本發(fā)明屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低能耗的城鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

曝氣生物濾池簡稱BAF，是80年代末在歐美發(fā)展起來的一種新型生物膜法污水處理工藝，于90年代初得到較大發(fā)展，最大規(guī)模達(dá)幾十萬噸每天，并發(fā)展為可以脫氮除磷。曝氣生物濾池目前在小型生活污水處理應(yīng)用比較多，處理后出水多達(dá)到一級B標(biāo)。曝氣生物濾池工藝具有以下幾點不足：1、曝氣生物濾池的反沖洗是決定濾池運行的關(guān)鍵因素之一，濾料沖洗不充分可能出現(xiàn)結(jié)團(tuán)堵塞現(xiàn)象，導(dǎo)致工藝運行時失效。操作中，反沖洗出水回流入初沉池，對初沉池有較大的沖擊負(fù)荷，此外，設(shè)計或運行管理不當(dāng)會造成濾料隨水流失等問題；2、曝氣生物濾池工藝針對貧養(yǎng)有機廢水，可能會因為營養(yǎng)不足，曝氣過度造成碳源損失過度，N、P去除率地下；3、傳統(tǒng)曝氣生物濾池因濾料選擇不合理造成濾層損失過大，致使反洗頻率過高或曝氣風(fēng)機全壓增大，能耗相對較高；4、曝氣生物濾池運行因曝氣擾動濾層，使出水懸浮物或其他指標(biāo)難以保證。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是解決上述問題，提供一種低能耗的城鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種低能耗的城鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)，包括通過管道依次連接的MO-BAF反應(yīng)器、BTF反應(yīng)器、多介質(zhì)過濾器以及清水池，所述MO-BAF反應(yīng)器、BTF反應(yīng)器、多介質(zhì)過濾器均外接有反洗泵和反洗風(fēng)機，MO-BAF反應(yīng)器、BTF反應(yīng)器還均外接有供氧鼓風(fēng)機，所述MO-BAF反應(yīng)器為將微氧技術(shù)應(yīng)用于BAF中所構(gòu)成的污水處理設(shè)備。

優(yōu)選地，所述MO-BAF反應(yīng)器包括反應(yīng)池本體一，所述反應(yīng)池本體一內(nèi)由上及下依次設(shè)置有配水系統(tǒng)一、生物過濾層一、承托層一、曝氣系統(tǒng)一以及集水系統(tǒng)一，所述生物過濾層一中部設(shè)有橫向曝氣吹掃裝置一和溶解氧測定儀，反應(yīng)池本體一的側(cè)壁上部設(shè)有進(jìn)水管一和反洗排水管一，其側(cè)壁下部設(shè)有出水管一和反洗進(jìn)水管一，所述反應(yīng)池本體一的內(nèi)側(cè)壁上位于反洗排水管一的管口處還設(shè)有防濾料流失器一，反應(yīng)池本體一內(nèi)還設(shè)有反洗進(jìn)氣管一，所述反洗進(jìn)氣管一的一端位于反應(yīng)池本體一之上，一端位于集水系統(tǒng)一處，所述曝氣系統(tǒng)一外接供氧鼓風(fēng)機，所述反洗進(jìn)水管一外接反洗泵，所述反洗進(jìn)氣管一外接反洗風(fēng)機。

優(yōu)選地，所述生物過濾層一由輕質(zhì)生物載體以及自上而下附著于輕質(zhì)生物載體上的上層/中層/下層優(yōu)勢微生物一構(gòu)成，所述上層優(yōu)勢微生物一包括缺氧異養(yǎng)微生物、氨化微生物，所述中層優(yōu)勢微生物一包括硝化和短程硝化微生物，所述下層優(yōu)勢微生物一包括硝化微生物和好氧異養(yǎng)微生物。

優(yōu)選地，所述承托層三由自上而下鵝卵石層一和鵝卵石層二組成，鵝卵石層一填充的鵝卵石粒徑為8～16mm，鵝卵石層二填充的鵝卵石粒徑為16～32mm。

優(yōu)選地，所述反應(yīng)池本體一的側(cè)壁上部位于反洗排水管一和進(jìn)水管一之間還設(shè)有溢流管一。

優(yōu)選地，所述反應(yīng)池本體一側(cè)壁下部近反應(yīng)池本體一底部還設(shè)有放空管一，所述放空管一與反洗排水管一設(shè)置于反應(yīng)池本體一的同一側(cè)，且反洗排水管一的出水端口與放空管一相連通。

優(yōu)選地，所述BTF反應(yīng)器包括反應(yīng)池本體二，所述反應(yīng)池本體二內(nèi)由上及下依次設(shè)置有配水系統(tǒng)二、自然跌水復(fù)氧區(qū)，生物過濾層二、承托層二、曝氣系統(tǒng)二、集水系統(tǒng)二以及產(chǎn)水集水區(qū)，所述生物過濾層二中部設(shè)有橫向曝氣吹掃裝置二，反應(yīng)池本體二的側(cè)壁上部位于配水系統(tǒng)二處和自然跌水復(fù)氧區(qū)處分別設(shè)有進(jìn)水管二和反洗排水管二，其側(cè)壁下部位于產(chǎn)水集水區(qū)處設(shè)有出水管二和反洗進(jìn)水管二，反應(yīng)池本體二內(nèi)還設(shè)有反洗進(jìn)氣管二，所述反洗進(jìn)氣管二一端位于反應(yīng)池本體二之上，一端位于集水系統(tǒng)二處，所述曝氣系統(tǒng)二外接供氧鼓風(fēng)機，所述反洗進(jìn)水管二外接反洗泵，所述反洗進(jìn)氣管二外接反洗風(fēng)機。

優(yōu)選地，所述生物過濾層二由輕質(zhì)生物載體以及自上而下附著于輕質(zhì)生物載體上的上層/中層/下層優(yōu)勢微生物二構(gòu)成，所述上層優(yōu)勢微生物二包括好氧異養(yǎng)微生物和自養(yǎng)型硝化細(xì)菌，所述中層/下層優(yōu)勢微生物二包括硝化和短程硝化微生物。

優(yōu)選地，所述承托層二由自上而下鵝卵石層三和鵝卵石層四組成，鵝卵石層三填充的鵝卵石粒徑為8～16mm，鵝卵石層四填充的鵝卵石粒徑為16～32mm。

優(yōu)選地，所述反應(yīng)池本體二的側(cè)壁上部位于進(jìn)水管二和反洗排水管二之間還設(shè)有溢流管二，所述溢流管二的進(jìn)水端口接觸防濾料流失器二。

優(yōu)選地，所述反應(yīng)池本體二側(cè)壁下部近反應(yīng)池本體二底部還設(shè)有放空管二，所述放空管二與反洗排水管二設(shè)置于反應(yīng)池本體二同一側(cè)，且反洗排水管二的出水端口與放空管二相連通。

優(yōu)選地，所述多介質(zhì)過濾器包括殼體，所述殼體內(nèi)從上至下依次設(shè)有渦流微絮凝反應(yīng)器、多介質(zhì)過濾層、承托層三、集水系統(tǒng)三，殼體上部、中部、下部的側(cè)壁上分別設(shè)有進(jìn)水管三、反洗排水管三以及出水管三，所述反洗排水管三位于渦流微絮凝反應(yīng)器與多介質(zhì)過濾層之間，所述出水管三位于集水系統(tǒng)三的下部，出水管三上還設(shè)有與其連通的反洗進(jìn)水管三，反洗進(jìn)水管三外接反洗泵，廢水通過進(jìn)水管三進(jìn)入殼體內(nèi)的渦流微絮凝反應(yīng)器上部，再依次經(jīng)過渦流微絮凝反應(yīng)器、多介質(zhì)過濾層、承托層三、集水系統(tǒng)三，由出水管三排出，當(dāng)出水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)時，通過反洗進(jìn)水管三通入反洗水進(jìn)入集水系統(tǒng)三下部，使其依次經(jīng)過集水系統(tǒng)三、承托層三、多介質(zhì)過濾層三，最后反洗產(chǎn)生的泥水混合物經(jīng)反洗排水管三排出，反洗風(fēng)機外接于出水管38上的控制閥前與出水管三38相連接。

優(yōu)選地，所述多介質(zhì)過濾層包括從上至下設(shè)置的石英砂層、無煙煤層、金剛砂層，所述石英砂的粒徑為1～2mm、無煙煤的粒徑為1～2mm、金剛砂的粒徑為2～4mm。

優(yōu)選地，所述殼體下部的側(cè)壁上還設(shè)有排空管，所述排空管位于集水系統(tǒng)三的下部，

所述反洗排水管三的管口與排空管相連通。

優(yōu)選地，所述清水池內(nèi)還安裝有消毒設(shè)備。

優(yōu)選地，前述集水系統(tǒng)一、集水系統(tǒng)二以及集水系統(tǒng)三均包括濾板以及設(shè)置于濾板上的若干個濾頭。

本發(fā)明提供的低能耗的城鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)具有以下有益效果：

1、將微氧技術(shù)應(yīng)用到BAF形成獨特的MO-BAF反應(yīng)器，降低能耗和碳源需求，而因采用微氧技術(shù)和BTF技術(shù)，曝氣量比傳統(tǒng)工藝小，能耗低。

2、因BTF運行不曝氣，濾層無擾動，出水水質(zhì)效果好且穩(wěn)定。

3、脫氮除磷效果好，因本工藝采用微氧技術(shù)，在MO-BAF反應(yīng)器內(nèi)形成反硝化除磷細(xì)菌，亞硝化除磷細(xì)菌等生物群落，對氧和碳源需求量小。

4、在MO-BAF反應(yīng)器和BTF反應(yīng)器中，均采用輕質(zhì)生物載體不易堵塞。

5、采用防濾料堵塞器，防止濾料流失，節(jié)約填料，確保水質(zhì)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明低能耗的城鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明中MO-BAF污水處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明中基于生物滴濾技術(shù)的污水處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明中多介質(zhì)過濾器的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說明：11、反應(yīng)池本體一；12、配水系統(tǒng)一；13、生物過濾層一；14、承托層一；15、集水系統(tǒng)一；16、橫向曝氣吹掃裝置一；17、溶解氧測定儀；18、進(jìn)水管一；19、反洗排水管一；110、出水管一；111、反洗進(jìn)水管一；112、防濾料流失器一；113、反洗進(jìn)氣管一；114、曝氣組件一；115、供氣管；116、自動曝氣控制閥；117、供氣調(diào)節(jié)閥；118、溢流管一；119、放空管一；21、反應(yīng)池本體二；22、配水系統(tǒng)二；23、自然跌水復(fù)氧區(qū)；24、生物過濾層二；25、承托層二；26、集水系統(tǒng)二；27、產(chǎn)水集水區(qū)；28、橫向曝氣吹掃裝置二；29、進(jìn)水管二；210、反洗排水管二；211、出水管二；212、反洗進(jìn)水管二；213、反洗進(jìn)氣管二；214、曝氣組件二；215、輔助曝氣管；216、輔助曝氣閥；217、防濾料流失器二；218、溢流管二；219、放空管二；31、殼體；32、渦流微絮凝反應(yīng)器；33、多介質(zhì)過濾層；34、承托層三；35、集水系統(tǒng)三；36、進(jìn)水管三；37、反洗排水管三；38、出水管三；39、反洗進(jìn)水管三；310、排空管。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明：

如圖1所示，本發(fā)明的一種低能耗的城鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)，包括通過管道依次連接的MO-BAF反應(yīng)器、BTF反應(yīng)器、多介質(zhì)過濾器以及清水池，所述MO-BAF反應(yīng)器、BTF反應(yīng)器、多介質(zhì)過濾器均外接有反洗泵和反洗風(fēng)機，MO-BAF反應(yīng)器、BTF反應(yīng)器還均外接有供氧鼓風(fēng)機，所述MO-BAF反應(yīng)器為將微氧技術(shù)應(yīng)用于BAF中所構(gòu)成的污水處理設(shè)備。清水池內(nèi)還安裝有消毒設(shè)備或直接投加消毒劑。

如圖1所示，MO-BAF反應(yīng)器，包括反應(yīng)池本體一11，反應(yīng)池本體一11內(nèi)由上及下依次設(shè)置有配水系統(tǒng)一12、生物過濾層一13、承托層一14、曝氣系統(tǒng)一以及集水系統(tǒng)一15。生物過濾層一13的中部設(shè)有橫向曝氣吹掃裝置一16和溶解氧測定儀17。反應(yīng)池本體一11的側(cè)壁上部設(shè)有進(jìn)水管一18和反洗排水管一19，其側(cè)壁下部設(shè)有出水管一110和反洗進(jìn)水管一111。反應(yīng)池本體一11的內(nèi)側(cè)壁上位于反洗排水管一19的管口處還設(shè)有防濾料流失器一112。反應(yīng)池本體一11內(nèi)還設(shè)有反洗進(jìn)氣管一113，反洗進(jìn)氣管一113的一端位于反應(yīng)池本體一11之上，一端位于集水系統(tǒng)一15處。

在本實施例中，反應(yīng)池本體一11的外形為圓柱形結(jié)構(gòu)，顯然也可以采用立方體型或其它本領(lǐng)域中常規(guī)采用的外形結(jié)構(gòu)。為便于描述各部件設(shè)置位置及連接關(guān)系，現(xiàn)按照圖1中所示的結(jié)構(gòu)示意圖，以排水管所在位置為左側(cè)進(jìn)行描述，但在實際設(shè)計過程中，以各部件的相對位置為準(zhǔn)。進(jìn)水管一18設(shè)置于反應(yīng)池本體一11左側(cè)壁上部，位于配水系統(tǒng)一12所在位置處。位于進(jìn)水管一18的下方，設(shè)有溢流管一118，溢流管一118水平位置在配水系統(tǒng)一12的之下。反洗排水管一19位于溢流管一118的下方，其水平位置在生物過濾層一13之上。出水管一110的一端設(shè)置在集水系統(tǒng)一15處，另一端從反應(yīng)池本體一11的左側(cè)壁上部伸出，另一端伸出的水平位置是在生物過濾層一13之上，反洗排水管一19之下。出水管一110的設(shè)置位置直接在反應(yīng)池本體一11的側(cè)壁下部位于集水系統(tǒng)處也可。在反應(yīng)池本體一11的左側(cè)壁下部近底部處，位于集水系統(tǒng)的下部，設(shè)有放空管一119，放空管一119用于設(shè)備維修時水的放空或者系統(tǒng)正洗排水。反洗排水管一19的出水端口與放空管一119相連通。反洗進(jìn)水管一111設(shè)置于反應(yīng)池本體一11右側(cè)壁下部，位于集水系統(tǒng)一15的下部分。曝氣系統(tǒng)一外接供氧鼓風(fēng)機，反洗進(jìn)水管一111外接反洗泵，反洗進(jìn)氣管一113外接反洗風(fēng)機。

設(shè)置在反應(yīng)池本體一11內(nèi)最上層的配水系統(tǒng)一12用于均勻配水，使進(jìn)入到反應(yīng)池本體一11內(nèi)的水可均勻噴灑至生物過濾層一13上部。

生物過濾層一13由輕質(zhì)生物載體以及自上而下附著于輕質(zhì)生物載體上的上層/中層/下層優(yōu)勢微生物一構(gòu)成。其中，輕質(zhì)生物載體是由多種硅酸鹽礦物和造孔劑燒結(jié)而成，并經(jīng)鐵鹽和鈣鹽涂覆改性。在本實施例中，硅酸鹽礦物為任意比例混合的黏土、伊利石、粉煤灰，硅酸鹽礦物與造孔劑的比例為100：5，采用的改性方法為：取一定適量的由多種硅酸鹽礦物和造孔劑燒結(jié)而成的陶粒分別加入到濃度為0.3mol/L的CaCl2和濃度為0.3mol/L的FeCl3溶液中，再不斷加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％的NaO溶液調(diào)節(jié)pH值，使pH值恒定在12左右，劇烈攪拌4h，然后取出陶粒進(jìn)行沖洗，直至pH為中性，置于窯爐內(nèi)400℃下烘焙4h，即可。輕質(zhì)生物載體不易堵塞，改性后輕質(zhì)生物載體對氮磷去除效率更高，表面粗糙度更均勻，掛膜效果更好。值得說明的是，輕質(zhì)生物載體也可以采用本領(lǐng)域中其它常規(guī)的材料和方法制成，而改性方法也不限于本實施例。附著于輕質(zhì)生物載體上的優(yōu)勢微生物自上而下不同：上層優(yōu)勢微生物一主要由缺氧異養(yǎng)微生物、氨化微生物組成；中層優(yōu)勢微生物一主要由硝化和短程硝化微生物組成；下層優(yōu)勢微生物一主要由硝化微生物和好氧異養(yǎng)微生物組成。

承托層一14由自上而下鵝卵石層一和鵝卵石層二組成，鵝卵石層一填充的鵝卵石粒徑為8～16mm，鵝卵石層二填充的鵝卵石粒徑為16～32mm。承托層一14的主要功能是均勻配水，承托多介質(zhì)過濾層，并防止過濾過程中跑砂。承托層一14的具體構(gòu)成也并不限于此，在達(dá)到前述目的的基礎(chǔ)上，可以采用本領(lǐng)域中其它任何常規(guī)的承托層設(shè)置。在承托層下部設(shè)置有曝氣系統(tǒng)一，曝氣系統(tǒng)一外接鼓風(fēng)機，由外接供氧鼓風(fēng)機供氣給曝氣系統(tǒng)一。曝氣系統(tǒng)一由曝氣組件一114以及與曝氣組件一114一端連通的供氣管115，供氣管115上設(shè)有自動曝氣控制閥116和供氣調(diào)節(jié)閥117。曝氣組件一114由專用曝氣頭、曝氣支管、支座等組成。集水系統(tǒng)一15由濾板以及設(shè)置于濾板上的的若干個濾頭組成，用于均勻的收集濾層的濾后水和反洗時均勻分布反洗水。橫向曝氣吹掃裝置一16橫向設(shè)置于生物過濾層一13的中部，可以減少反洗水量和能耗，并確保濾層不板結(jié)。溶解氧測定儀17豎向設(shè)置，末端設(shè)置在生物過濾層一13的中部，顯示端位于反應(yīng)池本體一11之上，用于控制中層溶解氧在合適指標(biāo)。微氧技術(shù)，即是采用溶解氧測定儀(傳感器)自動控制曝氣強度，使反應(yīng)器內(nèi)呈現(xiàn)一個微好氧環(huán)境，微好氧環(huán)境能形成短程硝化反硝化的反應(yīng)條件，有利于減少碳源消耗。

上述MO-BAF反應(yīng)器，將微氧技術(shù)(Micro-oxygenation，MO)應(yīng)用于曝氣生物濾池(BAF)中，曝氣量比傳統(tǒng)工藝小，可有效降低能耗，同時因采用微氧技術(shù)，在MO-BAF反應(yīng)器內(nèi)形成反硝化除磷細(xì)菌、亞硝化除磷細(xì)菌等生物群落，對氧和碳源的需求量減小，且具有良好的脫氮除磷效果，此外，在生物過濾層中部設(shè)置的橫向吹掃清洗裝置，可減少反洗水量和能耗，并確保濾層不板結(jié)，進(jìn)一步的，防濾料流失器可防止濾料在進(jìn)行反洗工序是流失，節(jié)約填料，確保水質(zhì)。

如圖3所示，BTF反應(yīng)器，反應(yīng)池本體二21，反應(yīng)池本體二21內(nèi)由上及下依次設(shè)置有配水系統(tǒng)二22、自然跌水復(fù)氧區(qū)23，生物過濾層二24、承托層二25、曝氣系統(tǒng)二、集水系統(tǒng)二26以及產(chǎn)水集水區(qū)27，生物過濾層二24中部設(shè)有橫向曝氣吹掃裝置二28，反應(yīng)池本體二21的側(cè)壁上部位于配水系統(tǒng)二22處和自然跌水復(fù)氧區(qū)23處分別設(shè)有進(jìn)水管二29和反洗排水管二210，其側(cè)壁下部位于產(chǎn)水集水區(qū)27處設(shè)有出水管二211和反洗進(jìn)水管二212，反應(yīng)池本體二21內(nèi)還設(shè)有反洗進(jìn)氣管213，反洗進(jìn)氣管213一端位于反應(yīng)池本體二21之上，一端位于集水系統(tǒng)二26處。

在本實施例中，反應(yīng)池本體二21的外形為圓柱形結(jié)構(gòu)，顯然也可以采用立方體型或其它本領(lǐng)域中常規(guī)采用的外形結(jié)構(gòu)。為便于描述各部件設(shè)置位置及連接關(guān)系，現(xiàn)按照圖1中所示的結(jié)構(gòu)示意圖，以進(jìn)水管二29所在位置為左側(cè)進(jìn)行描述，但在實際設(shè)計過程中，以各部件的相對位置為準(zhǔn)。進(jìn)水管二29設(shè)置于反應(yīng)池本體二21左側(cè)壁上部，位于配水系統(tǒng)二22所在位置處。位于進(jìn)水管二29的下方，設(shè)有溢流管二218，溢流管二218水平位置在配水系統(tǒng)二22的之下，自然跌水復(fù)氧區(qū)23的上部。反洗排水管二210位于溢流管二218的下方，緊挨近溢流管二218，其水平位置在生物過濾層二24之上。反洗排水管二210上設(shè)置有反洗排水控制閥。反應(yīng)池本體二21的內(nèi)側(cè)壁上位于反洗排水管二210和溢流管二218的管口處還設(shè)有防濾料流失器二217。出水管二211位于產(chǎn)水集水區(qū)27處。在反應(yīng)池本體二21的左側(cè)壁下部近底部處，出水管二211位置的下方設(shè)有放空管二219，放空管二219用于設(shè)備維修時水的放空或者系統(tǒng)正洗排水。反洗排水管二210的出水端口與放空管二219相連通。反洗進(jìn)水管二212設(shè)置于反應(yīng)池本體二21右側(cè)壁下部，位于產(chǎn)水集水區(qū)27處。反洗進(jìn)水管二212上設(shè)有反洗控制閥。曝氣系統(tǒng)二外接供氧鼓風(fēng)機，反洗進(jìn)水管二211外接反洗泵，反洗進(jìn)氣管二213外接反洗風(fēng)機。

設(shè)置在反應(yīng)池本體二21內(nèi)最上層的配水系統(tǒng)二22用于均勻配水，使進(jìn)入到反應(yīng)池本體二21內(nèi)的水可均勻噴灑至生物過濾層二24上部。

生物過濾層二24由輕質(zhì)生物載體以及自上而下附著于輕質(zhì)生物載體上的上層/中層/下層優(yōu)勢微生物二構(gòu)成。其中，輕質(zhì)生物載體是由多種硅酸鹽礦物和造孔劑燒結(jié)而成，并經(jīng)鐵鹽和鈣鹽涂覆改性。在本實施例中，硅酸鹽礦物為任意比例混合的黏土、伊利石、粉煤灰，硅酸鹽礦物與造孔劑的比例為100：5，采用的改性方法為：取一定適量的由多種硅酸鹽礦物和造孔劑燒結(jié)而成的陶粒分別加入到濃度為0.3mol/L的CaCl2和濃度為0.3mol/L的FeCl3溶液中，再不斷加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％的NaO溶液調(diào)節(jié)pH值，使pH值恒定在12左右，劇烈攪拌4h，然后取出陶粒進(jìn)行沖洗，直至pH為中性，置于窯爐內(nèi)400℃下烘焙4h，即可。輕質(zhì)生物載體不易堵塞，改性后輕質(zhì)生物載體對磷酸鹽磷有較高的吸附效果，微觀上在生物載體表面形成一個內(nèi)部缺氧和外部好氧的一個反應(yīng)環(huán)境，有利于總氮的去除，表面粗糙度更均勻，掛膜效果更好。值得說明的是，輕質(zhì)生物載體也可以采用本領(lǐng)域中其它常規(guī)的材料和方法制成，而改性方法也不限于本實施例。附著于輕質(zhì)生物載體上的優(yōu)勢微生物自上而下不同：上層優(yōu)勢微生物二主要以去除有機物和氨氮為主的好氧異養(yǎng)微生物和自養(yǎng)型硝化細(xì)菌組成；中層/下層優(yōu)勢微生物二主要由硝化和短程反硝化微生物組成。

承托層二25由自上而下鵝卵石層三和鵝卵石層四組成，鵝卵石層三填充的鵝卵石粒徑為8～16mm，鵝卵石層四填充的鵝卵石粒徑為16～32mm。承托層二25的主要功能是均勻配水，承托多介質(zhì)過濾層，并防止過濾過程中跑砂。承托層二25的具體構(gòu)成也并不限于此，在達(dá)到前述目的的基礎(chǔ)上，可以采用本領(lǐng)域中其它任何常規(guī)的承托層設(shè)置。在承托層下部設(shè)置有曝氣系統(tǒng)二，曝氣系統(tǒng)二外接供氧鼓風(fēng)機，由供氧鼓風(fēng)機供氣給曝氣系統(tǒng)二，用于反洗布?xì)?。曝氣系統(tǒng)二由曝氣組件二214以及與曝氣組件二214一端連通的輔助曝氣管215，輔助曝氣管215的進(jìn)氣口端上設(shè)有輔助曝氣閥216。曝氣組件二214由專用曝氣頭、曝氣支管和支座組成。集水系統(tǒng)二26由濾板以及設(shè)置于濾板上的的若干個濾頭組成，用于均勻的收集濾層的濾后水和反洗時均勻分布反洗水。橫向曝氣吹掃裝置二28橫向設(shè)置于生物過濾層二24的中部，可以減少反洗水量和能耗，并確保濾層不板結(jié)。

該BTF反應(yīng)器，將生物滴濾技術(shù)(BTF)應(yīng)用于污水處理中，因BTF運行不曝氣，濾層無擾動，出水水質(zhì)效果好且穩(wěn)定，此外在反應(yīng)池本體內(nèi)形成反硝化除磷細(xì)菌、亞硝化除磷細(xì)菌等生物群落，對氧和碳源的需求量減小，且具有良好的脫氮除磷效果，此外，在生物過濾層中部設(shè)置的橫向吹掃清洗裝置，可減少反洗水量和能耗，并確保濾層不板結(jié)，進(jìn)一步的，防濾料流失器可防止濾料在進(jìn)行反洗工序是流失，節(jié)約填料，確保水質(zhì)。

如圖4所示，多介質(zhì)過濾器，包括殼體31，殼體31內(nèi)從上至下依次設(shè)有渦流微絮凝反應(yīng)器32、多介質(zhì)過濾層33、承托層三34、集水系統(tǒng)三35。殼體31上部的側(cè)壁上設(shè)有進(jìn)水管三36，中部的側(cè)壁上設(shè)有反洗排水管三37，反洗排水管三37位于渦流微絮凝反應(yīng)器32與多介質(zhì)過濾層33之間，下部的側(cè)壁上設(shè)有出水管三38，出水管三38位于集水系統(tǒng)三35的下部。出水管三38上還設(shè)有與其連通的反洗進(jìn)水管三39。反洗風(fēng)機與出水管三38相連接，接在控制閥前面。用于反洗時氣洗，反洗時關(guān)閉控制閥，開啟反洗進(jìn)氣閥門，使氣進(jìn)入多介質(zhì)過濾器底部的集水區(qū)，通過濾頭和承托層均勻布?xì)狻?/p>

在本實施例中，殼體31下部的側(cè)壁上還設(shè)有排空管310，排空管310位于集水系統(tǒng)三35的下部，反洗排水管三37的管口與排空管310相連通。排空管310用于設(shè)備維修時水的放空或者系統(tǒng)正洗。排空管310和反洗排水管三37位于殼體的同一側(cè)，進(jìn)水管三36和出水管38位于殼體的另一側(cè)。殼體31的形狀可以是圓柱狀或立方體狀，此外，殼體31底部還可格局實際情況設(shè)置支腳，這些都并沒有特殊的限制。渦流微絮凝反應(yīng)器32可以采用本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員所熟知的各種類型的渦流微絮凝反應(yīng)器。而多介質(zhì)過濾層33也同樣可以采用本領(lǐng)域所常用的介質(zhì)濾料，本實施例中，多介質(zhì)過濾層33包括從上至下設(shè)置的石英砂層、無煙煤層、金剛砂層，所述石英砂的粒徑為1～2mm、無煙煤的粒徑為1～2mm、金剛砂的粒徑為2～4mm。使用該種結(jié)構(gòu)的多介質(zhì)過濾層，具有以下優(yōu)點：出水水質(zhì)好且穩(wěn)定，納污能力強，耐磨強度高，具有一定的除油效果。承托層三34包括由上至下設(shè)置的鵝卵石層五、鵝卵石層六和鵝卵石層七，鵝卵石層五、鵝卵石層六和鵝卵石層七中填充的鵝卵石粒徑分別為4～8mm、8～16mm、16～32mm。，其用于均勻配水，以及承托多介質(zhì)過濾層，防止過濾過程中跑砂。顯然，承托層三34的具體構(gòu)成也并不限于此，在達(dá)到前述目的的基礎(chǔ)上，可以采用本領(lǐng)域中其它任何常規(guī)的承托層設(shè)置。集水系統(tǒng)三35包括設(shè)置于承托層之下的濾板，以及設(shè)在濾板上的若干個濾頭，其用于均勻的收集濾層的濾后水和反洗時均勻分布反洗水。

該多介質(zhì)過濾器，在多介質(zhì)過濾層上方安裝了渦流微絮凝反應(yīng)器，使廢水先在渦流微絮凝反應(yīng)器的水力作用下，使水與進(jìn)水端加入的絮凝劑發(fā)生微絮凝反應(yīng)，生成微小的顆粒后，進(jìn)入多介質(zhì)過濾層進(jìn)行過濾，承托層可均勻配水同時放置過濾過程中跑砂，從而使得出水水質(zhì)更加穩(wěn)定，懸浮物、細(xì)菌等污染物的去除效率更高。進(jìn)一步的，該多介質(zhì)過濾器，還增設(shè)了反洗進(jìn)水管和反洗排水管，當(dāng)出水水質(zhì)不符合標(biāo)準(zhǔn)時，可開啟反洗程序，從下部通入反洗水進(jìn)入殼體內(nèi)，對多介質(zhì)過濾層的顆粒間相互摩擦，最終將反洗產(chǎn)生的泥水混合物經(jīng)反洗排水管排出設(shè)備本體外，加強了出水水質(zhì)的保證。整體而言，本發(fā)明提供的多介質(zhì)過濾器，結(jié)構(gòu)簡單，可有效提高過濾效果，適宜推廣使用。

以下對本發(fā)明提供的低能耗的城鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)的工作過程和原理進(jìn)行進(jìn)一步的說明，以進(jìn)一步展示本發(fā)明的優(yōu)點：

廢水經(jīng)過預(yù)處理，根據(jù)廢水的成分，污染物濃度，可生化性等特點選用不同的工藝對水進(jìn)行預(yù)處理。可生化性較高，C/N低，可直接格柵調(diào)節(jié)預(yù)處理，可生化性相對較低，C/N高時，可先格柵、調(diào)節(jié)和厭氧預(yù)處理。

經(jīng)過預(yù)處理后的廢水自流進(jìn)入MO-BAF反應(yīng)器。廢水通過進(jìn)水管一18自流進(jìn)入反應(yīng)池本體一11中，首先進(jìn)入配水系統(tǒng)一12，由配水系統(tǒng)一12均勻進(jìn)入灑到生物過濾層一13上部淹沒水區(qū)，在配水的過程中與大氣接觸完成第一次自然復(fù)氧過程，廢水自上而下進(jìn)入經(jīng)過生物過濾層一13。廢水在生物過濾層一13的上層優(yōu)勢微生物的作用下，大分子有機物(纖維素、蛋白質(zhì)等)轉(zhuǎn)化為短鏈有機物(脂肪酸、多肽有機物華和氨基酸等)，經(jīng)過水解酸化斷鏈反應(yīng)后的再進(jìn)入在生物過濾層一13的中層，在中層優(yōu)勢微生物的作用下，氨氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮，進(jìn)而部分轉(zhuǎn)化成氮氣，經(jīng)過中層微生物處理后，廢水再進(jìn)入在生物過濾層一13的下層，在下層優(yōu)勢微生物的作用下將短鏈有機物為進(jìn)一步降解為水和二氧化碳，氨氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮，經(jīng)處理后的水經(jīng)承托層、集水系統(tǒng)進(jìn)入反應(yīng)池底部的產(chǎn)水區(qū)。

設(shè)備運行一段時間后，出水水質(zhì)會逐漸下降，當(dāng)水質(zhì)不能滿足要求時，設(shè)備應(yīng)及時反洗，采用氣水反沖洗，先氣洗，而后再水洗。氣洗時，反洗進(jìn)氣管一113連接反洗風(fēng)機，啟動反洗風(fēng)機，氣洗3～10分鐘后，進(jìn)入水洗工序，開啟反洗泵。反洗水經(jīng)反洗進(jìn)水管一111進(jìn)入反應(yīng)池本體一11內(nèi)的集水系統(tǒng)下部，由集水系統(tǒng)均勻分布在承托層一14上，再經(jīng)承托層一14均勻分布到生物過濾層一13的斷面上，使截止生物過濾層一13的濾層蓬松，并使顆粒間相互摩擦最終將反洗掉的泥水混合物經(jīng)反洗排水管一19排出反應(yīng)池本體一11外，反洗排水管一19的管口處的防濾料流失器一112，可以防止濾料流失，節(jié)約填料，確保水質(zhì)。氣/水反洗同時開啟橫向曝氣吹掃裝置一16，這樣能有效降低反洗水量和氣量。溶解氧測定儀，用于控制反應(yīng)器中層溶解氧在0.8～1.2mg/L。當(dāng)DO低于0.8mg/L時外接曝氣系統(tǒng)一的鼓風(fēng)機自動開啟，當(dāng)DO高于1.2mg/L時供氧鼓風(fēng)機自動關(guān)閉。

經(jīng)過MO-BAF處理后的水自流進(jìn)入BTF反應(yīng)器。廢水通過進(jìn)水管二29自流進(jìn)入反應(yīng)池本體二21中，首先進(jìn)入配水系統(tǒng)二22，由配水系統(tǒng)二22均勻進(jìn)入灑到生物過濾層3上部，淹沒自然跌水復(fù)氧區(qū)23，配水的過程中在自然跌水復(fù)氧區(qū)23與大氣接觸完成第一次自然復(fù)氧過程，廢水自上而下進(jìn)入經(jīng)過生物過濾層二24。廢水在生物過濾層二24的上層優(yōu)勢微生物的作用下，廢水中的有機物(纖維素、蛋白質(zhì)等)轉(zhuǎn)化為短鏈有機物(脂肪酸、多肽有機物華和氨基酸等)，經(jīng)過水解酸化斷鏈反應(yīng)后的再依次進(jìn)入在生物過濾層3的中/下層，在中層/下層優(yōu)勢微生物的作用下，氨氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮，進(jìn)而部分轉(zhuǎn)化成氮氣，經(jīng)處理后的水經(jīng)承托層二25、集水系統(tǒng)二26進(jìn)入反應(yīng)池底部的產(chǎn)水集水區(qū)27。

設(shè)備運行一段時間后，出水水質(zhì)會逐漸下降，當(dāng)水質(zhì)不能滿足要求時，設(shè)備應(yīng)及時反洗，采用氣水反沖洗，先氣洗，而后再水洗。氣洗時，反洗進(jìn)氣管213連接反洗風(fēng)機，啟動反洗風(fēng)機，氣洗3～10分鐘后，進(jìn)入水洗工序，啟動反洗泵。水洗時關(guān)閉進(jìn)水控制閥，開啟反洗泵，反洗水經(jīng)反洗進(jìn)水管11進(jìn)入反應(yīng)池本體二21內(nèi)的集水系統(tǒng)二26下部，由集水系統(tǒng)二26均勻分布在承托層4上，再經(jīng)承托層二25均勻分布到生物過濾層二24的斷面上，使截止生物過濾層二24的濾層蓬松，并使顆粒間相互摩擦最終將反洗掉的泥水混合物經(jīng)反洗排水管二210排出反應(yīng)池本體二21外。反洗時，開啟曝氣系統(tǒng)二，反洗曝氣。反洗排水管二210的管口處的防濾料流失器二217，可以防止濾料流失，節(jié)約填料，確保水質(zhì)。氣/水反洗同時開啟橫向曝氣吹掃裝置二28，這樣能有效降低反洗水量和氣量。

經(jīng)過BTF處理后，進(jìn)入多介質(zhì)過濾器。廢水經(jīng)進(jìn)水管三36進(jìn)入多介質(zhì)過濾器的殼體31內(nèi)，首先進(jìn)入渦流微絮凝反應(yīng)器32，在渦流反應(yīng)器內(nèi)加入除磷劑，在渦流微絮凝反應(yīng)器32內(nèi)的水力作用下，使廢水與進(jìn)水端加入的絮凝劑反應(yīng)，生成微小的顆粒，經(jīng)過微絮凝反應(yīng)后自流進(jìn)入多介質(zhì)過濾層33，在多重介質(zhì)的靜電、攔截、吸附和離子交換的作用下，去除水中的懸浮物、重金屬離子、菌膠團(tuán)等，廢水經(jīng)過多介質(zhì)過濾層33處理后進(jìn)入承托層三34，承托層三34的主要功能是均勻配水，承托多介質(zhì)過濾層，并防止過濾過程中跑砂。經(jīng)承托層三34后的水均勻進(jìn)入集水系統(tǒng)三35，再經(jīng)出水管38排出。

設(shè)備運行一段時間后，多介質(zhì)過濾層33的水上水位逐漸上升，出水水質(zhì)會逐漸下降，當(dāng)水質(zhì)不能滿足要求時，設(shè)備應(yīng)及時反洗，反洗水經(jīng)反洗進(jìn)水口進(jìn)入多介質(zhì)過濾器殼體31內(nèi)的集水系統(tǒng)三35下部，由集水系統(tǒng)三35均勻分布在承托層三34上，再經(jīng)承托層三34均勻分布到多介質(zhì)過濾層33的斷面上，使截止過濾層3的濾層蓬松，并使顆粒間相互摩擦最終將反洗掉的泥水混合物經(jīng)反洗排水管排出設(shè)備本體外。

經(jīng)多介質(zhì)處理后的水自流進(jìn)入清水池，在清水池內(nèi)加入消毒劑，消毒后出水能達(dá)到《地表水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》四類水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

綜上所述，本發(fā)明提供的低能耗的城鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)，將微氧技術(shù)應(yīng)用到BAF形成獨特的MO-BAF反應(yīng)器，降低能耗和碳源需求，而因采用微氧技術(shù)和BTF技術(shù)，曝氣量比傳統(tǒng)工藝小，能耗低；因BTF運行不曝氣，濾層無擾動，出水水質(zhì)效果好且穩(wěn)定；脫氮除磷效果好，因本工藝采用微氧技術(shù)，在MO-BAF反應(yīng)器內(nèi)形成反硝化除磷細(xì)菌，亞硝化除磷細(xì)菌等生物群落，對氧和碳源需求量?。辉贛O-BAF反應(yīng)器和BTF反應(yīng)器中，均采用輕質(zhì)生物載體不易堵塞；采用防濾料堵塞器，防止濾料流失，節(jié)約填料，確保水質(zhì)。

本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會意識到，這里所述的實施例是為了幫助讀者理解本發(fā)明的原理，應(yīng)被理解為本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于這樣的特別陳述和實施例。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明公開的這些技術(shù)啟示做出各種不脫離本發(fā)明實質(zhì)的其它各種具體變形和組合，這些變形和組合仍然在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。