專利名稱：連續(xù)流氣提式好氧顆粒污泥流化床處理難降解廢水裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種污水處理裝置，尤其是利用好氧顆粒污泥處理難生物降解廢水的
直O(jiān)
背景技術：
有關好氧顆粒污泥工藝的研究始于上個世紀90年代，該工藝具有形成的顆粒結 構致密、沉降性能好、生物濃度高、生物相豐富等特點。與傳統(tǒng)工藝相比，好氧顆粒污泥工藝 能夠高效處理高濃度氮磷廢水、重金屬廢水和毒性有機廢水等難生物降解廢水。因此，關于 好氧顆粒污泥的研究已經(jīng)引起水處理研究者的廣泛關注，被認為是一種極有發(fā)展?jié)摿Φ奈?水生物處理方式。顆粒污泥是通過微生物自凝聚作用形成的一類特殊的生物膜，其形成機理涉及到 物理、化學和生物等多種反應的共同作用。好氧顆粒污泥形成的影響因素比較復雜，形成機 理仍不十分清楚。對間歇式好氧顆粒污泥運行工藝的研究結果表明，水力停留時間(HRT)、 選擇壓、廢水組成、溶解氧(DO)和流體剪切力等都對好氧顆粒污泥的形成有重要影響。其 中，流體剪切力作用對顆粒的形成速度、結構和穩(wěn)定性影響顯著，被認為是顆粒污泥形成最 關鍵的影響因素之一。Liu，Tay和Beim等均發(fā)現(xiàn)剪切力越高，越有利于好氧顆粒的形成， 有利于其生物密度和顆粒強度的增加。顆粒污泥的形成受剪切力影響較為敏感。Tay等發(fā) 現(xiàn)在其它運行條件相同時，當序批式活性污泥反應器(SBR)中氣速為8mm · s—1時只能觀察 到呈絨毛狀的絮體，而將氣速提高至為Umrnq-1時，短期內即可形成大量顆粒污泥。另外， 在適宜的范圍內，剪切力越大，顆粒污泥形態(tài)越規(guī)則，結構越密實。研究表明，流體剪切力能 夠促進胞外聚合物的分泌，使細胞疏水性增強，從而有利于顆粒的聚集。盡管對好氧顆粒污泥的研究日趨成熟，然而目前關于好氧顆粒污泥的研究和應用 多是在序批式活性污泥反應器(SBR)中展開的，關于好氧顆粒污泥在連續(xù)流工藝中培養(yǎng)成 功的研究還鮮見報道。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的就是針對上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種操作簡便，處理效率高，能 夠快速實現(xiàn)顆粒污泥形成及穩(wěn)定運行的連續(xù)流氣提式好氧顆粒污泥流化床(Continuous Airlift Fluidized Bed, CAFB)處理難生物降解廢水裝置。本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的連續(xù)流氣提式好氧顆粒污泥流化床處理難生物降解廢水裝置，是由外環(huán)筒7的底 端設有進水口 3，并通過管線和液體流量計2與恒流泵1連接，外環(huán)筒7下部側面設有排泥 口 12和進氣孔，外環(huán)筒7下部內設有微孔曝氣盤6，微孔曝氣盤6通過管線經(jīng)進氣孔、氣體 流量計5與氣泵4連接，外環(huán)筒7內套裝有氣提筒8，氣提筒8底端固定在外環(huán)筒7的內底 部，氣提筒8的下部設有大于降流區(qū)橫截面積80%的過流通道，氣提筒8將CAFB裝置分割 成升流區(qū)、降流區(qū)和三相分離區(qū)，外環(huán)筒7的上部設有排水口 9構成。
CAFB裝置升流區(qū)I與降流區(qū)II的表面積比值為1-3;徑高比為1 12_1 5 ；三 相分離區(qū)III錐角角度為45° -70°。CAFB裝置容積負荷為3. 5-10. Og(COD)/L · d，水力停留時間為2_4h，表觀氣速為 12-40mm/s，最不利點DO大于ang/1。難降解廢水在CAFB裝置中的運行方式為連續(xù)式進水和出水方式。有益效果本發(fā)明采用連續(xù)流氣提式流化床(CAFB)處理難生物降解廢水，并以持 續(xù)的液相剪切力代替SBR反應器中的氣相剪切力強化顆粒聚集。與SBR好氧顆粒污泥工藝 相比，CAFB顆粒形成速度快，結構致密，處理效率高。無需設置多個單體和設備交替運行， 程序設計和操作管理較簡單。經(jīng)試驗，啟動第4天即可形成成熟的顆粒，比SBR反應器至少 縮短工時30 40天。


附圖為連續(xù)流氣提式好氧顆粒污泥流化床(CAFB)處理難生物降解廢水裝置結 構圖。1恒流泵，2液體流量計，3進水口，4氣泵，5氣體流量計，6微孔曝氣盤，7外環(huán)筒，8 氣提筒，9排水口，10氣泡，11顆粒污泥，12排泥口，I升流區(qū)，II降流區(qū)，III三相分離區(qū)。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例做進一步的詳細說明連續(xù)流氣提式好氧顆粒污泥流化床(CAFB)處理難生物降解廢水裝置，是由外環(huán) 筒7的底端設有進水口 3，并通過管線和液體流量計2與恒流泵1連接，外環(huán)筒7下部側面 設有排泥口 12和進氣孔，外環(huán)筒7下部內設有微孔曝氣盤6，微孔曝氣盤6通過管線經(jīng)進氣 孔、氣體流量計5與氣泵4連接，外環(huán)筒7內套裝有氣提筒8，氣提筒8底端固定在外環(huán)筒7 的內底部，氣提筒8的下部設有大于降流區(qū)橫截面積80%的過流通道，氣提筒8將外環(huán)筒7 內分割成升流區(qū)、降流區(qū)和三相分離區(qū)，外環(huán)筒7的上部設有排水口 9構成。CAFB裝置升流區(qū)I與降流區(qū)II的表面積比值為1-3;徑高比為1 12_1 5 ；三 相分離區(qū)III錐角角度為45° -70°。CAFB裝置容積負荷為3. 5-10. Og (COD) /L · d，水力停留時間為2_4h，表觀氣速為 12-40mm/s，最不利點DO大于ang/1。難降解廢水在CAFB裝置中的運行方式為連續(xù)式進水和出水方式。實施例1 連續(xù)流氣提式好氧顆粒污泥流化床(CAFB)處理難生物降解廢水裝置，是由外環(huán) 筒7的底端設有進水口 3，并通過管線和液體流量計2與恒流泵1連接，外環(huán)筒7下部側面 設有排泥口 12和進氣孔，外環(huán)筒7下部內設有微孔曝氣盤6，微孔曝氣盤6通過管線經(jīng)進氣 孔、氣體流量計5與氣泵4連接，外環(huán)筒7內套裝有氣提筒8，氣提筒8底端固定在外環(huán)筒7 的內底部，氣提筒8的下部設有大于降流區(qū)橫截面積80%的過流通道，氣提筒8將CAFB裝 置分割成升流區(qū)、降流區(qū)和三相分離區(qū)，外環(huán)筒7的上部設有排水口 9構成。以某淀粉廢水處理實例連續(xù)流氣提式好氧顆粒污泥流化床處理難生物降解廢水 裝置(CAFB反應器)的升流區(qū)I底部裝有的微孔曝氣器向CAFB反應器內供氧，泥水混合液在升流區(qū)I向上流；在降流區(qū)II向下流，并在底部回流至升流區(qū)；三相分離區(qū)III，泥、水、 氣在該區(qū)發(fā)生分離，氣體溢出裝置，污泥沉降至降流區(qū)，上清液由排水口排出。難降解廢水 在裝置中的運行方式為連續(xù)式進水和出水方式。淀粉生產廢水經(jīng)預處理工藝后進入CAFB反應器。CAFB反應器升流區(qū)與降流區(qū)的 表面積比例為1.5，徑高比為1 8，三相分離區(qū)錐角角度為60° ；反應器內氣體表觀流速 為30mm/s，最不利點溶解氧(DO) 2. 5mg/l，反應器設計容積負荷應為4. Og (COD)/L · d，設計 水力停留時間為2h，最不利點DO大于aiig/Ι。污泥濃度為6000mg/l，污泥齡8d，以碳酸鈉 調節(jié)反應器內PH值應在7 士 1，運行溫度為15 士 5°C。運行第4天即可觀察到大量肉眼可見 的棕黃色的顆粒污泥，COD去除率可達到70%以上，CAFB裝置運行穩(wěn)定。實施例2 連續(xù)流氣提式好氧顆粒污泥流化床處理難生物降解廢水裝置，是由外環(huán)筒7的底 端設有進水口 3，并通過管線和液體流量計2與恒流泵1連接，外環(huán)筒7下部側面設有排泥 口 12和進氣孔，外環(huán)筒7下部內設有微孔曝氣盤6，微孔曝氣盤6通過管線經(jīng)進氣孔、氣體 流量計5與氣泵4連接，外環(huán)筒7內套裝有氣提筒8，氣提筒8底端固定在外環(huán)筒7的內底 部，氣提筒8的下部設有大于降流區(qū)橫截面積80%的過流通道，氣提筒8將CAFB裝置分割 成升流區(qū)、降流區(qū)和三相分離區(qū)，外環(huán)筒7的上部設有排水口 9構成。以某造紙廢水處理實例連續(xù)流氣提式好氧顆粒污泥流化床處理難生物降解廢水 裝置(CAFB)的升流區(qū)I底部裝有的微孔曝氣器向CAFB反應器內供氧，泥水混合液在升流 區(qū)I向上流；在降流區(qū)II向下流，并在底部回流至升流區(qū)；三相分離區(qū)III，泥、水、氣在該 區(qū)發(fā)生分離，氣體溢出裝置，污泥沉降至降流區(qū)，上清液由出水口排出。難降解廢水在裝置 中的運行方式為連續(xù)式進水和出水方式。CAFB反應器升流區(qū)與降流區(qū)的表面積比值為1.6，徑高比為1 6，三相分離區(qū)錐 角角度為60° ；反應器內氣體表觀流速為35mm/s，最不利點溶解氧(DO) 3. 5mg/l，反應器設 計容積負荷應為3. 6g (COD)/L ·(!，設計水力停留時間為2. 5h，污泥濃度為5500mg/l，污泥齡 7d，以碳酸鈉調節(jié)反應器內pH值應在7士 1，運行溫度為15士5°C。運行第4天即可觀察到 大量肉眼可見的顆粒污泥，COD去除率可達到75%以上，CAFB裝置運行穩(wěn)定。實施例3 連續(xù)流氣提式好氧顆粒污泥流化床處理難生物降解廢水裝置，是由外環(huán)筒7的底 端設有進水口 3，并通過管線和液體流量計2與恒流泵1連接，外環(huán)筒7下部側面設有排泥 口 12和進氣孔，外環(huán)筒7下部內設有微孔曝氣盤6，微孔曝氣盤6通過管線經(jīng)進氣孔、氣體 流量計5與氣泵4連接，外環(huán)筒7內套裝有氣提筒8，氣提筒8底端固定在外環(huán)筒7的內底 部，氣提筒8的下部設有大于降流區(qū)橫截面積80%的過流通道，氣提筒8將CAFB裝置分割 成升流區(qū)、降流區(qū)和三相分離區(qū)，外環(huán)筒7的上部設有排水口 9構成。以某印染廢水處理實例連續(xù)流氣提式好氧顆粒污泥流化床處理難生物降解廢水 裝置(CAFB)的升流區(qū)I底部裝有的微孔曝氣器向CAFB反應器內供氧，泥水混合液在升流 區(qū)I向上流；在降流區(qū)II向下流，并在底部回流至升流區(qū)；三相分離區(qū)III，泥、水、氣在該 區(qū)發(fā)生分離，氣體溢出裝置，污泥沉降至降流區(qū)，上清液由出水口排出。難降解廢水在裝置 中的運行方式為連續(xù)式進水和出水方式。CAFB反應器升流區(qū)與降流區(qū)的表面積比值為1.8，徑高比為1 8，三相分離區(qū)錐角角度為50° ；反應器內氣體表觀流速為32mm/s，最不利點溶解氧(DO) 3. Omg/1，反應器設 計容積負荷應為4. 5g(COD)/L · d，設計水力停留時間為3h，污泥濃度為6500mg/l，污泥齡 7d，以碳酸鈉調節(jié)反應器內pH值應在7士 1，運行溫度為15士5°C。運行第4天即可觀察到 大量肉眼可見的顆粒污泥，COD去除率可達到68%以上，CAFB裝置運行穩(wěn)定。
權利要求
1.一種連續(xù)流氣提式好氧顆粒污泥流化床處理難降解廢水裝置，其特征在于，是由外 環(huán)筒(7)的底端設有進水口(3)，并通過管線和液體流量計( 與恒流泵(1)連接，外環(huán)筒(7)下部側面設有排泥口(1 和進氣孔，外環(huán)筒(7)下部內設有微孔曝氣盤(6)，微孔曝氣 盤(6)通過管線經(jīng)進氣孔、氣體流量計( 與氣泵(4)連接，外環(huán)筒(7)內套裝有氣提筒(8)，氣提筒(8)底端固定在外環(huán)筒(7)的內底部，氣提筒(8)的下部設有大于降流區(qū)橫截 面積80%的過流通道，氣提筒(8)將CAFB裝置分割成升流區(qū)、降流區(qū)和三相分離區(qū)，外環(huán)筒 (7)的上部設有排水口(9)構成。
2.按照權利要求1所述的連續(xù)流氣提式好氧顆粒污泥流化床處理難降解廢水裝 置，其特征在于，外環(huán)筒(7)內的升流區(qū)I與降流區(qū)II的表面積比值為1-3 ；徑高比為 1 12-1 5;三相分離區(qū)III錐角角度為45° -70°。
3.按照權利要求1所述的連續(xù)流氣提式好氧顆粒污泥流化床處理難降解廢水裝置，其 特征在于，外環(huán)筒(7)容積負荷為3. 5-10. Og(COD)/!·(!，水力停留時間為2-4h，表觀氣速 為12-40mm/s，最不利點DO大于ang/1。
4.按照權利要求1所述的連續(xù)流氣提式好氧顆粒污泥流化床處理難降解廢水裝置，其 特征在于，難降解廢水在裝置中的運行方式為連續(xù)式進水和出水方式。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種連續(xù)流氣提式好氧顆粒污泥流化床處理難生物降解廢水裝置。是由外環(huán)筒的底端設有進水口，并通過管線和液體流量計與恒流泵連接，外環(huán)筒下部側面設有排泥口和進氣孔，外環(huán)筒下部內設有微孔曝氣盤，外環(huán)筒內套裝有氣提筒，氣提筒的下部設有大于降流區(qū)橫截面積80％的過流通道，氣提筒將CAFB裝置分割成升流區(qū)、降流區(qū)和三相分離區(qū)，外環(huán)筒的上部設有排水口構成。本發(fā)明與SBR工藝相比，以持續(xù)的液相剪切力代替SBR工藝中的氣相剪切力強化顆粒聚集。CAFB顆粒形成速度快，結構致密，處理效率高。無需設置多個單體設備交替運行，程序設計和操作管理簡單。經(jīng)試驗，啟動第4天即可形成成熟的顆粒，比SBR反應器至少縮短工時30～40天。
文檔編號C02F3/12GK102139952SQ20111010709
公開日2011年8月3日 申請日期2011年4月28日 優(yōu)先權日2011年4月28日
發(fā)明者劉孟媛, 周丹丹, 董雙石, 趙文元 申請人:吉林大學