本實(shí)用新型屬于水處理設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種雙層填料復(fù)式反硝化深床濾池。
背景技術(shù)：
近幾年來，國家對污水排放水質(zhì)要求越來越嚴(yán)格，市政污水廠排放標(biāo)準(zhǔn)由“一級B”提升至“一級A”，有的城市還推出了自己的地標(biāo)。2015年4月16日，國務(wù)院正式印發(fā)《水污染防治計(jì)劃》(俗稱水十條)，與之而來，各地方紛紛響應(yīng)提出更為嚴(yán)格的地方標(biāo)準(zhǔn)，部分城市將污水廠排放標(biāo)準(zhǔn)提升至地表水Ⅳ或者準(zhǔn)Ⅳ類。標(biāo)準(zhǔn)的提升帶來最明顯的變化就是對TN的控制。大多數(shù)污水廠原有的二級處理工藝只能做到基本滿足脫氮要求，但受到環(huán)境因素影響嚴(yán)重，尤其是在水溫較低、pH較小，或者進(jìn)水水質(zhì)過差等情況下，污水廠的排水就很難滿足要求。
反硝化深床濾池將反硝化與深床濾池的功能有機(jī)地結(jié)合在一起，是集過濾、脫氮、除磷、去除懸浮性顆粒物的多功能于一體的處理單元。反硝化深床濾池設(shè)計(jì)在二沉池后，利用固定生物膜法的原理，采用特殊規(guī)格及形狀的石英砂作為反硝化生物膜的掛膜介質(zhì)，根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)投加C源以及PAC等藥劑，能夠有效地完成對TN、TP的脫除。在污水經(jīng)過石英砂填料層、承托層、濾磚等，SS可以被大量的截留在深床濾池中，從而使出水水質(zhì)滿足現(xiàn)階段排放標(biāo)準(zhǔn)。
目前的反硝化深床濾池脫氮處理效果雖然能夠滿足排放標(biāo)準(zhǔn)，但還存在很多不足之處，現(xiàn)在通用的反硝化深床濾池填料為均質(zhì)石英砂，既要承擔(dān)過濾的功能，又要為反硝化生物提供生存繁殖的場所，因此濾池需要較為頻繁的反沖洗，并且由于反沖洗強(qiáng)度較大，對反硝化的生存和繁殖造成一定影響。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種雙層填料復(fù)式反硝化深床濾池，各部分作用更加明確，具有更高脫氮率。
本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的所采用的技術(shù)方案為：
一種雙層填料復(fù)式反硝化深床濾池，所述深床濾池包括配套清水池、濾池、廢水池、氣反沖洗系統(tǒng)、水反沖洗系統(tǒng)、自動(dòng)碳源投加系統(tǒng)、污水排入管、廢水排放系統(tǒng)和布水布?xì)庀到y(tǒng)；
所述濾池的外部分別設(shè)有廢水池和配套清水池，該廢水池的頂部內(nèi)側(cè)設(shè)有進(jìn)水渠，所述碳源投加系統(tǒng)、污水排入管的輸出端均分別與進(jìn)水渠的中空頂部相連通設(shè)置，所述進(jìn)水渠設(shè)有進(jìn)水氣動(dòng)閘門，所述濾池的頂部內(nèi)側(cè)與進(jìn)水渠相對應(yīng)設(shè)置有進(jìn)水槽，所述進(jìn)水渠和進(jìn)水槽通過進(jìn)水氣動(dòng)閘門相連接設(shè)置，污水排入管中的污水進(jìn)入進(jìn)水渠后通過進(jìn)水槽為濾池均勻布水；
所述進(jìn)水槽下方的濾池內(nèi)自上而下分別設(shè)有海綿層反洗水排放渠、海綿填料層、能過水的承托板、石英砂層反洗水排放渠、石英砂填料層、能過水的承托層、濾磚和出水集水槽，所述海綿層反洗水排放渠與海綿填料層的上表面相間隔設(shè)置，所述海綿填料層的下表面連接承托板的上表面，該承托板的下表面間隔設(shè)置石英砂層反洗水排放渠，該石英砂層反洗水排放渠的下表面間隔設(shè)置石英砂填料層，該石英砂填料層的下表面上連接承托層的上表面，該承托層的下表面設(shè)置濾磚，所述出水集水槽設(shè)置于濾磚的下方，所述出水集水槽通過濾池出水管與配套清水池相連接設(shè)置，該濾池出水管上設(shè)有濾池出水調(diào)節(jié)蝶閥，與液位計(jì)形成控制連鎖；
所述進(jìn)水渠下方的廢水池內(nèi)設(shè)置有廢水排放管，該廢水排放管的輸入端均分別通過廢水排放控制閥與海綿層反洗水排放渠、石英砂層反洗水排放渠的內(nèi)部相連接設(shè)置，所述廢水排放管的輸出端與廢水池內(nèi)部相連通設(shè)置，該廢水池內(nèi)部也與廢水排放系統(tǒng)相連接設(shè)置，該廢水排放系統(tǒng)能夠向外排出廢水池內(nèi)的廢水；
所述布水布?xì)庀到y(tǒng)設(shè)置于出水集水槽上方的濾磚底部，所述氣反沖洗系統(tǒng)通過反洗進(jìn)氣氣動(dòng)蝶閥與布水布?xì)庀到y(tǒng)相連接設(shè)置；
所述水反沖洗系統(tǒng)包括反沖洗水管、反沖洗水泵和反沖洗氣動(dòng)閥門，所述反沖洗水泵設(shè)置于配套清水池內(nèi)，該反沖洗水泵的輸出端通過反沖洗水管與出水集水槽相連接設(shè)置，該反沖洗水管上設(shè)置有反沖洗氣動(dòng)閥門。
而且，所述廢水排放系統(tǒng)包括相連接設(shè)置的廢水排放泵和廢水排放管道，所述廢水排放泵設(shè)置于廢水池內(nèi)的底部，該廢水排放泵的輸出端與廢水排放管道相連通設(shè)置。
而且，所述氣反沖洗系統(tǒng)包括相連接設(shè)置的反洗鼓風(fēng)機(jī)和空氣管道，所述反洗進(jìn)氣氣動(dòng)蝶閥設(shè)置于空氣管道上，所述反洗鼓風(fēng)機(jī)設(shè)置于濾池外。
而且，所述碳源投加系統(tǒng)通過碳源投加控制閥與進(jìn)水渠相連接設(shè)置，所述碳源投加系統(tǒng)還包括計(jì)算機(jī)、加藥罐、螺桿泵、電磁流量計(jì)、碳源投加管道；所述廢水池內(nèi)還設(shè)有液位計(jì)和攪拌器。
而且，所述海綿填料層為聚氨酯海綿填料與多孔旋轉(zhuǎn)球形懸浮填料共同組成的填料層，所述聚氨酯海綿填料設(shè)置于多孔旋轉(zhuǎn)球形懸浮填料外部且間隔設(shè)置，4個(gè)多孔旋轉(zhuǎn)球形懸浮填料與8塊聚氨酯海綿填料為一個(gè)組合體，多個(gè)聚氨酯海綿填料間隔設(shè)置；所述石英砂填料層天然石英砂填料層。
而且，所述海綿填料層采用7*7*7的納米級親水性聚氨酯海綿；所述多孔旋轉(zhuǎn)球形懸浮填料采用的規(guī)格。
而且，所述石英砂為粒徑2-4mm的天然均質(zhì)石英砂，砂床高度超過1.8米。
本實(shí)用新型取得的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：
1、本深床濾池的各部分作用更加明確。海綿體填料層主要完成缺氧預(yù)處理，海綿體上附著的微生物主要是好氧微生物，用來降低水體中的溶解氧，為石英砂填料層的反硝化提供有利條件，并完成一部分的反硝化作用。石英砂填料層主要進(jìn)行生物脫氮即生物反硝化，并完成對SS的截留。海綿體層完成缺氧預(yù)處理，可以使石英砂層中參與反硝化反應(yīng)的微生物數(shù)量大大增加，從而提升TN的去除量以及增加COD的消耗，TN的去除量甚至可以達(dá)到普通反硝化深床濾池去除量的3～5倍。
2、本深床濾池對TN的去除量大大提升，可以面對原污水廠更加高TN、COD的出水提標(biāo)，該濾池可以使TN的出水降到3mg/L，可以用來為需要排入河流、湖泊的水體進(jìn)行處理。
3、本深床濾池的海綿填料層成本比較低，去除效果較好，且安裝簡單，可用于老式反硝化深床濾池的改造，并能夠快速投入運(yùn)行。
4、本深床濾池采用復(fù)式填料層，利用不同性質(zhì)的填料層能夠使生物脫氮與過濾功能分工進(jìn)行。
5、本深床濾池的反硝化生物層為聚氨酯海綿填料與多孔旋轉(zhuǎn)球形懸浮填料共同組成的填料層，能夠極大增加微生物數(shù)量。
6、本深床濾池設(shè)置了海綿層反洗水排放和石英砂層反洗水排放渠，針對不同的兩種填料，雙排水渠設(shè)計(jì)可以避免每種填料反洗時(shí)之間的相互干擾，控制不同填料的水反洗強(qiáng)度。
7、本深床濾池將海綿填料與懸浮球形填料的組合方式，能夠增加過水空隙。
8、本深床濾池在使用時(shí)可以采用分開反沖洗方式，能夠?qū)⒔亓舻膽腋☆w粒物全部去掉。
附圖說明
圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)連接示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明；下述實(shí)施例是說明性的，不是限定性的，不能以下述實(shí)施例來限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
本專利中未詳細(xì)描述的結(jié)構(gòu)及其位置連接關(guān)系，均可以理解為其為本領(lǐng)域內(nèi)的常規(guī)結(jié)構(gòu)。
一種雙層填料復(fù)式反硝化深床濾池，如圖1所示，所述深床濾池包括配套清水池20、濾池(圖中未標(biāo)號)、廢水池7、氣反沖洗系統(tǒng)1、水反沖洗系統(tǒng)(圖中未標(biāo)號)、自動(dòng)碳源投加系統(tǒng)2、污水排入管3、廢水排放系統(tǒng)4和布水布?xì)庀到y(tǒng)28；
所述濾池的外部分別設(shè)有廢水池和配套清水池，該廢水池的頂部內(nèi)側(cè)設(shè)有進(jìn)水渠26，所述碳源投加系統(tǒng)、污水排入管的輸出端均分別與進(jìn)水渠的中空頂部相連通設(shè)置，所述進(jìn)水渠設(shè)有進(jìn)水氣動(dòng)閘門9，所述濾池的頂部內(nèi)側(cè)與進(jìn)水渠相對應(yīng)設(shè)置有進(jìn)水槽27，所述進(jìn)水渠和進(jìn)水槽通過進(jìn)水氣動(dòng)閘門相連接設(shè)置，污水排入管中的污水進(jìn)入進(jìn)水渠后通過進(jìn)水槽為濾池均勻布水；
所述進(jìn)水槽下方的濾池內(nèi)自上而下分別設(shè)有海綿層反洗水排放渠10、海綿填料層22、能過水的承托板21、石英砂層反洗水排放渠11、石英砂填料層23、能過水的承托層13、濾磚12和出水集水槽14，所述海綿層反洗水排放渠與海綿填料層的上表面相間隔設(shè)置，所述海綿填料層的下表面連接承托板的上表面，該承托板的下表面間隔設(shè)置石英砂層反洗水排放渠，該石英砂層反洗水排放渠的下表面間隔設(shè)置石英砂填料層，該石英砂填料層的下表面上連接承托層的上表面，該承托層的下表面設(shè)置濾磚，所述出水集水槽設(shè)置于濾磚的下方，所述出水集水槽通過濾池出水管15與配套清水池相連接設(shè)置，該濾池出水管上設(shè)有濾池出水調(diào)節(jié)蝶閥16；
所述進(jìn)水渠下方的廢水池內(nèi)設(shè)置有廢水排放管25，該廢水排放管的輸入端均分別通過廢水排放控制閥24與海綿層反洗水排放渠、石英砂層反洗水排放渠的內(nèi)部相連接設(shè)置，所述廢水排放管的輸出端與廢水池內(nèi)部相連通設(shè)置，海綿層反洗水排放渠、石英砂層反洗水排放渠內(nèi)部的反洗廢水通過廢水排放管排放入廢水池內(nèi)，該廢水池內(nèi)部也與廢水排放系統(tǒng)相連接設(shè)置，該廢水排放系統(tǒng)能夠向外(例如，前序處理單元)排出廢水池內(nèi)的廢水；在本實(shí)施例中，所述廢水排放系統(tǒng)包括相連接設(shè)置的廢水排放泵8和廢水排放管道(圖中未標(biāo)號)，所述廢水排放泵設(shè)置于廢水池內(nèi)的底部，該廢水排放泵的輸出端與廢水排放管道相連通設(shè)置；
所述布水布?xì)庀到y(tǒng)設(shè)置于出水集水槽上方的濾磚底部，所述氣反沖洗系統(tǒng)通過反洗進(jìn)氣氣動(dòng)蝶閥5與布水布?xì)庀到y(tǒng)相連接設(shè)置，在本實(shí)施例中，所述氣反沖洗系統(tǒng)包括相連接設(shè)置的反洗鼓風(fēng)機(jī)和空氣管道(圖中未標(biāo)號)，所述反洗進(jìn)氣氣動(dòng)蝶閥設(shè)置于空氣管道上，所述反洗鼓風(fēng)機(jī)設(shè)置于濾池外；
所述水反沖洗系統(tǒng)包括反沖洗水管17、反沖洗水泵19和反沖洗氣動(dòng)閥門18，所述反沖洗水泵設(shè)置于配套清水池內(nèi)，該反沖洗水泵的輸出端通過反沖洗水管與出水集水槽相連接設(shè)置，該反沖洗水管上設(shè)置有反沖洗氣動(dòng)閥門。
在本實(shí)施例中，所述碳源投加系統(tǒng)通過碳源投加控制閥6與進(jìn)水渠相連接設(shè)置，所述碳源投加系統(tǒng)還包括計(jì)算機(jī)、加藥罐、螺桿泵、電磁流量計(jì)、碳源投加管道和混合攪拌器(圖中均未示出)；所述廢水池內(nèi)還設(shè)有液位計(jì)(圖中未示出)和攪拌器(圖中均未示出)。
在本實(shí)施例中，所述海綿填料層為聚氨酯海綿填料與多孔旋轉(zhuǎn)球形懸浮填料共同組成的填料層，所述聚氨酯海綿填料設(shè)置于多孔旋轉(zhuǎn)球形懸浮填料外部且間隔設(shè)置，4個(gè)多孔旋轉(zhuǎn)球形懸浮填料與8塊聚氨酯海綿填料為一個(gè)組合體，多個(gè)聚氨酯海綿填料間隔設(shè)置；所述石英砂填料層天然石英砂填料層；
進(jìn)一步地，所述海綿填料層采用7*7*7的納米級親水性聚氨酯海綿，該海綿中大孔與微孔相結(jié)合，大孔保持良好的氣、液、固的接觸條件，微孔可以用來固定化微生物，且單位體積內(nèi)可以固化微生物的數(shù)量巨大，其比表面積可以達(dá)到2500m2/m3；所述多孔旋轉(zhuǎn)球形懸浮填料采用的規(guī)格，聚氨酯海綿在使用時(shí)不放入球形填料中，而是在球形填料外部使用；
在海綿填料層安裝時(shí)，以4個(gè)球形填料和8塊海綿為一個(gè)組合體，海綿與球形填料相互隔離開，做到海綿體之間相互不貼靠。在整個(gè)填料層中，下部用能過水的隔板承托，頂部也可以同樣用隔板蓋住，將海綿—球形填料層固定在濾池隔板的上部。海綿為微生物的生長提供場所，球形填料增加了海綿與海綿之間的空隙，使海綿填料之間有足夠的過水空間。另外，海綿外部附著微生物以后，容易相互粘連在一起，如果海綿體相互粘連在一起形成一塊大的海綿而占據(jù)整個(gè)填料層，將導(dǎo)致過水速度減慢，甚至無法順利過水，而在海綿填料層中添加球形填料可以有效地增加過水空隙，避免出現(xiàn)因海綿體之間粘連而導(dǎo)致的反硝化深床濾池?zé)o法使用。
所述石英砂作為濾池過濾的主體，采用粒徑2-4mm的天然均質(zhì)石英砂，砂床高度超過1.8米，足以避免竄流或穿透現(xiàn)象,即使前段處理工藝發(fā)生污泥膨脹或異常情況也不會(huì)使濾床發(fā)生水力穿透。
本雙層填料復(fù)式反硝化深床濾池的一種工作原理如下：
污水從污水排入管3由進(jìn)水渠26進(jìn)入進(jìn)水槽27中均勻布水，使污水均勻分布到整個(gè)濾池，污水流經(jīng)海綿填料層22時(shí)，水中的硝態(tài)氮被反硝化細(xì)菌還原為氮?dú)獠⑴懦鰹V池，污水中有機(jī)碳源含量較低不足以提供反硝化細(xì)菌所需的能量，需要通過碳源投加系統(tǒng)2投加有機(jī)碳源，碳源投加系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)控制，根據(jù)需要去除的硝態(tài)氮的量，通過硝態(tài)氮分析儀(未標(biāo)出)前饋和后饋硝態(tài)氮的值，精確計(jì)算并控制投加有機(jī)碳源的量；
污水經(jīng)過脫氮處理后進(jìn)入石英砂填料層23，截留污水中的懸浮物，污水經(jīng)過海綿填料層和石英砂填料層處理后，污水中的硝態(tài)氮、懸浮物、有機(jī)物被去除，清水通過承托層13進(jìn)入濾磚12，再進(jìn)入出水集水槽14，再由濾池出水管15進(jìn)入配套清水池20。
濾池工作一段時(shí)間后，濾床截留的懸浮物逐漸積累，濾池逐漸失去有效水頭，需要進(jìn)行反沖洗。該濾池在反沖洗時(shí)進(jìn)行分開反沖洗，即先反沖洗石英砂填料層23，再反沖洗海綿體填料層22。在海綿填料層22與石英砂填料層23中間設(shè)計(jì)一個(gè)石英砂層反洗水排放渠11。在反沖洗時(shí)，關(guān)閉濾池進(jìn)水、出水，打開中間的石英砂層反洗水排放渠11，對石英砂填料層23進(jìn)行反沖洗(氣洗5min，氣水聯(lián)洗15min，水洗5min，氣洗強(qiáng)度25L/m2/s，水洗強(qiáng)度4L/m2/s)。石英砂填料層23反沖洗后，對海綿填料層22進(jìn)行反沖洗，海綿填料層22設(shè)定氣洗強(qiáng)度15L/m2/s，水洗強(qiáng)度2L/m2/s，氣洗時(shí)間5min，氣水聯(lián)洗5min，水洗3min。反沖洗海綿填料層22時(shí)廢液從濾池的海綿層反洗水排放渠10排放。將海綿填料層22與石英砂填料層23分開反沖洗，設(shè)定不同的強(qiáng)度，有助于截留的SS完全沖洗掉并在一定程度上保護(hù)新生的微生物不至于完全脫離。
其中氣反沖洗是啟動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)，打開氣反沖洗氣動(dòng)蝶閥5，空氣沿著空氣管路到達(dá)濾磚底部的布水布?xì)庀到y(tǒng)28，對濾池進(jìn)行均勻地氣反沖洗。水反沖洗系統(tǒng)是打開反沖水水泵19和水反沖洗氣動(dòng)蝶閥18，水泵將配套清水池的濾后水沿著反沖洗管路17從下往上對濾池進(jìn)行反沖洗。反沖洗時(shí)先引入空氣，而后引入反沖洗水，用于氣體/水同時(shí)反沖洗(刷洗)。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)是：本深床濾池的各部分作用更加明確。海綿體填料層主要完成缺氧預(yù)處理，海綿體上附著的微生物主要是兼氧微生物，用來降低水體中的溶解氧，為石英砂填料層的反硝化提供有利條件，并完成一部分的反硝化作用。石英砂填料層主要進(jìn)行生物脫氮即生物反硝化，并完成對SS的截留。海綿體層完成缺氧預(yù)處理，可以使石英砂層中參與反硝化反應(yīng)的微生物數(shù)量大大增加，從而提升TN的去除量以及增加COD的消耗，TN的去除量甚至可以達(dá)到普通反硝化深床濾池去除量的3～5倍。