专利名称：利用两段式生物反应器实现污泥减量化的工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种对城市生活污水和工业废水进行生物处理并减少剩余污泥量的工艺方法，特别是一种利用两段式生物反应器实现污泥减量化的工艺。
背景技术：
在发达国家，以活性污泥法为代表的生物污水处理技术已相当成熟，现已广泛应用于城市生活污水和工业废水处理中。但活性污泥法最致命的弱点是大量剩余污泥的产生，污泥治理已成为难以解决的关键问题。各种污泥处理与处置方法需要的资金巨大，如在欧美，污泥处理基建费用占污水处理厂总基建费用的比例高达60％-70％，随着城市生活污水处理量和处理率的增加，污泥产生量也将急剧增加。同时，据统计全球约有1/3的活性污泥处理设施存在污泥沉降性差的问题。而近年来迅速发展的好氧颗粒污泥污水处理技术则克服了这个缺点，同时提高了处理负荷及污染物降解速率，并且减小了反应器和沉淀池容积。
近年来膜生物反应器(Membrane Bioreactor，简称MBR)工艺作为一种新型高效的生物处理技术，由于其处理效率高、出水水质稳定、管理操作简便等优点，得到了人们越来越多的重视。该工艺集生物反应器的生物净化和膜的高效分离作用为一体，可提高对水中污染物的去除效果，保证出水水质的优质和稳定，达到中水回用的目的。
两段式生物反应器是上世纪90年代以来刚刚研究和开发的一项污水生物处理新技术，它对自然生态系统中的食物链和微生物群落之间的捕食过程进行人工模拟，在此基础上对传统活性污泥工艺进行改进和优化。在传统的两段法中，第一阶段为分散细菌培养阶段，目的是促进分散细菌的生长。第二阶段为捕食者阶段，通过原生动物对分散细菌的大量捕食，一方面大幅度削减了剩余污泥产量，另一方面也提高了出水的质量。经过捕食阶段以后，混合液进行泥水分离得到出水，分离后的污泥除小部分以剩余污泥的形式排出系统以外，大部分回流入捕食反应器，以维持足够的原生动物数量。在反应器的第一阶段，既要避免分散细菌流失，又要防止细菌结团和捕食微生物的生长，常规工艺很难实现。
发明内容为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种利用两段式生物反应器实现污泥减量化的工艺，本发明工艺剩余污泥产生量少、运行周期短、处理水量大、运行费用及单位水量处理费用相对较低，同时，处理效果好，出水水质稳定，可达到处理水回收利用的目的。
一种利用两段式生物反应器实现污泥减量化的工艺，设置序批式好氧颗粒污泥生物反应器和膜生物反应器两个生物反应器，第一阶段在序批式好氧颗粒污泥生物反应器内对污水进行处理，通过好氧颗粒污泥的培养实现有机物的高效去除，在此过程中产生少量的剩余污泥，同时，随出水被洗出的分散细菌作为第二个阶段原、后生动物的养分；第二阶段在膜生物反应器内对污水进行进一步处理，实现对第一阶段有机物的进一步降解，提高出水水质，同时原、后生动物捕食细菌，实现剩余污泥减量化；具体工艺步骤为(1)由搅拌器将待处理污水充分搅拌后，通过水泵将待处理污水打入序批式好氧颗粒污泥生物反应器，由空气压缩机经空气流量计和电磁阀，通过底部设置的微孔曝气器对序批式好氧颗粒污泥生物反应器曝气以进行生物降解，以0.012-0.02米/秒的表面气体流速曝气，经过2-3小时后停止曝气，颗粒污泥进行沉降；待沉降到好氧颗粒污泥与处理水出现界面后，从反应器中部经电磁阀排水至调节水箱；(2)调节水箱的水通过水泵打入第二阶段的膜生物反应器中，由空气压缩机经空气流量计和电磁阀，通过底部设置的微孔曝气器对膜生物反应器曝气，控制溶解氧的浓度在1mg/L以上，对第一阶段有机物进一步降解，提高出水水质，同时原、后生动物捕食细菌，实现剩余污泥减量化；(3)对膜生物反应器间歇曝气，控制溶解氧的浓度在1mg/L以下，提高对有机物的进一步降解效果，去除水中含氮量；(4)通过水泵将处理好的水从膜生物反应器中排出。
处理过程由继电器控制。
采用两段式生物反应器工艺处理城市生活污水，稳定运行后化学需氧量COD去除率可以达到95％以上，出水氨氮基本维持在1mg/L以下，同时还可以实现总氮的去除和剩余污泥的减量化，具有良好的经济和环境效益。
本发明可广泛应用于城市生活污水和工业废水的处理，污染物的去除和出水的水质均有了明显的提高，同时还实现了剩余污泥的减量化，具有良好的环境和经济效益。
图1是本发明的两段式生物反应器工艺装置的结构示意图。
图中1、进水箱，2、搅拌器，3、水泵，4、继电器，5、空压机，6、流量计，7、电磁阀，8、序批式好氧颗粒污泥生物反应器，9、调节水箱，10、液位控制器，11、膜生物反应器，12、膜组件，13、压差计。
具体实施方式
实施例1一种利用两段式生物反应器实现污泥减量化的工艺，设置序批式好氧颗粒污泥生物反应器8和膜生物反应器11两个生物反应器，第一阶段在序批式好氧颗粒污泥生物反应器8内对污水进行处理，通过好氧颗粒污泥的培养实现有机物的高效去除，在此过程中产生少量的剩余污泥，同时，随出水被洗出的分散细菌作为第二个阶段原、后生动物的养分；第二阶段在膜生物反应器11内对污水进行进一步处理，实现对第一阶段有机物的进一步降解，提高出水水质，同时原、后生动物大量捕食细菌，实现剩余污泥减量化；具体工艺步骤为(1)由搅拌器1将待处理污水充分搅拌后，通过水泵3A将待处理污水打入序批式好氧颗粒污泥生物反应器8，由空气压缩机5经空气流量计6和电磁阀7，通过底部设置的微孔曝气器对序批式好氧颗粒污泥生物反应器8曝气以进行生物降解，以0.012米/秒的表面气体流速曝气，经过2.0小时后停止曝气，颗粒污泥进行沉降；待沉降到好氧颗粒污泥与处理水出现界面后，从反应器8的中部经电磁阀7B排水至调节水箱9；(2)调节水箱9的水通过水泵3B打入第二阶段的膜生物反应器11中，由空气压缩机5经空气流量计6和电磁阀7，通过底部设置的微孔曝气器对膜生物反应器11曝气，控制溶解氧的浓度在1mg/L以上，对第一阶段有机物进一步降解，捕食细菌，提高出水水质，实现剩余污泥减量化；(3)对膜生物反应器11间歇曝气，控制溶解氧的浓度在1mg/L以下，提高对有机物的进一步降解效果，去除水中含氮量；(4)通过水泵3C将处理好的水从膜生物反应器11中排出。
处理过程由继电器4控制。
实施例2一种利用两段式生物反应器实现污泥减量化的工艺，工艺与实施例1相同，不同之处在于，在工艺步骤(1)中，通过底部设置的微孔曝气器对序批式好氧颗粒污泥生物反应器8曝气以进行生物降解，以0.016米/秒的表面气体流速曝气，经过2.5小时后停止曝气，颗粒污泥进行沉降。
实施例3一种利用两段式生物反应器实现污泥减量化的工艺，工艺与实施例1相同，不同之处在于，在工艺步骤(1)中，通过底部设置的微孔曝气器对序批式好氧颗粒污泥生物反应器8曝气以进行生物降解，以0.02米/秒的表面气体流速曝气，经过3.0小时后停止曝气，颗粒污泥进行沉降。
采用两段式生物反应器工艺处理城市生活污水，稳定运行后化学需氧量COD去除率可以达到95％以上，出水氨氮基本维持在1mg/L以下，同时还可以实现总氮的去除和剩余污泥的减量化，具有良好的经济和环境效益。
权利要求
1.一种利用两段式生物反应器实现污泥减量化的工艺，其特征在于，设置序批式好氧颗粒污泥生物反应器和膜生物反应器两个生物反应器，第一阶段在序批式好氧颗粒污泥生物反应器内对污水进行处理，通过好氧颗粒污泥的培养实现有机物的高效去除，在此过程中产生少量的剩余污泥，同时，随出水被洗出的分散细菌作为第二个阶段原、后生动物的养分；第二阶段在膜生物反应器内对污水进行进一步处理，实现对第一阶段有机物的进一步降解，提高出水水质，同时原、后生动物大量捕食细菌，实现剩余污泥减量化；具体工艺步骤为(1)由搅拌器将待处理污水充分搅拌后，通过水泵将待处理污水打入序批式好氧颗粒污泥生物反应器，由空气压缩机经空气流量计和电磁阀，通过底部设置的微孔曝气器对序批式好氧颗粒污泥生物反应器曝气以进行生物降解，以0.012-0.02米/秒的表面气体流速曝气，经过2-3小时后停止曝气，颗粒污泥进行沉降；待沉降到好氧颗粒污泥与处理水出现界面后，从反应器中部经电磁阀排水至调节水箱；(2)调节水箱的水通过水泵打入第二阶段的膜生物反应器中，由空气压缩机经空气流量计和电磁阀，通过底部设置的微孔曝气器对膜生物反应器曝气，控制溶解氧的浓度在1mg/L以上，对第一阶段有机物进一步降解，提高出水水质，同时原、后生动物捕食细菌，实现剩余污泥减量化；(3)对膜生物反应器间歇曝气，控制溶解氧的浓度在1mg/L以下，提高对有机物的进一步降解效果，去除水中含氮量；(4)通过水泵将处理好的水从膜生物反应器中排出。
2.如权利要求1所述的利用两段式生物反应器实现污泥减量化的工艺，其特征在于，处理过程由继电器控制。
全文摘要
利用两段式生物反应器实现污泥减量化的工艺，设置序批式好氧颗粒污泥生物反应器和膜生物反应器两个生物反应器，第一阶段在序批式好氧颗粒污泥生物反应器内对污水进行处理，通过好氧颗粒污泥的培养实现有机物的高效去除，在此过程中产生少量的剩余污泥，同时，随出水被洗出的分散细菌作为第二个阶段原、后生动物的养分；第二阶段在膜生物反应器内对污水进行进一步处理，实现对第一阶段有机物的进一步降解，提高出水水质，同时原、后生动物大量捕食细菌，实现剩余污泥减量化；本发明可广泛应用于城市生活污水和工业废水的处理，污染物的去除和出水的水质均有了明显的提高，同时还实现了剩余污泥的减量化，具有良好的环境和经济效益。
文档编号C02F3/12GK1765771SQ20051004455
公开日2006年5月3日 申请日期2005年9月8日 优先权日2005年9月8日
发明者王曙光, 张栋华, 李久义, 刘贤伟, 巩文信, 孙逊, 岳钦艳, 高宝玉 申请人:山东大学