[发明专利]一种生物滤池新型反硝化和反冲洗工艺方法

说明书

 

技术领域

本发明属于生物滤池废污水处理及再生回用工艺方法，尤其是涉及一种生物滤池新型反硝化和反冲洗工艺方法。

技术领域

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背景技术

目前，废污水脱氮处理已成为废污水处理的重要内容。在已有的废污水脱氮技术中，以生物法脱氮应用最多。反硝化生物滤池作为一种新型生物法脱氮技术，近年来得到了长足发展，其主要机理是：在滤池中装填滤料（如陶粒滤料等），当含有硝酸盐氮（或亚硝酸盐氮）的废污水流经滤料，在有碳源（可以是污水中的有机物，也可以是外加碳源）且在缺氧的环境下，滤料表面的硝酸菌以废污水中的硝酸盐氮（或亚硝酸盐氮）和碳源为营养物，将废污水中的硝酸盐氮（或亚硝酸盐氮）还原为氮气，同时硝酸菌自身得到繁殖，从而达到了生物脱氮的作用。虽然反硝化生物滤池脱氮技术具有处理处理负荷高、处理出水水质好、占地面积小等诸多优点。但该脱氮技术还存在有以下问题和缺点：

1、反硝化生物滤池存在较为严重的滤料板结与堵塞问题，滤池过滤周期短。

反硝化滤池运行时，滤料颗粒表面的生物膜不断繁殖、逐渐增厚；废污水中的悬浮物不断被截留在滤料之间，滤料之间的孔隙不断减小。滤料表面生物膜和滤料颗粒之间的截留悬浮物使滤料颗粒之间相互粘接。当运行达到一定时间后，滤料颗粒之间的相互粘接发展为滤料板结，并进一步发展为滤池堵塞。其后果：一是废水无法通过板结的滤料，降低了滤料的利用率，且产生勾流和短流，严重降低了滤池的处理效率，滤池运行一段时间后处理负荷下降或者出水水质变差；二是滤池水头损失增长速度快，过滤周期短。为缓解以上问题，很多工艺设计放大了滤料粒径；但其缺点是显著降低了滤料的可用比表面积，降低了滤池内部的微生物量，进而降低了滤池的处理负荷；为满足处理出水水质，还需要扩大滤池过滤面积、增加基建投资和滤池的占地面积。

2、现有反硝化生物滤池反冲洗方式存在明显弊端，导致反冲洗强度高、反冲洗时间长、需要的反冲洗水量大，且对滤池的处理效果影响大。

现有生物滤池反冲洗的主要方式是：第一步：对整个滤池进行气冲洗；第二步：对整个滤池进行气--水联合反冲洗；第三步：对整个滤池进行水冲洗。

此种方式的反冲洗导致反冲洗强度很大：其中第一步气冲洗强度为50-90 m³/m²·h；第二步气水联合反冲洗气冲洗强度为50-90 m³/m²·h、水冲洗强度为20-30 m³/m²·h；第三步水冲洗强度为20-30 m³/m²·h。反冲洗时间太长，完成整个反冲洗过程需要25-40分钟。反冲洗需水量很大，约为过滤产水量的8-12%。

反冲洗后滤池出水水质明显变差（峰值硝酸盐氮高于正常情况2倍以上），需要很长一段时间（30分钟至3小时内）才能恢复到正常出水水质。造成以上问题的主要原因是：一是现有反硝化滤池一般采取上向流的过滤方式（从滤池底部进水，从下至上经过滤料后，从滤池上部出水），经分析测定，整个滤料层按污泥浓度的不同，可分为3个区域：从滤料底部（进水端）往上至滤料高度1/3的区域为污泥高浓度区，该区因紧靠进水端、营养物质丰富、生物膜大量繁殖且截流了污水中绝大部分的悬浮物，其污泥量约为整个滤池污泥量的70%左右，产生的水头损失占整个滤池水头损失约80%左右，是滤料板结、滤池堵塞的主要发生区；从滤料高度1/3到2/3的区域为污泥中浓度区，其污泥量约为整个滤池污泥量的20%左右，产生的水头损失占整个滤池水头损失约15%左右；从滤料高度2/3到滤料最上端的区域为污泥低浓度区，其污泥量约为整个滤池污泥量的10%左右，产生的水头损失占整个滤池水头损失约5%左右。