[发明专利]一种新型轻质滤料反硝化生物滤池

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型轻质滤料反硝化生物滤池，属于环境工程污水处理技术 领域。

背景技术

目前，水环境污染和水资源短缺已经成为制约我国国民经济进一步可持续发 展的主要问题，引起了社会各界的高度关注。生物滤池是一种具有简易、高效和低 耗特征的新型污水生物处理技术，是近年来污水生物处理领域的研究热点之一。该 技术具有出水水质稳定、处理效率高、处理水量大、占地面积小、设备结构紧凑、 操作管理方便、易于实现自动控制、适用范围广等特点。目前已经被广泛地应用于 我国的城市污水处理、小区生活污水的处理及回用、工业废水处理以及微污染水地 表水的处理，正逐渐成为我国污水生物处理领域一种重要的技术手段之一。

滤料的选择对于生物滤池工艺是十分关键和重要的，不同类型的滤料具有不 同的物理特性，例如比表面积，粒径，孔隙率，密度等等。如今大多数研究人员选 用石英砂或者黏土烧制成的陶粒作为生物滤池的滤料，这类滤料表面粗糙，具有较 大的比表面积，有利于微生物的附着生长，因此污水经处理后可以取得较好的出水 水质。但是，石英砂滤料由于滤料间空隙较小，容易造成堵塞问题，滤池在运行过 程中，水头损失增加较迅速，反冲洗较频繁，运行周期相应地缩短。而陶粒滤料在 滤池工作时间较长后容易出现板结现象，从而导致反冲洗时较难冲洗并且不利于滤 池的管理与维护。无论是石英砂还是陶粒滤料，它们的比重均大于水，那么在滤池 反冲洗过程中，消耗的动力和水量必然会大大增加。近些年，一些研究人员采用一 种利用聚苯乙烯高分子材料生产出的轻质塑料小球作为生物滤池的滤料，一定程度 上解决了传统陶粒等重质滤料使用过程中所带来的问题。但是，现有的聚苯乙烯轻 质滤料存在物理性能脆、冲击强度低、易出现应力开裂等问题，从而在滤池运行过 程中容易破碎而随出水流失造成滤料损耗。

发明内容

本发明的目的在于针对现有生物滤池滤料运行过程中的不足，提供一种新型 轻质滤料反硝化生物滤池，增强滤料的抗冲击性，同时高效地脱氮、减少反冲洗动 力和水量消耗、提高产水率，降低系统运行能耗和成本。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种新型轻质滤料反硝化生物滤池，包括滤池，滤池内填充有轻质滤料，在轻 质滤料的下方设置进水管，在轻质滤料的上方设置出水管，所述的轻质滤料采用改 性的聚苯乙烯滤料，所述的改性的聚苯乙烯滤料平均粒径为3.4-3.8mm，堆积密度 为40-50kg/m³，孔隙率为0.4，比表面积大于1000m²/m³。

改性的聚苯乙烯滤料按重量百分比包括以下组分：聚苯乙烯74％、聚碳酸酯 9％、无机纳米粒子11％、偶联剂1.5％、抗氧剂1.5％、填充剂1.5％、润滑剂1.2％ 和色母0.3％，各组分所取数量之和等于100％。

所述的无机纳米粒子为纳米二氧化硅。

所述的抗氧剂为二丁基羟基甲苯。

所述的润滑剂为由硬脂酸钙、氧化聚乙烯蜡和聚四氟乙烯超微粉按照重量比 1:2:1复配而成的混合物。

改性的聚苯乙烯滤料采用以下步骤制备而成：

步骤一：按组分配方取聚苯乙烯和聚碳酸酯加入至双螺旋挤出机熔融共混，加 热温度为240-280℃，得到熔融状态的共混物；

步骤二：将无机纳米粒子、偶联剂、抗氧剂、填充剂、润滑剂和色母加入至上 述熔融状态的共混物中，并充分搅拌30-120min；

步骤三：将步骤二的共混物通过双螺旋挤出机挤出、水冷、切粒、干燥即得改 性的聚苯乙烯滤料。

所述的滤池还包括设置在轻质滤料上方的反冲洗进水管道，设置在轻质滤料下 方的反冲洗排泥管与反冲洗进气管。

所述的轻质滤料上部设置有轻质滤料挡板，所述的轻质滤料挡板上开设有格 栅。

所述的轻质滤料与滤池底部之间的空间为缓冲配水区。