本发明涉及废水处理技术领域，具体是涉及一种缓解反硝化深床滤池表层堵塞的装置及其运行方法。
背景技术：
目前污水处理厂二级出水中往往含有一定量的硝态氮、磷以及固体悬浮物等，直接排入河流及湖泊会造成水体营养物质的过度累积，甚至造成水华等。国家环保部门要求城镇污水处理厂严格执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的一级A标准，对污水厂处理后出水有了更高的要求。因此，迫切的需要对现有污水处理厂进行技术改造升级，以去除二级出水中的硝酸盐及悬浮固体。反硝化深床滤池是一种集反硝化生物脱氮及过滤功能于一体的、池体结构简单、运行费用低、操作管理方便的污水深度处理单元。其工作的原理是，在重力作用下污水流经滤池内部的填料时，填料上所附着的生物膜在缺氧的状态下，将亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气；与此同时，在填料的物理截留和吸附作用下，进水悬浮固体也被去除。进入反硝化深床滤池的污水，一般为经过二级生化处理的污水水，COD较低，而多数反硝化菌是异养菌，为保证滤池的高效运行需投加一定量的碳源，以达到高效脱氮的目的。由于二级出水中普遍存在溶解氧，造成滤料表层异养菌利用进水中的碳源消耗溶解氧，滤池表层异养菌大量繁殖，减小上层滤料的空隙；同时由于滤料表层截留的悬浮固体，两者的共同作用使得滤料表层在短时间内形成“泥毯”现象，滤床阻力骤然上升，处理量急剧下降。为了保证处理效率和降低费用，现有的方法多是从严格控制碳源投加量和滤池功能的分离角度入手。如中国专利号：201320039384.9，公开日：2013年07月17日，公开了一份名称为一种复式深床反硝化脱氮滤池的专利申请文件，该发明涉及一种复式深床反硝化脱氮滤池，设有滤池、清水池、碳源投加系统和污水池，该滤池中设有反硝化生物床、石英砂滤床、承托层、W型滤砖气水混合区。反硝化生物床采用天然蜂窝高孔火山岩生物填料和石英砂滤料结合，分步完成脱氮和去除悬浮物。中国专利号：201410140512.8，公开日：2014年04月09日，公开了一份名称为反硝化深床滤池碳源智能精密投机系统的专利申请文件，该发明涉及一种反硝化深床滤池碳源智能精密投加系统，设有进水口、COD进水检测仪、加药计量泵、进水计量泵、中央控制系统、溶解氧仪、pH仪、温度仪、反硝化深床滤池、COD出水检测仪、出水口和进出水口硝酸盐分析仪，根据所采集的COD、流量、溶解氧、温度和pH值信号，通过中央控制系统控制碳源投加量。以上这些专利通过滤池功能分离或碳源精密投加以减轻滤池表层堵塞问题，但并未能减少因异养菌利用碳源消耗溶解氧而造成的异养菌大量繁殖或悬浮物的截留而造成的滤料表层堵塞。
技术实现要素：
针对降流式反硝化深床滤池滤料表层因异养菌大量繁殖和悬浮物截留而造成的滤料表层堵塞问题，本发明解决的技术问题是提供一种缓解反硝化深床滤池表层堵塞的装置及其运行方法在保证出水SS和总氮浓度不变或更低的前提下，能够有效的增加反硝化深床滤池的运行周期，减少反冲洗的次数，并减少碳源的投加量。为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种缓解反硝化深床滤池表层堵塞的装置，主要包括沉淀池、调节池、反硝化深床滤池、清水池、储药罐一、储药罐二；所述沉淀池、调节池及反硝化深床滤池之间通过管道连接，所述储药罐一和所述储药罐二分别通过管道通入所述调节池，所述储药罐一与所述调节池之间的管道上设有控制阀一，所述储药罐二与所述调节池之间的管道上设有控制阀二，所述反硝化深床滤池从上往下依次设置有气体收集装置、均匀布水器、第一填料层、第二填料层、电渗析膜，所述第一填料层与所述第二填料层之间以及所述第二填料层与所述电渗析膜之间留有一定的间隔，在所述反硝化深床滤池的底端通过处理水排出管与所述清水池相连，所述反冲洗泵通过反冲洗管设在清水池与所述反硝化深床滤池的底端之间；所述储药罐一内装的是乙酸钠与甲醇的混合溶液，二者之间的摩尔比为3:2；所述储药罐二内装的是质量浓度为30-40％的鼠李糖脂溶液。进一步地，在上述方案中，所述在所述第一填料层、第二填料层的上方分别设有反冲洗水出口一、反冲洗水出口二。进一步地，在上述方案中，所述均匀布水器由分级布水装置构成，分别由进水总管、主管、支管和布水孔均匀分布的布水器组成。进一步地，在上述方案中，所述第一填料层为沸石，选择粒径为7-8mm，密度2.0-2.4g/cm3。进一步地，在上述方案中，所述第二填料层由石英砂组成，选择粒径2-4mm。进一步地，在上述方案中，所述电渗析膜是由阴膜和阳膜组成，所述阴膜按重量组分计包括以下成分：阴离子交换树脂粉60-80份、粘结剂14-30份、脱模剂1-2.4份、脱模剂0.1-0.2份、活化剂0.05-0.1份；所述阳膜按重量组分计主要包括阳离子交换树脂粉55-72份，其余组分与阴膜的相同；所述粘结剂为聚乙烯，所述脱模剂为硬脂酸钙，所述防老剂为微晶蜡517P，所述活化剂为质量比为1～1.2∶4～9∶1～2.3的聚乙二醇、氧化锌和硬脂酸的混合物；所述阴膜的制备方法为：将所述阴离子交换树脂粉、于60-70℃的温度下干燥，置于纳米球磨机内研磨至500-800nm，加入所述粘结剂、脱模剂、防老剂、活化剂，混合均匀，置于双棍混炼机内混炼，温度为124-130℃，在延压机上拉成需要厚度的膜片，再将两张分别覆盖在膜片的上下两面，送入热压机中热压，及得到所述电渗阴膜；所述阳膜的制备方法与阴膜的相同。一种缓解反硝化深床滤池表层堵塞的装置的运行方法，步骤为：A)待处理废水由原水进口通入沉淀池进行初步沉淀，通入调节池中，打开控制阀一，通过储药罐一向调节池中加入乙酸钠和甲醇的混合溶液，使得进水中的COD/N等于3-5；B)水流通过均匀布水器进入反硝化深床滤池内的第一填料层，进水中粒径较大的悬浮固体在沸石的吸附截留作用下被去除，同时进水中少量的氨氮也被吸附去除，大粒径悬浮固体和部分DO得到了去除；C)水流继续通过反硝化深床滤池内的第二填料层，第二填料层的石英砂填料对水流进行吸附截留，通过反硝化菌的反硝化作用去除SS和硝酸盐，反硝化菌利用进水中的碳源将硝酸盐和亚硝酸盐还原为氮气，氮气通过所述气体收集装置收集，并从气体排出口排出，待到滤池滤速下降并稳定时，调节控制阀一使乙酸钠和甲醇的混合溶液的流量至初始流量的30-45％；待到滤池滤速低于设计滤速的50-65％时，再调节节控制阀一的流量；D)水流继续通过电渗析膜，通过外加电源给电渗析膜通电后吸水溶胀,对水中的电解质进行吸附分离；E)打开控制阀二，加入鼠李糖脂溶液，使的进水中的鼠李糖脂质量浓度为60-80mg/L，运行所述反硝化深床滤池，进行滤池滤料表层截留物的分散和分离；该步骤的运行时间由滤池滤速的恢复时间决定，当滤池滤速升高并且至稳定水平时调节控制阀二的流量；鼠李糖脂溶液可促进微生物胞外聚合物、悬浮物的分散，降低粒径，打破堵塞滤池表层的“泥毯”，同时可作为微生物的碳源被降解；F)待到滤池滤速增加并至稳定时，调节控制阀二使鼠李糖脂溶液的流量至C步骤中流量的30-50％，调节控制阀一使乙酸钠和甲醇的混合溶液的流量至A步骤中流量的60-70％，继续运行滤池，完成滤池滤料表层截留物的分散；再调节控制阀一的流量，使得滤池出水中COD小于或等于调节控制阀一之前的出水COD；G)当出水悬浮固体浓度高于10mg/L或滤速小于设计滤速的60％时，启动反冲洗泵，一部分清水池中的水用于反冲洗，反冲洗分为两个阶段，第一阶段，是对第二填料层的反冲洗，关闭反冲洗水出口一，打开反冲洗水出口二，反冲洗水由反冲洗水出口二流出；第二阶段是对第一填料层的的反冲洗，关闭反冲洗水出口二，打开反冲洗水出口一，反冲洗水由反冲洗水出口一流出。鼠李糖脂加入到进水中时，进水中悬浮物在其增溶作用下被分散为小粒径的悬浮物，同时进水中可生物降解的COD得到增加。当鼠李糖脂溶液进入到滤料表层时，在其作用下，滤料表层截留的悬浮物和微生物胞外聚合物被分散，进而打破微生物形成的絮体结构，增加表层滤料的孔隙率，被分散的微生物和悬浮物随水流流入下层滤料被截留，达到滤料纵深截留悬浮物的优异效果，同时保证出水水质。当滤池滤速下降至初始滤速的50-65％时，向调节池中加入鼠李糖脂，使其浓度为60-80mg/L，运行6-7天后，滤池滤速可恢复至初始滤速的86-89％，滤池第一次反冲洗时间由第16-19天延长至第29-32天。本发明的有益效果是：(1)本发明的装置投加可生物降解、环境友好的生物表面活性剂鼠李糖脂，能有效的分散进水中的悬浮物，减小悬浮物粒径，增加原水中可生物降解COD含量，可减少外加碳源，同时降低悬浮物造成的滤池滤料表层堵塞的可能性。(2)本发明投加的鼠李糖脂可有效的增溶微生物胞外聚合物，打破由微生物和悬浮物构成的滤料表层“泥毯”，将表层“泥毯”分散为粒径更小的颗粒，随水流流入下层滤料，达到滤料从深截留悬浮的优异效果。(3)本发明投加的鼠李糖脂可有效提高滤料孔隙率，既能高效进行反硝化脱氮又是过滤池，延长滤池工作周期，节省反冲洗次数，降低外加碳源投加量，在原有滤池基础上，仅增加第二加药系统，工艺改造成本低，操作运行管理方便，出水水质高，建造和运行成本低。(4)本发明设有电渗析膜，通过通电后的吸水溶胀作用，可进一步的吸附水中的污染物，大大的提高出水水质。附图说明图1是本发明的结构示意图。其中，1-原水进口，2-沉淀池，3-调节池，4-反应器本体，5-清水池，6-第一填料层，7-第二填料层，8-电渗析膜，9-均匀布水器，10-反冲洗水出口一，11-反冲洗水出口二，12-气体收集装置，13-气体排出口，14-储药罐一，15-储药罐二，16-控制阀一，17-控制阀二，18-处理水排出管，19-反冲洗水管，20-反冲洗泵。具体实施方式为进一步了解本发明的内容，下面结合实施例对本发明作进一步的描述。实施例1：如图1所示，一种缓解反硝化深床滤池表层堵塞的装置，主要包括沉淀池2、调节池3、反硝化深床滤池4、清水池5、储药罐一14、储药罐二15；所述沉淀池2、调节池3及反硝化深床滤池4之间通过管道连接，所述储药罐一14和所述储药罐二15分别通过管道通入所述调节池3，所述储药罐一14与所述调节池3之间的管道上设有控制阀一16，所述储药罐二15与所述调节池3之间的管道上设有控制阀二17，所述反硝化深床滤池4从上往下依次设置有气体收集装置12、均匀布水器9、第一填料层6、第二填料层7、电渗析膜8，所述第一填料层6与所述第二填料层7之间以及所述第二填料层7与所述电渗析膜8之间留有一定的间隔，所述在所述第一填料层6、第二填料层7的上方分别设有反冲洗水出口一10、反冲洗水出口二11，所述均匀布水器9由分级布水装置构成，分别由进水总管、主管、支管和布水孔均匀分布的布水器组成；在所述反硝化深床滤池4的底端通过处理水排出管18与所述清水池5相连，所述反冲洗泵20通过反冲洗管19设在清水池5与所述反硝化深床滤池4的底端之间；所述储药罐一14内装的是乙酸钠与甲醇的混合溶液，二者之间的摩尔比为3:2；所述储药罐二15内装的是质量浓度为30-40％的鼠李糖脂溶液。其中，所述第一填料层6为沸石，选择粒径为7mm，密度2.0g/cm3。所述第二填料层7由石英砂组成，选择粒径2mm。所述电渗析膜8是由阴膜和阳膜组成，所述阴膜按重量组分计包括以下成分：阴离子交换树脂粉60份、粘结剂14份、脱模剂1份、脱模剂0.1份、活化剂0.05份。所述阳膜按重量组分计主要包括阳离子交换树脂粉55份，其余组分与阴膜的相同；所述粘结剂为聚乙烯，所述脱模剂为硬脂酸钙，所述防老剂为微晶蜡517P，所述活化剂为质量比为1∶4∶1的聚乙二醇、氧化锌和硬脂酸的混合物；所述阴膜的制备方法为：将所述阴离子交换树脂粉、于60℃的温度下干燥，置于纳米球磨机内研磨至500nm，加入所述粘结剂、脱模剂、防老剂、活化剂，混合均匀，置于双棍混炼机内混炼，温度为124℃，在延压机上拉成需要厚度的膜片，再将两张分别覆盖在膜片的上下两面，送入热压机中热压，即得到所述电渗阴膜；所述阳膜的制备方法与阴膜的相同。该缓解反硝化深床滤池表层堵塞的装置的运行方法，步骤为：A)待处理废水由原水进口1通入沉淀池2进行初步沉淀，通入调节池3中，打开控制阀一16，通过储药罐一14向调节池3中加入乙酸钠和甲醇的混合溶液，使得进水中的COD/N等于3-5；B)水流通过均匀布水器5进入反硝化深床滤池4内的第一填料层6，进水中粒径较大的悬浮固体在沸石的吸附截留作用下被去除，同时进水中少量的氨氮也被吸附去除，大粒径悬浮固体和部分DO得到了去除；C)水流继续通过反硝化深床滤池4内的第二填料层7，第二填料层7的石英砂填料对水流进行吸附截留，通过反硝化菌的反硝化作用去除SS和硝酸盐，反硝化菌利用进水中的碳源将硝酸盐和亚硝酸盐还原为氮气，氮气通过所述气体收集装置12收集，并从气体排出口13排出，待到滤池滤速下降并稳定时，调节控制阀一16使乙酸钠和甲醇的混合溶液的流量至初始流量的30-45％；待到滤池滤速低于设计滤速的50-65％时，再调节节控制阀一16的流量；D)水流继续通过电渗析膜，通过外加电源给电渗析膜通电后吸水溶胀,对水中的电解质进行吸附分离；E)打开控制阀二17，加入鼠李糖脂溶液，使的进水中的鼠李糖脂质量浓度为60-80mg/L，运行所述反硝化深床滤池，进行滤池滤料表层截留物的分散和分离；该步骤的运行时间由滤池滤速的恢复时间决定，当滤池滤速升高并且至稳定水平时调节控制阀二17的流量；鼠李糖脂溶液可促进微生物胞外聚合物、悬浮物的分散，降低粒径，打破堵塞滤池表层的“泥毯”，同时可作为微生物的碳源被降解；F)待到滤池滤速增加并至稳定时，调节控制阀二(17)使鼠李糖脂溶液的流量至C步骤中流量的30-50％，调节控制阀一(16)使乙酸钠和甲醇的混合溶液的流量至A步骤中流量的60-70％，继续运行滤池，完成滤池滤料表层截留物的分散；再调节控制阀一(16)的流量，使得滤池出水中COD小于或等于调节控制阀一(16)之前的出水COD；G)当出水悬浮固体浓度高于10mg/L或滤速小于设计滤速的60％时，启动反冲洗泵(20)，一部分清水池(5)中的水用于反冲洗，反冲洗分为两个阶段，第一阶段，是对第二填料层(7)的反冲洗，关闭反冲洗水出口一(10)，打开反冲洗水出口二(11)，反冲洗水由反冲洗水出口二(11)流出；第二阶段是对第一填料层(6)的的反冲洗，关闭反冲洗水出口二(11)，打开反冲洗水出口一(10)，反冲洗水由反冲洗水出口一(10)流出。实施例2同实施例1，所不同的是，所述第一填料层6为沸石，选择粒径为7.5mm，密度2.2g/cm3；所述第二填料层7由石英砂组成，选择粒径3mm；所述电渗析膜8是由阴膜和阳膜组成，所述阴膜按重量组分计包括以下成分：阴离子交换树脂粉70份、粘结剂22份、脱模剂1.7份、脱模剂0.15份、活化剂0.075份，所述阳膜按重量组分计主要包括阳离子交换树脂粉58.5份，其余组分与阴膜的相同；所述粘结剂为聚乙烯，所述脱模剂为硬脂酸钙，所述防老剂为微晶蜡517P，所述活化剂为质量比为1.1∶6.5∶1.65的聚乙二醇、氧化锌和硬脂酸的混合物；所述阴膜的制备方法为：将所述阴离子交换树脂粉、于65℃的温度下干燥，置于纳米球磨机内研磨至650nm，加入所述粘结剂、脱模剂、防老剂、活化剂，混合均匀，置于双棍混炼机内混炼，温度为127℃，在延压机上拉成需要厚度的膜片，再将两张分别覆盖在膜片的上下两面，送入热压机中热压，即得到所述电渗阴膜；所述阳膜的制备方法与阴膜的相同。当滤池滤速下降至初始滤速的60％时，打开第二加药器，使得鼠李糖脂的浓度为70mg/L，此时调节第一加药器的流量至初始流量的40％，运行6天后滤池滤速恢复至初始滤速的91％，呈现稳定的趋势，此间硝态氮的去除率稳定在83-88％，滤池第一次反冲洗的时间由第17天延长至第31天。进水水质参数变化：进水COD80-115mg/L，TN20-26mg/L，TP0.7-1.1mg/L，SS19-31mg/L，NO3-N20-24mg/L；出水COD22-36mg/L，TN2.6-4.5mg/L，TP0.09-0.21mg/L，SS2.3-3.9mg/L，NO-N0.9-1.6mg/L。实施例3同实施例1，所不同的是，所述第一填料层6为沸石，选择粒径为8mm，密度2.4g/cm3。所述第二填料层7由石英砂组成，选择粒径4mm。所述电渗析膜8由阴膜和阳膜组成，所述阴膜按重量组分计包括以下成分：阴离子交换树脂粉80份、粘结剂30份、脱模剂2.4份、脱模剂0.2份、活化剂0.1份。所述阳膜按重量组分计主要包括阳离子交换树脂粉72份，其余组分与阴膜的相同；所述粘结剂为聚乙烯，所述脱模剂为硬脂酸钙，所述防老剂为微晶蜡517P，所述活化剂为质量比为1.2∶9∶2.3的聚乙二醇、氧化锌和硬脂酸的混合物；所述阴膜的制备方法为：将所述阴离子交换树脂粉、于70℃的温度下干燥，置于纳米球磨机内研磨至800nm，加入所述粘结剂、脱模剂、防老剂、活化剂，混合均匀，置于双棍混炼机内混炼，温度为130℃，在延压机上拉成需要厚度的膜片，再将两张分别覆盖在膜片的上下两面，送入热压机中热压，即得到所述电渗阴膜；所述阳膜的制备方法与阴膜的相同。当滤池滤速下降至初始滤速的50％时，打开第二加药器，使得鼠李糖脂的浓度为80mg/L，此时调节第一加药器的流量至初始流量的30％，运行7天后滤池滤速恢复至初始滤速的86％，呈现稳定的趋势，此间硝态氮的去除率稳定在81-84％，滤池第一次反冲洗的时间由第19天延长至第32天。进水水质参数变化：进水COD80-115mg/L，TN20-26mg/L，TP0.7-1.1mg/L，SS19-31mg/L，NO3-N20-24mg/L；出水COD27-46mg/L，TN2.7-4.4mg/L，TP0.08-0.25mg/L，SS3.3-5.9mg/L，NO-N0.87-1.54mg/L。以上所述的仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。