專(zhuān)利名稱(chēng)：水蚯蚓-微生物共生系統(tǒng)泥水降解間歇式反應(yīng)器及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種污水處理工藝裝置及其應(yīng)用，包括生化法處理污水 技術(shù)，具體為一種利用"水蚯蚓-微生物共生系統(tǒng)"對(duì)污水、污泥共降解的間歇式反應(yīng)器及其 處理工藝。
背景技術(shù)：
城市污水處理工藝普遍采用活性污泥法，但活性污泥法的主要缺點(diǎn)即產(chǎn)生大量的剩余污 泥，剩余污泥的處理是當(dāng)前環(huán)境治理的難點(diǎn)問(wèn)題。利用微型動(dòng)物的捕食減少剩余污泥是當(dāng)前 非常有效的污泥生物降解治理方法，并引起了越來(lái)越多的關(guān)注(HuangXetal，2007)。Ratsak 等(1994)最早進(jìn)行了兩段式生物捕食反應(yīng)器污泥減量的技術(shù)研究，Rensink等(1996)對(duì)某塑料 載體上自然生長(zhǎng)顫蚓、仙女蟲(chóng)和紅斑顥體蟲(chóng)的改進(jìn)水處理系統(tǒng)進(jìn)行了研究，Ghyoot等(2000) 比較了傳統(tǒng)活性污泥系統(tǒng)(CAS)和生物膜反應(yīng)器系統(tǒng)(MBR)作為捕食反應(yīng)器處理人工合成污 水時(shí)的效能，魏源送等(2004;2005)對(duì)膜生物反應(yīng)器中蠕蟲(chóng)污泥減量效果進(jìn)行了研究，梁鵬等 (2004)考察了活性污泥反應(yīng)器中引入紅斑顥體蟲(chóng)的污泥減量效果。但利用微型動(dòng)物的捕食實(shí) 現(xiàn)污泥降解的同時(shí)確會(huì)造成污水處理能力下降，污水處理出水水質(zhì)轉(zhuǎn)差。Rensink等人(1997) 發(fā)現(xiàn)，由于捕食者活動(dòng)引起的礦化作用使得硝酸鹽和磷酸鹽被大量釋放出來(lái)。Lee等人(1996) 同樣得到類(lèi)似結(jié)論，在捕食反應(yīng)器中由于微型動(dòng)物的新陳代謝作用，大量硝酸鹽(7-13mgN/L) 和磷酸鹽(2.5-3.7mgP/L)被釋放。Wei等人(2008)研究發(fā)現(xiàn)通過(guò)寡毛類(lèi)對(duì)活性污泥的捕食作 用，水中P043—-P、 TP、 TN都明顯升高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種有效的反應(yīng)器及其應(yīng)用工藝，在該反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)建達(dá)到平衡的"水 蚯蚓-微生物共生系統(tǒng)"，在微生物污水處理的同時(shí)，利用水蚯蚓攝食作用，實(shí)現(xiàn)泥水共降解 的目的。
本發(fā)明的水蚯蚓-微生物共生系統(tǒng)泥水共處置間歇式反應(yīng)器，包括下述結(jié)構(gòu) 一個(gè)污 泥減量反應(yīng)器3通過(guò)第二進(jìn)水口 2和污泥回流管道9與污水降解反應(yīng)器6相連接；在污泥減 量反應(yīng)器3和污水降解反應(yīng)器6的上方分別設(shè)置空氣進(jìn)口 5，在污泥減量反應(yīng)器3和污水降 解反應(yīng)器6內(nèi)部的下方分別設(shè)置曝氣裝置8，污泥回流管道9在污泥減量反應(yīng)器3和污水降
3解反應(yīng)器6之間呈回流狀連接，出水口 13設(shè)置在和污水降解反應(yīng)器6的上段，第一進(jìn)水口l 在污泥減量反應(yīng)器3的上段；在污泥減量反應(yīng)器3的內(nèi)部均勻分布了彈性填料4，在彈性填 料4上依附水蚯蚓10;在污水降解反應(yīng)器6的內(nèi)部安放含微生物菌群的活性污泥11，攪拌器 7，靠出水口 13處設(shè)置潷水器12。
本發(fā)明所述的水蚯蚓-微生物共生系統(tǒng)泥水共處置間歇式反應(yīng)器應(yīng)用于含泥污水的處理。 本發(fā)明所述的水蚯蚓-微生物共生系統(tǒng)泥水共處置間歇式反應(yīng)器的使用方法包括以下過(guò) 程含污泥的污水由第一進(jìn)水口1進(jìn)入污泥減量反應(yīng)器3中，污水降解反應(yīng)器6的污泥通過(guò) 污泥回流管道9進(jìn)入污泥減量反應(yīng)器3中，污泥在污泥減量反應(yīng)器3中被水蚯蚓攝食降解， 污泥減量后的污水通過(guò)第二進(jìn)水口 2流入污水降解反應(yīng)器6，利用活性污泥中的微生物降解 污水中的有機(jī)污染物及氮和磷，出水通過(guò)潷水器12過(guò)濾，從出水口13外排。
本發(fā)明所述的水蚯蚓-微生物共生系統(tǒng)泥水共處置間歇式反應(yīng)器處理工藝簡(jiǎn)稱(chēng)TM-SBR，
由污泥降解反應(yīng)器TM和污水降解反應(yīng)器SBR串聯(lián)構(gòu)建而成，共同組成一個(gè)可穩(wěn)定控制平衡 的"水蚯蚓-微生物共生系統(tǒng)"。
"水蚯蚓-微生物共生系統(tǒng)"為在污泥/污水生物處理工藝過(guò)程中，由污水底物、微生物(細(xì) 菌、真菌)以及微型動(dòng)物(原生動(dòng)物、后生動(dòng)物、水蚯蚓)所組成的具有污泥減量和污水凈 化作用的良性循環(huán)的共生微型生態(tài)系統(tǒng)。在這一系統(tǒng)中，水蚯弼l與微生物相互作用并相互影 響，由水蚯蚓降解微生物生長(zhǎng)代謝所產(chǎn)生的污泥，由微生物實(shí)現(xiàn)污水中有機(jī)物及氮、磷的去 除；同時(shí)水蚯蚓的生長(zhǎng)代謝會(huì)對(duì)污水中碳、氮、磷等污染物的有效去除造成一定的正面影響， 污水中底物濃度的變化也會(huì)對(duì)水蚯弼l的生長(zhǎng)代謝形成良性影響。
間歇式反應(yīng)器由污泥減量反應(yīng)器TM和污水降解反應(yīng)器SBR以及進(jìn)水、回流裝置及出水 共同串聯(lián)組成，如圖1所示。
污水與SBR反應(yīng)器產(chǎn)生的污泥間歇回流進(jìn)入污泥減量反應(yīng)器，在污泥減量反應(yīng)器中均勻 分布彈性填料，接種水蚯蚓。水蚯蚓在反應(yīng)器中以污泥作為生長(zhǎng)底物維持生長(zhǎng)代謝活動(dòng)從而 在反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn)污泥減量。水蚯頓的代謝產(chǎn)物隨污水流出進(jìn)入污水降解反應(yīng)器SBR。
污泥減量反應(yīng)器的出水間歇進(jìn)入污水降解反應(yīng)器SBR。該反應(yīng)器可按照一定時(shí)序分別進(jìn) 行"進(jìn)水、曝氣、沉淀、出水、閑置"等過(guò)程的運(yùn)行。含微生物的活性污泥在反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn) 有機(jī)物降解、硝化等過(guò)程，以污泥減量反應(yīng)器出水中所含水蚯蚓代謝產(chǎn)物以及污水中的污染 物為底物，供給活性污泥中的硝化菌、異養(yǎng)菌、聚磷菌等微生物的生長(zhǎng)，從而使污水得到處 理，出水達(dá)標(biāo)。剩余活性污泥回流至污泥減量反應(yīng)器進(jìn)行降解。本發(fā)明的污水處理污泥降解指標(biāo)為
(1) 剩余污泥產(chǎn)率處理城市污水的剩余污泥產(chǎn)生量小于0.12kgSS/kgBODs。
(2) 處理出水水質(zhì)可達(dá)到《城市污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)的一級(jí)B
標(biāo)要求。


圖l"水蚯頓-微生物共生系統(tǒng)"泥水降解間歇式反應(yīng)器平面示意圖。
圖中標(biāo)示為
1. 進(jìn)水口 1
2. 進(jìn)水口 2
3. 污泥減量反應(yīng)器
4. 彈性填料
5. 空氣進(jìn)口
6. 污水降解SBR反應(yīng)器
7. 攪拌器
8. 曝氣裝置
9. 污泥回流管道
10. 水蚯頓
11. 微生物菌群(活性污泥)
12. 潷水器
13. 出水口
具體實(shí)施例方式
1. 試驗(yàn)反應(yīng)器的制備
污泥減量反應(yīng)器TM與污水降解反應(yīng)器SBR的尺寸分別為24x16x30 cm，試驗(yàn)反應(yīng)器由 有機(jī)玻璃制成。污泥減量反應(yīng)器TM中均勻設(shè)置使用耐腐蝕、耐老化的丙綸經(jīng)拉絲工藝而成 的彈性絲條制成的彈性填料，池底部微孔管曝氣，池內(nèi)接種水蚯蚓后，水蚯蚓在彈性填料附 著生長(zhǎng)，并與回流的活性污泥有效接觸。水蚯蚓主要由顫蚓科的霍甫水絲蚓屬和正顫蚓屬為 主，微生物菌群采用常規(guī)廢水處理使用的微生物，SBR為一序批式活性污泥反應(yīng)器，池底部 微孔管曝氣，池內(nèi)接種培養(yǎng)活性污泥，活性污泥中使用的微生物為硝化菌、反硝化菌、聚磷 菌及普通異養(yǎng)菌等，在污水降解反應(yīng)器的出口端安置潷水器。污泥減量反應(yīng)器TM與污水降 解反應(yīng)器SBR之間有污泥回流管道和進(jìn)水管道。
2. 用于待處理的進(jìn)水水質(zhì)水量
處理水量、水質(zhì)見(jiàn)表l。
表l處理水質(zhì)水量表
進(jìn)水水質(zhì)水量處理流量codnh4+-n /(mg丄1)po43—p /(mg丄-')kn /(mg,L')
平均值40416255373. 反應(yīng)器處理工藝流程
污水進(jìn)入污泥減量反應(yīng)器，在反應(yīng)器池中處理6小時(shí)，污泥得到降解。
污泥減量反應(yīng)器的出水間歇流入污水降解反應(yīng)器中?？刂莆鬯到夥磻?yīng)器按6小時(shí)周期 運(yùn)行，并依次按照1小時(shí)攪拌、4小時(shí)曝氣、0.75小時(shí)沉淀、0.25小時(shí)出水與進(jìn)水的時(shí)序進(jìn) 行。污水在污水降解反應(yīng)器中得到降解。
經(jīng)過(guò)沉淀時(shí)序產(chǎn)生的剩余活性污泥全部回流至污泥減量反應(yīng)器進(jìn)行降解，污水納管外排。
4. 經(jīng)過(guò)TM-SBR反應(yīng)器處理后的出水水質(zhì) 污水經(jīng)過(guò)本發(fā)明的TM-SBR反應(yīng)器處理后，出水水質(zhì)見(jiàn)表2
表2 TM-SBR反應(yīng)器處理出水水質(zhì)表
出水水質(zhì)指標(biāo)codnh4+-nTNpo43、pss
平均值/(mg,i;i)58.12.098.300.7818
污水通過(guò)本發(fā)明反應(yīng)器處理后可達(dá)到《城市污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002) 的一級(jí)B標(biāo)要求，且無(wú)有機(jī)剩余污泥排放。
權(quán)利要求
1、水蚯蚓-微生物共生系統(tǒng)泥水降解間歇式反應(yīng)器，其特征在于下述結(jié)構(gòu)一個(gè)污泥減量反應(yīng)器(3)通過(guò)第二進(jìn)水口(2)和污泥回流管道(9)與污水降解反應(yīng)器(6)相連接；在污泥減量反應(yīng)器(3)和污水降解反應(yīng)器(6)的上方分別設(shè)置空氣進(jìn)口(5)，在污泥減量反應(yīng)器(3)和污水降解反應(yīng)器(6)內(nèi)部的下方分別設(shè)置曝氣裝置(8)，污泥回流管道(9)在污泥減量反應(yīng)器(3)和污水降解反應(yīng)器(6)之間呈回流狀連接，出水口(13)設(shè)置在和污水降解反應(yīng)器(6)的上段，第一進(jìn)水口(1)在污泥減量反應(yīng)器(3)的上段；在污泥減量反應(yīng)器(3)的內(nèi)部均勻分布了彈性填料(4)，在彈性填料(4)上依附水蚯蚓(10)；在污水降解反應(yīng)器(6)的內(nèi)部安放含微生物菌群的活性污泥(11)，攪拌器(7)，靠出水口(13)處設(shè)置潷水器(12)。
2、 如權(quán)利要求1所述水蚯蚓-微生物共生系統(tǒng)泥水降解間歇式反應(yīng)器應(yīng)用于含泥污水的 處理。
3、 如權(quán)利要求1所述水蚯蚓-微生物共生系統(tǒng)泥水降解間歇式反應(yīng)器的使用方法，其特 征在于以下過(guò)程含污泥的污水由第一進(jìn)水口 (1)進(jìn)入污泥減量反應(yīng)器(3)中，污水降解 反應(yīng)器(6)的污泥通過(guò)污泥回流管道(9)進(jìn)入污泥減量反應(yīng)器(3)中，污泥在污泥減量反 應(yīng)器(3)中被水蚯蚓攝食降解，污泥減量后的污水通過(guò)第二進(jìn)水口 (2)流入污水降解反應(yīng) 器(6)，利用活性污泥中的微生物降解污水中的有機(jī)污染物及氮和磷，出水通過(guò)潷水器(12) 過(guò)濾，從出水口 (13)外排。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種“水蚯蚓-微生物共生系統(tǒng)”泥水共降解的間歇式反應(yīng)器及其處理工藝(TM-SBR)。該處理工藝由污泥降解反應(yīng)器污水降解間歇式反應(yīng)器共同組成。污水及回流污泥共同進(jìn)入污泥降解反應(yīng)器，利用水蚯蚓攝食污泥，使污泥得到降解。水蚯蚓代謝產(chǎn)物隨同未被降解完全的污水進(jìn)入污水降解間歇式反應(yīng)器中。間歇式反應(yīng)器按照進(jìn)水、攪拌、曝氣、沉淀、出水的時(shí)序進(jìn)行。在間歇式反應(yīng)器中利用微生物降解污水中的有機(jī)污染物及N、P，出水在沉淀后達(dá)標(biāo)外排。剩余污泥回流至水蚯蚓反應(yīng)進(jìn)行降解。污水經(jīng)本發(fā)明處理后剩余污泥產(chǎn)生量小于0.12kgSS/kgBOD₅，污泥減量率大于60％。
文檔編號(hào)C02F11/02GK101580332SQ20091009994
公開(kāi)日2009年11月18日 申請(qǐng)日期2009年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月25日
發(fā)明者孫培德, 郭茂新 申請(qǐng)人:浙江工商大學(xué)