一、课题来源与背景反硝化脱氮是指在缺氧条件下反硝化微生物将污水中硝态氮转化为氮气并从水中逸出的过程。在泥膜法中,泥膜耦合反硝化池内有效微生物的存在包括生物膜和悬浮状污泥两类形式。首先,悬浮状污泥浓度的悬浮、流化程度不仅直接会影响泥膜耦合池污泥(微生物)与污染物的物质交换速率,而且直接关系到整个系统中各单元污泥的循环、流化作用,且对整个系统的脱氮除磷至关重要。其次,根据生物膜的生长过程,生物膜经过潜伏期、增长期和稳定期之后,必将进入老化脱落期,然而在泥膜耦合反硝化池内生物膜自身无法完成老化脱落,这就会造成生物膜蓄积老化,影响生物膜的活性和污水处理效果,无扰动的反硝化池尤为严重。现有一体化泥膜耦合生物脱氮装置(固定床生物膜、悬浮状污泥)存在以下问题:①由于缺少及时且足够强度的水力冲刷和搅拌,老化的生物膜容易过厚且生物膜更新困难,沿程水头损失会逐渐变大,造成局部的短流和死水区,进而导致了传统的反硝化脱氮装置处理效果变低,因此如何提供较大的水利冲刷和搅拌强度则显得额外重要;②由于污泥自身重力作用和装置本身缺少水力扰动原因,几乎所有流经缺氧反硝化泥膜耦合池的污泥都沉积在其底部,导致污泥和污染物不能充分接触,实际有效微生物大量减少,脱氮效率会大大降低;同时,系统中各单元污泥流化被截留在反硝化池,尤其影响了整个污水处理系统(包括其他好氧池、缺氧池、厌氧池、沉淀池)的污泥流化、循环效果,严重降低了整个系统的脱氮、除磷、除碳效果;③现有一体化泥膜耦合反硝化脱氮装置内因操作空间有限,导致了固定生物载体难以在其安装固定、后期检修不便,增加了设备批量化生产、维护的难度,造价维修成本更高。二、技术原理及性能指标本实用新型提供一种周期性气升扰动反硝化脱氮装置,其特征在于,包括反硝化脱氮装置本体、气升式搅拌系统和自控系统;所述的反硝化脱氮装置本体内设有固定填料框、悬浮状污泥、气升式搅拌管、进水口和出水口;所述的固定填料框放置于装置本体内,气升式搅拌管位于固定填料框下部,气升式搅拌管固定在装置本体底部;所述的气升式搅拌系统包括风机、曝气池的进气管、曝气池的进气阀门、反硝化脱氮装置本体的进气管、气升式搅拌管进气阀门;所述曝气池的进气阀门和气升式搅拌管的进气阀门分别与自控系统相连接;所述的风机出气口的主干管分别与分支管二的曝气池进气管、分支管二的反硝化脱氮装置本体进气管相连接。所述的反硝化脱氮装置本体为泥膜耦合池。所述分支管二的曝气池进气管与曝气池的进气阀门相连接;所述分支管二的反硝化脱氮装置本体进气管与气升式搅拌管进气阀门相连接。所述装置的进水口与出水口呈斜对角线设置或呈斜棱线对角设置。所述的固定填料框可为长方体或正方体框架结构,材质为不锈钢或玻璃钢材质。所述的泥膜耦合池内至少能放置1 组的固定填料框,固定填料杠为模块化产品且可移动放置或吊出。所述的固定填料框内部设有成束的填料,所述的成束填料被固定于上下平行的支撑杆上。所述的固定填料包括纤维状填料、弹性填料、组合式填料、仿生水草填料,所述的成束填料为多组串联填料或单个填料,成束填料的水平问距为1. 0~40.0cm 。所述的装置底部布置的气升式搅拌管形状为环形穿孔管、山字形穿孔管或丰字形穿孔管。所述的曝气池进气阀门为常开式电动阀门,所述的气升式搅拌管进气阀门为常闭式电动阀门。三、技术的创造性与先进性本实用新型克服了现有装置技术的缺点,保证了较强的水力冲刷强度,便于装置模块化组装生产,提高了固定填料上生物膜的活性,加速了生物膜的更新速率,实现了沉积悬浮污泥的再悬浮及再流化,大大提高了系统的处理效能,出水各指标明显优于传统装置。四、技术的成熟程度,适用范围和安全性本实用新型属于污水处理技术领域。五、应用情况及存在的问题该周期性气升扰动反硝化脱氮装置便于装置模块化组装生产,已批量应用于我司魔方舟、高效仿生水草等产品中,具有提高固定填料上生物膜活性,加速生物膜更新速率,实现沉积悬浮污泥的再悬浮及再流化,大大提高系统的处理效能,出水各指标明显优于传统装置等优点,市场前景广阔。