[发明专利]双污泥串联曝气生物滤池硝化反硝化及过滤的方法与装置

说明书

技术领域

本发明属于污水生物处理技术领域，特别适用于污水处理厂的提标改造以及污水深度处理厂的新建，具体涉及一种用于污水处理的双污泥串联BAF硝化反硝化及过滤的方法与装置。

背景技术

活性污泥处理系统由于进水水质水量的冲击，往往发生污泥膨胀和二沉池污泥上浮的现象，影响工艺的正常运行。目前国内外针对曝气生物滤池进行了大量研究，指出曝气生物滤池可以作为活性污泥处理工艺的替代技术。

曝气生物滤池(Biological Aerated Filter，BAF)是集生物膜生化降解和滤层过滤功能于一体的非常适合于我国国情的污水处理技术，能实现水资源再生及持续利用。BAF比其他活性污泥处理系统的生物量大，抗冲击负荷能力强，容积负荷高，占地面积小，污泥产量小，处理效果稳定，既可以用于污水的二级处理，也可用于深度处理。

传统一体式或两级曝气生物滤池的主要缺陷是鹅卵石或陶粒等填料易堵塞和板结，且反冲洗能耗很高。随着运行过程中污染物在滤床中迅速截留，下部填料上的生物膜生长很快，滤床的孔隙率会迅速降低，存在水头损失增加快，工作周期短，且几乎没有除磷效果等问题。增加化学预处理过程可以有效地控制进水水质，从而减少反冲洗次数，但是化学混凝降低悬浮物浓度的同时也伴随着50％左右的COD去除，降低生物反硝化需要的碳源，不适合我国普遍存在的低C/N水质，并且该方法还会产生污染环境的大量的化学污泥，同时异养菌和自养菌的种群结构易受反冲洗的影响。

如何在节能降耗和有效利用原水碳源的基础上，优化曝气生物滤池结构及组合，改善微生物种群结构，降低反冲洗能耗，是近年来BAF污水生物处理领域的研究热点。

发明内容

本发明的目的是针对目前BAF工艺存在的问题，结合节能降耗和碳源有效利用的要求提出一种双污泥串联BAF硝化反硝化及过滤的装置与方法，通过对传统两段脱氮曝气生物滤池工艺调整和结构形式的改进，实现异养菌和自养硝化菌的分离，微生物得到优势生长，曝气生物滤池除碳、硝化和过滤功能的分离，实现除碳BAF和硝化BAF反冲洗的分离，强化生物滤池的硝化和过滤能力，最终实现组合系统节能、稳定、高效脱氮去悬浮物。

双污泥串联曝气生物滤池硝化反硝化及过滤的装置，该装置由进水系统、第一段曝气生物滤池、第二段曝气生物滤池和清水池顺序连接组成，其特征在于：第一段曝气生物滤池2从下至上为反硝化区3、第一支撑层4和除碳区5；第二段曝气生物滤池7从下至上为硝化区8、中间水层9、第二支撑层10、硝化脱氧过滤区11；

所述第一段曝气生物滤池的反硝化区3和除碳区5的体积比为1～1.5∶1；所述第二段曝气生物滤池的硝化区8和硝化脱氧过滤区11的体积比为1～2∶1；所述反硝化区3中的滤料为悬浮填料，其比重介于0.9～1.0g/cm³，装填率为60％～90％；所述除碳区5、硝化区8和硝化脱氧过滤区11中滤料的比重介于1.2～2.0g/cm³；所述中间水层内无滤料，其高度为硝化区8高度的35％～50％；所述气水分离器17的漏斗状收集口安装于中间水层9，并且气水分离器17穿过硝化脱氧过滤区11；

所述第一段曝气生物滤池的反硝化区3的顶部设置第一反冲洗排水管21，第一段曝气生物滤池的出水管6上设置第二反冲洗排水管22；

所述第二段曝气生物滤池的中间水层9设置反冲洗排水管23；

所述装置的进水系统1与第一段曝气生物滤池2连接；第一段曝气生物滤池2通过出水管6与第二段曝气生物滤池7连接；第二段曝气生物滤池7通过管道与清水池12连接；清水池12通过硝化液回流系统14与第一段曝气生物滤池的反硝化区3连接；所述清水池12还与清水出水管13连接；鼓风机15通过曝气管线16与第二段曝气生物滤池7连接；所述鼓风机15还通过气冲管线19与第一段曝气生物滤池2底部连接；第二段曝气生物滤池7通过气水分离器17和二次曝气管线18与第一段曝气生物滤池2的除碳区5连接；所述清水池12通过反冲洗系统20分别与第一段曝气生物滤池2和第二段曝气生物滤池7的底部连接。

反硝化脱氮除碳曝气生物滤池和硝化生物滤池的分离，实现异养菌和自养菌的分离，截留大量悬浮物的反硝化脱氮区装填孔隙率较大的悬浮有机填料，其他滤床内装填比重大于水的滤料，实现反硝化、除碳、硝化和过滤功能的良好组合，实现异养菌和自养硝化菌的分离，提高工艺整体的脱氮效率，降低工艺系统的水力停留时间。