气水联合虹吸双向反冲洗工艺及装置 【技术领域】
本发明属于污水处理工艺的反冲洗领域，特别涉及反冲水的涌动方式的一种气水联合虹吸双向反冲洗工艺及装置。
背景技术
生物滤池(BAF)是一种集过滤、吸附和生物氧化于一体的高效能、低成本和占地少的污水处理技术。然而生物滤池由于滤料的机械截留和接触凝聚作用以及生物凝聚作用，会随着运行时间的延长使悬浮的无机胶体颗粒不断地被截留在填料的孔隙中间。另外，由于生物膜厚度的增加，衰老死亡微生物的增多，导致填料空隙减少，泵头损失增加。对污水的处理效果逐渐下降。
一般认为，生物膜的厚度应控制在300-400μm，此时生物膜的新陈代谢能力强，出水水质好；膜的厚度超过这一范围时，氧的传递速率减小，影响微生物的繁殖，对污水处理效果影响也很大。因此定期反冲洗就成为维持生物滤池稳定运行的关键。然而反冲洗需要耗用大量的反冲水，才恢复反应体系内的生物活性，所以反冲洗费用占BAF处理污水费用的很大一部分，探索高效反冲洗工艺具有重要的现实意义。
目前，主要采用气水联合单向反冲洗工艺和单纯的水反冲洗对BAF反应体系进行反冲洗，即下口进水，上口排出反冲水，并结合下口曝气的气水联合单向反冲洗方式。结果表明气水联合反冲洗方式的反冲洗效果优于单纯的水反冲洗。原因是在水反冲洗的同时进行底部曝气，由于气泡上升搅动反应体系内的污水，加剧了载体的震动，有利于载体吸附的杂质和载体表面衰老微生物的的洗脱。但是这种装置也存在很多的缺点，由于BAF反应体系的特点，大部分杂质被吸附在反应柱的下部，在反冲洗时，被吸附在下部的杂质需要在强大的反冲水流的带动下从上口排出，所要经历的路程大，杂质在向上移动的过程中还要克服重力的影响，而就单一的一个载体而言，由于处理污水时采用的是下部进水，上口溢流出水的上流式处理方式，所以杂质主要被吸附在载体的下表面，洗脱方向与水流方向相反，也是影响反冲洗效果的一个重要因素。
【发明内容】
本发明的目的在于提出一种气水联合虹吸双向反冲洗工艺及装置。该工艺是为提高生物滤池的反冲洗效率，而改进的新型反冲洗工艺，通过与现在普遍采用的气水联合单向反冲洗方式进行比较，具有省时，节水，反冲洗后恢复期短，反冲洗周期延长等特点。
所述气水联合虹吸双向反冲洗工艺步骤如下：
(1)关闭污水处理时的上口溢流出水口阀门3，打开下部的虹吸出水口阀门2，暂停进水口阀门1进水。
(2)调节气反冲洗强度为155L/h，充分曝气3分钟，然后由下部进水口阀门1进反冲水，水反冲洗强度为5L/h，同时结合底部曝气；此时水流向上涌动，结合底部曝气，实现对载体的向上反冲洗，可以起到与气水联合单向反冲洗同样的效果。
(3)水位上升，当达到虹吸水位，此时水位超过溢流出水口阀门3的高度，反冲水自动由下部的虹吸出水口阀门2虹吸出水，反应体系8内的反冲水迅速向下涌动，实现了对载体的第二次反冲洗。
所述气水联合虹吸双向反冲洗装置为在反应体系8的底部分别连接下部进水口阀门1、虹吸口阀门2和空气压缩机5，虹吸口阀门2再接向上弯成∏形的虹吸管4的一端，溢流出水口阀门3连接在反应体系8的上部，下部进水口阀门1和污水池7之间连接进水泵6。
本发明的有益效果是在生物滤池系统中建立一种新的反冲洗工艺，改变了现在普遍采用的下部进水，上口溢流出水的单向反冲洗工艺模式。使用下部进水，下部虹吸出水，并结合底部曝气的新型反冲洗工艺，实现了同等水量可以对载体进行上下两次反冲洗，有效的提高了反冲洗的效率。具有省时，节水，反冲洗后恢复期短，反冲洗周期延长等特点。对固定化微生物膜吸附的杂质的洗脱效果好，重新进污水时，微生物适应期短等优点。反冲洗后，及时进水不会影响反应体系内生物的活性。并且可以有效的延长反冲洗的周期，
【附图说明】
图1为污水处理及气水联合虹吸双向反冲洗装置图。
图2为气水联合连续反冲洗工艺反冲水浊度随时间的变化图。
图3为气水联合虹吸双向反冲洗工艺反冲水浊度随时间的变化图。
图4为气水联合连续单向反冲洗工艺中载体反冲洗前后电镜观察图。
图5为气水联合虹吸双向反冲洗工艺中载体反冲洗前后电镜观察图。
【具体实施方式】
本发明提出一种气水联合虹吸双向反冲洗工艺及装置。图1所示为污水处理及气水联合虹吸双向反冲洗装置图。在反应体系8的底部分别连接下部进水口阀门1、虹吸口阀门2和空气压缩机5，虹吸口阀门2再接向上弯成∏形的虹吸管4的一端，虹吸管内径大于1cm；溢流出水口阀门3连接在反应体系8的上部，下部进水口阀门1和污水池7之间连接进水泵6。
所述气水联合虹吸双向反冲洗工艺步骤如下：
实施例
(1)在污水池7中储备稀释后的生物质污水，其初水COD为3296mg/L，经进水泵6，由进水口阀门1进入污水处理体系8。
(2)采用下部进水，上口溢流出水的液体流动方式处理污水。当处理效果下降至75％时，采用气水联合虹吸双向反冲洗对反应体系进行反冲洗，关闭污水处理时的上口溢流出水口3，打开下部的虹吸出水口阀门2，停止由进水口阀门1进水。
(3)先调节气反冲洗强度为155L/h，充分曝气3分钟，然后由下部进水口阀门1进反冲水，水反冲洗强度为5L/h，同时结合底部曝气；此时水流向上涌动，结合底部曝气，实现对载体的向上反冲洗，可以起到与气水联合反冲洗同样的效果。
(4)水位上升，当达到虹吸水位，此时水位超过溢流出水口3的高度，反冲水自动由下部虹吸出水口阀门2虹吸出水，反应体系8内的反冲水迅速向下涌动，实现了对载体的第二次反冲洗。
实施效果结果分析：
测定两种反冲洗工艺反冲水中浊度变化(如附图2，3)，可见气水联合虹吸双向反冲洗工艺对浊度的去除效果明显优于气水联合反冲洗工艺，虹吸反冲洗两次，即用时40min，浊度降至40NUT以下，而气水联合反冲洗工艺用时40min时，反冲水的浊度依然维持在100NUT以上。可见新型的反冲洗工艺具有省时，节水的优点。采用扫描电镜观察两种反冲洗工艺反冲洗前后的载体表面(如附图4，5)，可见气水联合虹吸双向反冲洗工艺在去除载体表面污垢的同时，可以很好的保留活性菌种。
气水联合虹吸双向反冲洗工艺，虹吸出水后，反应体系内的污水大量排出，所以二次进入反冲水的时间不应过长，及时进入反冲水不会影响反应柱内生物的活性。
从以上实施例可以得到；
1.第一个阶段：下部进水口阀门进水，水位上升，结合底部曝气，相当于气水联合单向反冲洗，当水位达到虹吸的高度时，反应体系内的反冲水自动从下部虹吸出水口阀门虹吸出水，实现了同样的水量对载体进行了向上和向下两次反冲洗，提高了反冲洗的效率。
2.反冲水从下部虹吸出水时。反冲水的流动方向向下，与吸附在载体上的杂质的洗脱方向相同，有利于吸附在载体下表面的杂质的洗脱。
3.由于杂质主要吸附在反应柱的下半部分，虹吸反冲洗阶段的下部出水，使被吸附的杂质只要经历较短的路程就可以排出，有利于杂质的洗脱。
4.虹吸反冲洗时，杂质的运动方向与重力方向相同，也促进了杂质的被洗脱。
5.虹吸出水时，由于虹吸排出水的速度较快，在反应体系的底部形成短时间的真空区，曝气过程中，大量空气在底部短时间聚集，然后迅速的形成较大的气泡向上翻滚，促使反冲水向下加速流动，并搅动载体，促进杂质的洗脱。
6.由于气水联合虹吸双向反冲洗工艺可以有效的去除曝气生物滤池中载体吸附的固体杂质，提高在重新处理污水时，载体的纳垢能力，所以可以有效的延长反冲洗周期。