专利名称：一种连续流颗粒污泥反应器及运行方法
技术领域：
本发明属于废水生物处理技术领域，具体涉及一种连续流的好氧颗粒污泥反应器及其运行方法。
背景技术：
传统的和现今流行的污水生物处理工艺按微生物的存在状态可分为活性污泥法和生物膜法两大类。活性污泥法的缺陷是污泥浓度低、容积负荷低、抗冲击负能力差、反应器和二沉池占地面积大、容易发生污泥膨胀、剩余污泥多且处理难度大等。生物膜法的缺陷是载体或填料的投资较大，单位体积内的生物量相对恒定，污泥负荷难以提高，实际反应器体积大等。污泥颗粒化是一种特殊的微生物固定化技术，该技术中的污泥颗粒无需任何外加载体，是细胞之间通过生物、物理、化学及外界环境条件的作用，互相粘结缠绕互营共生且具有沉降性能良好、微生物密度高、抗冲击负荷能力强的一种微生物聚集体。厌氧颗粒污泥技术存在启动期较长，运行温度较高，不能处理低浓度废水，不能去除氮和磷等缺点。好氧颗粒污泥技术是在厌氧颗粒污泥技术的基础上发展而来的，好氧颗粒污泥技术具有结构致密、高生物量、高沉降速率、高容积负荷、低污泥产率、抗冲击负荷、 占地面积小、微生物相丰富、富集强化功能菌群等明显优点，因此好氧颗粒污泥技术在同步硝化反硝化、生物除磷、重金属离子吸附等方面得到了应用，成为了污水生物处理中研究的热点，并已有较多报道。但由于好氧颗粒污泥的培养所需条件苛刻，至今国内外有关研究成果多在序批式生物反应器(SBR)、气升式间歇反应器(SBAR)等间歇流反应器中获得，SBR反应器采用间歇式运行方式，即一个工作周期分成进水、曝气、沉淀、排水、闲置五个阶段，每个工作周期在进水阶段进水，其他阶段不进水。但在连续流模式下实现好氧污泥的颗粒化还未涉及，因此，需要提出一种连续流模式下好氧颗粒污泥技术。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术问题，提出一种连续流好氧颗粒污泥反应器及运行方法，该反应器结构较为完善，操作简便，能够实现连续流模式的运行，污水处理的效果和效率大大提高。本发明实现的技术方案是本发明的连续流颗粒污泥反应器，其特征是包括反应器主体、进水泵、曝气系统和控制系统，所述反应器主体由生物处理单元、快速淘洗池、气提池、释氧池组成，所述生物处理单元包括依序排列的厌氧区、缺氧区及好氧区，每个区由导流板分成数个导流区，相邻导流区之间由设在导流板上的导通孔连通，该导通孔交插设在导流板的右上、左下或左下、右上位置，在所述厌氧区和缺氧区内设有搅拌器，在所述好氧区内设有连通鼓风机的曝气系统；在厌氧区的前端设有连通进水泵的污水进水管；在所述好氧区的未端设有出水管与所述快速淘洗池连通，快速淘洗池设有较宽的上池体和较窄的下池体，该快速淘洗池中设有沉降管，该沉降管竖立设在快速淘洗池的中间，其管体与所述好氧区未端的出水管连通；快速淘洗池与所述厌氧区之间设有气提池，气提池内设有气提管，该气提管为中空管， 竖直设置在所述气提池中间，气提管上部设有将气提上来的污泥颗粒和污水放入释氧池的出水口，释氧池较宽，上部还设有与厌氧区连通的出水管，气提池底部与快速淘洗池底部相通，底部设有大于30°的斜板；快速淘洗池上部还设有与清水池连通的出水管。本发明的利用上述反应器运行的方法，其特征包括以下步骤(1)接种生物处理单元活性污泥取污水处理厂浓缩池污泥或脱水后泥饼，使用 16目筛网滤去纤维、毛发等杂质，加入生物处理单元厌氧区、缺氧区及好氧区，维持生物处理各区污泥浓度大于6000mg/L ；(2)在反应器中注入原污水并启动装置启动进水泵，进水泵将污水提升进入生物处理单元，开启生物处理单元的缺氧区、厌氧区的搅拌器和好氧区的曝气设备，污水经生物处理单元流至快速淘洗池，待污水充满快速淘洗池后，启动气提装置，维持气提装置的回流水量在100% 300%左右，并停止进水，继续曝气12 Mh ；(3)继续反应器进水，对于一般城市生活污水，起始运行水力停留时间为8 16h， 每隔1 2天在起始进水水量的基础上提高进水流量1 20 %，维持好氧区DO在5 6mg/ L，气提装置回流量保持在100% 300%左右；(4)经过4-5周的培养，完成好氧颗粒污泥的培养，好氧颗粒污泥反应器可稳定运行。本发明的工作原理如下(1)进水泵将污水提升进入生物处理单元，生物处理单元的缺氧区、厌氧区设置搅拌器，鼓风机提供的氧气经曝气器进入好氧区，在微生物的作用下，共同完成污染物的降解；( 生物处理单元出水进入快速淘洗池，在快速淘洗池中实现颗粒污泥的淘洗，沉降性好的污泥沉入池底，沉降性差的随出水带出；C3)气提装置将快速淘洗池底部污泥提升返回至反应器进水端；(4)如果进水端为厌氧或缺氧区，则在回流中增加释氧过程。本发明颗粒污泥法的优点在于(1)反应器在连续进水、连续出水的方式下运行； (2)在生物处理单元后设置快速淘洗池、快速淘洗池容积小、水力停留时间短，一般控制在5 15分钟，快速淘洗池中实现颗粒污泥的“淘洗”，颗粒污泥沉降性能好、快速沉降，悬浮或絮状污泥沉降性能差、慢速沉降，从而较高沉降速率的颗粒污泥在快速淘洗池中沉降， 而悬浮和絮状污泥等因沉降较慢则随出水被排出；C3)反应器为折流式，进水以上下交替、 左右交替的方式依次通过生物处理单元后进入快速淘洗池，最后的快速淘洗池折返回生物处理单元进水端一侧，快速淘洗池沉降的颗粒污泥落在底部的斜板上，斜板水平倾角大于 30°，颗粒污泥顺斜板划入气提装置，通过气提的方式将颗粒污泥提升回反应器进水端。常规的污泥回流使用污泥回流泵，一般为离心泵，如果用其回流颗粒污泥，叶轮高速旋转将颗粒污泥打碎，破坏已经形成的颗粒污泥。本发明使用气提回流颗粒污泥，可有效避免传统回流方式对颗粒污泥的破坏；(4)气提过程的曝气可形成高的剪切力，使好氧颗粒污泥表面多余的丝状菌脱落，形成了光滑、密实、稳定的污泥颗粒。(5)反应器进水口在进水端的左下部，反应器主体的内腔从左到右被隔板分隔成若干导流区，隔板沿水流方向(图1中箭头方向)设置导流管，导流管从进水口开始(包括进水口)下上交替，并且左右交替，以延长水流的路径，避免短流现象的发生。导流区混合液上下交替流经反应器。
图1为连续流颗粒污泥反应器平面图；图2是图1的B-B剖视图；图3是图1的C-C剖视图；图4是图1的A-A剖视图。本发明产品的外形并不受此图的限制，仅外形改变也属于本发明的保护范围。
具体实施例方式如图1、图2所示，一种连续流颗粒污泥反应器，包括反应器主体、进水泵、曝气系统和控制系统，所述反应器主体由生物处理单元、快速淘洗池、气提池、释氧池组成，所述生物处理单元包括依序排列的厌氧区7、缺氧区6及好氧区2，每个区由导流板分成数个导流区，相邻导流区之间由设在导流板上的导通孔连通，该导通孔交插设在导流板的右上、左下或左下、右上位置，在所述厌氧区和缺氧区内设有搅拌器5，在所述好氧区内设有连通鼓风机3的曝气系统4 ；在厌氧区的前端设有连通进水泵72的污水进水管71 ；在所述好氧区的未端设有出水管15与所述快速淘洗池1连通，快速淘洗池设有较宽的上池体17和较窄的下池体18，该快速淘洗池中设有沉降管14，该沉降管竖立设在快速淘洗池的中间，其管体与所述好氧区未端的出水管15连通；快速淘洗池与所述厌氧区之间设有气提池13，气提池内设有气提管12，该气提管为中空管，竖直设置在所述气提池中间，气提管上部设有将气提上来的污泥颗粒和污水放入释氧池20的出水口 19，释氧池上部还设有与厌氧区连通的出水管16，气提池底部与快速淘洗池底部相通，底部设有大于30°的斜板；快速淘洗池上部还设有与清水池连通的出水管11。本实施例中，连续流颗粒污泥反应器长140cm， 宽40cm，反应器设7个导流区，生物反应区有效体积140L，快淘洗池容积为3L，采用有机玻璃制。以城市污水处理厂初沉池出水作为进水，水质平均值如下C0D为330mg/L、BOD5为 150mg/L、TN为50mg/L、pH值为7. 76。接种污泥为城市污水处理厂的活性污泥，有机负荷为 3. 6 5. 4kgC0D/m3 · d。用以下方法运行1)接种生物处理单元的活性污泥取污水处理厂浓缩池污泥或脱水后泥饼，使用 16目筛网滤去纤维、毛发等杂质，加入生物处理单元厌氧区、缺氧区及好氧区，维持生物处理各区污泥浓度大于6000mg/L ；2)在反应器中注入原水并启动装置启动进水泵，进水泵将污水提升进入生物处理单元，开启生物处理单元的缺氧区、厌氧区的搅拌器和好氧区的曝气设备，污水经生物处理单元流至快速淘洗池，待污水充满快速淘洗池后，启动气提装置，维持气提装置的回流水量在100% 300%左右，并停止进水，继续曝气12 Mh ；3)继续反应器进水，对于一般城市生活污水，起始运行水力停留时间为8 16h， 每隔1 2天在起始进水水量的基础上提高进水流量1 20 %，维持好氧区DO在5 6mg/ L，气提装置回流量保持在100% 300%左右；4)经过4周的培养，完成好氧颗粒污泥的培养，好氧颗粒污泥反应器可稳定运行。经上述方法连续运行40天，反应器中的颗粒粒径主要在Imm以上；污泥SVI3tlmin由120mL/g变为SVI5min30 40mL/g，沉淀时间小于5min。COD和BOD5的去除率分别达到88% 和90%，出水TN小于20mg/L。 试验证明本发明的反应器及运行方法大大优于现有的非连续流的好氧颗粒污泥法，运行连续，污水处理周期短，效果好，效率明显提高。
权利要求
1. 一种用下述方法运行的连续流颗粒污泥反应器，其特征是包括反应器主体、进水泵、曝气系统和控制系统，所述反应器主体由生物处理单元、快速淘洗池、气提池、释氧池组成，所述生物处理单元包括依序排列的厌氧区(7)、缺氧区(6)及好氧区O)，每个区由导流板分成数个导流区，相邻导流区之间由设在导流板上的导通孔连通，该导通孔交插设在导流板的右上、左下或左下、右上位置，在所述厌氧区和缺氧区内设有搅拌器(5)，在所述好氧区内设有连通鼓风机C3)的曝气系统；在厌氧区的前端设有连通进水泵(7 的污水进水管(71)；在所述好氧区的未端设有出水管(1 与所述快速淘洗池(1)连通，快速淘洗池设有较宽的上池体(17)和较窄的下池体(18)，该快速淘洗池中设有沉降管(14)，该沉降管竖立设在快速淘洗池的中间，其管体与所述好氧区未端的出水管(1 连通；快速淘洗池与所述厌氧区之间设有气提池(13)，气提池内设有气提管(12)，该气提管为中空管，竖直设置在所述气提池中间，气提管上部设有将气提上来的污泥颗粒和污水放入释氧池00)的出水口(19)，释氧池上部还设有与厌氧区连通的出水管(16)，气提池底部与快速淘洗池底部相通，底部设有大于30°的斜板；快速淘洗池上部还设有与清水池连通的出水管(11)。上述反应器的运行方法，其特征包括以下步骤(1)接种生物处理单元活性污泥取污水处理厂浓缩池污泥或脱水后泥饼，使用16目筛网滤去纤维、毛发等杂质，加入生物处理单元厌氧区、缺氧区及好氧区，维持生物处理各区污泥浓度大于6000mg/L ；(2)在反应器中注入原污水并启动装置启动进水泵，进水泵将污水提升进入生物处理单元，开启生物处理单元的缺氧区、厌氧区的搅拌器和好氧区的曝气设备，污水经生物处理单元流至快速淘洗池，待污水充满快速淘洗池后，启动气提装置，维持气提装置的回流水量在100% 300%左右，并停止进水，继续曝气12 Mh ；(3)继续反应器进水，对于一般城市生活污水，起始运行水力反应器中停留时间为8 16h，每隔1 2天在起始进水水量的基础上提高进水流量1 20 %，维持好氧区DO在5 6mg/L，气提装置回流量保持在100% 300%左右；(4)经过4-5周的培养，完成好氧颗粒污泥的培养，好氧颗粒污泥反应器可稳定运行。
全文摘要
本发明涉及一种连续流颗粒污泥反应器及运行方法，反应器包括反应器主体、进水泵、曝气系统和控制系统，反应器主体由生物处理单元、快速淘洗池、气提池组成，生物处理单元包括依序排列的厌氧区、缺氧区及好氧区，在厌氧区和缺氧区内设有搅拌器，在好氧区内设有连通鼓风机的曝气系统；在厌氧区的前端设有污水进水管；在所述好氧区的未端设有出水管与快速淘洗池连通，快速淘洗池上部还设有排水管。运行的方法包括以下步骤1)接种生物处理单元活性污泥；2)在反应器中注入原水并启动装置；3)继续反应器进水；4)经过4-5周的培养，完成好氧颗粒污泥的培养，好氧颗粒污泥反应器稳定运行。本发明适用于污水处理，结构完善，能连续运行，污水处理效果好，效率高。
文档编号C02F3/30GK102320689SQ20111022321
公开日2012年1月18日 申请日期2011年8月5日 优先权日2011年8月5日
发明者刘立超, 孟春霖, 常江, 张树军, 彭永臻, 杨岸明, 王佳伟, 甘一萍, 赵颖 申请人:北京城市排水集团有限责任公司