本发明涉及污水处理设备领域，具体涉及一种活性污泥过滤生化反应器及其工艺流程。
背景技术：
回顾我国废水处理行业，尤其是活性污泥法的发展状况，可以概括为：起步晚、发展快，目前已进入世界先进技术行列。国内是从20世纪60年代开始对活性污泥法反应器进行研究的。北京、无锡、兰州等地于80年代末期率先采用a/o活性污泥工艺处理啤酒及酒槽污水。a/o活性污泥反应器是好氧生物反应器的佼佼者，被广泛应用于生活污水及各种有机废水处理中。相比于其他活性污泥反应器，它具有容积负荷高、水力停留时间短、能耗低、成本少、设备简单、操作方便、运行稳定、处理效果好等特点。目前世界上已有数万座a/o活性污泥法反应器在生产中应用。据《活性污泥法的发展历程与应用现状》介绍，截止到2000年12月底，国内外所建成的好氧处理工程中a/o反应器约占全部项目的69％。显然，a/o反应器越来越受青睐，但大多数a/o反应器存在一些先天缺陷，比如内回流需要水泵进行提升，增大了能耗及故障风险。
传统的二沉池固液分离，曝气池不能维持较高的活性污泥浓度，一般只能形成1.5～3.5g/l左右的浓度，限制了生化反应速率。水力停留时间hrt与污泥龄srt相互依赖，提高容积负荷与降低污泥负荷往往形成矛盾，系统在运行过程中会产生了大量的剩余污泥，增加了污泥处置费用。另外还经常出现污泥膨胀现象，造成出水中含有一定量的悬浮固体，影响出水水质。
研制高效低耗并具有多种附加功能的活性污泥法污水处理工艺已经成为烝待解决的重大课题。在污水处理的同时实现污水的无害化与资源化，实现水的良性循环和水资源的可持续利用。
技术实现要素：
为了解决上述技术问题中的不足，本发明的目的在于：提供一种活性污泥过滤生化反应器，节能高效，污水处理效率高，剩余污泥量少。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案为：
所述活性污泥过滤生化反应器，包括反应器壳体、生化风机以及加药装置，反应器壳体的内部分别设置缺氧区、好氧区和澄清区，缺氧区、好氧区和澄清区依次连通，缺氧区外接进水管路，缺氧区、好氧区和澄清区的内部均设置曝气器，生化风机通过空气管路与曝气器相连通，澄清区呈圆锥状，横截面积自下向上依次增大，澄清区的下端设置混合液入口，澄清区的上部设置出水堰，出水堰外接出水管路，澄清区的中上部设置间隔固定的多根斜管，澄清区的下部设置回流装置，回流装置通过排泥管路与缺氧区相连通，好氧区的底部设置排泥装置。
进一步优选，生化风机通过空气管路与回流装置以及排泥装置相连通。
进一步优选，好氧区通过加药管路外接加药装置。
进一步优选，缺氧区通过辅料管路外加辅料。
进一步优选，缺氧区与好氧区通过通孔相连通。
所述的活性污泥过滤生化反应器的工艺流程，包括以下步骤：
a、污水由进水管路进入到缺氧区进行缺氧生化处理，处理完毕后，再进入好氧区进行好氧生化处理；
b、处理完毕后，混合液从澄清区下端的混合液入口进入澄清区，混合液在上流的过程中，由于澄清区的横截面积不断扩大，加之重力作用，混合液中的活性污泥颗粒不断减速直至静止不动，从而形成一层过滤介质，过滤介质与上方的斜管对污水中的污染物起到生物絮凝和过滤截留作用，产生较高的泥水分离效率并进一步去除残余的有机物，对污水进行分离，分别形成上清液和污泥；
c、经泥水分离后，澄清区内的上清液进入出水堰通过出水管路排出到外部，活性污泥则随着生物絮凝作用的进行逐渐变大变重，下沉到澄清区的底部，通过回流装置回流到缺氧区进行再次反应，进入到好氧区的多余污泥由排泥装置通过排泥管路排出。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1)出水水质好，污废水有机物去除较为彻底，cod去除率≥90％、bod去除率≥97％、t-n去除率≥85％、nh3-n去除率≥98％、出水ss≤10mg/l，普通市政生活污水经bsfr处理后出水可达到gb3838-2002地表水环境质量标准ⅲ类水质标准，高于gb18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级a排放标准；
2)bsfr活性生物污泥过滤反应器污水处理效率高，a/o生活污水处理系统总停留时间小于6小时，系统占地面积小，bsfr具有高效泥水分离作用，无需设立二沉池，系统流程简单易于集成组合，占地大为缩小；
3)bsfr活性生物污泥过滤反应器中高密度悬浮污泥过滤层的高效拦截作用使微生物截流在反应器内，实现了污泥龄srt和水力停留时间hrt的有效分离，缩短了工艺流程，反应器内部结构简单流畅，使运行控制更加灵活；
4)bsfr活性生物污泥过滤反应器可方便的与其它生化处理工艺结合，形成各类生物处理系统，配套必要先进的自动化控制技术，系统可便捷地进行模块集成设计组合，系统易于实现自动控制，可实现污水处理高度集成智能化；
5)bsfr系统剩余污泥产量少，bsfr工艺可以在高容积负荷、低污泥负荷下运行，剩余污泥产量低，降低了污泥处理费用。由于系统srt长，bsfr反应器又起到了“污泥硝化池”的作用，从而显著减少污泥产量，剩余污泥产量低，污泥处理费用低；
6)bsfr活性生物污泥过滤反应器出水段会形成高达500-1000mm厚度的高密度活性污泥悬浮层，相当于一层“活性污泥滤饼”，滤饼污泥浓度≥8000mg/l，滤饼的机械截流作用避免了微生物的流失，生物反应器内可保持高的污泥浓度，从而能提高体积负荷，降低污泥负荷。出水由下向上形成稳态上升流穿过污泥滤饼区，a/o生化后出水中难以生化有机质再次被"活性污泥滤饼"生化处理、过滤吸附处理，从而使得出水有机物及悬浮物进一步降解；
7)bsfr脱氮除磷能力强，由于bsfr活性污泥滤饼的截流作用，使得srt延长，有效防止微生物菌群的流失，有利于生长速度缓慢的细菌(硝化细菌等)的生长，提高系统硝化脱氨氮能力；bsfr缺氧和好氧功能明确，界线分明，可根据进出水条件要求，人为地创造和控制两段时空比例和运转条件，混合液可轻松实现低溶氧大比例回流，只要碳源充足,便可达到比较高的生物脱总氮效率；bsfr工艺没有严格的厌氧区，但是当回流比较小且适当时(200％左右)，缺氧区在反硝化完全结束后基本不存在硝态氮，此时缺氧区即处于厌氧状态，此时有利于聚磷菌释放磷，进而在好氧区过量吸磷，从而达到生物除磷效果。
8)bsfr活性生物污泥过滤反应器，用于市政生活污水处理时，无需投加pac等水处理剂。
附图说明
图1本发明流程示意图。
图中：1、生化风机；2、空气管路；3、加药管路；4、加药装置；5、出水管路；6、排泥管路；7、反应器壳体；8、斜管；9、排泥装置；10、曝气器；11、回流装置；12、混合液入口；13、澄清区；14、好氧区；15、缺氧区；16、进水管路；17、辅料管路；18、出水堰。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例做进一步描述：
实施例1
如图1所示，本发明所述活性污泥过滤生化反应器，包括反应器壳体7、生化风机1以及加药装置4，反应器壳体7的内部分别设置缺氧区15、好氧区14和澄清区13，缺氧区15、好氧区14和澄清区13依次连通，缺氧区15与好氧区14之间的器壁上设置多个通孔，通过通孔相连通，缺氧区15外接进水管路16，缺氧区15、好氧区14和澄清区13的内部均设置曝气器10，生化风机1通过空气管路2与曝气器10相连通，曝气不仅使液体与空气接触充氧，而且由于搅动液体，加速了空气中氧向液体中转移，从而完成充氧的目的，此外，曝气还有防止污泥下沉，加强有机物与微生物与溶解氧接触的目的，从而保证池内微生物在有充足溶解氧的条件下，对污水中有机物的氧化分解作用，澄清区13呈圆锥状，横截面积自下向上依次增大，澄清区13的下端设置混合液入口12，澄清区13的上部设置出水堰18，出水堰18外接出水管路5，清水由出水管路5排出，澄清区13的中上部设置间隔固定的多根斜管8，斜管8内可以填絮凝剂等药剂，加速絮凝，澄清区13的下部设置回流装置11，回流装置11将部分活性污泥重新上输送回缺氧区15进行反应，回流装置11通过排泥管路6与缺氧区15相连通，好氧区14的底部设置排泥装置9，不用的污泥由排泥装置9排出。
其中，生化风机1通过空气管路2与回流装置11以及排泥装置9相连通；好氧区14通过加药管路3外接加药装置4，加药装置4向反应器内加pac等水处理剂；缺氧区15通过辅料管路17外加辅料，比如碳源、碱等。
所述的活性污泥过滤生化反应器的工艺流程，包括以下步骤：
a、污水由进水管路16进入到缺氧区15进行缺氧生化处理，处理完毕后，再进入好氧区14进行好氧生化处理；
b、处理完毕后，混合液从澄清区13下端的混合液入口12进入澄清区13，混合液在上流的过程中，由于澄清区13的横截面积不断扩大，加之重力作用，混合液中的活性污泥颗粒不断减速直至静止不动，从而形成一层过滤介质，过滤介质与上方的斜管8对污水中的污染物起到生物絮凝和过滤截留作用，产生较高的泥水分离效率并进一步去除残余的有机物，对污水进行分离，分别形成上清液和污泥；
c、经泥水分离后，澄清区13内的上清液进入出水堰18通过出水管路5排出到外部，活性污泥则随着生物絮凝作用的进行逐渐变大变重，下沉到澄清区13的底部，通过回流装置11回流到缺氧区15进行再次反应，一方面为脱氮创造反硝化条件，另一方面提高混合液活性污泥浓度，进入到好氧区14的多余污泥由排泥装置9通过排泥管路6排出。