多介质折流曝气生物滤池及其应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及污水处理技术领域，涉及多介质折流曝气生物滤池，尤其涉及多介质折流曝气生物滤池的应用。
【背景技术】
[0002]畜禽养殖废水悬浮物多、氨氮浓度高、有机浓度高、臭味大，就其排放量来说，其有机物以COD为当量的排放量是工业和城镇生活废弃物排放量的2倍，而且还含有随畜禽排泄出来的病原体等特性，处理难度大且传统工艺处理后难以达标排放。
[0003]养殖废水目前大多采用自然生物处理技术、厌氧处理技术、好氧处理技术、混合处理技术等生物处理工艺。对于单一的好氧、厌氧处理效果并不理想，目前养殖场废水一般采用厌氧+好氧生化混合处理技术，但处理后的废水大多数还是达不到排放标准。
【发明内容】
[0004]本发明针对现有技术的缺点，公开了多介质折流曝气生物滤池，还公开了多介质折流曝气生物滤池的应用，达到了占地少、投资省、运行费用低、效率高、运行管理方便的技术效果。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决。
[0006]多介质折流曝气生物滤池，包括两级曝气生物滤池和过水孔，两级曝气生物滤池通过下侧的过水孔连通；两级曝气生物滤池均设有填料层，填料层从上到下依次第一填料层和第二填料层，第一填料层固定有微生物和/或生物酶。
[0007]本发明结合给水快滤池以及污水生物接触氧化的特点，通过滤料的截留以及填料表面的生物膜，在曝气的条件下，以过滤、生物吸附絮凝、生物氧化作用于净化废水。由于池体内存在着好氧、厌氧、缺氧的微环境，硝化、反硝化作用可以同时进行，因此可以集有机物去除和脱氮于一体。同时由于随着流速方向的营养物质的减少而呈现出不同的生物相，使得曝气生物滤池的生物相相当丰富、食物链比一般的工艺要长且复杂。
[0008]作为优选，两级曝气生物滤池为第一级曝气生物滤池和第二级曝气生物滤池，第一级曝气生物滤池上侧设有进水管，第二级曝气生物滤池上侧设有出水管，两级曝气生物滤池下侧均设有曝气管。
[0009]作为优选，两级曝气生物滤池还包括设在填料层上侧的拦截网、设在填料层下侧的承托层；设在承托层下侧的滤板，承托层和滤板之间设有曝气管。承托层和滤板之间设有曝气管，采用穿孔管布气装置均匀布气，解决了偏流、填料不均、气管容易堵塞的问题。
[0010]作为优选，拦截网上侧为保护层。
[0011]作为优选，还包括反冲洗系统，反冲洗系统包括曝气管、反冲洗管、反冲洗集水槽、反冲洗排水管，反冲洗管设在承托层中。
[0012]作为优选，曝气管为环状曝气管。
[0013]作为优选，还包括反冲洗系统，反冲洗系统包括曝气管、反冲洗管、反冲洗集水槽、反冲洗排水管，第一级曝气生物滤池和第二级曝气生物滤池的底部还通过反冲洗管连通。
[0014]作为优选，第一填料层为固定有微生物和/或生物酶的聚氨酯生物海绵填料，第二填料层为沸石和颗粒活性炭。本发明采用多介质填料，针对传统单一滤料BAF在实际应用中存在的弊端，本发明将缺氧层和好氧层置于同一个BAF系统中，从而提高BAF的脱氮性能，实现对COD、SS、NH3-N和TN的同步去除。
[0015]聚氨酯生物海绵填料中固定有微生物和/或生物酶，放在上侧的填料层中(即第一填料层)，以进一步去除SS和其他污染物。固定微生物和/或生物酶后，聚氨酯生物海绵填料载体密度接近于水的密度，微生物负载量大，容积负荷高达8kgB0D5/m3.d，比表面积为15-40m2/g ;由于具有较大的比表面积、挂膜容易，因而生物负载量大，生物负载量可以达到10-20g/L以上，比现有的污水净化方法高出5倍以上；而且生物膜(即微生物和/或生物酶)更新比较快，因而微生物(即微生物和/或生物酶)具有较高的活性，大大提高了处理效率和污水处理效果。
[0016]多介质填料的组合(即沸石和颗粒活性炭结合)充分利用了两材料各自的优点；延长了沸石的工作周期，提高了颗粒活性炭上的生物活性；在没有高浓度氨氮长期冲击时，可保证沸石的长期运行而无需再生，既经济又高效。由于多介质填料的组合，呈现出半固定半流动的状态，流动载体不断与气泡进行接触，因而其充氧效率高，有利于加快有机物的氧化速度。
[0017]作为优选，第一填料层为固定有微生物和/或生物酶的聚丙泡沫滤珠，第二填料层为火山岩、陶粒、石英砂中的一种。
[0018]多介质折流曝气生物滤池的应用，包括以下步骤:
[0019]A.污水经过进水管进入第一级曝气生物滤池，污水从上到下通过填料空隙，曝气管产生的空气从下到上通过填料空隙，污水与空气在填料空隙对流接触，污水与填料上附着的微生物和/或生物酶充分接触；将污水中的氨、氮(有机氮)在好氧环境中被硝化菌转化为硝态氮。
[0020]B.污水通过过水孔进入第二级曝气生物滤池，污水和曝气管产生的空气均从下到上通过填料空隙，污水与填料上附着的微生物和/或生物酶充分接触；经过步骤B，污水与填料上附着的生物膜充分接触，进一步去除污水中的有机物，在低的有机负荷下进行硝化。两级曝气生物滤池中的生物填料上负载不同的优势菌种，保障需要不同条件的碳化和硝化反应能够在不同的区域进行。
[0021]C.当第一级曝气生物滤池水位高于第二级曝气生物滤池的水位时，进行反冲洗，关闭进水管和出水管，开启反冲洗系统，排出反洗用的水。当滤池处理一段时间污水后，滤池中悬浮物增加，导致滤料过水能力的降低，此时需要进行反冲洗。由于污水的处理是逐级进行，所以两级曝气生物滤池所含悬浮物的量是逐级递减的，可以通过两级曝气生物滤池内液压差来判断悬浮物的情况。例如:当第一级曝气生物滤池水位高于第二级曝气生物滤池的水位时(即当一级曝气生物滤池水位、第二级曝气生物滤池内液位差大于预设值时)，即说明第一级曝气生物滤池的滤料的过水能力已经很低，应该开始进行反洗程序；首先关闭该曝气生物滤池的进水阀门和出水阀门，仅保持反洗曝气生物滤池曝气，进行反洗排水。
[0022]第一级曝气生物滤池主要去除污水中的有机物，降低进入第二级曝气生物滤池的有机负荷，以利于第二级曝气生物滤池的硝化。同时，回流的硝化液在此段利用进水中的碳源进行反硝化，污水中的氨氮和有机氮在好氧环境中被硝化菌转化为硝态氮。在第二级曝气生物滤池，进一步去除污水中的有机物，以及在低的有机负荷下进行硝化。而整体上则呈现为推流式，达到有机物去除和脱氮除磷的目的，并有效缓解了滤料堵塞问题，实现污水的净化。在两级曝气生物滤池在生物填料载体上繁殖各自不同的优势菌种，且将需要不同条件的碳化和硝化反应分开在不同的区域进行。
[0023]与现有技术相比，本发明的有益效果为:
[0024](I)本发明将下流式和上流式设置于同一曝气生物滤池系统中，装置结构紧凑，减小了占地面积，降低了基建和运行费用。
[0025](2)本发明在同一曝气生物滤池内完成硝化和反硝化作用，实现了 COD、SS、NH3-N和TN的同步去除。
[0026](3)通过不同滤料的组合，强化了对多种污染物同步去除效果，提高了系统抗冲击负荷能力，大大降低了板结发生的可能性。
[0027]a.沸石具有选择性吸附氨氮的特点，同时其表面也可形成生物膜(成为生物沸石)而使氨氮的去除能力得到提高。
[0028]b.沸石和颗粒活性炭结合，延长了沸石的工作周期，使颗粒活性炭上的生物生长良好，当未有长期高浓度氨氮冲击时可保证沸石的长期运行而无需再生，经济可靠。
[0029]c.聚氨酯生物海绵填料中固定有微生物和/或生物酶，放在上侧的填料层中(即第一填料层)，以进一步去除SS和其他污染物。固定微生物和/或生物酶后，聚氨酯生物海绵填料载体密度接近于水的密度，微生物负载量大，容积负荷高达8kgB0D5/m3.d，比表面积为15-40m2/g ;由于具有较大的比表面积、挂膜容易，因而生物负载量大，生物负载量可以达到10-20g/L以上，比现有的污水净化方法高出5倍以上；而且生物膜(即微生物和/或生物酶)更新比较快，因而微生物(即微生物和/或生物酶)具有较高的活性，大大提高了处理效率和污水处理效果。
[0030]d.由于多介质填料的组合，使滤料层呈现出半固定半流动的状态，流