一种控制流场快速培养好氧颗粒污泥的方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种控制流场快速培养好氧颗粒污泥的方法及装置，属于废水生物处理技术领域。
【背景技术】
[0002]好氧颗粒污泥技术是一种在污泥水处理中发现的微生物自凝聚现象的特殊生物膜，与活性污泥法相比，具有生物活性高、沉降性能佳、生物量大、抗冲击负荷能力强等优势，能使反应器中所含的微生物量达到较高浓度，从而更加高效地降解污水，由此可见，好氧颗粒污泥技术工程化应用前景巨大。
[0003]流体剪切力是影响颗粒污泥成型的重要条件之一，有研究发现序批式反应器SBR中气液混合形成的向上流剪切力有利于微生物在好氧颗粒污泥表面的聚集，此外也有研究发现在序批式反应器SBR中增加搅拌或增加旋流器都可以改善好氧颗粒污泥的成型过程。但是在这些方法中，由气液混合为主形成的流体剪切力都是杂乱无章的，使得好氧颗粒污泥在反应器中受到的剪切力过于混乱，导致好氧颗粒污泥的培养和成型受到紊流(Turbulent Flow)的破坏，可操作性差，限制了好氧颗粒污泥技术的推广。
[0004]针对此问题，本发明提出一种控制流场快速培养好氧颗粒污泥的方法及装置，充分利用可控流场反应器边界范围，通过“工”型搅拌装置，形成稳定可控的流场，提高流体剪切力的稳定性，加快好氧颗粒污泥培养速度，提高颗粒污泥成型的稳定性。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种原理先进，结构紧凑、工艺简单、运行稳定的控制流场快速培养好氧颗粒污泥的方法及装置。
[0006]为实现上述目的本发明的技术解决方案是:充分利用设备的空间，将装置分割成四组串联的独立空间，通过控制“工”型叶片搅拌速度，实现可控流场快速培养好氧颗粒污泥。
[0007]本发明公开了一种控制流场快速培养好氧颗粒污泥的方法，该方法包括下列步骤:
(1)接种:在可控流场反应器中接种活性污泥；
(2)进水:将污水通过可控流场反应器顶部的出水口栗入反应器中；
(3)曝气；通过反应器底部设置的曝气装置进行曝气工序，同时开启搅拌装置，设定搅拌转速；
(4)沉淀:设置沉淀时间，在沉淀的过程中调整搅拌转速；
(5)排水:从出水口排水，排水过程关闭搅拌装置；
(6)静置:在静置的过程中开启搅拌装置，使反应器处理缺氧状态。
[0008]其中，稳态运行过程中，沉淀时间为5分钟。步骤(2)至(6)在反应器中按周期反复运行。
[0009]更进一步地，本发明提供了一种维持好氧颗粒污泥反应器的长期稳定运行的方法，这种方法包括:
A.稳定运行时曝气阶段搅拌速度维持在120转/min；
B.稳定运行时沉淀阶段搅拌速度维持在50转/min；
C.稳定运行时静置阶段搅拌速度维持在80转/min。
[0010]用于本发明的控制流场快速培养好氧颗粒污泥装置，包括上下连通的可控流场反应器1和“工”型叶片4，其特种在于:
A、所述的可控流场反应器1为圆柱体，底部设有曝气装置6，顶部连接进水口10，中间位置与出水阀8控制的出水口 7连通；
B、所述的可控流场反应器1通过圆角间隔版3分割成四组可控流场发生区5;
C、所述的可控流场发生区5包括“工”型叶片4和圆角过渡角3.1 ;
D、所述的“工”型叶片4由搅拌轴9连接，并通过搅拌器2控制。
[0011]本发明专利的优点主要体现在:①在反应器中增加圆角间隔板的方法，巧妙利用边界结构和“工”型叶片，实现反应器的流场处于可控状态在曝气、沉淀和静置这三个阶段，分别调控不同的转速，提高好氧颗粒污泥成型过程中不同阶段的有效碰撞概率，保证好氧颗粒污泥的快速稳定成型。
【附图说明】
[0012]图1是本发明装置结构原理示意图。
[0013]图中标号为:1.可控流场反应器；2.搅拌器；3.圆角间隔版；3.1.圆角过渡角；
4.“工”型叶片；5.可控流场发生区；6.曝气装置；7.出水口；8.出水阀门；9.搅拌轴；10.进水口。
[0014]
【具体实施方式】
[0015]下面的实施例是对本发明的进一步说明，而不是限制本发明的范围。
[0016]实施例中利用合成废水培养好氧颗粒参照附图
本实验所述的一种控制流场快速培养好氧颗粒污泥的方法及装置，包括上下连通的可控流场反应器1和“工”型叶片4，其特种在于:
A、所述的可控流场反应器1为圆柱体，底部设有曝气装置6，顶部连接进水口10，中间位置与出水阀8控制的出水口 7连通；
B、所述的可控流场反应器1通过圆角间隔版3分割成四组可控流场发生区5;
C、所述的可控流场发生区5包括“工”型叶片4和圆角过渡角3.1 ;
D、所述的“工”型叶片4由搅拌轴9连接，并通过搅拌器2控制。
[0017]进一步，可控流场反应器1外径为10 cm，内径为9cm，高度为55 cm，有效容积为3L，反应器底部设有曝气装置6，曝气量为1.2 L/min，“工”型叶片4半径为4cm，每周期的进水量和排水量均为1.5 L。运行每个周期为6h，每天4个周期，每个周期分为进水、曝气、沉淀、排水和静置5个步骤，其中进水时间每周期5分钟，排水时间每周期5分钟，静置时间每周期30分钟。
[0018]第1天至第3天曝气时间为300分钟，沉淀时间20分钟；第4天至第7天曝气时间为310分钟，沉淀时间10分钟；第8天之后，曝气时间固定为315分钟，沉淀时间固定为5分钟。
[0019]更进一步地，本发明提供了一种维持好氧颗粒污泥反应器的长期稳定运行的方法，这种方法包括:
A.稳定运行时，曝气阶段搅拌速度维持在120转/min；
B.稳定运行时，沉淀阶段搅拌速度维持在50转/min；
C.稳定运行时，静置阶段搅拌速度维持在80转/min。
[0020]本实施例中采用的合成污水主要由一下成分组成:蔗糖，600 mg / L;醋酸钠，400 mg/ L; NaHC03 ,94 mg/ L; NH4C1, 200 mg/ L; KH2 P04，30 mg/ L, CaCl2，50 mg /L; FeS04.7H2 0，42 mg / L; MgS04.7Η2 0，94 mg/ L,微量元素 1 ml/L (H3B03，15 mg/L; ZnCl2，450 mg/ L; CuS04.5H20, 250 mg / L; MnS04.H20, 900 mg/ L; NiCl2.6H20,200 mg/ L; A1C13.6H20, 91 mg / L; CoCl2.6H20, 50 mg / L; ( NH4 ) 6Mo7024，50mg/ L)。
[0021]在本实施例设计的反应器中，第5天就出现了颗粒污泥。形成的颗粒污泥浓度经过延迟器和指数生长期后，11天就达到了稳定状态。到目前为止，和已有报道相比，本实施例设计的污泥快速颗粒化速度是最快的，同时好氧颗粒污泥反应器达到状态需要的时间也是最短的。
【主权项】
1.一种控制流场快速培养好氧颗粒污泥的方法，该方法包括下列步骤: (1)接种:在可控流场反应器中接种活性污泥； (2)进水:将污水通过可控流场反应器顶部的出水口栗入反应器中； (3)曝气；通过反应器底部设置的曝气装置进行曝气工序，同时开启搅拌装置，设定搅拌转速； (4)沉淀:设置沉淀时间，在沉淀的过程中调整搅拌转速； (5)排水:从出水口排水，排水过程关闭搅拌装置； (6)静置:在静置的过程中开启搅拌装置，使反应器处于缺氧状态； 其中，沉淀时间大于0小于20分钟，搅拌转速大于50转/min小于180转/min，步骤(2)至(6)在反应器中按周期反复运行。2.根据权利要求1所述的一种控制流场快速培养好氧颗粒污泥的方法，其特征在于:稳定运行时在步骤(3)过程中，搅拌速度120转/min。3.根据权利要求1所述的一种控制流场快速培养好氧颗粒污泥的方法，其特征在于:稳定运行时在步骤(4)过程中，搅拌速度50转/min。4.根据权利要求1所述的一种控制流场快速培养好氧颗粒污泥的方法，其特征在于:稳定运行时在步骤(5)过程中，搅拌速度80转/min。5.一种用于权利要求1方法的控制流场快速培养好氧颗粒污泥装置，包括上下连通的可控流场反应器(1)和“工”型叶片(4)，其特种在于: A、所述的可控流场反应器(1)为圆柱体，底部设有曝气装置(6)，顶部连接进水口(10 )，中间位置与出水阀(8 )控制的出水口( 7 )连通； B、所述的可控流场反应器(1)通过圆角间隔版(3)分割成四组可控流场发生区(5); C、所述的可控流场发生区(5)包括“工”型叶片(4)和圆角过渡角(3.1); D、所述的“工”型叶片(4)由搅拌轴(9)连接，并通过搅拌器(2)控制。
【专利摘要】本发明涉及一种控制流场快速培养好氧颗粒污泥的方法及装置。该方法包括下列步骤：在可控流场反应器中接种活性污泥；将污水通过可控流场反应器顶部的出水口泵入反应器中；通过反应器底部设置的曝气装置进行曝气工序，同时开启搅拌装置，设定搅拌转速；设置沉淀时间，在沉淀的过程中调整搅拌转速；从出水口排水，排水过程关闭搅拌装置；在静置的过程中开启搅拌装置，使反应器处理缺氧状态几个步骤。用于本发明方法的控制流场快速培养好氧颗粒污泥装置，由可控流场反应器和“工”型叶片组成，可控流场反应器被圆角间隔版分割多个可控流场发生区，控制“工”型叶片转速形成可控流场，从而实现好氧颗粒污泥的快速培养。
【IPC分类】C02F3/12
【公开号】CN105481085
【申请号】CN201510516654
【发明人】钟乐, 湛含辉
【申请人】仲恺农业工程学院
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年8月21日