布水、布气竖管的结构侧视示意图。
[0033] 图10是本发明的过滤、曝气的工作示意图。
[0034] 图11是本发明的反冲洗的工作示意图。
[0035] 附图标记：1－反冲洗进水管、2－进气管、3－滤后出水管、4－布水、布气组合竖管、4.1－布气管、4.2－集水渠余气释放孔、4.3－布气管进气孔、4.4－布水管、4.5-布水管凹槽、5－布水、布气横管、5.1－底板中心筋板、5.2－余气释放孔、5.3－上布气孔、5.4－下布气孔、5.5－底板外凸筋板、5.6－布水孔、5.7-上防堵凹槽、5.8-下防堵凹槽、
5.9-插孔、6－滤料层、7－翻板阀、8－进水渠及溢流堰、9－反冲排水渠、10－集水渠气垫层、11－横管气垫层、12－曝气气泡、13－滤池集水渠隔板、14－曝气量控制阀、15－集水渠、16－反冲洗气控制阀、17-固定压板、18-固定螺栓、19-稳定橡胶垫、20-反冲洗气泡。
具体实施方式
[0036] 实施例参见图1所示，一种翻板曝气生物滤池，包括滤池和布水、布气管，其特征在于：所述滤池在底板中部的下方设置一矩形断面的集水渠15，由集水渠隔板13将滤池和集水渠分为两层，集水渠隔板13上布置有一排一排的布水、布气横管5，在集水渠隔板13上铺有滤料层6；在滤池壁一侧，高于滤料层的部位安装有翻板阀7，翻板阀外侧有反冲排水渠9，翻板阀的上方设有进水渠及溢流堰8；所述布水、布气横管被埋没在滤料层内，布水、布气横管5的底板与向上穿过集水渠隔板13、向下伸入集水渠的布水、布气组合竖管4连通，所述集水渠一侧与反冲洗进水管1和曝气量控制阀14、反冲洗气量控制阀16的出气管以及滤后出水管3、反冲洗进水管1连通。
[0037] 参见图2、图3、所示，所述布水、布气横管5的横截面为拱门形，其顶部分布有余气释放孔5.2，其两侧腰部各有一条上防堵凹槽5.7和一条下防堵凹槽5.8，在凹槽内开有一排上布气孔5.3和一排下布气孔5.4，其底板中心筋板5.1两旁分布有两排布水孔5.6，底板的外侧有两条外凸筋板5.5，用于固定安装；横管底板在集水渠部位开有连通布水、布气组合竖管4的插孔；
[0038] 参见图4所示，横管的安装方法简单，在滤池底板上安装好固定螺栓18后，在横管底部垫上稳定橡胶垫19，用金属固定压板17压住滤管底板的外侧的外凸筋板5.5，锁紧固定螺栓的螺帽即可。横管底板中心筋板5.1和稳定橡胶垫19可保证底板下平面和滤池底板留有一定间隙保证横管布水孔的正常工作。
[0039] 参见图5、图6所示，布水、布气组合竖管4采用薄壁不锈钢管材制作，制作工艺比较复杂，首先，根据布气管与布水管需要复合在一起的长度和布气管的外径制作一套压制模具，把布水管压出一段和布气管外径、复合长度一致的布水管凹槽4.5，把开好余气释放孔和进气孔的布气管放置在布水管凹槽4.5中，然后通过氩弧焊接使其形成复合管。
[0040] 参见图7、图8所示，所述布水、布气组合竖管4，由布水管4.4和布气管4.1两根管子组合而成，固定在集水渠隔板13上，布水、布气组合竖管4的头部插入横管底板的插孔5.9内，其中布水管4.4的管顶和横管的底板上平面取平，布气管4.1的管顶高于横管的上布气孔5.3，滤池集水渠隔板13以下的布水管4.4长度大于布气管4.1，布气管4.1在紧靠滤池集水渠隔板13下边处设有集水渠气垫层余气释放孔4.2，在布气管4.1的下端管壁上开有进气孔4.3，根据滤池运行在曝气、气反冲洗时需要的气量大小所形成的气垫层的厚薄调节进气量。
[0041] 所述横管和竖管接口部位配合间隙小于1毫米以避免造成反冲洗时水的泄漏。
[0042] 所述滤池集水渠隔板13为二次浇混凝土板，布水、布气组合竖管4被固定在该板上。
[0043] 所述进气管2上连有曝气量控制阀14和反冲洗气控制阀16。
[0044] 一种应用所述翻板曝气生物滤池的污水处理方法，参见图6、图7所示，步骤如下：
[0045] 过滤、曝气工况：
[0046] 过滤工况：原水通过进水渠及溢流堰8均匀流入滤池，利用水重力作用，渗透穿过滤料层6，原水中的悬浮物和滤料层中脱落的生物膜被阻留在滤料层中，过滤后的水经布水、布气横管5底部的过水孔收集后通过布水、布气组合竖管4中的布水管流入滤池底部的集水渠15，通过滤后出水管3流出；
[0047] 曝气工况：在滤水的同时，压缩空气经进气管2、曝气量控制阀14进入滤池底部的集水渠，在其上部形成一个集水渠气垫层10，然后通过布水、布气组合竖管4中的布气管进入布水、布气横管5,在布水、布气横管的上部形成横管气垫层11，然后通过布水、布气横管5.3，形成曝气气泡12从池底部上升均匀的通过滤料层，为滤池生物氧化降解工作提供足够的氧气，翻板生物滤池在滤水、曝气工况时，翻板阀7处于关闭状态；
[0048] 反冲洗工况：
[0049] 先关闭进水管阀门和曝气量控制阀，让进入池内的原水继续过滤，待池内水位降至滤料层上20cm左右时关闭滤后出水阀，然后通过启动反冲泵并开关相应的反冲洗气、水控制阀门按气冲、气水混合冲、水冲3个阶段对滤池进行反冲，当一个反冲过程结束后，先后分别按45°、90°的不同开启度按一定的时间控制程序，顺序打开排水翻板阀，将反冲水和滤池内集聚的污物排出。以下是三个阶段的流程：
[0050] 气冲洗阶段：压缩空气经进气管2、反冲洗气控制阀16进入滤池下部的集水渠15，并在集水渠顶部形成集水渠气垫层10，当气垫层达到一定厚度后通过组合竖管4中的布气管4.1下部的进气孔4.3进入布气管后，进入布水、布气横管5,并在布水、布气横管的上部形成横管气垫层11，然后通过布水、布气横管上的上布气孔5.3和下布气孔5.4，形成反冲洗气泡20从池底部上升均匀的通过滤料层以达到气冲洗滤料的目的。在此需要说明的是，由于滤池反冲洗时的气量约为曝气量的3-4倍，故形成的集水渠气垫层10和横管气垫层11都比曝气时形成的气垫层要厚的多，形成的气泡量也大得多；
[0051] 气、水混合冲洗阶段：反冲洗气的工作情况和气冲洗阶段相同，此时，反冲洗水经反冲洗进水管1进入集水渠15，在水压作用下通过组合竖管的布水管4.4，进入布水、布气横管5，通过横管底板上的布水孔5.6流出，均匀穿过滤料层6对滤料进行清洗；
[0052] 水冲洗阶段：反冲洗气控制阀关闭，集水渠上部气垫层和横管内存的余气会通过竖管上的集水渠余气释放孔4.2和横管上部的余气释放孔5.2释放掉，以避免在集水渠、竖管和横管中形成气阻和脉冲，此时，集水渠和竖管、横管内将全部充满水，水冲洗时横管上的上布气孔5.3、下布气孔5.4和余气释放孔5.2也会有少量的反冲洗水流出，由于其孔径很小，水流量也很小。
[0053] 所述翻板阀7的开启角度控制滤池的反冲洗排水的流向和流量。
[0054] 所述生物滤池的曝气工况和反冲洗工况采用同一根布水、布气横管5完成曝气、过滤和反冲洗时的布水及布气，并利用进气管2上连有的曝气量控制阀14和反冲洗气控制阀16控制滤池曝气和气反冲洗。
