本发明涉及一种污水处理的方法及技术装置领域，更具体地说是涉及一种污水移动床生化与固液分离净化一体化装置。
背景技术：
移动床生物膜反应器(mbbr)工艺，吸收了传统流化床与生物接触氧化法两种工艺的优点，核心为直接向反应器中投加一定比例的，比重接近水的悬浮填料，作为微生物的活性载体，大幅度提高反应器中的生物量和生物种类，从而极大地提高了对污水的处理效率。
作为悬浮生长的活性污泥法和附着生长的生物膜法相结合的一种工艺，目前的mbbr反应器兼具两者的优点，具有操作简单、占地面积小、处理效率高的突出优点；但在生化反应池内也不同程度地存在曝气死区，悬浮填料分布不均匀，移动不均衡，悬浮填料容易流失，易在出水口和反应器死角堆积，出水中存在附着微小气泡的生物膜碎屑悬浮物，难以进行有效的沉淀净化分离等问题。因此限制了该技术的应用。
目前mbbr好氧生化反应器应用中存在的主要问题：
1、mbbr反应器设计难度大，难以实现最佳工况。在实际工程中的每个mbbr反应器都特定的，在mbbr好氧生化反应器中，悬浮填料是依靠曝气和水流的提升作用处于悬浮流动状态，而悬浮填料在反应池内的充分流动循环，取决于确定反应池水力特性的结构，和曝气进气管路的合理布置。因此，为了保证和满足悬浮填料在特定的反应池中充分流动循环，需要根据特定反应池的结构，进行复杂的水力特性计算，来确定进气管路的布置和优化池内曝气器的分布，再根据实际的曝气状况调节单个曝气器的曝气量，通过大量试验来优化反应池的构造和水力特性。
但是目前在大多数的实际工程设计中，是难以做到的，因此在实际工程中不同程度地存在着，整个反应池内进水进气分布不均匀和存在曝气死区，悬浮填料移动状态不均衡，容易出现局部填料堆积的缺陷；或为了克服这些缺陷而盲目增大曝气量，导致曝气能耗过高的现象。
2、mbbr反应器特殊的水力特性要求，难以实现大型化。由于mbbr好氧生化处理池的特殊水力特性要求，为了克服反应池内不同程度地存在死区，以及容易出现局部填料堆积的缺陷，根据大量试验表明，单个mbbr好氧生化处理池的长深比为0.5左右，且长度不大于3m时，有利于悬浮填料的完全移动，或者通过在池内设置导流板，形成强制循环来解决池内死角的问题，这样能使气水比降到4：1左右。因此传统mbbr好氧生化处理池，为了避免上述现象的发生，每单个反应池体的池容积不能太大。当实际工程中需要大型的mbbr好氧生化处理池时，只能采取多个小型的mbbr好氧生化处理池串联或并联来实现，增大工程施工的难度，造成工程费用的增加。这也是mbbr工艺在实际工程应用中，多适用于中小型生活污水和工业有机废水处理，特别是一体化污水处理装置的原因。
3、mbbr反应器大型化可能产生的弊端。当在实际工程中需要，或者想要提高mbbr好氧生化处理池的单池处理能力，就需要将反应池体设置为长方形的形式，从而导致悬浮填料随着水流方向聚集到出水端，因此需在出水端设置填料回流设备与管道。但填料回流会造成系统能耗的大大增加，同时填料在管道中彼此撞击，会导致填料上厌氧、缺氧生物膜大量脱落而影响系统的处理效果；而且反应池出水端由于填料堆积，极易发生填料堵塞的现象，此外错落布置的水下搅拌器容易产生水力死角，也导致大量填料在死水区堆积。否则需要设置大功率的搅拌器来搅拌，而搅拌强度太高，一是造成能耗过高，二是会导致悬浮填料磨损和填料上生物膜不易附着。
4、mbbr反应器出水端设置拦截悬浮填料的栅板、格网容易发生堵塞。为避免mbbr反应池出水端悬浮填料随水流流失，往往需要设置拦截填料的栅格网、筛孔板，但由于出水水流将大量填料带至出水口造成堵塞，以致在实际工程中，需要设置活动栅板，定期进行人工清理，或者是设置空气反吹装置，以防止堵塞。
5、mbbr反应器出水中悬浮物细小难以沉淀分离净化。mbbr反应器中悬浮填料在气液流的冲刷和相互撞击下，老化的生物膜可及时脱落更新，提高了对污水的生化处理效率；但是同时也造成，反应器出水中存在附着微小气泡的细小生物膜碎屑悬浮物，难以进行有效的沉降分离，影响出水水质等问题。
为了克服传统mbbr反应器及其应用中存在的上述弊端，需要对mbbr反应器的结构，以及出水端栅板、格网和出水固液分离沉淀器进行优化，设计一种显著提高单个mbbr生化池的处理能力，消除反应池内曝气流化死区，防止局部容易出现填料堆积，高度集成移动床生物膜高效率生化与液固沉淀分离净化功能，可以适用于各种不同处理能力的，集移动床生化净化与气液固分离净化一体化的污水处理装置。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，本发明提供一种污水移动床生化与固液分离净化一体化装置，是一种能够显著改善mbbr好氧生化反应器(池)内水力流动特性，降低曝气流化能耗，减少和消除反应器(池)内死区，达到悬浮填料移动分布均匀，防止出水口填料堆积堵塞，设计简易，工程施工简便，集移动床生物膜生化净化与气液固分离净化一体化的污水处理装置。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种污水移动床生化与固液分离净化一体化装置，包括：污水处理装置的池体1及其外隔墙，以及设置在池体1中的内隔墙11，所述内隔墙11将池体1分隔成一侧的生化反应区8和另一侧的净水分离区12；所述生化反应区8进水侧外隔墙上部设有进水孔及与进水孔连接的进水管2，在进水孔一侧的池体1内壁设有进水溢流堰槽3，进水溢流堰槽3位于生化反应区8上方；在生化反应区8中与进水侧的外隔墙、出水侧的内隔墙11相对应的位置对称地设置有两块竖直的导流板4，所述导流板4将所述生化反应区8分隔成进水侧的回流通道区5-1、中间曝气区8-1和出水侧的回流通道区5-2；所述生化反应区8内装填有悬浮填料6；
所述内隔墙11中部设有安装过水筛网11-1的过流孔，所述过水筛网11-1上沿与内隔墙11相连的位置设有间断条型的排气狭缝11-2；所述内隔墙11下部设有下泥槽口16；
所述净水分离区12内，导气挡板13连接于排气狭缝11-2上端沿的较高一端，倾斜向下至滑泥斜板15表面，且与滑泥斜板15之间存在间距形成条型的过流狭口14；滑泥斜板15较高一端连接于池体1的外隔墙上，较低一端倾斜向下至下泥槽口16并连接于下泥槽口16的下端沿；
所述净水分离区12内，位于导气挡板13上方还设有斜管过滤填料17，所述斜管过滤填料17上方位于外隔墙内壁设有出水溢流堰槽18，溢流堰槽18靠外隔墙一侧开有出水孔及与出水孔连接的出水管19。
优选地，所述导流板4为竖直的矩形隔板，且上端与池顶保持距离且淹没在水中，下端与池底保持距离；所述导流板4的左、右两端分别与池体1左右两侧外隔墙相连，对称地位于池体1生化反应区8的进水端、出水端两侧，将池体1生化反应区8分隔为进水侧的回流通道区5-1、中间曝气区8-1和出水侧的回流通道区5-2。
优选地，所述的内隔墙11上的排气狭缝11-2的宽度和筛网11-1的孔的直径都小于悬浮填料6的直径，用于拦截悬浮填料6让水流通过。
优选地，进水侧的回流通道区5-1和出水侧的回流通道区5-2下部角落分别设有填料滑落斜板7。
优选地，所述滑落斜板7为矩形板呈一定角度向池中间倾斜；所述进水侧的回流通道区5-1下部的滑落斜板7的上边沿与池体1外隔墙内壁相连，下边沿与池体1池底内壁相连；出水侧的回流通道区5-2下部的滑落斜板7的上边沿与内隔墙11侧壁相连，下边沿与池体1池底内壁相连；便于进水侧的回流通道区5-1、出水侧的回流通道区5-2中沉降下落的悬浮填料6滑落汇集至池体1底部中间曝气区8-1。
优选地，中间曝气区8-1底部设置有空气管9，空气管9上装有曝气器10。
优选地，所述中间曝气区8-1底部设置的空气管9为穿孔曝气管。
优选地，所述中间曝气区8-1底部设置的空气管9为安装曝气器10的管道，所述曝气器10可以是曝气盘或是微孔曝气管的一种。
优选地，所述进水溢流堰槽3的顶端水平高度高于出水溢流堰槽18的顶端水平高度。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
(1)本发明结构紧凑，将污水处理的好氧、缺氧生化反应，污泥沉淀分离、净水出水过程集中在一体化单元结构内完成，提高了污水净化处理效率，具有占地少、投资省、运行费用低、处理效果好的显著效果。
(2)在生化反应区中间底部设置曝气器，形成水流和悬浮填料上升的中间曝气流化区，而将进水侧的回流通道区、出水侧的回流通道区设置为曝气盲区，从而使整个生化反应区被区分形成为，中间的水流和悬浮填料上升的曝气区，进水侧、出水侧的水流和悬浮填料下降的回流回落通道区；池中的水体在曝气作用下形成进水与部分循环回流水体，从生化反应区进水侧的回流通道区由上向下流动混合，和部分循环回流水体从生化反应区出水侧的回流通道区由上向下流动混合，并分别从两侧回流通道区回流至池底中间曝气区，在曝气气提作用下翻腾向上流动混合，保证了水流在整个生化反应区中充分均匀混合和循环流动的良好水力状态，显著改善生化反应区内的水力流动特性，防止了悬浮填料在生化反应区的池体四周的堆积；实现了以较少的曝气量，保证悬浮填料在生化反应区的水流中均衡悬浮移动状态，达到了悬浮填料与水流充分反复接触和冲刷，降低曝气流化能耗，提高去除污水中污染物的净化处理效果。
(3)在生化反应区的出水侧的回流通道区设置出水区，并将筛网设置于内隔墙的预定位置，出水区位于整个生化反应区的一侧，一是避免了将出水孔设置于反应池周边，池内出水水流将大量悬浮填料带至出水孔造成堵塞的现象；二是达到了进入生化反应区的污水经过充分均匀的混合和净化处理后排出，使污水中污染物的去除净化处理效果得到有效保证。
(4)将出水区的筛网设置于位于水流和悬浮填料的出水侧的回流通道区中，出水以较小的流量经筛网流入净水分离区；而循环回流的污水以较大的流量向下流动，随大流量循环回流的污水流动的悬浮填料，很难在筛网上附着停留，有效地避免了悬浮填料在筛网上的堆积堵塞。
(5)在生化反应区的两个回流回落区的底部设置斜形滑板7，便于回落的悬浮填料滑落汇集至中间曝气流化区的底部，不致造成悬浮填料在回流回落区的底部产生堆积。
(6)采用将整个生化反应区区分为：进水侧的回流通道区、中间曝气区和出水侧的回流通道区，将出水区与混合液污水回流和悬浮填料回落区结合为一体的设计，简化了在实际工程设计时，需要通过大量试验来优化反应器的构造和水力特性的复杂工作，大大减少了mbbr好氧生化反应器工程设计难度。
(7)采用侧向分离式的气液分离与固液分离装置进行气液和污泥的分离，更有利于出水中附着微小气泡的细小生物膜碎屑悬浮物，进行有效的沉降分离，其次在生化反应区的水平方向布置侧向式气液固分离净化区，大大降低了装置的垂直高度，而采用内侧面进水外侧面出水的方式，使得整个装置的结构更加紧凑。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明运行状态示意图。
图3为图1中a-a截面示意图。
图4为图1中b-b截面示意图。
图5为筛网的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-5所示一种污水移动床生化与固液分离净化一体化装置，包括：污水处理装置的池体1及其外隔墙，以及设置在池体1中的内隔墙11，所述内隔墙11将池体1分隔成一侧的生化反应区8和另一侧的净水分离区12；所述生化反应区8进水侧外隔墙上部设有进水孔及与进水孔连接的进水管2，在进水孔一侧的池体1内壁设有进水溢流堰槽3，进水溢流堰槽3位于生化反应区8上方；在生化反应区8中与进水侧的外隔墙、出水侧的内隔墙11相对应的位置对称地设置有两块竖直的导流板4，所述导流板4将所述生化反应区8分隔成进水侧的回流通道区5-1、中间曝气区8-1和出水侧的回流通道区5-2；所述生化反应区8内装填有悬浮填料6；中间曝气区8-1底部设置有空气管9，空气管9上装有曝气器10；进水侧的回流通道区5-1和出水侧的回流通道区5-2下部角落分别设有填料滑落斜板7；所述内隔墙11中部设有安装过水筛网11-1的过流孔，所述过水筛网11-1上沿与内隔墙11相连的位置设有间断条型的排气狭缝11-2；所述内隔墙11下部设有下泥槽口16；所述净水分离区12内，导气挡板13连接于排气狭缝11-2上端沿的较高一端，倾斜向下至滑泥斜板15表面，且与滑泥斜板15之间存在间距形成条型的过流狭口14；滑泥斜板15较高一端连接于池体1的外隔墙上，较低一端倾斜向下至下泥槽口16并连接于下泥槽口16的下端沿；所述净水分离区12内位于导气挡板13上方还设有斜管过滤填料17，所述斜管过滤填料17上方位于外隔墙内壁设有出水溢流堰槽18，溢流堰槽18靠外隔墙一侧开有出水孔及与出水孔连接的出水管19。
本实施例中导流板4为竖直的矩形隔板，且上端与池顶保持距离且淹没在水中，下端与池底保持距离；所述导流板4的左、右两端分别与池体1左右两侧外隔墙相连，对称地位于池体1生化反应区8的进水端、出水端两侧，将池体1生化反应区8分隔为进水侧的回流通道区5-1、中间曝气区8-1和出水侧的回流通道区5-2。
内隔墙11上的排气狭缝11-2的宽度和筛网11-1的孔的直径都小于悬浮填料6的直径，用于拦截悬浮填料6让水流通过。滑落斜板7为矩形板呈一定角度向池中间倾斜；所述进水侧的回流通道区5-1下部的滑落斜板7的上边沿与池体1外隔墙内壁相连，下边沿与池体1池底内壁相连；出水侧的回流通道区5-2下部的滑落斜板7的上边沿与内隔墙11侧壁相连，下边沿与池体1池底内壁相连；便于进水侧的回流通道区5-1、出水侧的回流通道区5-2中沉降下落的悬浮填料6滑落汇集至池体1底部中间曝气区8-1。
悬浮填料6，具有较大的比表面积，亲水性好、易附着生长生物膜，比重与水近似，附着生长生物膜后，在曝气状态下的水流中呈悬浮状态的塑料填料。
中间曝气区8-1底部设置的空气管9为穿孔曝气管，也可以是安装曝气器10的管道，所述曝气器10可以是曝气盘或是微孔曝气管的一种。
进水溢流堰槽3的顶端水平高度高于出水溢流堰槽18的顶端水平高度。
本发明的工作原理为：待处理污水通过进水泵输送到生化反应池的进水管2，流入进水溢流堰槽3，水满后，经均匀布水进入生化反应区8的进水侧水面，与中间曝气区8-1回流至进水侧的回流通道区5-1上方的水流和悬浮填料6混合，进入进水侧的回流通道区5-1，从进水侧的回流通道区5-1由上向下流动进一步充分混合接触；并从进水侧的回流通道区5-1回流至池底中间曝气区8-1，在曝气器10的曝气气提作用下翻腾向上流动。
中间曝气区8-1中的水体在曝气作用下，高度混合翻腾向上流动至水面，向上流动至水面的水流，一部分回流至进水侧的回流通道区5-1由上向下流动；另一部分流向出水侧的回流通道区5-2由上向下流动，在出水侧回流通道区5的中部筛网11-1位置，少量出水流经筛网11-1进入净水分离区12，大量水流从出水侧的回流通道区5-2回流至中间曝气区8-1的池底。
混合有悬浮填料6的水流，在生化反应区8的中间曝气区8-1的曝气器10的曝气作用下，形成水体从中间曝气区8-1的池底翻腾向上流动，由于中间曝气区8-1的水体向上流动和水体的连续性，造成两侧的回流通道区中的水体源源不断地向下流动，向中间曝气区8-1流动扩散补充，而进水侧的回流通道区5-1、出水侧的回流通道区5-2为曝气盲区，不会产生向上流动的水，从而形成在生化反应区8的中间曝气区8-1的水体向上流动，而进水、出水两侧回流通道区中的水体向下流动的循环水流。
当混有附着生长生物膜菌群的悬浮填料6的混合液水流，在生化反应区8中循环流动中，进行充分的曝气充氧和混合接触，使混合液水流在良好的溶解氧条件下，悬浮填料6上的生物膜菌群与污水中的有机物、氨氮等污染物进行接触氧化反应，从而使污水中大部分的有机物、氨氮等污染物得到降解去除。
经过生物接触氧化净化处理后，混有悬浮填料6的混合液水流，在出水侧回流通道区5-2循环向下流经内隔墙11的筛网11-1区时，少量循环水流流过平板形的筛网11-1，进入净水分离区12。而悬浮填料6则被平板形的筛网11-1拦截，随大量向下循环水流回落至回流回落通道区5-2的底部，沿滑落斜板7汇集滑向生化反应区8的中间曝气区8-1，在曝气水气流翻滚搅动下，悬浮向上漂向水面。通过筛网11-1的出水水流，进入净水分离区12，沿导气挡板13向下流动，附着在污泥上的气泡逸出，向上飘升至导气挡板13，在自然沉淀作用下，比重轻的气泡上升，沿着导气挡板13的下沿面上升至与筛网11-1的连接处排气狭缝11-2，进入出水侧回流通道区5-2溶入生物反应区8内，实现气体与固体污泥和液体水流的分离；同时经过气、泥分离的水流，在水压作用下，沿导气挡板13继续向下流动，通过导气挡板13和滑泥斜板15之间的过流狭口14向上流，其混合脱气污泥的水流中质量较大的污泥因比重大，向下沉淀沿着滑泥斜板15下滑，并通过条型下泥槽口16流入生物反应区8底部的积泥槽，而混合有质量较小的污泥的水流则经滑泥斜板15上的过流狭口14进入导气挡板13上方的固液分离区，向上流动进入斜管填料区17，固体污泥沿斜管沉淀下降，水流沿斜管上升流动进入净水稳定室，实现固体污泥和液体水流的分离，经过斜管填料17水泥分离进一步净化处理的水流，升至洁净水液面，均匀溢流进入出水溢流堰槽18，通过出水管19排出。
以上所述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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。