一种用连续污泥颗粒化促进厌氧处理效率的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及环境工程领域，特别是涉及一种用连续污泥颗粒化促进厌氧处理效率的方法。
【背景技术】
[0002]自1976年Lettinga教授及其领导的研究小组在以厌氧消化池污泥接种的上流式厌氧污泥床反应器(UASB)中发现颗粒状污泥以来，有关厌氧污泥颗粒化及其在废水处理中效能的研究得到了广泛关注。颗粒化是指生物处理中的微生物在适当的环境条件下，相互聚集成一种密度较大、体积较大、活性较好的微生物聚集体。因此，颗粒污泥的存在可以保持高的污泥浓度，提高系统的容积负荷和抗冲击能力。但厌氧工艺需要较长的启动时间，而要产生厌氧颗粒污泥时，所需时间更长或所需满足的条件更多。
[0003]颗粒污泥的形成需要动量和质量的传递，其中动量主要是由反应器内的水力作用提供，可以促进污泥间的质量传递，即能够使污泥间的接触碰撞几率增加。微生物胞外聚合物和外加物质的疏水、黏附、桥联作用可以增加污泥间的有效碰撞几率，促进污泥的相互聚集，并在水力作用下被压缩、密实。上述多种作用共同促进污泥颗粒化进程，有效的强化其中一种作用可以使得反应器内的污泥浓度增加，提高处理效率。
【发明内容】
[0004]为通过增加污泥浓度来提高厌氧反应器的处理效率，本发明提供一种用连续污泥颗粒化促进厌氧处理效率的方法。
[0005]本发明技术方案如下:在单相厌氧或两相厌氧工艺的反应器中加入一个或多个锥组，利用回流或机械搅拌产生的水平旋流与锥组的相互作用，增加污泥絮体、松散的颗粒污泥以及游离微生物之间的接触碰撞，并在微生物胞外聚合物及其他外加物质的疏水、黏附、桥联作用下，污泥结构在锥面上进一步凝聚和密实，从而促进污泥颗粒化，使污泥浓度提高。每个锥组由一个或多个同心锥斗及锥组固定架组成。
[0006]采用回流产生水平旋流时，要从切线方向进行回流进水，回流出水口和回流进水口的布置有两种方式，一种为一个回流出水口对应多个不同高度处的回流进水口，另一种为将反应器在高度方向上分段，从每段的高处回流到低处，而水平旋流强度由回流量控制。
[0007]采用机械搅拌产生水平旋流时，水平旋流强度可由叶片大小、形状或转速控制。
[0008]其他外加物质可以是无机盐类絮凝剂，自然或合成有机高聚物絮凝剂，微生物絮凝剂，活性污泥中的一种或多种。
[0009]本发明的有益效果在于:通过回流或机械搅拌产生的水平旋流，使污泥在锥壁上滚动压缩，增加污泥间的碰撞，强化微生物胞外聚合物等在厌氧污泥颗粒化中的作用，可以连续促进厌氧污泥颗粒化，从而提高厌氧污泥浓度和厌氧处理效率。
【附图说明】
[0010]附图1:内回流UASB -锥组示意图。
[0011]附图2:两段回流UASB -锥组示意图。
[0012]附图3:机械搅拌上流式污泥床过滤器(UBF)-锥组示意图。
[0013]附图4:机械搅拌厌氧序批式反应器(ASBR)-锥组示意图。
[0014]附图5:完全混合反应器(CSTR)-锥组示意图。
[0015]附图6:锥组和切线进水俯视图。
[0016]图中:1.进水口，2.锥组固定架，3.锥组，4.三相分离器，5.沉淀出水区，6.出水口，7.出气管，8.回流液取液点，9.PAM加药系统，10.栗，11.阀门，12.回流液进水点，13.机械搅拌装置，14.填料层。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图和实例对本发明作进一步说明，但本发明的应用并不局限于此。
[0018]本发明的基本思想是，利用回流或机械搅拌产生的水平旋流与锥组的相互作用，并在微生物胞外聚合物及外加物质的疏水、黏附、桥联作用下，促进污泥颗粒化。
[0019]实例1:采用附图1所示的内回流UASB装置-锥组促进污泥颗粒化。
[0020]在内回流UASB中，利用锥组固定架2在不同高度位置上安装三组由三个锥斗组成的锥组3。内回流UASB运行过程中，进水从锥形底部进水口 1进入，反应器内底部污泥颗粒膨胀，颗粒污泥利用率增加。三相分离器4下部的悬浮污泥区的中上部有大量小絮体污泥和游离微生物，在此设置回流取液点8，回流液及PAM加药系统9的流量由栗10控制，两液体在管道内混合，在PAM作用下，污泥的絮凝效果增加，有利于污泥颗粒化。两个高度上的回流量由对应阀门11控制，回流液在回流进水点12从切线方向进水，在反应器内形成水平旋流，增加污泥间的碰撞，同时在锥组3的作用下，污泥在锥面上被进一步压缩和紧实，促进污泥颗粒化。
[0021]实例2:采用附图2所示的分段回流UASB装置-锥组促进污泥颗粒化。
[0022]设置两段回流，每段的回流取液点8设置在三个锥斗组成的锥组3的上方，回流进水点12设置在锥组下方，UASB反应区被分为相互不干扰的两大部分，各部分保证了各段微生物所需的最佳条件，其余同实例1。
[0023]实例3:采用附图3所示的机械搅拌UBF-锥组装置促进污泥颗粒化。
[0024]UBF出水经过填料层14进行泥水分离，在反应器中加入机械搅拌装置13作为外加动力，并设置两组两锥斗锥组3。机械搅拌UBF-运行过程中，机械搅拌装置13在各个高度上的搅拌强度可以根据实际情况进行调整，可通过叶片形状，大小，转速控制，从而控制旋流强度的大小。其余同实例1。
[0025]实例4:采用附图4所示的机械搅拌ASBR-锥组装置促进污泥颗粒化。
[0026]ASBR中的原有的机械搅拌装置13作为动力，加入两组两锥斗锥组3，ASBR运行过程分为进水期、反应期、沉淀期和排水期，机械搅拌装置在反应期运行。其余同实例1。
[0027]实例5:采用附图5所示的CSTR-锥组装置促进污泥颗粒化。
[0028]CSTR反应器作为两相厌氧反应器的产酸相，内设的机械搅拌装置13用于反应器内的泥水混合，CSTR中在三个不同高度设置搅拌叶片，最下部叶片直径最大，上部2个叶片下方均设置一组两锥斗锥组，促进产酸反应器中产酸颗粒污泥的形成。
【主权项】
1.一种用连续污泥颗粒化促进厌氧生物处理效率的方法，其特征在于:在单相厌氧或两相厌氧工艺的反应器中加入一个或多个锥组，利用回流或机械搅拌产生的水平旋流与锥组的相互作用，增加污泥絮体、松散的颗粒污泥以及游离微生物之间的接触碰撞，并在微生物胞外聚合物及其他外加物质的疏水、黏附、桥联作用下，污泥结构在锥面上进一步凝聚和密实，从而促进污泥颗粒化，使污泥浓度提高。2.根据权利要求1所述的一种用连续污泥颗粒化促进厌氧生物处理效率的方法，其特征在于:每个锥组由一个或多个同心锥斗及锥组固定架组成。3.根据权利要求1所述的一种用连续污泥颗粒化促进厌氧生物处理效率的方法，其特征在于:采用回流产生水平旋流时，要从切线方向进行回流进水，水平旋流强度由回流量控制，回流出水口和回流进水口的布置有两种方式:一种为一个回流出水口对应多个不同高度处的回流进水口 ；另一种为将反应器在高度方向上分段，从每段的高处回流到低处。4.根据权利要求1所述的一种用连续污泥颗粒化促进厌氧生物处理效率的方法，其特征在于:采用机械搅拌产生水平旋流时，水平旋流强度可由叶片大小、形状、转速控制。5.根据权利要求1所述的一种用连续污泥颗粒化促进厌氧生物处理效率的方法，其特征在于:其他外加物质可以是无机盐类絮凝剂，自然或合成有机高聚物絮凝剂，微生物絮凝剂，活性污泥中的一种或多种。
【专利摘要】本发明公开了一种用连续污泥颗粒化促进厌氧生物处理效率的方法，属于环境工程污水处理领域。其特征在于：在单相厌氧或两相厌氧工艺的反应器中加入一个或多个锥组，利用回流或机械搅拌产生的水平旋流与锥组的相互作用，增加污泥絮体、松散的颗粒污泥以及游离微生物之间的接触碰撞，并在微生物胞外聚合物及其他外加物质的疏水、黏附、桥联作用下，污泥结构在锥面上进一步凝聚和密实，从而促进污泥颗粒化，使污泥浓度提高。本发明的有益效果为：通过回流或机械搅拌产生的水平旋流，使污泥在锥壁上滚动压缩，增加污泥间的碰撞，强化微生物胞外聚合物等在厌氧污泥颗粒化中的作用，可以连续促进厌氧污泥颗粒化，从而提高厌氧污泥浓度和厌氧处理效率。
【IPC分类】C02F3/28
【公开号】CN105293692
【申请号】CN201510832815
【发明人】湛含辉, 曾凡月, 王良杰
【申请人】中国矿业大学
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年11月26日