一種內(nèi)置篩網(wǎng)式好氧顆粒污泥反應(yīng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種內(nèi)置篩網(wǎng)式好氧顆粒污泥反應(yīng) 器。
【背景技術(shù)】
[0002] 與活性污泥相比，好氧顆粒污泥致密的結(jié)構(gòu)、缺氧-好氧共存的菌落分布、高生物 量及強異化作用的特性，使其有泥水分離快、同步生物脫氮除憐、高效降解污染物、剩余污 泥減量等明顯技術(shù)優(yōu)勢及良好的開發(fā)應(yīng)用前景，已引起研究者的廣泛注意。但好氧顆粒污 泥存在長期運行易發(fā)生失穩(wěn)的問題，表現(xiàn)為運行時顆粒內(nèi)部發(fā)黑，結(jié)構(gòu)解體破碎，沉降性大 幅下降，污泥量大量流失最終導(dǎo)致反應(yīng)器崩潰，嚴(yán)重抑制了其工業(yè)化運用。
[0003] 研究發(fā)現(xiàn)，在好氧顆粒污泥培養(yǎng)過程中，顆粒粒徑會持續(xù)變大，粒徑的過度增大造 成了傳質(zhì)阻力增加，導(dǎo)致顆粒內(nèi)部形成厭氧區(qū)，進(jìn)而促進(jìn)了厭氧菌生長，造成體系抑的降 低。低抑能溶解EPS中的β-多糖影響顆粒結(jié)構(gòu)。研究表明，β-多糖在顆粒結(jié)構(gòu)中起到 了骨架作用，α-多糖，脂類，蛋白及細(xì)胞能附著至β-多糖的框架結(jié)構(gòu)上，其對顆粒的穩(wěn)定 性具有重要意義。顆粒內(nèi)部厭氧區(qū)的形成能破壞顆粒中β-多糖骨架，使顆粒解體破碎，沉 降性下降，大量污泥流失最終導(dǎo)致反應(yīng)器崩潰。
[0004] 結(jié)合顆粒穩(wěn)定性與污染物去除效率，研究指出700-1900化是顆粒污泥的最佳粒 徑范圍。然而在實際培養(yǎng)過程中，好氧顆粒污泥平均粒徑從200至7000化均有報道。為避 免長期運行中好氧顆粒污泥因粒徑過大導(dǎo)致厭氧后顆粒解體，顆粒的粒徑不適大于3mm。另 一方面，過小的顆粒粒徑也應(yīng)避免。顆粒粒徑過小會導(dǎo)致溶解氧滲透進(jìn)入顆粒內(nèi)部，破壞缺 氧-好氧共存的菌落分布，抑制同步脫氮反應(yīng)進(jìn)行，導(dǎo)致總氮去除效果變差。研究指出，在 抑制大顆粒粒徑過度增加的同時，維持小顆粒穩(wěn)定生長，對提高反應(yīng)器中處于最佳粒徑范 圍的顆粒比率對污染物去除效率及穩(wěn)定性具有重要意義。如何調(diào)控粒徑分布是維持好氧顆 粒污泥高效穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。已有研究者在運行過程中根據(jù)沉降性不同篩選并排出粒徑過 大的老齡化顆粒來抑制粒徑的過度增加，但運些策略在實際工業(yè)運行中效果并不理想且操 作性差。
[0005] 研究發(fā)現(xiàn)提高曝氣強度能抑制顆粒粒徑過度增加。通過提高曝氣強度，反應(yīng)器內(nèi) 水力剪切增加。高水力剪切條件下微生物增長速率變慢，顆粒表面生物量脫落速率增加，粒 徑增加得到抑制。但提高反應(yīng)器中水力剪切增加了運行能耗，同時導(dǎo)致顆粒平均粒徑變小， 總氮去除效果變差。目前對顆粒粒徑的有效控制策略仍較為缺乏。 【實用新型內(nèi)容】
[0006] 針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本實用新型的目的在于設(shè)計提供一種內(nèi)置篩網(wǎng) 式好氧顆粒污泥反應(yīng)器的技術(shù)方案，其設(shè)置環(huán)形漏斗狀濾網(wǎng)改變反應(yīng)器內(nèi)部水力條件，調(diào) 控不同粒徑顆粒污泥所受水力剪切，優(yōu)化好氧顆粒污泥粒徑分布，在低曝氣強度條件下實 現(xiàn)反應(yīng)器穩(wěn)定運行及高效污染物去除能力；具有操作簡便，節(jié)約能耗，運行穩(wěn)定，COD及總 氮去除率高，占地小，無需單獨設(shè)置反硝化段及污泥回流系統(tǒng)的特點。
[0007] 所述的一種內(nèi)置篩網(wǎng)式好氧顆粒污泥反應(yīng)器，包括用于接種好氧顆粒污泥的反應(yīng) 器主體，反應(yīng)器主體為圓柱形結(jié)構(gòu)，反應(yīng)器主體下部設(shè)置進(jìn)水裝置，反應(yīng)器主體中部設(shè)置出 水裝置，進(jìn)水裝置通過進(jìn)水管與進(jìn)水累連接，進(jìn)水累與污水配水池連接；還包括控制器，控 制器與進(jìn)水累控制連接，其特征在于反應(yīng)器主體的高度和內(nèi)直徑的比值為5-8:1，反應(yīng)器主 體腔體底部設(shè)置曝氣裝置，曝氣裝置通過進(jìn)氣管與鼓風(fēng)機連接，鼓風(fēng)機與控制器連接；在反 應(yīng)器主體4/5-3/4高度的腔體內(nèi)配合設(shè)置環(huán)形漏斗狀濾網(wǎng)，濾網(wǎng)孔隙為2-4mm，濾網(wǎng)上緣直 徑為反應(yīng)器主體內(nèi)直徑的4/5-1，濾網(wǎng)下緣直徑為反應(yīng)器主體內(nèi)直徑的1/3-2/5,環(huán)形漏斗 狀濾網(wǎng)側(cè)邊斜面與水平面的夾角為45-60°。
[0008] 所述的一種內(nèi)置篩網(wǎng)式好氧顆粒污泥反應(yīng)器，其特征在于曝氣裝置采用微孔曝氣 器，微孔曝氣器的直徑為反應(yīng)器主體內(nèi)直徑的1/3-1/5。
[0009] 所述的一種內(nèi)置篩網(wǎng)式好氧顆粒污泥反應(yīng)器，其特征在于反應(yīng)器主體頂部設(shè)置液 位計，控制器與液位計控制連接。
[0010] 所述的一種內(nèi)置篩網(wǎng)式好氧顆粒污泥反應(yīng)器，其特征在于反應(yīng)器主體的高度和內(nèi) 直徑的比值為6-7:1，反應(yīng)器主體下部配合設(shè)置底座。
[0011] 所述的一種內(nèi)置篩網(wǎng)式好氧顆粒污泥反應(yīng)器，其特征在于環(huán)形漏斗狀濾網(wǎng)的濾網(wǎng) 孔隙為3mm，環(huán)形漏斗狀濾網(wǎng)側(cè)邊斜面與水平面的夾角為50-55°。
[0012] 所述的一種內(nèi)置篩網(wǎng)式好氧顆粒污泥反應(yīng)器的污水處理方法，其特征在于該污水 處理方法采用序批式運行方式，運行周期包括進(jìn)水、曝氣、沉降、出水四個階段，裝置內(nèi)所有 進(jìn)水、曝氣、出水均由控制器自動化控制；
[0013] 1)進(jìn)水：在反應(yīng)器主體中接種好氧顆粒污泥，接種泥量2-4g/l，廢水COD濃度為 1000-3000mg/l，氨氮 40-120mg/L，總氮 80-240mg/L，容積負(fù)荷 3-6kg/COD·m3 ·d，將待處 理的市政污水先接入污水配水池，通過進(jìn)水累將污水從反應(yīng)器主體底部的進(jìn)水裝置送入反 應(yīng)器主體腔體內(nèi)，進(jìn)水時間為5-15min，通過反應(yīng)器主體頂部的液位計控制進(jìn)水上液面；
[0014] 2)曝氣：通過鼓風(fēng)機給曝氣裝置進(jìn)氣，采用空氣曝氣，表面氣速0. 6-2cm/s，曝氣 裝置設(shè)置在反應(yīng)器主體底部腔體內(nèi)，反應(yīng)器中好氧顆粒污泥受曝氣影響自上向下循環(huán)往復(fù) 運動，通過設(shè)置環(huán)形漏斗狀濾網(wǎng)，在其上方觀察到兩組對稱的縱滿，當(dāng)大顆粒污泥在中屯、上 行區(qū)上升至頂部后，環(huán)形漏斗狀濾網(wǎng)限制了其沿反應(yīng)器壁面下行區(qū)向下運動，縱滿將大顆 粒污泥夾帶并使其沿環(huán)形漏斗狀濾網(wǎng)壁面再次進(jìn)入中屯、上行區(qū)，通過環(huán)形漏斗狀濾網(wǎng)實現(xiàn) 了將大于篩網(wǎng)孔隙的大顆粒污泥截留在反應(yīng)器頂部高應(yīng)力區(qū)的效果；同時，小于濾網(wǎng)孔徑 的顆粒污泥則幾乎不受環(huán)形漏斗狀濾網(wǎng)影響，W原有運動軌跡在反應(yīng)器中循環(huán)，曝氣時間 為 160-260min;
[0015] 3)沉降：停止曝氣后進(jìn)行5-15min的靜置，使反應(yīng)器中顆粒污泥沉降并與水分離；
[0016] 4)出水：泥水分離完全后，通過反應(yīng)器的出水裝置將處理后污水排出，出水時間 5-15min〇
[0017] 所述的一種內(nèi)置篩網(wǎng)式好氧顆粒污泥反應(yīng)器的污水處理方法，其特征在于步驟1) 中：接種泥量 3g/L，廢水COD濃度為 1500-2500mg/l，氨氮 50-100mg/L，總氮 100-150mg/l， 容積負(fù)荷4-5kg/COD·m3 ·d，進(jìn)水時間為8-12min。
[0018] 所述的一種內(nèi)置篩網(wǎng)式好氧顆粒污泥反應(yīng)器的污水處理方法，其特征在于步驟2) 中：表面氣速1-1. 5-2cm/s，曝氣時間為200-240min。
[0019] 所述的一種內(nèi)置篩網(wǎng)式好氧顆粒污泥反應(yīng)器的污水處理方法，其特征在于步驟3) 中停止曝氣后進(jìn)行8-12min的靜置，步驟4)中出水時間10-12min。
[0020] 上述一種內(nèi)置篩網(wǎng)式好氧顆粒污泥反應(yīng)器，在無需額外能耗的低曝氣強度條件 下，其設(shè)置的環(huán)形漏斗狀濾網(wǎng)能選擇性將粒徑大于濾網(wǎng)孔徑的大顆粒污泥截留在高水力 剪切的反應(yīng)器上部，通過增加其所受水力剪切抑制顆粒粒徑過度增長，同時該內(nèi)構(gòu)件對反 應(yīng)器中粒徑小于濾網(wǎng)孔徑的顆粒污泥運動無明顯影響，最終成功將反應(yīng)器平均粒徑控制在 最佳粒徑范圍內(nèi)，具有操作簡便，節(jié)約能耗，運行穩(wěn)定，COD及總氮去除率高，占地小，無需單 獨設(shè)置反硝化段及污泥回流系統(tǒng)的特點。
【附圖說明】
[0021] 圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖2為本實用新型環(huán)形漏斗狀濾網(wǎng)的主視圖；
[0023] 圖3為本實用新型環(huán)形漏斗狀濾網(wǎng)的俯視圖；
[0024] 圖4為本實用新型反應(yīng)器不同粒徑顆粒運動軌跡示意圖；
[0025] 圖5為常規(guī)反應(yīng)器內(nèi)部大顆粒流場分布圖；
[0026] 圖6為本實用新型反應(yīng)器內(nèi)部大顆粒流場分布圖；
[0027] 圖7為常規(guī)反應(yīng)器內(nèi)部大顆粒水力剪切分布圖；
[002引圖8為本實用新型反應(yīng)器內(nèi)部大顆粒水力剪切分布圖；
[0029] 圖9為常規(guī)反應(yīng)器內(nèi)部小顆粒水力剪切分布圖；
[0030] 圖10為本實用新型反應(yīng)器內(nèi)部小顆粒水力剪切分布圖；
[0031] 圖11為本實用新型反應(yīng)器污泥濃度（MLSS)及污泥體積指數(shù)（SVI);
[0032] 圖12為本實用新型反應(yīng)器內(nèi)部粒徑分布變化；
[0033] 圖13為本實用新型反應(yīng)器氨氮及總氮去除率；
[0034] 圖中：1-反應(yīng)器主體、2-液位計、3-環(huán)形漏斗狀濾網(wǎng)、4-出水裝置、5-曝氣裝置、 6-進(jìn)水裝置、7-底座、8-污水配水池、9-進(jìn)水累、10-控制器、11-鼓風(fēng)機。
【具體實施方式】
[0035]W下結(jié)合說明書附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明。
[0036] 如圖所示，該內(nèi)置篩網(wǎng)式好氧顆粒污泥反應(yīng)器，包括用于接種好氧顆粒污泥的反 應(yīng)器主體1，反應(yīng)器主體1為圓柱形結(jié)構(gòu)，反應(yīng)器主體1下部設(shè)置進(jìn)水裝置6,反應(yīng)器主體1 中部設(shè)置出水裝置4,進(jìn)水裝置6通過進(jìn)水管與進(jìn)水累9連接，進(jìn)水累9與污水配水池8連 接；還包括控制器10,控制器10與進(jìn)水累9控制連接，反應(yīng)器主體1的高度和內(nèi)直徑的比 值為5-8:1，反應(yīng)器主體1腔體底部設(shè)置曝氣裝置5,曝氣裝置5通過進(jìn)氣管與鼓風(fēng)機11連 接，鼓風(fēng)機11與控制器10連接；在反應(yīng)器主體14/5-3/4高度的腔體內(nèi)配合設(shè)置環(huán)形漏斗 狀濾網(wǎng)3,濾網(wǎng)孔隙為2-4mm，濾網(wǎng)上緣直徑為反應(yīng)器主體1內(nèi)直徑的4/5-1，濾網(wǎng)下緣直徑 為反應(yīng)器主體1內(nèi)直徑的1/3-2/5,環(huán)形漏斗狀濾網(wǎng)3側(cè)邊斜面與水平面的夾角為45-60°; 曝氣裝置5采用微孔曝氣器，微孔曝氣器的直徑為反應(yīng)器主體1內(nèi)直徑的1/3-1/5;反應(yīng)器 主體1頂部設(shè)置液位計2,控制器10與液位計2控制連接；反應(yīng)器主體1的高度和內(nèi)直徑 的比值為6-7:1，反應(yīng)器主體1下部配合設(shè)置底座7。環(huán)形漏斗狀濾網(wǎng)3通過焊接固定在反 應(yīng)器主體內(nèi)壁上。
[0037] 采用上述內(nèi)置篩網(wǎng)式好氧顆粒污泥反應(yīng)器的污水處理方法，采用序批式運行方 式，運行周期包括進(jìn)水、曝氣、沉降、出水四個階段，裝置內(nèi)所有進(jìn)水、曝氣、出水均由控制器10自動化控制；
[003引1)進(jìn)水：在反應(yīng)器主體1中接種好氧顆粒污泥，接種泥量2-4g/L，廢水COD濃度為 1000-3000mg/l，氨氮 40-120mg/L，總氮 80-240mg/L，容積負(fù)荷 3-6kg/COD·m3 ·d，將待處 理的市政污水先接入污水配水池8,通過進(jìn)水累9將污水從反應(yīng)器主體1底部的進(jìn)水裝置6 送入反應(yīng)器主體1腔體內(nèi)，進(jìn)水時間為5-1