本实用新型涉及深床滤池技术领域，具体来说涉及生物反硝化深床滤池反应系统。
背景技术：
我国现有城镇污水处理厂共计4000多座，执行排放标准主要是从《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的一级B提高至一级A标准或从一级A标准提高至地表水准Ⅳ类水体标准或特别排放限值标准，一级B标准对总氮(TN，Total Nitrogen)的要求是≤20mg/l，一级A标准对总氮的要求是≤15mg/l，地表水准Ⅳ类水体标准或特别排放限值标准对总氮的要求是≤10mg/l，甚至个别地方标准也出台总氮的要求≤8mg/l。
然而，目前我国污水处理厂的总氮进水指标基本上都大于50mg/l，并采用生物脱氮方式处理，其中，由于污水处理厂需要处理的指标太多，营养物质不足，造成生物脱氮率效率不高；再者，由于国家及地方环保部门对污水处理达标率要求100％，经常会造成出水总氮达不到排放标准或稳定性不够的现象，因此必须要对总氮进行后续深度处理。
深床滤池是一种通常用于水处理中悬浮物的去除、包括单层均质滤料或多层滤料的滤池，其滤床相对比传统快滤池较深，多为下流式重力滤池。滤料为天然石英砂，多层滤料为无烟煤、石英砂和石榴石等。每种滤料的粒径按大小顺序进行排列。值得注意的是，在水力负荷和硝酸盐容积负荷设计恰当时，深床滤池能够具有反硝化脱氮的功能，同步去除悬浮物和硝酸盐。
技术实现要素：
鉴于上述情况，本实用新型提供一种生物反硝化深床滤池反应系统，以解决现有污水处理出水总氮达不到排放标准或稳定性不够的技术问题，实现快速有效地去除水中的硝基氮、悬浮物和磷。
为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是提供一种生物反硝化深床滤池反应系统，其包括生物反硝化滤池、气水反冲洗装置及碳源投加装置，其中：所述生物反硝化滤池包括反应池及其进水管及出水管；所述反应池的顶部设有配水渠及配水堰，所述配水渠沿所述反应池的顶部一侧设置，所述配水堰与所述配水渠连接并自所述配水渠朝向所述反应池的顶部另一侧延伸设置；所述反应池于所述配水堰下方设有生物滤料以及承载所述生物滤料的孔隙承托层，所述孔隙承托层的下方设有配水布气滤砖，所述反应池的底层中间设有气水分配室，所述气水分配室与所述配水布气滤砖之间空间连通以进行气液输送；所述进水管与所述配水渠连通，所述出水管与所述气水分配室连通；所述气水反冲洗装置，具有反冲洗布气管布置于所述配水布气滤砖之间；所述碳源投加装置，与所述生物反硝化滤池的进水管连接以输送碳源至所述反应池内。
本实用新型的实施例中，所述生物反硝化滤池的生物滤料与孔隙承托层的垂直深度超过1.8m。
本实用新型的实施例中，所述生物滤料为粒径2至3mm的石英砂形成的滤料层结构。
本实用新型的实施例中，所述孔隙承托层是以鹅卵石级配交替布置形成的层结构，所述鹅卵石的粒径为4至40mm。
本实用新型的实施例中，所述气水反冲洗装置包括鼓风机、所述反冲洗布气管及反冲洗水泵，所述反冲洗布气管包括布气方管及布气支管，所述鼓风机通过输气管与所述布气方管连通以输气至所述布气支管；所述反冲洗水泵通过反冲洗水管与所述生物反硝化滤池的气水分配室连通。
本实用新型的实施例中，所述布气方管沿所述反应池的底部一侧设置，所述布气支管与所述布气方管连接并自所述布气方管朝向与所述反应池的底部另一侧延伸布置于所述配水布气滤砖之间。
本实用新型的实施例中，所述气水分配室的壁上设有与所述出水管连通的出水口以及与所述反冲洗水管连通的反冲洗通口；所述出水口在所述气水分配室壁上的高度位置高于所述反冲洗通口的高度位置。
本实用新型的实施例中，所述鼓风机设于所述生物反硝化滤池的上方，所述输气管穿入所述反应池内部并贯穿所述生物滤料及所述孔隙承托层，令所述输气管的顶端与所述鼓风机连接，底端与所述反冲洗布气管的布气方管连接。
本实用新型的实施例中，所述气水分配室与所述配水布气滤砖之间设有出水盖板，所述出水盖板为成形有孔洞的板结构。
本实用新型的实施例中，所述碳源投加装置包括碳源储罐、碳源投加泵及碳源投加管道；所述碳源储罐与所述进水管之间通过碳源投加管道连接，所述碳源投加管道上设有碳源投加泵以驱动输送碳源。
本实用新型由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：
(1)本实用新型通过在生物反硝化滤池的基础上结合设置气水反冲洗装置及碳源投加装置形成的生物反硝化深床滤池反应系统，具有一池多用的效果，能够同步去除污水中的总氮(TN，Total Nitrogen，指水中各种形态无机和有机氮的总量)、悬浮物(SS，Suspended Solids，指悬浮在水中的固体物质)及总磷(TP，Total Phosphorus，指废水中以无机态和有机态存在的磷的总和)，使该三个水质指标稳定达标，出水水质能优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A排放标准或特别排放限值标准。
(2)通过本实用新型前述技术方案，在冬季低温条件下反硝化不彻底时，可于生物反硝化滤池投加一定量的碳源既可对TN的稳定达标起到了把关作用，并可应对远期日益严格的TN排放标准，能保证TN≤5mg/L。
(3)由于本实用新型生物反硝化深床滤池独有的驱氮技术，能够保证滤池具有最小的碳源消耗和能耗，减少运行成本。此外，本实用新型技术方案中的反冲洗水量小，一般≤3％并能够保证≤5％，远小于其他类型滤池的5％-10％，大幅降低了本实用新型反应系统运行产生的反冲洗废水的处理成本。
(4)本实用新型在运行时能够依实际需求，投加一定量的除磷药剂，能实现同步去除一定量的总磷指标之目的。
(5)本实用新型的生物反硝化深床滤池反应系统中不具有易损耗的组件，能有效降低维护滤池运行的维护工作量。
附图说明
图1是本实用新型生物反硝化深床滤池反应系统的架构示意图。
附图标记与部件的对应关系如下：
生物反硝化滤池10；反应池11；配水渠12；配水堰13；生物滤料14；孔隙承托层15；配水布气滤砖16；气水分配室17；出水盖板171；出水口172；反冲洗通口173；进水管18；出水管19；气水反冲洗装置20；鼓风机21；输气管22；反冲洗布气管23；布气方管231；布气支管232；反冲洗水泵24；反冲洗水管25；碳源投加装置30；碳源储罐31；碳源投加泵32；碳源投加管道33。
具体实施方式
为利于对本实用新型的了解，以下结合附图及实施例进行说明。
请参阅图1，本实用新型提供一种生物反硝化深床滤池反应系统，所述反应系统采用向下流固定生物膜技术，设置于常规污水处理厂二级处理工艺的后端。
如图1所示，本实用新型的生物反硝化深床滤池反应系统包括生物反硝化滤池10、气水反冲洗装置20及碳源投加装置30。其中，所述生物反硝化滤池10包括反应池11、配水渠12、配水堰13、生物滤料14、孔隙承托层15、配水布气滤砖16、气水分配室17、进水管18及出水管19；所述气水反冲洗装置20包括鼓风机21、输气管22、反冲洗布气管23、反冲洗水泵24及反冲洗水管25；所述碳源投加装置30包括碳源储罐31、碳源投加泵32及碳源投加管道33。
具体地，如图1所示，所述生物反硝化滤池10的反应池11的顶部与进水管18连接，底部与出水管19连接。所述反应池11的顶部设有所述配水渠12及所述配水堰13，所述配水堰13连接所述反应池11的顶部相对两侧，其中一侧设有所述配水渠12，所述配水堰13与所述配水渠12连接并自所述配水渠12朝向所述反应池11的顶部另外一侧延伸设置；所述反应池11于所述配水堰13下方设有生物滤料14以及承载所述生物滤料14的孔隙承托层15，所述孔隙承托层15的下方设有配水布气滤砖16，所述反应池11的底层中间设有气水分配室17，所述气水分配室17与所述配水布气滤砖16之间空间连通以进行气液输送；所述进水管18与所述配水渠12连通，所述出水管19与所述气水分配室17连通。所述气水分配室17与所述配水布气滤砖16之间还设有出水盖板171，所述出水盖板171为成形有孔洞的板结构，供气液穿透输送。
所述气水反冲洗装置20具有反冲洗布气管23布置于所述配水布气滤砖16之间。具体地，所述反冲洗布气管23包括布气方管231及布气支管232，所述鼓风机21通过输气管22与所述布气方管231连通以输气至所述布气支管232；所述反冲洗水泵24通过反冲洗水管25与所述生物反硝化滤池10的气水分配室17连通。
更具体地，于本实用新型实施例中，如图1所示，所述布气方管231沿所述反应池11的底部一侧设置，所述布气支管232与所述布气方管231连接并自所述布气方管231朝向与所述反应池11的底部另一侧延伸布置于所述配水布气滤砖16之间。
进一步地，所述气水分配室17的壁上设有与所述出水管19连通的出水口172以及与所述反冲洗水管25连通的反冲洗通口173；所述出水口172在所述气水分配室17壁上的高度位置高于所述反冲洗通口173的高度位置，以保证气水反冲洗装置20能够起到良好的反冲洗效果。
此外，如图1所示，所述鼓风机21设于所述生物反硝化滤池10的上方，所述输气管22穿入所述反应池11内部并贯穿所述生物滤料14及所述孔隙承托层15，令所述输气管22的顶端与所述鼓风机21连接，底端与所述反冲洗布气管23的布气方管231连接。
所述碳源投加装置30与所述生物反硝化滤池10的进水管18连接以输送碳源至所述反应池11内。具体地，所述碳源投加装置30包括碳源储罐31、碳源投加泵32及碳源投加管道33；所述碳源储罐31与所述进水管18之间通过碳源投加管道33连接，所述碳源投加管道33上设有碳源投加泵32以驱动输送碳源。
于本实用新型的实施例中，所述生物反硝化滤池10的生物滤料14与孔隙承托层15构成所述反应池11的床体，所述床体的垂直深度较佳超过1.8m。其中，所述生物滤料14为粒径2至3mm的石英砂形成的滤料层结构；所述孔隙承托层15是以鹅卵石级配交替布置形成的层结构，所述鹅卵石的粒径为4至40mm。
借此，本实用新型通过前述技术方案，配合在反应池11底部设置配水布气滤砖16，以在顶部的配水渠12、配水堰13之外，有效实现二次配水、配气，使本实用新型的生物反硝化深床滤池可以一池多用，既可以作为砂滤池使用，在外加碳源或除磷药剂又能实现反硝化脱氮或除磷。此外，还可以根据出水水质设定反冲洗周期和频率，由于本实用新型反应系统的气水分配采用了大面积、中阻力的分配方式(配水渠12、配水堰13、生物滤料14、孔隙承托层15)，能够实现非常均匀的布水、布气效果。再者，各种工况均由计算机自动运行，水力停留时间约为22分钟左右。
以上结合附图及实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本实用新型做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本实用新型的限定，本实用新型将以所附权利要求书界定的范围作为本实用新型的保护范围。