技术领域
[0001] 本实用新型涉及污
水处理设备技术领域，具体涉及一种基于纳米介孔滤料的阶梯排布式生物滤池。
背景技术
[0002] 中国文献CN107673365A(
申请日：2017年10月30日)公开了一种生产改性沸石的波裂解方法，其特征是：高频波发生器产生的振动
信号传给换能振子，由换能振子把
电能转换成信号要求的振动波能，振动波在改性剂水溶液的弹性传播介质中产生
空化效应和空化气泡，空化气泡闭合时产生相当1000个以上
大气压的瞬时冲击，反复多次的冲击使天然沸石孔道中的杂质排出，保持沸石格架不变，经洗净、
烘烤，除去沸石中的阴离子和沸石水，制成改性沸石。为了制造出更高
质量的滤料，可选用阳离子交换容量高，
比表面积大，总孔体积大，平均孔径适当的
矿石作为原料，并通过高频波在水溶液中的机械
力、静电力、空化作用、自由基作用进行波裂解，再经高温处理制成高质量的滤料，使其离子交换能力、总孔体积、平均孔径都有进一步提高。
[0003] 由于人类活动，自然环境中
氨氮以百倍千倍速度上升，导致生态持续恶化，人们尝试用各种方法控制，在处理效果上，生化法较有优势，目前以此衍生出的较好的方法是BAF工艺(生物滤池)，使
微生物附着在生物滤池内具有纳米介孔的滤料上，微生物能在滤料上集中和繁殖形成纤毛状的
生物膜，生物膜能直接将氨氮转化为氮气和水实现污水脱氮、除磷
净化。经上述波裂解方法制成的沸石是一种会产生“
沸腾”现象的天然
硅铝酸盐矿石，可作为上述的具有纳米介孔的滤料。其
晶体结构是硅(铝)
氧四面体连成的三维格架，格架中有大小不等的空穴和孔道。在处理污水时，滤料中无数的
纳米级孔道能物理
吸附氨氮、重金属、COD微粒，还能首选吸附NH4-N，形成C/N比很低的高浓度氨氮区，完成短程反硝化的理想基质环境，微生物能附着在滤料上并集中繁殖，形成多层次的维生物膜，滤料吸附的污物就会通过短程反硝化不断的被消化，同时滤料的吸附和离子交换功能反复和持续的发挥作用，使滤料不断自行活化，以便长期发挥作用，无需更换和频繁维护滤料，大大降低处理成本。但
现有技术的生物滤池的滤池筒体内培养成熟的菌群容易从滤池筒体的出水口被排走，造成净化效果下降。且现有技术中的生物滤池各滤池筒体之间需设置外部的动力设备去驱动水流入到下一级的滤池筒体内，能耗较高且不利于降低成本。实用新型内容
[0004] 针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种基于纳米介孔滤料的阶梯排布式生物滤池，其主要解决的是现有技术的生物滤池的滤池筒体内培养成熟的菌群容易从滤池筒体的出水口被排走，造成净化效果下降，且现有技术中的生物滤池各滤池筒体之间需设置外部的动力设备去驱动水流入到下一级的滤池筒体内，能耗较高且不利于降低成本等技术问题。
[0005] 为达到上述目的，本实用新型是通过以下技术方案实现的：
[0006] 一种基于纳米介孔滤料的阶梯排布式生物滤池，包括多个呈依次降低的阶梯状排布的滤池筒体，多个滤池筒体相连通形成多级
串联结构，滤池筒体下部开设有一个能供水流入的进水口且上部开设有一个能供水流出的出水口以形成下端进水上端出水结构，滤池筒体下部还开设有能与增氧机相连接的进气口，滤池筒体内设有一个能在滤池筒体底部形成架空区的
支撑架，支撑架的支撑高度高于进气口，在支撑架上堆叠有若干内部填充纳米介孔滤料的袋装滤料以形成具有密集的多孔结构的滤料区，在滤料区中能培养菌群，待处理的
原水通过进水口能进入到滤池筒体内并先后经过架空区与滤料区而被菌群净化，相邻的两滤池筒体中上一级的滤池筒体的出水口与下一级的滤池筒体的进水口通过管路相连通，且上一级的滤池筒体的进水口和出水口分别高于下一级的滤池筒体的进水口和出水口以便于由上一级的滤池筒体流出的水能自动地流入到下一级的滤池筒体内，进而使原水能依次经过多个滤池筒体而被多级净化，每一滤池筒体上设有一个能使该滤池筒体内流出的含有成熟菌群的原水母液部分回流到该滤池筒体底部内架空区中的
回流管道以提高净化效率。
[0007] 进一步，所述滤池筒体内的滤料区上层与滤池筒体上部的出水口之间间隔一段距离以形成出水缓存区。
[0008] 进一步，所述回流管道的上端连通该滤池筒体内的出水缓存区，回流管道的下端连通该滤池筒体内的架空区区，且回流管道中安装有回流量控制
泵。
[0009] 进一步，每一滤池筒体通过回流管道回流的原水母液的量通过回流量控制泵被控制为滤池筒体的出水口流出量的10％～20％。
[0010] 进一步，所述滤池筒体上端开设有换气口。
[0011] 进一步，所述滤池筒体底部的架空区中设有与进气口相连接的曝气装置，通过曝气装置能间歇性地提高滤池筒体中水的含氧量使便于更好地培养好氧菌、兼氧菌和厌氧菌形成菌群。
[0012] 进一步，所述增氧机的安装高度高于最高的滤池筒体的出水口以防增氧机停机时滤池筒体内的水倒灌进增氧机中去。
[0013] 进一步，所述滤池筒体的进水口和进气口均开设在滤池筒体下部的周面上，出水口开设在滤池筒体上部的周面上。
[0014] 进一步，所述支撑架包括支撑脚和支撑网，支撑网的设置高度高于进气口，若干袋装滤料叠置在支撑网上。
[0015] 进一步，所述基于纳米介孔滤料的阶梯排布式生物滤池包括三个滤池筒体，三个滤池筒体呈依次降低的阶梯状排布并相连通形成多级串联结构。
[0016] 本实用新型所述的基于纳米介孔滤料的阶梯排布式生物滤池，具有如下优点：
[0017] 1、滤池筒体内通过支撑架能在滤池筒体底部形成便于待处理的原水在滤池筒体内均匀分散开来的架空区，在支撑架上堆叠有若干层内部填充纳米介孔滤料的袋装滤料以形成具有密集的多孔结构的滤料区，待处理的原水中本身就会携带一定量的生物菌种，当待处理的原水被加压输入到滤池筒体内时，生物菌种会在滤池筒体内会进一步集中和生长发育繁殖形成多层次的生物膜，依靠生物膜把纳米介孔滤料
物理吸附的氨氮等转化氮气和水从而实现污水净化。且多个滤池筒体呈依次降低的阶梯状排布，使得由上一级的滤池筒体流出的水能自动地流入到下一级的滤池筒体内，无需使用外部的动力设备去驱动水流进入下一级的滤池筒体，能降低能耗，节约成本。
[0018] 2、滤池筒体为下端进水上端出水结构，此进出水结构能使流经滤池筒体更加充分均匀地与滤料区中的袋装滤料
接触，进一步提高净化效果。
[0019] 3、滤池筒体上设有一个能使该滤池筒体内流出的含有成熟菌群的原水母液部分回流到该滤池筒体底部内架空区中的回流管道，因菌群在滤池筒体内的生长发育是需要一定时间的，而滤池筒体内的水是一直流到的，若未在滤池筒体上设计回流管道，那么在该滤池筒体内培养成熟的菌群就可能有相当部分直接从滤池筒体的出水口被排走，而实用新型中通过回流管道能使带有成熟菌群的原水母液部分回流到滤池筒体底部内架空区中去，进一步提高了滤池筒体菌群的数量，进而能提高原水在滤池筒体内的净化效率。
附图说明
[0020] 图1是本实用新型
实施例的的立体结构示意图。
[0021] 图2是本实用新型实施例的另一
角度立体结构示意图。
[0022] 图3是本实用新型实施例的滤池筒体内部结构示意图。
[0023] 图4是本实用新型实施例的袋装滤料在滤池筒体内的堆叠示意图。
[0024] 标号说明：
[0025] 1、滤池筒体，2、增氧机，3、支撑架，4、袋装滤料，5、回流管道，11、进水口，12、出水口，13、进气口，14、换气口，15、架空区，16、滤料区，17、出水缓存区，31、支撑脚，32、支撑网，51、回流量控制泵。
具体实施方式
[0026] 下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述。
[0027] 在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或
位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0028] 请参照附图1至附图4，本实施例中，一种基于纳米介孔滤料的阶梯排布式生物滤池，包括多个呈依次降低的阶梯状排布的滤池筒体1，多个滤池筒体1相连通形成多级串联结构，滤池筒体1下部开设有一个能供水流入的进水口11且上部开设有一个能供水流出的出水口12以形成下端进水上端出水结构，滤池筒体1下部还开设有能与增氧机2相连接的进气口13，滤池筒体1内设有一个能在滤池筒体1底部形成架空区15的支撑架3，支撑架3的支撑高度高于进气口13，在支撑架3上堆叠有若干内部填充纳米介孔滤料的袋装滤料4以形成具有密集的多孔结构的滤料区16，在滤料区16中能培养菌群，待处理的原水通过进水口11能进入到滤池筒体1内并先后经过架空区15与滤料区16而被菌群净化，相邻的两滤池筒体1中上一级的滤池筒体1的出水口12与下一级的滤池筒体1的进水口11通过管路相连通，且上一级的滤池筒体1的进水口11和出水口12分别高于下一级的滤池筒体1的进水口11和出水口12以便于由上一级的滤池筒体1流出的水能自动地流入到下一级的滤池筒体1内，进而使原水能依次经过多个滤池筒体1而被多级净化，每一滤池筒体1上设有一个能使该滤池筒体1内流出的含有成熟菌群的原水母液部分回流到该滤池筒体1底部内架空区15中的回流管道5以提高净化效率。
[0029] 本实施例中，滤池筒体1内，通过支撑架3能在滤池筒体1底部形成便于待处理的原水在滤池筒体1内均匀分散开来的架空区15，在支撑架3上堆叠有若干层内部填充纳米介孔滤料的袋装滤料4以形成具有密集的多孔结构的滤料区16，袋装滤料4中的纳米介孔滤料可以选择现有技术中的多孔材料，例如可选用沸石或其他具有多孔结构的类似的天然硅铝酸盐矿石；待处理的原水中本身就会携带一定量的生物菌种，当待处理的原水被加压输入到滤池筒体1内时，生物菌种会在滤池筒体内会进一步集中和生长发育繁殖形成多层次的生物膜，依靠生物膜把纳米介孔滤料物理吸附的氨氮等转化氮气和水从而实现污水净化。且多个滤池筒体1呈依次降低的阶梯状排布，使得由上一级的滤池筒体1流出的水能自动地流入到下一级的滤池筒体1内，无需使用外部的动力设备去驱动水流进入下一级的滤池筒体1，能降低能耗，节约成本；且滤池筒体1为下端进水上端出水结构，此进出水结构能使流经滤池筒体1更加充分均匀地与滤料区16中的袋装滤料4接触，进一步提高净化效果；且滤池筒体1上设有一个能使该滤池筒体1内流出的含有成熟菌群的原水母液部分回流到该滤池筒体1底部内架空区15中的回流管道5，因菌群在滤池筒体1内的生长发育是需要一定时间的，而滤池筒体1内的水是一直流到的，若未在滤池筒体1上设计回流管道5，那么在该滤池筒体1内培养成熟的菌群就可能有相当部分直接从滤池筒体1的出水口12被排走，而本实施中，通过回流管道5能使带有成熟菌群的原水母液部分回流到滤池筒体1底部内架空区15中去，进一步提高了滤池筒体1菌群的数量，进而能提高原水在滤池筒体1内的净化效率。
[0030] 请参照附图1至附图4，本实施例中，滤池筒体1内的滤料区16上层与滤池筒体1上部的出水口12之间间隔一段距离以形成出水缓存区17。
[0031] 请参照附图1至附图4，本实施例中，回流管道5的上端连通该滤池筒体1内的出水缓存区17，回流管道5的下端连通该滤池筒体1内的架空区15区，且回流管道5中安装有回流量控制泵51。
[0032] 请参照附图1至附图4，本实施例中，每一滤池筒体1通过回流管道5回流的原水母液的量通过回流量控制泵51被控制为滤池筒体1的出水口12流出量的10％～20％，本实施例中，优选地，原水母液回流量控制为15％。
[0033] 请参照附图1至附图4，本实施例中，滤池筒体1上端开设有换气口14。
[0034] 请参照附图1至附图4，本实施例中，滤池筒体1底部的架空区15中设有与进气口13相连接的曝气装置，曝气装置能使通过增氧机2进入到滤池筒体1内的氧气更加均匀细腻，进一步提高滤池筒体1内水的含氧量，通过曝气装置能间歇性地提高滤池筒体1中水的含氧量使便于更好地培养好氧菌、兼氧菌和厌氧菌形成菌群。本实施例中，可以通过间歇性开启增氧机2的方式来间歇性地提高滤池筒体1中水的含氧量，进而能更好地在滤池筒体1内培养好氧菌和兼氧菌，而当增氧机2停机时，有利于在滤池筒体1内培养厌氧菌，进而使得滤池筒体1内好氧菌、兼氧菌和厌氧菌的数量更加均衡，能提高净化效果。
[0035] 请参照附图1至附图4，本实施例中，增氧机2的安装高度高于最高的滤池筒体1的出水口12以防增氧机2停机时滤池筒体1内的水倒灌进增氧机2中去。
[0036] 请参照附图1至附图4，本实施例中，滤池筒体1的进水口11和进气口13均开设在滤池筒体1下部的周面上，出水口12开设在滤池筒体1上部的周面上。
[0037] 请参照附图1至附图4，本实施例中，支撑架3包括支撑脚31和支撑网32，支撑网32的设置高度高于进气口13，若干袋装滤料4叠置在支撑网32上。本实施例中，为了能方便将支撑架3更方便地安装到滤池筒体1内去，支撑架3可以分隔为若干个小的支撑架组
块，由多个支撑架组块在滤池筒体1内拼装形成支撑架3，同时滤池筒体1上端的换气口14可以设置得大一些以便于放入支撑架组块和袋装滤料4。
[0038] 请参照附图1至附图4，本实施例中，基于纳米介孔滤料的阶梯排布式生物滤池包括三个滤池筒体1，三个滤池筒体1呈依次降低的阶梯状排布并相连通形成多级串联结构。然而，本领域技术人员应理解，在其他实施例中，滤池筒体1的数量也可以是两个或四个或者更多，并不局限于本实施例中所公开的三个，串联越多滤池筒体1，其净化率也相应地会进一步提高。
[0039] 请参照附图1至附图4，本实施例中，滤料区16中每一层袋装滤料4均由若干排平行布置的袋装滤料4组成，排与排之间间隔一段距离且层与层之间错开。本实施例中，滤料区16中每一层袋装滤料4均由若干排平行布置的袋装滤料4组成，排与排之间间隔一段距离且层与层之间错开，袋装滤料4层与层之间错开，使得滤料区16各袋装滤料4之间的间隙形成的供原水流过的路径变长，能增加原水在滤料区16中的滞留时间，进而能进一步提高净化效率。
[0040] 请参照附图1至附图4，本实施例中，滤料区16中的袋装滤料4层与层之间错开90°，排与排之间的袋装滤料4呈头尾错开不齐平状，且滤池筒体1内滤料区16与架空区15的高度的比值为3～3.5。
[0041] 请参照附图1至附图4，本实施例中，滤池筒体1的直径D为200cm～250cm，架空区15高H1为40cm～60cm，滤料区高H2为120cm～210cm，滤料区16中同层的袋装滤料4排与排之间间隔2cm～5cm。
[0042] 本实施例中，滤料区16中的袋装滤料4层与层之间错开90°，排与排之间的袋装滤料4呈头尾错开不齐平状，这样的堆叠方式能保证滤料区16中的袋装滤料4的堆叠稳固性，且袋装滤料4层与层之间错开90°，使得滤料区16各袋装滤料4之间的间隙形成的供原水流过的路径变长，能增加原水在滤料区16中的滞留时间，进而能进一步提高净化效率。
[0043] 以上所述，实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行
修改，或者对其中的部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，因此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，都属于本实用新型的保护范围。
