CN113371824B - 一种弹性填料脱膜处理方法及水处理脱膜设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种弹性填料脱膜处理方法及水处理脱膜设备，属于水处理脱膜设备技术领域。该设备包括箱体，所述箱体内部具有容置空间；箱体具有上部框网和下部框网，上部框网和下部框网均用于限制填料外漏；及切割支架，切割支架为多组，分别安装在所述箱体的内部；所述切割支架均用于切割或打散板结在箱体中的填料。通过在设备内安装多组切割支架，结块在重力作用下下坠，经过下面多层切割支架的切割打散；可以有效解决填料板结问题，实现填料的有效脱膜，增加填料的透水透气性，从而提高污水处理效率，恢复出水水质。解决或者至少部分解决上述生物滤池填料内部容易结块，填料易板结形成死区，导致滤池的硝化反应效率下降、出水水质变差的问题。
Description
技术领域
本发明属于水处理脱膜设备技术领域，具体地说，涉及一种弹性填料脱膜处理方法及水处理脱膜设备。
背景技术
曝气生物滤池作为一种常见的污水处理工艺，对污水中的悬浮物、氨氮、有机物等杂质均能够有效去除。在曝气生物滤池中，池内装填有高比表面积的陶粒填料，活性炭填料等粒状填料；该填料一方面过滤阻截悬浮物，另一方面作为微生物膜生长的载体，使污水中的有机物、氨氮等与填料表面的生物膜发生生化反应得以降解，但粒状填料存在填料密度大，阻力大以及使用过程中容易造成滤池堵塞等问题。
随着污水处理工艺的发展，弹性填料受到越来越多的关注与研究，弹性填料具有低密度、高孔隙率、高吸水性、易挂膜、价格低廉等优点。但该填料在运行一段时间后，填料中的微生物不断生长更新，填料内部形成絮状污泥，将单个弹性填料相互粘连，但老化的生物膜无法及时脱落，导致填料板结，形成死区，使得滤池滤料的通透性变差，箱体内出现厌氧，最终导致滤池的硝化反应效率下降、出水水质变差，运行效率降低且能耗高等问题。因此，采用弹性填料时需对填料表面的老化膜定期进行清理。
现有的曝气生物滤池中多采用高速水流反冲洗、气水反冲洗或挤压排空等手段，对滤池进行冲洗，清除滤层中所截留的污物以及老化脱落的生物膜，使得滤池恢复过滤能力。但上述方式存在填料脱膜不彻底、降低后续处理能力的缺陷，并且造成能耗的增加，运行成本较高。如中国专利申请公开号为CN111689573A的现有技术中公开了一种彻底解决生物滤池板结的多重降水位反冲洗装置，采用设置降水位反冲洗-气冲洗-汽水联合反冲洗-再次降水位反冲洗-再次气冲洗-再次气水联合反冲洗-水漂洗等多次步骤，解决滤池的板结问题。但该方法操作步骤过多，控制过程较为复杂，易损坏，且循环多次的间歇式水冲洗与曝气容易扰乱填料的分布和排列。
又如申请人于2020年3月申请的一种基于耦合式脱膜强化硝化处理工艺；在污水的硝化处理过程中，在保持体系内一定含量的溶解氧条件下，针对弹性填料进行不同程度形变的挤压处理，所述挤压处理包括深层挤压与浅层挤压相耦合的方式，所述深层挤压在***负荷下降出水水质临近指标值或***阻力超出设计进水配水压力时进行，所述浅层挤压在***负荷稳定时进行。上述方案针对弹性填料进行不同程度形变的挤压处理，填料内部容易结块，填料易板结形成死区，导致滤池的硝化反应效率下降、出水水质变差的问题。因此亟需提供一种新的填料脱膜方法。
发明内容
1.技术问题
为了解决或者至少部分解决上述生物滤池填料内部容易结块，填料易板结形成死区，导致滤池的硝化反应效率下降、出水水质变差的问题，本公开在设备内安装多组切割支架以及底部设置高速曝气脱膜装置；通过该设备的弹性填料脱膜方法，使弹性填料形成的结块在重力作用下下坠，经过下面多层切割支架过程中得到多次的切割打散；高速曝气脱膜装置，使得填料之间相互挤压，碰撞，摩擦，最终使得填料表面附着的污泥剥落，可以有效解决填料板结问题，实现填料的有效脱膜，增加填料的透水透气性，从而提高污水处理效率。
2.技术内容
在本公开第一方面提供了一种水处理脱膜设备包括：
一种水处理脱膜设备，包括：
箱体，所述箱体内部具有容置空间；所述箱体具有上部框网和下部框网，所述上部框网和下部框网均用于限制填料外漏；及切割支架，所述切割支架为多组，分别安装在所述箱体的内部；所述切割支架用于切割或打散板结在箱体中的填料。
在一些实施例中，所述的切割支架包括多组平行和/或交叉排列的切割条，相邻两组的切割支架呈角度交错设置。
在一些实施例中，多组所述切割条之间围成面积，均在1-3m2。
在一些实施例中，多组所述的切割支架组包括依次排列的第一切割支架和多组次级切割支架；所述第一切割支架与靠近所述第一切割支架的次级切割支架的距离为L1，相邻的次级切割支架距离为L2；其中L1是L2的1.5-2.5倍。
在一些实施例中，所述的切割支架的形状为十字形、井字形或米字型的一种；所述的切割支架材质可采用镀锌方管、碳钢管或钢丝绳的一种。
在一些实施例中，所述的箱体底部设置高速曝气脱膜装置，所述高速曝气脱膜装置包括曝气管道以及开设在所述曝气管道的曝气孔。
在一些实施例中，所述的曝气管道为3组，均平行布置在所述箱体的底部；所述曝气管道上设有若干直径为10mm圆形的曝气孔。
在一些实施例中，所述的曝气管道反洗强度被配置为15-25L/(m2*s)，冲洗时间为3-1min。
在一些实施例中，所述的箱体的底部设有进水口以及排空口，且所述进水口位于所述排空口的上方；所述箱体的上部设有排水口。
在本公开第二方面提供了一种弹性填料脱膜方法，用于上述的水处理脱膜设备，在污水的硝化处理过程中，对所述弹性填料进行脱膜处理，所述脱膜处理步骤包括：所述弹性填料随着水位下降或者上升过程中被设置在弹性填料移动路径上的多组剪切支架切割打散。
在一些实施例中，所述脱膜处理步骤包括：
初次排空挤压阶段：所述弹性填料随水位下降后落在多组剪切支架上，经过首次切割打散；
进水进气阶段：当水处理脱膜设备在所述初次排空挤压阶段中污水排空至预定水位时，设备内通过进水和曝气操作，使得弹性填料形成活塞效应，所述弹性填料在上升过程中再次经过所述多组剪切支架的二次切割打散。
在一些实施例中，在所述初次排空挤压阶段，还包括对弹性填料进行首次挤压处理；
所述首次挤压处理步骤包括：在水处理脱膜设备内污水外排时，弹性填料随着水位下降过程中，对所述弹性填料进行首次形变挤压，使所述弹性填料的体积形变为原始叠放体积的45％-55％。
在一些实施例中，所述脱膜处理步骤还包括曝气反洗阶段：
所述曝气反洗阶段步骤包括：当设备在所述进水进气阶段中水位上升至预定位置时，停止进水并在预定时间内充分反洗，使得弹性填料进行二次挤压脱膜。
在一些实施例中，在曝气反洗阶段后，还包括二次排空挤压阶段；
所述二次排空挤压阶段包括：再将水处理脱膜设备内水进行外排，弹性填料随着水位下降，在所述弹性填料自身重力的作用下进行二次形变挤压，使所述弹性填料的体积形变为原始叠放体积的70％-80％。
在一些实施例中，所述弹性填料包括聚氨酯海绵填料、悬挂式丝状填料或辫带式填料中在一些实施例中，所述弹性填料为立方体结构的聚氨酯海绵填料；所述聚氨酯海绵填料的比表面积大于15000m2/m3，密度为20kg/m3，体积膨胀率约为1:1.5，所述聚氨酯海绵填料的网泡内孔的孔隙率大于95％。
3.有益效果
本发明提供一种弹性填料脱膜处理方法及水处理脱膜设备，通过特有的箱体内部结构与箱底曝气***相结合的方式，与现有的技术相比有以下优点：
(1)本发明通过特有的箱体内部结构与箱底高速曝气脱膜***相结合的方法，解决填料板结问题，实现填料的有效脱膜，增加填料的透水透气性，从而提高污水处理效率，恢复出水水质；另一方面，通过改变箱体结构，可减缓填料结块速度，有效控制填料板结问题；能够实现多阶段填料脱膜，节省能耗，可有效降低运行成本；
(2)本发明通过在设备内安装多组切割支架，结块在重力作用下下坠，经过下面多层切割支架，得到多次的切割打散；可以有效解决填料板结问题，实现填料的有效脱膜，增加填料的透水透气性，从而提高污水处理效率，恢复出水水质；
(3)本发明在箱体水位上升至一定高度时，设备停止进水并调节高速曝气脱膜装置风量充分反洗，因活塞效应聚集在箱体顶部的大块填料仅受到大气压力作用，故在底部充分曝气过程中，顶部大块填料之间相互挤压，碰撞，摩擦，最终使得填料表面附着的污泥剥落，剥落成单块的填料重新分散至水处理脱膜设备内部；箱体内部已经被充分打散的填料在曝气脱膜装置的带动下形成循环，循环搅动过程中使得打散的填料充分碰撞、搅动直至填料中的污泥脱离填料，大大提高了脱膜效率；
(4)本发明将污水进行初次挤压，使弹性填料的体积形变为原始叠放体积的45％-55％，使填料中的剩余污泥排出，便于后期弹性填料的挤压脱膜；使填料板结得到有效的缓解；如果不进行初次挤压直接曝气反洗，***内的污泥量过大，会造成脱膜不完全。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。附图中：
图1为本发明实施例提供的一种水处理脱膜设备剖视图；
图2为本发明实施例提供的第一切割支架俯视图；
图3为本发明实施例提供的第二切割支架俯视图；
图4为本发明实施例提供的第三切割支架俯视图；
图5为本发明实施例提供的高速曝气脱膜装置结构俯视图；
图6为本发明实施例提供的弹性填料示意图；
图7为本发明实施例提供的弹性填料脱膜方法流程图；
图8为本发明实施例1提供的填料脱膜前后氨氮变化趋势图；
图9为本发明实施例5提供的填料脱膜前后氨氮变化趋势图。
图中：1、箱体；2、上部框网；3、第一切割支架；31、横切割条；32、竖切割条；4、第二切割支架；5、第三切割支架；6、下部框网；7、高速曝气脱膜装置；71、曝气管道；72、曝气孔；8、进水口；9、排空口；10、排水口。
具体实施方式
使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
还需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“一”、“二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同：本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。如本文所使用，术语“约”用于提供与给定术语、度量或值相关联的灵活性和不精确性。本领域技术人员可以容易地确定具体变量的灵活性程度。
申请概述
在曝气生物滤池中单纯采用高速水流反冲洗、气水反冲洗或挤压排空等手段对滤池进行冲洗脱膜，该方式存在以下缺点：
1.冲洗能耗大，运行成本较高；
2.冲洗结束后，容易扰乱填料的分布和排列，滤层结构易受到破坏；
3.容易造成填料脱膜不彻底、降低后续处理能力。
针对污水处理用弹性填料中悬浮物、污泥等不易更新脱落，造成填料空隙堵塞、影响处理效率的问题，本示例提供一种弹性填料脱膜处理方法及水处理脱膜设备，通过特有的箱体内部结构与箱底高速曝气脱膜***相结合的方法，解决填料板结问题，实现填料的有效脱膜，增加填料的透水透气性，从而提高污水处理效率，恢复出水水质。需要说明的是，此处的“脱膜”是指填料上生成的生物膜脱离填料。
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
实施例1
本公开的实施例一方面提供了一种水处理脱膜设备，以便解决或至少部分地解决填料板结的上述问题。现在将参考图1-5来描述一些示例实施例。注意，在下文描述中，可能使用“河道黑臭水体”作为处理的例子。但是本公开的范围不局限于此，任何能够采用在此描述的水处理脱膜设备均涵盖在本公开的范围内。
如图1和图5所示，总体上，根据本公开的实施例的水处理脱膜设备包括箱体1以及切割支架。
箱体1顶部敞开，内部具有容置空间，主要用于承载切割支架以及漂浮在箱体1中上部的填料；具体实施过程中，箱体1的尺寸为3.2m×3.2m×5.5m，箱体1中有效容积为45m3。箱体1具有上部框网2和下部框网6，上部框网2和下部框网6均用于限制填料外漏；上部框网距离箱体顶板450mm，第一切割支架距离上部框网1600mm；箱体底板距离下部框网约700mm。
进一步，箱体1的底部设有进水口8以及排空口9，进水口8用于从箱体底部吸入待处理的污水；排空口9用于在停止曝气后，打开排空口进行排空设备中的污物以及老化脱落的生物膜。优选的，进水口8的直径大于排空口9，且进水口8位于所述排空口9的上方；在箱体的上部设有排水口10。
切割支架为多组，分别安装在箱体1的内部；用于切割或打散板结在箱体中的填料。其中多组的切割支架组包括依次排列的第一切割支架1和多组次级切割支架；第一切割支架1与靠近所述第一切割支架的次级切割支架的距离为L1，相邻的次级切割支架距离为L2；优选的L1是L2的1.5-2.5倍。申请人经过多次试验验证，发现多组所述切割条之间围成面积，均在1-3m2，切割效果最佳，且不易使弹性填料板结。为了提升对填料的切割、打散的效果。优选的，切割支架为2-5组，所述切割支架包括多个平行和/或交叉排列的切割条，相邻两组的切割支架条呈角度交错设置。
进一步，本示例中一组所述的切割支架的形状可以为十字形、井字形或米字型的一种；材质可采用镀锌方管、碳钢管或钢丝绳的一种，本领域技术人员应当理解，此处切割支架的形状和材质可以根据实际情况进行改变，在此不作为对本发明的限定。
如图2-4所示，在一种可能的实施方式中，所述的切割支架为3组，包括依次设置的第一切割支架3、第二切割支架4以及第三切割支架5；其中，第一切割支架3包括平行设置的两根横切割条31以及与两根横切割条31垂直固定的两根竖切割条32；其中，横切割条31、竖切割条32以及箱体1内壁围成的多个矩形框面积，均在1-3m2之间。同样第二切割支架4和第三切割支架5都是由横切割条和竖切割条垂直固定构成，在此不作赘述。
本领域技术人员应当理解，采用如果把切割支架构造为“切片”或者“切片”等形式；对于弹性填料，采用切割片会出现勾住填料的问题，而且对弹性填料采用切割的方式进行脱膜效果不明显。而本示例针对板结的弹性填料，采用多层平行和/或交叉排列的切割支架，一反面可以避免出现支架勾住填料的问题，另一方面通过板结填料撞击支架的形式可以有效的撕裂，掀翻或者打散板结的填料，比起通过切割片切割板结的填料更有效。
为了提升切割支架对填料的切割效果，申请人经过多次试验，将相邻的两个切割支架的距离L在500-2000mm之间，优选的，第一层支架与第二层支架之间的距离L1为1000-2000mm；第二切割支架4与第三切割支架5之间距离L2为500-1000mm。
如图5所示，在一些实施例中，所述的箱体1底部设置高速曝气脱膜装置7，所述高速曝气脱膜装置7包括曝气管道71以及设置在所述曝气管道的曝气孔72。在一种可能的实施方式中，所述的曝气管道71为3组，均平行布置在所述箱体1的底部；所述曝气管道71上设有若干直径为10mm的曝气孔72。需要说明的是，滤池的冲洗效果取决去冲洗强度，当冲洗强度过小时，滤层空隙中的剪切力小，无法有效去除污物；当冲洗强度过大时，滤层膨胀度过大，滤层空隙中剪切力随之减小，且滤料之间过于离散，碰撞挤压摩擦的几率降低。故冲洗强度过大或者过小，反冲洗效果均会降低。申请人经过多次试验，对于箱体1的尺寸为3.2m×3.2m×5.5m，箱体1中有效容积为45m3，将曝气管道的反冲洗强度被配置为15-25L/(m2s)，冲洗时间为3-1min时，发现反冲洗效果最好，通过曝气反洗填料，可以在气体切力，水流切力以及滤料之间相互碰撞挤压摩擦的多重作用下，截留在滤层中的污物从滤层中脱落下来，然后被带出滤池。
一种可能的运行方式：当箱体1内部为新装填料时，填料均匀松散地分布在上部框网和下部框网之间。设备开启后，污水从底部进水口8进水，自下而上均匀流过，填料中开始截留悬浮物质，同时污水中悬浮的微生物开始附着在填料表面并生长繁殖。
当设备运行三周至六周时间后，填料在水压与风压的作用下开始分层，污泥生长较少的填料悬浮在上层，污泥生长量较多的填料悬浮在中层，污泥生长量过大的填料沉降在下部框网上。此时微生物的生长较快，处理效果较好。
当设备运行九周左右时，在风压的作用下，填料受到进一步的压缩，微生物生长达到峰值，填料通透性较好，此时处理效果达到最佳状态。
当设备运行十二周左右时，前期通过挤压压滤的填料出现板结问题，透水透气性变差，箱体内甚至出现厌氧状态，设备的硝化负荷开始下降，出水水质变差。
当板结填料在箱体上方聚集达到一定厚度时，需进行脱膜处理，此时设备停止进水并打开排空口开始排空。排空过程中随着水位的不断下降，板结在顶部的填料也随之下降。在下降过程中，由于第一切割支架支撑作用较弱，四根切割条所围住的中间部分填料在重力作用下向下坠落，向下的填料坠落至第二切割支架中央交点时，第二切割支架将撕裂，掀翻或者打散板结的填料，使得板结的填料散落成多块较小的结块。小结块在重力作用下继续下坠，最终受到第三切割支架的进一步切割。
箱体底部布置3组曝气管道，曝气管道上设有12个直径为10mm的曝气孔。设备排空完成后，打散后的小结块均沉降在池底，此时同时打开进水以及高速曝气脱膜装置7，在水压和风压的共同作用下，填料向上膨胀并重新分散在箱体中，大块填料在活塞效应的作用下被顶至箱体顶部，上升过程中未充分打散的大结块再次受到第一切割支架的阻挡，最终在水压风压以及支架的作用下，大结块再次撕裂，掀翻或者打散，得到二次切割。
当水位上升至上部框网2时，设备停止进水并调节高速曝气脱膜装置7的风量为20L/(m2s)，充分曝气反洗2min，曝气过程中顶部大块填料之间相互挤压，碰撞，摩擦，最终使得填料表面附着的污泥充分脱落；箱体内部已经被充分打散的填料在曝气脱膜装置的带动下形成循环，循环搅动过程中使得打散的填料充分碰撞至填料中的污泥脱离填料。
停止曝气后，打开设备排空口进行排空，填料中所截留的污物以及老化脱落的生物膜，泥水混合物最终通过排空管道排出设备箱体，使得滤池恢复过滤能力。
实施例2
如图6-7所示，本公开的实施例提供了一种弹性填料脱膜方法，用于上述的水处理脱膜设备，该方法包括：在污水的硝化处理过程中，对所述弹性填料进行脱膜处理，所述脱膜处理步骤包括：所述弹性填料随着水位下降或者上升过程中被设置在弹性填料移动路径上的多组剪切支架切割打散。可以有效解决填料板结问题，实现填料的有效脱膜，增加填料的透水透气性，从而提高污水处理效率，恢复出水水质。
本实施例待处理污水类型为河道黑臭水体，该河道污水进水量为1000m3/d，进水氨氮≤30mg/L，COD≤100mg/L，总磷≤1mg/L，SS≤50mg/L；设计出水水质标准为氨氮≤10mg/L，COD≤50mg/L，总磷≤0.3mg/L。采用实施1的水处理脱膜设备对污水进行生化处理。其中COD代表化学需氧量，SS代表悬浮固体或叫悬浮物。悬浮固体中，颗粒粒径在0.1～1.0μm之间者称为细分散悬浮固体；颗粒粒径大于1.0μm者称为粗分散悬浮固体。
水处理脱膜设备运行过程中，箱体内水气同时作用使填料漂浮在箱体中上部；由于填料聚集在箱体上方，导致箱体内部局部形成密封，水气作用带来活塞效应，填料受到向上的挤压作用。当设备运行较长时间后，受到挤压的填料出现板结，形成死区，填料的透水透气性变差，箱体内出现厌氧，最终导致滤池的硝化反应效率下降，出水水质变差。当填料不断截留悬浮物质以及微生物不断生长繁殖作用下，箱体顶部有大量的板结填料聚集。为改善填料板结状况，对设备箱体进行脱膜处理，具体的，本示例中脱膜处理步骤包括：
S100：初次排空挤压阶段：所述弹性填料随水位下降后落在多组剪切支架上，经过首次切割打散。
具体的，当设备内污水通过设备底部排空口进行外排时，随着水位的不断下降，板结在顶部的填料也随之下降；在下降过程中，板结的填料随水位下降后落在第一层剪切支架，当第一层剪切支架不足以支撑上方填料时，支架所围住部分的填料在重力作用下向下坠落，填料坠落至第二层支架上时，支架会再次撕裂，掀翻或者打散板结的填料，使得板结的填料散落成多块较小的结块；结块在重力作用下继续下坠，经过下面多层支架过程中得到多次的切割打散。
优选的，在所述初次排空挤压阶段，还包括对弹性填料进行首次挤压处理；所述首次挤压处理步骤包括：在设备内污水外排时，弹性填料随着水位下降，在所述弹性填料自身重力的作用下进行首次形变挤压，使所述弹性填料的体积形变为原始叠放体积的45％，本领域技术人员应当理解，本示例中挤压步骤也可以将污水通入挤压装置进行挤压。
S200：进水进气阶段：当设备在所述初次排空挤压阶段中污水排空至预定水位时，设备内通过进水和曝气操作；使得弹性填料形成局部活塞效应，即顶部生成板结的位置与周边未板结的位置，在风机向上鼓风时产生压力差，从而形成一块块局部活塞效应，通过压力差将弹性填料中的堵塞物压出，所述弹性填料在上升过程中再次经过所述多组剪切支架的二次切割打散。
具体的，当箱体内污水排空完毕时，板结的填料被打散成较小的结块沉积在箱体底部，此时设备同时开启进水以及曝气装置；设备在同步进水进气的推动下，仍未打散的大块填料局部受到阻力较大，使得填料形成局部活塞效应，在该作用下大块填料被水气顶至设备箱体顶部，大块填料在上升过程中再次受到各个支架的逐步切割，使得板结的填料得到进一步的切割打散；已经充分打散的填料因局部阻力较小，分散在箱体内部，在水气同步作用下不断循环。
S300：曝气反洗阶段：所述曝气反洗阶段步骤包括：当设备在所述进水进气阶段中水位上升至预定位置时，停止进水并在预定时间内充分反洗，使得弹性填料进行二次挤压脱膜。此处的预定位置指的是可以距离上部框网下方10厘米处，具体可以根据实际情况进行设定。
具体的，当箱体水位上升至一定高度时，设备停止进水并调节高速曝气脱膜装置风量充分反洗1-3min，因活塞效应聚集在箱体顶部的大块填料仅受到大气压力作用，故在底部充分曝气过程中，顶部大块填料之间相互挤压，碰撞，摩擦，最终使得填料表面附着的污泥剥落，剥落成单块的填料重新分散至箱体内部；箱体内部已经被充分打散的填料在曝气脱膜装置的带动下形成循环，循环搅动过程中使得打散的填料充分碰撞，直至填料中的污泥脱离填料。
在一些实施例中，在曝气反洗阶段后，经过以上三个阶段的充分作用后，填料板结情况得到明显改善，填料中的污泥脱落至水体中还包括S400二次排空挤压阶段；所述二次排空挤压阶段包括：将设备内水进行外排，弹性填料随着水位下降，在所述弹性填料自身重力的作用下进行二次形变挤压，使所述弹性填料的体积形变为原始叠放体积的70％，完成脱膜。本示例中脱膜处理方法分为四阶段：在设备初次排空挤压阶段中，板结的填料已经开始受到支架的切割；设备进水进气阶段与设备曝气反洗阶段，顶部大块填料之间相互挤压，碰撞，摩擦，使得填料表面附着的污泥剥落；设备二次排空挤压阶段进行第二次挤压排空。针对板结情况非常严重的设备，可进行上述四阶段完整的脱膜方法；但针对轻微板结的设备来说，设备初次排空挤压阶段时已可明显改善板结情况。所以实际操作过程可更具实际情况进行判断。
在一些实施例中，所述弹性填料包括聚氨酯海绵填料、悬挂式丝状填料或辫带式填料中的一种或多种。优选地，所述弹性填料选用聚氨酯海绵填料，聚氨酯海绵填料比表面积大，孔隙分布均匀，可以快速实现生物挂膜，该填料为立方体，比表面积大于15000m2/m3，密度为20kg/m3，体积膨胀率约为1:1.5，孔隙率大于95％，网泡内孔结构形式为多边形，大孔、小孔、微孔互穿共布。此类弹性填料具有孔隙率高、密度低、吸水性强、易挂膜、价格低廉等优点而被广泛使用，污水处理技术中通过向处理池体中投加弹性填料，对废水中的悬浮物进行吸附拦截，形成固定床或流动床式生物反应池，利用生物菌对氨氮进行硝化或反硝化反应，或降低化学需氧量、去除总磷等，从而将主要污染物有效地降解和去除，实现污水的达标外排。
需要说明的是，对于弹性填料虽然具有低密度、高孔隙率、高吸水性、易挂膜、价格低廉等优点。但是，该填料在运行一段时间后，填料中的微生物不断生长更新，填料内部形成絮状污泥，将单个弹性填料相互粘连，但老化的生物膜无法及时脱落，导致填料板结，形成死区。这类板结的填料由于其呈絮状或丝状，具有一定弹性，不易被刀片等切割部件切割。因此，本示例通过填料坠落至切割支架上时，切割支架没有锋利的刀口，将原本的剪切变成撞击打伞，切割支架会再次撕裂，掀翻或者打散板结的填料，使得板结的填料散落成多块较小的结块；结块在重力作用下继续下坠，经过下面多层支架，过程中得到多次的切割打散，且限制支架所围成的面积，防止絮状、丝状等填料出现挂载、缠绕在支架上，难以清除的情况。
从图8可以看出，当水处理脱膜设备稳定约90天时，设备出水氨氮基本稳定在5-10mg/L，但填料不断截留悬浮物质以及微生物不断生长繁殖作用下，箱体顶部有大量的板结填料聚集，最终设备形成死区，填料的透水透气性变差，箱体内出现厌氧，最终导致滤池的硝化反应效率下降，出水水质变差，最终导致出水不达标。
而通过本申请实施例2脱膜方法进行处理，对填料进行脱模处理。由图8截取所得的填料脱模前后氨氮的变化趋势可以看出，通过该方法进行处理后可快速解决填料板结问题，实现填料的有效脱膜，增加填料的透水透气性，从而提高污水处理效率，恢复出水水质。
实施例3
实施例3与实施例2的区别在于：初次排空挤压阶段，使所述弹性填料的体积形变为原始叠放体积的55％；通过首次形变挤压使填料中的剩余污泥排出，便于后期弹性填料的挤压脱膜；使填料板结得到有效的缓解；如果不进行初次挤压直接曝气反洗，***内的污泥量过大，会造成脱膜不完全；二次排空挤压阶段包括：使所述弹性填料的体积形变为原始叠放体积的75％，将弹性填料中的污物再次挤出，完成脱膜。
实施例4
实施例4与实施例2的区别在于：初次排空挤压阶段，使所述弹性填料的体积形变为原始叠放体积的50％；二次排空挤压阶段包括：使所述弹性填料的体积形变为原始叠放体积的80％，完成脱膜。
实施例5
本实施例待处理污水类型为河道黑臭水体，该河道污水进水量为1000m3/d，进水氨氮≤20mg/L，COD≤80mg/L，总磷≤1mg/L，SS≤50mg/L；设计出水水质标准为氨氮≤5mg/L，COD≤30mg/L，总磷≤0.3mg/L。采用实施1的水处理脱膜设备对污水进行生化处理。其中COD代表化学需氧量，SS代表悬浮固体或叫悬浮物。
本实施例在实施例2的基础上，当滤池出现硝化反应效率下降，出水水质变差，导致出水不达标时，仅采用S100初次排空挤压以及S200进水进气两阶段进行脱膜处理。
从图9截取所得的填料脱模前后氨氮的变化趋势可以看出，在水体污染不严重的情况下，通过本申请实施例5方法进行脱膜后，可快速解决填料板结问题，提高污水处理效率，恢复出水水质。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种弹性填料脱膜方法，用于水处理脱膜设备，
所述水处理脱膜设备，包括：
箱体（1），所述箱体内部具有容置空间；箱体底部设置高速曝气脱膜装置;所述箱体（1）具有上部框网（2）和下部框网（6），
所述上部框网（2）和下部框网（6）均用于限制填料外漏；及切割支架，所述切割支架为多组，分别安装在所述箱体（1）的内部；所述切割支架用于切割或打散板结在箱体中的填料；
其特征在于：
在污水的处理过程中，对所述弹性填料进行脱膜处理，所述弹性填料随着水位下降过程或者上升过程中被设置在弹性填料移动路径上的多组切割支架切割打散；
所述脱膜处理步骤包括：
初次排空挤压阶段：所述弹性填料随水位下降后落在多组切割支架上，经过首次切割打散；
在所述初次排空挤压阶段，还包括对弹性填料进行首次挤压处理；
所述首次挤压处理步骤包括：在水处理脱膜设备内污水外排时，弹性填料随着水位下降过程中，对所述弹性填料进行首次形变挤压；进水进气阶段：当水处理脱膜设备在所述初次排空挤压阶段中污水排空至预定水位时，设备内通过进水和曝气操作，使得弹性填料形成活塞效应，所述弹性填料在上升过程中再次经过所述多组切割支架的二次切割打散；
所述弹性填料为立方体结构的聚氨酯海绵填料；所述聚氨酯海绵填料的比表面积大于15000m2/m3，密度为20kg/m3，体积膨胀率为1:1.5，所述聚氨酯海绵填料的网泡内孔的孔隙率大于95%；
所述脱膜处理步骤还包括曝气反洗阶段：
所述曝气反洗阶段步骤包括：当设备在所述进水进气阶段中水位上升至预定位置时，停止进水并在预定时间内充分反洗，使得弹性填料进行二次挤压脱膜。
2.根据权利要求1所述的弹性填料脱膜方法，其特征在于，在曝气反洗阶段后，还包括二次排空挤压阶段；
所述二次排空挤压阶段包括：再将水处理脱膜设备内水进行外排，弹性填料随着水位下降，在所述弹性填料自身重力的作用下进行二次形变挤压。
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