一种培养好氧颗粒污泥的方法及装置与流程

本发明属于水处理工艺，具体涉及一种培养好氧颗粒污泥的方法及装置。

背景技术：

1911年mishillla等最早发现了好氧颗粒污泥(aerobicgranularsludge)。好氧颗粒污泥是微生物通过自凝聚作用形成的颗粒状活性污泥。与普通活性污泥相比，它具有能提高反应器污泥活性和生物量浓度、减少剩余污泥的排放量、不易发生污泥膨胀、良好的沉降性能、抗冲击能力强、能承受高有机负荷、集不同性质的微生物(好氧、兼氧和厌氧微生物)于一体等优点，成为国内外学者的研究热点。近年来的研究结果表明，好氧颗粒污泥技术的应用前景相当诱人。但目前好氧颗粒污泥技术还停留在实验阶段，未应用于工程实践。主要原因是好氧颗粒污泥的培养困难。从目前公开的文献来看，培养需要在苛刻的条件下才能形成，比如：反应器需要很大的高径比、特定的有机负荷、特定的水流剪切力、特定的营养比、特定的沉淀时间、水力停留时间、还有特定的运营模式、或者需要提供载体等等，而这些条件也是目前各学者研究的重点。但是这些苛刻的条件在工程化的应用中是很难满足的，因此很难实现好氧颗粒污泥技术的工程化应用。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种在常规操作运行条件下且能工程化应用的培养好氧颗粒污泥的方法及相应装置。

本发明的技术方案是：一种培养好氧颗粒污泥的方法，其特征是在反应区上部安装导流装置，将反应区的完全混合流流态导流成对流流态，在这样的流态下形成好氧颗粒污泥。

一种实施上述培养好氧颗粒污泥方法的装置，包括反应器体、进水装置、出水装置、排泥装置、曝气装置、导流装置，其特征是利用导流装置将反应区的完全混合流流态导流成对流流态，并在这样的流态下形成好氧颗粒污泥。

关于好氧颗粒污泥的形成机理以及在什么样的条下才能形成颗粒污泥，目前学界并没有统一的认知。现有的研究结果表明，反应器的高径比、有机负荷率、溶解氧、水流剪切力、沉淀时间、水力停留时间、体积交换率与排水时间、cod、氨氮、磷之比、运行模式等这些因素均影响颗粒污泥的形成。而这些因素是否真的是好氧颗粒污泥形成的决定性因素并未得到充分验证，各学者有不同的研究结论。本发明经过大量实验证明，利用导流装置将反应区原来的完全混合流流态导流成一种特殊的流态，本发明称之为“对流流态”，在这种流态条件下就可以形成好氧颗粒污泥。这里所说的对流流态并非要求将反应区全部导流成绝对的对流流态，可以是以对流流态为主或对流流态占比达到一定程度。要使反应区形成对流流态，需要两个条件：一是导流装置；二是曝气。反应区只有曝气没有导流装置，那么其流态是完全混合流流态；而在反应区上部安装导流装置后，在导流装置的作用下，反应区的流态会形成对流流态，或者说其流态在导流装置的作用下变得有规律。形成好氧颗粒污泥的关键是在反应区形成对流流态，而形成对流流态的关键之一是需要有导流装置。本发明在实施例中所列举的几种导流装置是为了更充分说明如何使反应区形成好氧颗粒污泥形成所需要的流态——本发明所述的对流流态，并非限制，其它类似装置如果能使反应区形成对流流态，即与本发明所述的导流装置作用相同，也就等同于本发明所述的导流装置。

为了形成良好的对流流态，曝气装置的曝气盘一般优选布置在导流装置的每个导流区的正下方，且一个导流区正下方优选布置一个曝气盘。导流区的大小、形状与曝气装置的大小、形式有关，比如曝气管。如果是曝气管，导流区的形状可以选择长方形。

导流装置尺寸的大小、形状、相互间的间距、与曝气装置的相对位置对好氧颗粒污泥的形成过程都有影响，比如颗粒污泥形成的快慢、颗粒污泥的形状等。在实践中可以根据实际情况进行优化选择。

作为一般选择，只要在曝气池反应区上部安装能起到本发明所述的使反应区流态形成对流流态的导流装置，反应区内的絮状活性污泥就会逐渐向好氧颗粒污泥转化，并最终实现活性污泥的颗粒化。

导流装置的每个导流区的大小要与曝气装置的曝气量相适应。

本反应器运行采用间歇运行模式，即进水、曝气反应、沉淀、排水。反应区内首先接种絮状活性污泥，待处理水由进水装置进入反应区，进水的同时也可以曝气，当废水进至预定液位后，开始曝气反应，反应完成后，进入沉淀阶段，沉淀后，上清液由出水装置排出，剩余污泥通过排泥装置排出。反应区上部的导流装置将反应区的完全混合流流态导流成对流流态，在这样的对流流态条件下，按照上述操作，在一般生化工艺的操作要求下，大约经过2-4个月的运行，反应区中的絮状活性污泥会逐渐形成好氧颗粒污泥。最终实现以好氧颗粒污泥为活性污泥的生化处理工艺。

本反应器也可采用连续运行模式。采用连续运行模式，需要在反应器后增加沉淀池与污泥回流系统。

本发明所述的培养好氧颗粒污泥的方法及装置能形成成熟稳定的好氧颗粒污泥，并且其操作运行条件简单，与一般生化工艺的操作要求条件基本一样，不像上述说的那样需要特别苛刻的操作条件；对反应器的高径比也没有特别要求，常规的生化反应池就能满足要求；可以实现好氧颗粒污泥技术的工程化应用。

附图说明

图1是本发明所述的好氧颗粒污泥反应器的结构示意图。

图2是图1所示的好氧颗粒污泥反应器的导流装置6的平面图。

图3是导流装置6的剖面图。

图4是本发明所述的好氧颗粒污泥反应器的具体实施方式二的结构示意图。

图5是图4所示的好氧颗粒污泥反应器的导流装置7的平面图。

图6是本发明所述的好氧颗粒污泥反应器的具体实施方式三的结构示意图。

图7是图6所示的好氧颗粒污泥反应器的导流装置8的平面图。

图8是本发明所述的好氧颗粒污泥反应器的具体实施方式四的结构示意图

图中1是反应器体；2是进水装置；3是出水装置；4是排泥装置；5是曝气装置；6是导流装置；7是导流装置；8是导流装置；9是隔板；10是导流板；11是反应区。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

具体实施方式一

参见图1，在反应区11内接种絮状活性污泥，待处理水由进水装置2进入反应区11，当进水至液位与导流装置6上端齐平或稍微高于导流装置6上端时，进水结束。曝气装置5开始曝气反应。曝气装置5的作用除了供氧与搅拌作用外，还有一个重要的作用是与导流装置6协同配合使反应区11内的混合流流态形成对流流态。曝气反应完成后，进入沉淀阶段，沉淀完成后，上清液由出水装置3排出。之后进入下一个运行周期。像这样运行2-4个月，反应区11里的絮状活性污泥就会逐渐形成好氧颗粒污泥，最终反应区11形成以好氧颗粒污泥为主的活性污泥。导流装置6的作用是将反应区11内的水体流态导流成图1中箭头所示的对流流态。剩余污泥由于排泥装置4排出。

具体实施方式二

参见图4，本实施方式是将导流装置6替换成导流装置7，其它同实施方式一。

具体实施方式三

参见图6，本实施方式是将导流装置6替换成导流装置8，其它同实施方式一。

具体实施方式四

参见图8，本实施方式是为了改善导流效果，在导流装置6之间安装导流板10，其它同实施方式一。