一种生物过滤器、脱氮除磷方法及处理系统与流程

1.本发明涉及深度脱氮除磷技术领域，尤其涉及一种生物过滤器、脱氮除磷方法及处理系统。


背景技术：

2.再生水是城市河湖主要补给水源，其中的氮磷浓度普遍高于天然水体，易导致补给水体富营养化状态加重，爆发水华的风险也随之提升，因此，有必要对补给河湖的再生水进行深度脱氮除磷处理，以降低潜在的生态风险。
3.目前，普遍采用反硝化深床滤池技术进行深度脱氮除磷处理。例如，可以在反硝化深床滤池的进水中投加除磷絮凝剂，采用乙酸钠作为碳源，在进行反硝化的同时截留含磷絮体，从而达到脱氮除磷的目的。但由于使用液体碳源且同时截留过滤，导致深床反硝化滤池需要频繁反冲洗且深度脱氮效果不佳。若脱氮除磷分步进行，则会导致深度脱氮除磷步骤复杂。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种生物过滤器、脱氮除磷方法及处理系统，以简化深度脱氮除磷步骤，保证脱氮除磷操作方便可靠，可以适用于工厂(工程)化操作。
5.第一方面，本发明提供一种生物过滤器，包括：外筒、内筒、截流填料结构、生物填料结构、与所述内筒连通的第一进水管，以及与所述外筒连通的第一出水管；所述内筒设在所述外筒的内部，所述外筒具有相对的第一端面和第二端面；其中，
6.所述截流填料结构位于所述内筒的内部，所述内筒具有溢流结构，以所述第一端面为基准，所述第一进水管低于所述截流填料结构靠近所述第一端面的表面，所述溢流结构高于所述截流填料结构靠近所述第二端面的表面；
7.所述生物填料结构位于所述外筒的内侧壁与所述内筒的外侧壁之间的区域，以所述第一端面为基准，所述生物填料结构低于所述溢流结构靠近所述第一端面的表面，所述第一出水管低于所述生物填料结构靠近所述第一端面的表面。
8.与现有技术相比，本发明提供的生物过滤器中，截流填料结构位于内筒内，且以第一端面为基准，内筒的第一进水管低于截流填料结构靠近第一端面的表面，内筒的溢流结构高于截流填料结构靠近第二端面的表面。基于此，在进行废水处理时，废水通过第一进水管进入内筒进水区，经截流填料结构截留其中的总磷，获得的内筒初级出水通过溢流结构进入外筒的内侧壁和内筒的外侧壁之间的区域。在此基础上，由于生物填料结构位于外筒的内侧壁与内筒的外侧壁之间，且以第一端面为基准，生物填料结构低于溢流结构靠近第一端面的表面，第一出水管低于生物填料结构靠近第一端面的表面，因此，内筒初级出水通过溢流结构进入生物填料结构进行生物脱氮除磷处理，继而使得脱氮除磷出水通过第一出水管导出。
9.由上可见，本发明提供的生物过滤器通过将内筒置于外筒内，并在内筒内容置截
流填料结构，在外筒的内侧壁与内筒的外侧壁之间的区域容置生物填料结构，从而将外筒的内部空间划分为总磷截留区域以及围绕截流区分布的生物脱氮除磷区，因此，本发明提供的生物过滤器结构简单，紧凑。而内筒所具有的溢流结构可以使得内筒初级出水采用溢出的方式直接进入生物脱氮除磷区，无需通过管道进入生物脱氮除磷区，因此，采用本发明的生物过滤器可以简化深度脱氮除磷步骤，保证脱氮除磷操作方便可靠，便于工业化实现。
10.第二方面，本发明还提供一种脱氮除磷方法，应用上述技术方案所述生物过滤器，所述脱氮除磷方法包括：
11.通过第一进水管向内筒通入待处理水；
12.利用截流填料结构对所述待处理水进行总磷吸附，获得内筒初级出水；
13.利用溢流结构将所述内筒初级出水输入所述内筒的外侧壁和外筒的外侧壁之间的区域；
14.利用生物填料结构对所述内筒初级出水至少进行脱氮处理，获得脱氮除磷出水；
15.利用第一出水管排出所述脱氮除磷出水。
16.与现有技术相比，本发明提供的处理系统的有益效果与第一方面描述的所述生物过滤器的有益效果相同，此处不做赘述。
17.第三方面，本发明还提供一种处理系统，包括上述技术方案所述生物过滤器。
18.与现有技术相比，本发明提供的处理系统的有益效果与第一方面描述的所述生物过滤器的有益效果相同，此处不做赘述。
附图说明
19.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
20.图1为本发明实施例提供的水处理系统的结构示意图；
21.图2为本发明实施例提供的生物过滤器的结构示意图；
22.图3为本发明实施例的外筒结构示意图；
23.图4为本发明实施例的内筒相关结构示意图；
24.图5为本发明实施例的第一环形孔板结构示意图；
25.图6为本发明实施例的第二环形孔板结构示意图；
26.图7为本发明实施例的排水相关结构示意图；
27.图8为本发明实施例的脱氮除磷方法的流程图。
具体实施方式
28.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
29.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
30.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性
或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。
31.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”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发明和简化描述，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发明的限制。
32.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
33.本发明示例性实施例提供一种生物过滤器、脱氮除磷方法及处理系统，其可以结构简单，操作方便可靠，可以适用于工业化生产，
34.本发明实施例提供的处理系统可以针对各种待处理水进行深度脱氮除磷处理，这些待处理水可以是工业废水、生活废水或其它形式污水，如污水处理厂中生化阶段后的二沉池出水等。这些废水至少含有氮磷，但不排除其它物质。
35.图1示例出本发明实施例提供的一种处理系统的机构示意图。如图1所示，本发明实施例提供的处理系统100包括生物过滤器101，该生物过滤器101结构简单，可以简化深度脱氮除磷步骤，保证脱氮除磷操作方便可靠，适用于工作化操作。
36.如图1所示，本发明实施例提供的处理系统还可以包括污水处理单元102。污水处理单元102的二沉池1021可以与生物过滤器101连通。可以在二沉池1021中增设加药池，向其中加入除磷药剂，如聚合氯化铝等除磷药剂，然后将二沉池出水通过供水管路送入生物过滤器101。当然，也可以不增加加药池，直接向生物过滤器通入二沉池出水。
37.如图1所示，当二沉池1021向生物过滤器101输送二沉池出水，以利用生物过滤器101对二沉池出水进行脱氮除磷操作，获得的脱氮除磷出水可以满足排放要求，例如：可以将脱氮除磷出水进一步处理作为补给水源，通过城市管网输103送至城市河湖，也可以作为中水，通过城市管网输送至各个中水使用的家庭、工厂、商业体、办公楼等。
38.如图1为例，本发明实施例还可以包括与生物过滤器101连接的冲洗水单元104。该冲洗水单元104可以包括冲洗进水管路1041和冲洗出水管路1042，冲洗进水管路1041与生物过滤器101的进水管连通，冲洗出水管路1042可以与污水处理系统(如二沉池)连接，以利用污水处理系统去除冲洗出水管路1042排出的冲洗废水。
39.图2示例出本发明实施例提供的生物过滤器的结构示意图。如图2所示，本发明实施例提供的生物过滤器200包括：外筒201、内筒202、第一进水管203以及截流填料结构204。应理解，本发明实施例各个部件可以选择螺钉、螺丝、螺纹或法兰连接，不再细述。
40.图3示例出本发明实施例的外筒结构示意图。如图3所示，外筒300具有相对的第一端面300a和第二端面300b。例如：第一端面300a可以为外筒300的筒底面，第二端面300b可以为外筒300的筒顶面。该外筒300可以为具有盖板302的筒体301，其可以选择不锈钢材料制作。
41.示例性的，如图3所示，上述筒体301和盖板302可以选择不锈钢材料制作，筒体301的一端作为第一端面300a封闭，另一端具有开口，并以盖板302封闭。盖板302背离开口的端面为第二端面300b。盖板302以可拆卸方式安装在筒体301上，如法兰安装。为了增加气密性，筒体之间还可以增设密封件，如密封环、密封垫等，使得盖板与筒体严格密封。
42.如图2所示，上述内筒202设在外筒201的内部，内筒202可以通过各种方式设在外筒202内。例如：可以使用支架焊接在外筒的内部。支架材质可以选择耐腐蚀、强度好的不锈钢。支架的数量可以根据内筒的高度选择.
43.图4示例出本发明实施例的内筒相关结构示意图。如图4所示，在内筒相关结构400中，可以选择两个支架406，分别与内筒401的外侧壁与外筒的内侧壁焊接，并保证两个支架406沿着第一端面到第二端面的分布方向p(即图4中箭头所指方向)分布。
44.如图4所示，上述第一进水管403与内筒401连通，截流填料结构402位于内筒401的内部，内筒401具有溢流结构4011，用于供内筒初级出水溢流。以第一端面为基准，第一进水管403低于截流填料结构402靠近第一端面的表面，溢流结构4011高于截流填料结构402靠近第二端面的表面。此时，第一进水管403、截流填料结构402和溢流结构4011沿着第一端面到第二端面的分布方向p依次分布。此时，废水通过第一进水管403进入内筒401，经过截留填料结构402后通过溢流结构4011进入外筒的内侧壁和内筒的外侧壁之间的区域。
45.示例性的，如图4所示，图2所示的生物过滤器还包括位于内筒401内的布水器407。第一进水管403的一端伸入内筒401与布水器407连通。例如：第一进水管403的一端可以水平伸入内筒401的内部。布水器407可以为布水器，如穿孔式十字布水器、多孔板布水器等。
46.如图4所示，以第一端面为基准，布水器407低于截流填料结构402靠近第一端面的表面，高于第一进水管403。当第一进水管403的一端与布水器407连通时，保证废水可以被均匀导入截流填料结构402中。
47.举例来说，如图4所示，沿着第一端面到第二端面的分布方向p，内筒401包括进水区401a以及过滤区401b，布水器407设在进水区401a，截流填料结构402设在过滤区401b的内部，溢流结构4011设在401的侧壁上。
48.如图4所示，上述第一进水管403的一端伸入进水区401a与布水器407连通，进水区401a的内径沿着第一端面到第二端面的分布方向p逐渐增加，可以将进水区401a看作漏斗池使用。例如：进水区401a的最小内径为150mm，最大内径为600mm，也就是说，进水区401a的内径沿着第一端面到第二端面的分布方向p从150mm过渡到600mm。过滤区401b的内径可以为600mm，使得过滤区401b与进水区401a安装的部位等径，方便安装。
49.示例性的，上述截流填料结构具有至少一层填料层，每层填料层包括多孔填料层、沸石填料层、石英砂层中的一种。
50.如图4所示，当上述截流填料结构402具有石英砂层4021、沸石填料层4022和多孔填料层4023，该石英砂层4021、沸石填料层4022和多孔填料层4023沿着第一端面至第二端面的分布方向p分布。例如：以第一端面到第二端面的分布方向p为厚度方向，石英砂层4021、沸石填料层4022和多孔填料层4023的厚度比可以为15:100:10。
51.如图4所示，上述石英砂层4021起承托作用，并对废水中悬浮物进行截留，作为净化区使用。示例性的，采用粒径不同的石英砂形成石英砂层4021，并设定沿着第一端面到第二端面的分布方向p，石英砂层4021所含有的石英砂粒径逐渐减小。
52.例如：石英砂粒径可以选择10mm
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50mm。沿着如图4所示的第一端面到第二端面的分布方向p，石英砂粒径可以从50mm过渡到10mm。应理解，此处的粒径逐渐减小是一种趋势，有可能因为下层石英砂粒径过大，导致部分小粒径石英砂混入大颗粒石英砂所在区域，这种分布情况可以忽略不计。
53.如图4所示，上述沸石填料层4022，沸石可以是改性沸石或合成沸石，对总磷起初步的吸附和截留作用，多孔填料层4023可以进一步对总磷颗粒进行截留，从而进一步降低废水所含有的总磷。该多孔填料层4023所含有的多孔填料可以为活性炭纤维和/或耐分解有机纤维。
54.例如：耐分解纤维可以为多孔海绵纤维或多孔的布料纤维等，但不仅限于此。例如：可以选择活性炭纤维制作多孔填料。此时，如图4所示，多孔填料层4023具有良好的截留絮体能力和过流能力，从而有效提高絮体总磷去除效率，降低总磷截流填料结构402堵塞可能性。
55.如图4所示，上述截流填料结构402还可以具有第一实心孔板4024和第二实心孔板4025。第一实心孔板4024位于截流填料结构402靠近第一端面的一侧，第二实心孔板4025位于截流填料结构402靠近第二端面的一侧。第一实心孔板4024之间的区域可以为填料层提供底部支撑，第二实心孔板4025可以将填料层压实，避免生物过滤器在运行过程中过度浮起。
56.示例性的，如图4所示，当截流填料结构402具有石英砂层4021、沸石填料层4022和多孔填料层4023，石英砂层4021位于第一实心孔板4024的上方，沸石填料层4022位于石英砂层4021的上方，多孔填料层4023位于沸石填料层4022的上方，第二实心孔板4025的下方。此时，通过第一进水管进入内筒的废水穿过第一实心孔板4024经过石英砂层4021截留悬浮物、污泥等，然后通过沸石填料层4022和多孔填料层4023两级截留总磷，可以获得脱磷效果比较好的内筒初级出水。例如：对于再生水来说，由于截留总磷的效果比较好，可以不需要增加除磷药剂，直接将再生水送入内筒，以物理吸附的方式达到总磷去除的目的，从而避免现有技术中因为磷含量波动所造成的除磷药剂添加过量或不足的问题。
57.示例性的，如图4所示，第一实心孔板4024和第二实心孔板4025可以为开设多个通孔的板状物。至于通孔的形状，可以为圆形，可以为正方形、长方形、三角形等。第一实心孔板4024和第二实心孔板4025的形状也可以根据内筒401的横截面形状设定。例如：当内筒401的横截面为圆形，第一实心孔板4024为圆形孔板，其孔径φ8mm，孔间距可以为5mm，厚度可以为3mm，其可以通过法兰安装在进水部401靠近第二端面的端面上，第二实心孔板4025的形状为格栅板，格栅孔为长方形孔，其长度可以为100mm、宽度可以为100mm、厚度可以为3mm、间距可以为5mm，圆形孔板可以通过法兰安装在连接部靠近第一端面的侧壁。
58.如图4所示，上述溢流结构4011可以开设在内筒401的侧壁上，具体位置可以根据实际情况选择。下面介绍两种可能的情况。
59.第一种情况，上述溢流结构4011可以开设在内筒401的侧壁没有靠近第二端面的端部。此时，通过截留填料结构402获得的内筒初级出水可以快速通过溢流结构4011进入外筒的内侧壁和内筒401的外侧壁之间的区域。
60.示例性的，上述溢流结构4011为开设在所述内筒401的侧壁的一个或多个溢水通孔。例如：可以内筒401的侧壁未靠近第二端面的表面开设一个或多个溢水通孔，如果是多
个溢水通孔，多个溢水通孔可以沿着内筒401的周向方向分布。
61.第二种情况：当内筒401靠近第二端面的表面可以具有开口，内筒401靠近第二端面的表面与第二端面之间的距离大于0，溢流结构4011位于内筒401的侧壁靠近第二端面的一端。此时，通过截留填料结构获得的内筒初级出水达到内筒401靠近第二端面的表面高度时候，通过溢流结构4011进入外筒的内侧壁和内筒401的外侧壁之间的区域。
62.示例性的，如图4所示，上述溢流结构4011可以为开设在内筒401的侧壁的溢水堰，例如：当内筒401靠近第二端面的表面具有开口，且溢流结构4011位于内筒401的侧壁靠近第二端面的一端，可以在内筒401的侧壁靠近第二端面的一端形成环绕开口的溢水堰，该溢水堰可以为锯齿形溢水堰，当然也可以根据实际情况选择。
63.举例说明，如图3所示，上述筒体301高度为2500mm，盖板302高度为10mm，如图4所示，内筒401的过滤部401b高度可以为1800mm，进水部401a的高度可以为300mm，整体高度可以为2100mm，此时，如果将图4中的内筒设在图3所示的外筒300内，内筒401靠近第二端面300b的表面与第二端面300b之间的距离大于0。
64.示例性的，如图2所示，上述生物过滤器200还包括第二进水管205和第二出水管206，以第一端面200a为基准，第二进水管205低于截流填料结构204靠近第一端面200a表面，以保证可以从下方向截流填料结构204注入冲洗水，冲洗截流填料结构204。第二出水管206高于截流填料结构204靠近第二端面200b的表面。第二出水管206低于溢流结构(如图4中的溢流结构4011)，以保证冲洗截流填料结构204后的冲洗水，在不溢入外筒201的内侧壁与内筒202外侧壁之间的区域的同时，可以顺利从第二出水管206排出。
65.在实际应用中，如图2所示，上述第一进水管203的一端和/或第二进水管205穿过外筒201与内筒202连通，以第一端面200a为基准，第二进水管205低于第一进水管203，以全面的冲洗内筒203。举例说明，如图4所示，当内筒401包括进水部401a和过滤部401b，第一进水管403的一端和第二进水管404的一端穿过外筒的侧壁和进水部401a的侧壁伸入进水部401a的内部。其中，第一进水管403和第二进水管404的一端可以沿着水平方向伸入进水部401a的内部。
66.为了方便卸料，如图4所示，上述内筒401可以具有操作孔4012以及安装在操作孔4012上的封装盖。在需要卸料的时候，可以通过打开封装盖，从操作孔4012卸料。封装盖可以与操作孔4012法兰连接。操作孔4012的位置可以高于截留填料结构402靠近第一端面200a的表面，并靠近该表面，以方便通过操作孔4012操作。
67.如图2所示，本发明实施例提供的生物过滤器200还可以包括生物填料结构207以及与外筒201连通的第一出水管208。生物填料结构207位于外筒201的内侧壁与内筒202的外侧壁之间。以第一端面200a为基准，生物填料结构207低于溢流结构靠近第一端面200a的表面，第一出水管208低于生物填料结构207靠近第一端面200a的表面。基于此，当内筒初级出水从溢流结构进入外筒201的内侧壁与内筒202的外侧壁之间的区域时，内筒初级出水可以自上而下的通过生物填料结构207进行除氮，获得的脱氮除磷出水可以经过第一出水管208导出。
68.示例性的，上述生物填料结构具有至少一层填料层，每层填料层包括多孔填料层、沸石填料层、石英砂层中的一种。
69.在实际应用中，可以在废水中添加液体碳源后，将废水送入生物过滤器，但是在废
水中氮含量发生波动时，容易出现碳源投加量不足或过量的问题。对于生物填料结构来说，可以通过生物反应进行脱氮。基于此，生物填料结构还包括固体碳源层，该固体碳源不仅为反硝化脱氮提供碳源，还充当生物膜附着载体。该固体碳源层位于多孔填料层靠近第一端面的一侧。由于碳源以固体形式存在于生物填料结构中，在有硝酸盐氮及总磷存在时会刺激相应的细菌进行碳源降解及利用。因此，本发明实施例的出水不会出现cod增加现象，可以有效降低二次污染的几率。
70.上述多孔填料层所含有的多孔填料亦可以为生物膜载体，在内筒初级出水经过多孔填料时，可以将部分细菌带到固体碳源层上，使得这些细菌可以利用固体碳源进行生物反应，进而达到脱氮除磷的目的。由于多孔填料具有极大的比表面积、良好的截留和过流能力，因此，多孔填料具有极佳的挂膜能力和较高的挂膜量，因此，当多孔填料层含有的多孔填料能够为更多的细菌提供载体，使得内筒初级出水在生物填料结构中具有较高的生物反应效率，进而提高脱氮除磷效果。
71.上述生物膜所含有的细菌可以为好氧细菌，也可以为缺氧或者厌氧细菌。当生物膜含有厌氧细菌，可以设定外筒的内部环境为密封环境，使得内筒初级出水进入外筒的内侧壁和内筒的外侧壁之间的区域时，可以正常进行厌氧反应，以至少达到脱氮的目的。
72.例如：该生物膜包括反硝化细菌、脱氮除磷菌等细菌。当内筒初级出水硝态氮浓度较高时，反硝化细菌将硝态氮转换为氮气，达到脱氮的效果。当内筒初级出水同时含有较高浓度总磷时，脱氮除磷菌进一步对内筒初级出水所含有的磷进行生物脱除。
73.上述固体碳源层所含有的有机碳源可以为颗粒状有机碳源，其粒径可以在3mm～5mm之间。上述固体碳源层含有的有机碳源可以为可生物降解的有机聚合物材料，如可生物降解的聚酯类有机材料，包括但不仅限于生物可降解塑料pha、phbv或生物降解塑料聚ε
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己内酯(pcl)等。这些有机聚合物碳源在没有微生物附着情况下具有良好的水不可溶性，在有微生物附着及硝态氮、磷存在并且条件适宜时才会进行碳源的消耗。
74.在一种示例中，如图2所示，当生物填料结构207具有多孔填料层2071和石英砂层2073，多孔填料层2071和石英砂层2073沿着第二端面200b至第一端面200a的分布方向分布。固体碳源层2072位于多孔填料层2071靠近第一端面200a的一侧，那么多孔填料层2071、固体碳源层2072和石英砂层2073沿着第二端面200b至第一端面200a的分布方向分布。此时，内筒初级出水可以通过附着在固体碳源层上的生物膜至少进行脱氮反应，然后经过石英砂层2073截留，可以获得脱氮除磷出水。例如：以第一端面200a到第二端面200b的分布方向为高度方向，石英砂层2073、固体碳源层2072和多孔填料层2071的高度比为15:120:10。此处的高度比可以看作各个层之间的厚度比例。
75.在一种示例中，如图2所示，当上述生物填料结构207具有多孔填料层2071，多孔填料层2071含有的多孔填料为活性炭纤维和/或耐分解有机纤维，耐分解纤维为多孔海绵纤维或布料纤维。
76.在一种示例中，如图2所示，当生物填料结构207具有石英砂层2073，沿着第一端面200a到第二端面200b的分布方向，石英砂层2073所含有的石英砂粒径逐渐减小。此时石英砂层2073的相关描述可以参考图4有关截流填料结构的相关描述。
77.在一种示例中，如图2所示，上述生物填料结构207还具有第一环形孔板2074和第二环形孔板2075，该第一环形孔板2074位于生物填料结构207靠近第一端面200a的一侧，第
二环形孔板2075位于生物填料结构207靠近第二端面200b的一侧。当生物过滤器200含有第二出水管206时，第二出水管206位于第二环形孔板2074的上方，二者的高度差可以为100mm。
78.举例来说，如图2所示，第一环形孔板2074和第二环形孔板2075可以是在环形板上开设多个通孔形成的环形孔板，多个通孔可以均匀分布在环形板上。环形板的环形形状可以根据外筒201的横截面设计。例如：当外筒201的横截面为圆形，则第一环形孔板2074为如图5所示，圆环形孔板，第二环形孔板2075为如图6所示的环形网板。
79.如图2所示，第一环形孔板2074的孔径为φ8mm、孔间距为5mm，其可以与第一实心孔板同高。第二环形板的孔可以为长方形孔，其孔长为100mm，厚度为3mm，孔间距可以为5mm，其可以与第二实心孔板同高。
80.示例性的，如图2所示，上述第一出水管208的一端可以伸出外筒201，例如：第一出水管208的出水口沿着水平方向伸出外筒201。为了方便收集经过脱氮除磷处理的出水，本发明实施例提供的生物过滤器200还包括环形收集器209，该环形收集器209位于外筒201的内侧壁和内筒202的外侧壁形成的区域之间。环形收集器209可以与第一出水管208连通，使得环形收集器209所收集的脱氮除磷出水可以通过第一出水管208排出。
81.举例来说，图7示例出本发明实施例的排水相关结构示意图。如图7所示，排水相关结构700包括第一出水管701以及环形收集器702。环形收集器702可以为开设有多个孔洞的环形管，多个孔洞沿着环形管的环形方向分布，第一出水管701与其中的一个孔洞连接。此时，脱氮除磷出水可以通过环形管各个部位的孔洞进入环形管内，并第一出水管701排出，从而控制废水在生物过滤器内的停留时间不发生较大波动。
82.示例性的，如图3所示，上述外筒300可以具有操作孔303以及安装在操作孔上的封装盖。在需要卸料的时候，可以通过打开封装盖，从操作孔303卸料。封装盖可以与操作孔303法兰连接。操作孔303的位置可以高于生物填料结构207靠近第一端面200a的表面，但靠近该表面，也方便将生物填料卸出。
83.本发明实施例还提供一种脱氮除磷方法，应用本发明实施例提供的生物过滤器。该脱氮除磷方法包括：
84.步骤801：通过第一进水管向内筒通入待处理水。该待处理水可以至少含有硝态氮和磷，且待处理水可以不含除磷药剂。
85.当内筒内设有与第一进水管连通的布水器，布水器可以将进入内筒的待处理水均匀的导入截流填料结构。
86.步骤802：利用截流填料结构对待处理水进行总磷吸附，获得内筒初级出水。
87.当截流填料结构具有石英砂层、沸石填料层和多孔填料层，废水经过石英砂滤除悬浮物、沸石填料层初级物理吸附，多孔填料层二级吸附，可以获得内筒初级出水。
88.步骤803：利用溢流结构将内筒初级出水输入内筒的外侧壁和外筒的外侧壁之间的区域。例如：可以利用溢水堰将内筒初级出水送入内筒的外侧壁和外筒的外侧壁之间的区域。
89.步骤804：利用生物填料结构对内筒初级出水至少进行脱氮处理，获得脱氮除磷出水。
90.当生物填料结构有石英砂层、固体碳源层和多孔填料层，固体碳源层上的细菌(如
反硝化细菌)可以对内筒初级出水进行脱氮处理，从而达到脱氮效果，接着可以利用石英砂层进行物理吸附，石英砂层进行悬浮物截留，从而获得脱氮除磷出水。另外，可以在待处理水进入生物过滤器前，向其中接种细菌，使得待处理水进入生物过滤器后，可以利用待处理水所含有的细菌对截留填料结构和生物填料结构所含有的多孔填料、固体碳源进行挂膜，使得内筒初级出水可以携带一部分细菌达到固体碳源层，为固体碳源层提供更多的细菌，进行生化反应。
91.步骤805：利用第一出水管排出脱氮除磷出水。在排出脱氮除磷出水时，可以利用环形收集器均匀收集脱氮除磷出水，以保证待处理水在生物过滤器内的停留时间可控。
92.举例来说，本发明实施例的生物过滤器的有效水容积为2.5m3，其可以由厚度为5mm的316不锈钢制造。外筒主体高2500mm，内径为1800mm，盖板高度为10mm，内径为1900mm，内筒的进水段内部中心安装穿孔式十字布水器，且进水段高度为300mm，内径从下往上由150mm过渡至600mm，内筒的过滤部高度为1800mm，内径为600mm。进水段所连接的第一进水管的内径为32mm，其中，当截流填料结构沿着第一端面到第二端面的分布方向具有高度为150mm的石英砂层、高度为1000mm沸石填料层以及100mm的活性炭纤维填料层，截流填料结构具有的第一实心网板为圆形孔板，孔径为8mm，孔间距为5mm，第二实心网板为网格板，网格长度为100mm，网格宽度为100mm，厚度为3mm，孔间距为5mm。第二实心网板与外筒的顶壁之间的距离为100mm。沿着第一端面到第二端面的分布方向石英砂层所含有的石英砂粒径可以从50mm过渡到10mm。
93.上述生物填料结构沿着第一端面到第二端面的分布方向具有150mm的石英砂层、高度为1200mmphbv填料层以及高度为100mm的活性炭纤维填料层。沿着第一端面到第二端面的分布方向石英砂层所含有的石英砂粒径可以从50mm过渡到10mm。phbv填料层含有的填料径为3mm～5mm。生物填料结构具有的第一环形孔板与第一实心孔板处在同一高度。
94.在这种情况下，可以以低浓度的废水(氮含量低于10mg/l，磷含量低于1.5mg/l，cod含量30mg/l
‑
35mg/l)作为生物过滤器的进水，进水量为5m3/h，其停留时间可以控制在30min。在脱氮除磷出水中，硝酸盐氮2mg/l以下，总磷0.2mg/l以下，cod含量在15mg/l
‑
25mg/l。由此可见，本发明实施例生物过滤器有效脱除氮磷的同时，解决现有技术中污水氮磷含量波动所导致的碳源和除磷药剂不足或过量引起的二次污染问题。
95.可见，本发明实施例提供的生物过滤器中，截流填料结构位于内筒内，且以第一端面为基准，内筒的第一进水管低于截流填料结构靠近第一端面的表面，内筒的溢流结构高于截流填料结构靠近第二端面的表面。基于此，在进行废水处理时，可以通过第一进水管将废水通入内筒的内部，经截流填料结构截留其中的总磷。而由于内筒具有溢流结构，使得内筒初级出水可以通过溢流结构进入外筒的内侧壁和内筒的外侧壁之间的区域。在此基础上，由于生物填料结构位于外筒的内侧壁与内筒的外侧壁之间，且以第一端面为基准，生物填料结构低于溢流结构靠近第一端面的表面，第一出水管低于生物填料结构靠近第一端面的表面，因此，当内筒初级出水可以通过溢流结构进入外筒的内侧壁和内筒的外侧壁之间的区域时，可以经过生物填料结构对内筒初级出水进行生物脱氮除磷处理，获得的脱氮除磷出水通过第一出水管导出。
96.由上可见，本发明实施例提供的生物过滤器通过将内筒置于外筒内，并在内筒内容置截流填料结构，在外筒的内侧壁与内筒的外侧壁之间容置生物填料结构，从而将外筒
的内部空间划分为总磷截留区域以及围绕总磷截流区分布的生物脱氮除磷区，使得内筒初级出水可以采用溢出的方式直接进入密闭的生物除氮区，无需通过管道进入生物脱氮除磷区，因此，本发明实施例提供的生物过滤器结构简单，紧凑，占地面积小，操作方便，成本低，便于工业化实现。而且，由于内筒初级出水无需通过管道进入生物脱氮除磷区，可以减少空气进入外筒内部的几率，从而保证反硝化反应的可靠性，提高提高脱氮效率。
97.进一步，本发明实施例提供的生物过滤器可以在截流填料结构和生物填料结构中引入多孔填料层，极大的增加截流填料结构和生物填料结构的污染物截留能力。同时，在生物填料结构中，还通过在多孔填料层增加生物膜的挂膜量，以提高脱氮反应效率。
98.在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
99.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。