CN103011418B - 生物流化床驯化增殖反应器自然净化除臭工艺及其反应器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了生物流化床驯化增殖反应器自然净化除臭工艺，包括：1)在污水处理厂增加一套生物流化床驯化增殖反应器自然净化除臭系统，将污水处理厂的部分活性污泥引入到系统，然后对反应器实施控制曝气使其处于缺氧状态，同时同步投加生物增殖营养素，通过反应器将活性污泥中的化能异养型及化能自养型微生物驯化、改质成特定的除臭优势菌群，并使其增殖；2)将驯化、改质增殖后的除臭优势菌群输送到污水处理厂各个构筑物处理单元进行同步自然除臭处理。本发明还公开了除臭设备。本发明流程简单，成本低，维护管理简单，采用事前控制，从源头上消除臭气产生的因素，所述能培养、驯化和改质得到除臭微生物优势菌群，能提高优势菌群活性及增殖其数量。

Description

生物流化床驯化增殖反应器自然净化除臭工艺及其反应器

技术领域

本发明涉及污水处理厂除臭技术领域，具体说是一种生物流化床驯化增殖反应器自然净化除臭工艺。

背景技术

不论城市生活污水和各类工业污水均存在大量的有机污染物，含有大量有机污染物的污水在储存、输送以及生化处理的各个单元，如污水提升泵站粗、细格栅间、平流或旋流曝气沉沙池、污水调节池、生物处理好氧、厌氧等生化处理单元，污泥沉淀池、污泥浓缩池、污泥脱水机房等等均会产生臭气，对周围环境造成影响。

为消除污水处理过程产生的臭气，现有大量使用的传统的工艺是：

将污水处理厂各个构筑物如提升泵站、粗、细格栅间、平流或旋流曝气沉沙池、污水调节池、好氧曝气池、厌氧反应池、污泥沉淀池、污泥浓缩池、污泥脱水机房等密封加盖，然后由抽气管道将气体收集，再送到专门的除臭系统进行集中处理。

现有传统的除臭工艺主要弊端：1)覆盖工作量大，覆盖后设备维护麻烦；2)收集管道铺设困难，破坏原有布局；3)除臭设备占地面积大，设备投资费用高；4)除臭设备运行费用高，管理麻烦。

发明内容

本发明的目的是提供一种有别于传统的除臭工艺，流程简单，成本低，维护管理简单，采用事前控制，从源头上消除臭气产生的因素的生物流化床驯化增殖反应器自然净化除臭工艺。

进一步的目的是提供一种能够将污水处理生化反应过程中产生的化能异养型及化能自养型微生物驯化、改质成优势除臭微生物菌群，既能提高优势菌群活性，又能增殖优势菌群数量的生物流化床驯化增殖反应器。

本发明通过以下技术方案来实现：

一种生物流化床驯化增殖反应器自然净化除臭工艺，适应于采用活性污泥生物处理工艺的城市生活污水和工业污水处理厂，采用事前控制，从源头上消除臭气产生的因素，从污水处理厂的前端进水提升泵站开始，覆盖粗、细格栅间、沉沙池、调节池、好氧、厌氧的生化处理、污泥沉淀、污泥脱水整个污水处理过程中的处理单元，所述生物流化床驯化增殖反应器自然净化除臭工艺包括：

1)在污水处理厂增加一套生物流化床驯化增殖反应器自然净化除臭系统，将污水处理厂的部分活性污泥引入到生物流化床驯化增殖系统中的反应器，然后对生物流化床驯化增殖反应器实施控制曝气使生物流化床驯化增殖反应器处于缺氧状态，同时同步投加生物增殖营养素，通过生物流化床驯化增殖反应器将活性污泥中的化能异养型及化能自养型微生物驯化、改质成特定的除臭微生物优势菌群，并使其大量增殖；

2)将驯化增殖后的除臭优势菌群输送到污水处理厂各个构筑物处理单元，伴随着污水处理整个过程同步自然净化污水处理过程产生的臭气。

所述除臭微生物优势菌群包括芽孢杆菌属、硫化杆菌属和硝化杆菌等。

所述生物流化床增殖反应器投加的生物增殖营养素为80～90％的腐殖酸盐和10～20％的蛋白胨及其他营养素。

所述反应器为生物流化床增殖反应器，且独立设置，所述生物流化床增殖反应器内设有由下自上的三层结构，第一层为曝气层，安装曝气头，第二层为填料层，装填驯化增殖营养填料，第三层为生物流化床层。

所述驯化增殖营养填料为包覆营养膜的天然矿石填料。

所述生物流化床增殖反应器的控制参数为：污泥回流总量控制在污水处理量的1～4％；污泥脱水上清液回流量控制在总量的10～40％；生物流化床增殖反应器始终处于缺氧状态，控制溶解氧浓度0.2～0.5毫克/升；除臭优势菌群驯化增殖时间控制在20～50小时；回流污泥浓度控制在6000～10000毫克/升之间。

所述生物流化床增殖反应器连接有污泥回流泵、曝气空压极和营养素投加泵，所述生物流化床增殖反应器还与优势除臭微生物菌泥分配泵连接，污水处理厂的部分污泥通过污泥回流泵从生物流化床增殖反应器上部定量送入，曝气空压机提供的压缩空气通过管道从生物流化床增殖反应器下部进入，为送入生物流化床增殖反应器的回流污泥曝气充氧，同时，营养素投加泵通过营养计量泵将营养素储罐的营养素定量同步输送到生物流化床增殖反应器，在生物流化床增殖反应器内部，曝入的空气经过增殖营养填料层后气泡分布更加均匀地向上运动，与输送营养素和回流污泥的混合液逆向运动，相互搅动，混合充分，形成流化状态，经生物培养驯化、改质增殖成为优势除臭微生物菌泥后由生物流化床增殖反应器底部的优势除臭微生物菌泥出口排出，通过优势除臭微生物菌泥分配泵分别送到污水处理厂各个构筑物处理单元，伴随着污水处理整个过程同步自然净化污水处理过程产生的臭气。

一种生物流化床驯化增殖反应器，其特征在于：所述生物流化床增殖反应器包括反应器本体，在反应器本体上布置有回流污泥进口、营养素投加口、排气口、检修口、压缩空气进口和污泥出口，反应器本体内部布置有曝气分布层，曝气分布层内安装有曝气分布管道和曝气头，曝气分布层上边为生物驯化增殖营养填料层，生物驯化增殖营养填料层上边为流化床层，其中回流污泥从回流污泥进口与营养素投加口投加的营养素混合后，依次流经流化床层、生物驯化增殖营养填料层、和曝气分布层；压缩空气从压缩空气进口进入，经曝气分布管道和曝气头依次经过曝气分布层和生物驯化增殖营养填料层和流化床层，回流污泥与营养素混合后与压缩空气相向流经填料层，与填料层产生微小摩擦，填料中的微量元素缓慢释放，同时通过控制生物流化床增殖反应器内的污泥溶解氧浓度控制在0.2～0.5毫克/升，使其处于缺氧状态，保证优势除臭微生物的驯化、改质和增殖，回流污泥在生物流化床增殖反应器内经过20～50小时的生物、改质成为优势除臭微生物菌泥，然后经生物流化床增殖反应器底部的优势除臭微生物菌泥出口排出。

本发明与现有技术相比具有以下优点。

本发明是在一般污水处理厂安装一套生物流化床增殖反应器自然净化除臭系统，将污水处理厂的部分活性污泥引入到生物流化床增殖反应器，然后对生物流化床增殖反应器进行控制性曝气，同时同步投加生物增殖营养素，通过生物流化床增殖反应器将活性污泥中的化能异养型及化能自养型微生物驯化驯化、改质成特定的除臭优势菌群，并使其大量增殖，然后将驯化、改质和增殖后的除臭优势菌群输送到污水处理厂各个构筑物处理单元，使整个污水处理过程不再产生臭气。

现有使用最广泛的就是生物过滤除臭技术，与生物过滤除臭技术相比本发明最大优点就是：

1)省却了复杂的构筑物覆盖和管道收集系统；

2)省却了生物过滤除臭系统主体设备庞大的占地面积；

3)大大节省运行费用，如节省了生物过滤除臭系统大功率水泵和风机的运行费用，更换生物填料费用；

4)投资费用只相当于生物过滤除臭系统的三分之一，运行费用只相当于生物过滤除臭系统的四分之一

本发明生物流化床驯化增殖反应器是一种专用于微生物自然净化除臭工艺的设备，能够将污水处理生化反应过程中产生的化能异养型及化能自养型微生物培养驯化、改质成优势菌群，既能提高优势菌群活性，又增殖优势菌群数量。

附图说明

图1为本发明生物流化床驯化增殖反应器自然净化除臭工艺原理结构示意图；

图2为本发明生物流化床驯化增殖反应器实施例结构示意图；

图3为本发明生物流化床驯化增殖反应器主视图；

图4为本发明生物流化床驯化增殖反应器侧视图；

图5为图3之A-A处剖切结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

本发明生物流化床驯化增殖反应器自然净化除臭工艺，适应于采用活性污泥生物处理工艺的城市生活污水和工业污水处理厂，采用事前控制，从源头上消除臭气产生的因素，从污水处理厂的前端进水提升泵站开始，覆盖粗、细格栅间、沉沙池、调节池、好氧、厌氧的生化处理、污泥沉淀、污泥脱水整个污水处理过程中的处理单元。

本发明生物流化床驯化增殖反应器自然净化除臭工艺，包括：

1）在污水处理厂增加一套生物流化床驯化增殖反应器自然净化除臭系统，将污水处理厂的部分活性污泥引入到系统中的反应器，然后对反应器实施控制曝气使反应器处于缺氧状态，同时同步投加生物增殖营养素，通过反应器将活性污泥中的化能异养型及化能自养型微生物驯化、改质成特定的除臭微生物优势菌群，并使其增殖；

2)将驯化增殖后的除臭优势菌群输送到污水处理厂各个构筑物处理单元进行除臭处理。

其中除臭微生物优势菌群包括芽孢杆菌属、硫化杆菌属和硝化杆菌。生物流化床增殖反应器投加的生物增殖营养素为80～90％的腐殖酸盐和10～20％的蛋白胨及其他营养素。

本发明系统中的反应器为生物流化床驯化增殖反应器，且独立设置，所述生物流化床增殖反应器内设有由下自上的三层结构，第一层为曝气层，安装曝气头，第二层为填料层，装填驯化增殖营养填料，第三层为生物流化床层。驯化增殖营养填料为包覆营养膜的天然矿石填料。本发明生物流化床增殖反应器的控制参数为：污泥回流总量控制在污水处理量的1～4％；污泥脱水上清液回流量控制在总量的10～40％；生物流化床增殖反应器始终处于缺氧状态，控制溶解氧浓度0.2～0.5毫克/升；除臭优势菌群驯化增殖时间控制在２0～50小时；回流污泥浓度控制在6000～10000毫克/升之间。

如图1，生物流化床增殖反应器连接有污泥回流泵A、曝气空压机即图中空压机与压缩空气B、营养素投加泵即图中培养基础罐与计量泵C，生物流化床增殖反应器还与优势除臭微生物菌泥分配泵即图中优势菌污泥与分配泵D连接，污水处理厂的部分污泥通过污泥回流泵从生物流化床增殖反应器上部定量送入，曝气空压机提供的压缩空气通过管道从生物流化床增殖反应器下部进入，为送入生物流化床增殖反应器的回流污泥曝气充氧，同时，营养素投加泵通过营养计量泵将营养素储罐的营养素定量同步输送到生物流化床增殖反应器，在生物流化床增殖反应器内部，曝入的空气、输送的营养素与回流的污泥充分混合，形成流化状态，经生物培养驯化、改质和增殖成为除臭微生物菌泥后由生物流化床增殖反应器底部的经优势除臭微生物菌泥出口排出，通过优势除臭微生物菌泥分配泵分别送到污水处理厂各个构筑物处理单元，伴随着污水处理整个过程同步自然净化污水处理过程产生的臭气。

图2-图5，本发明独立设置的生物流化床增殖反应器，也即是本发明所述的生物流化床驯化增殖反应器，包括反应器本体10，在反应器本体10上设有回流污泥进口1、营养素投加口2、排气口3、压缩空气进口8和污泥出口7，在反应器本体10内自其底部侧往上依次设有曝气分布层6、生物驯化增殖营养填料层5和生物流化床层4，即是说曝气分布层6位于最下层，生物流化床层4位于最上层，生物驯化增殖营养填料层5位于中间，生物驯化增殖营养填料层5即是指在填料层的表面及其内的微孔结构和孔隙表面包覆有营养膜，使填料层具有为微生物缓释补充营养物质的功能。曝气分布层6与反应器本体10的底面之间为除臭微生物菌泥腔102，生物流化床层4的上方形成一将反应器本体内多余的气体排出的空腔101，污泥出口7与除臭微生物菌泥腔102连通，回流污泥进口1、营养素投加口2与生物流化床层4连通，排气口3与所述空腔101连通。如图5，在曝气分布层6内安装有曝气器，曝气器与压缩空气进口8连接，曝气器包括曝气分布管道和曝气头9。在反应器本体10的内腔壁上设有检修孔11，检修孔11与生物流化床层4连通。反应器本体10为一直立的罐体。

如图2，在反应器本体10中，回流污泥从回流污泥进口1与营养素投加口2投加的营养素混合后，依次流经生物流化床层4、生物驯化增殖营养填料层5和曝气分布层6，压缩空气从压缩空气进口8进入，经曝气分布管道和曝气头9依次经过曝气分布层6、生物驯化增殖营养填料层5和流化床层4，回流污泥与营养素混合后与压缩空气相向流经填料层即生物驯化增殖营养填料层5，与填料层产生微小摩擦，填料层中的微量元素缓慢释放，为生物驯化增殖提供所需要的条件，同时通过控制生物流化床增殖反应器内的污泥溶解氧浓度控制在0.2～0.5毫克/升，使其处于缺氧状态，保证优势除臭微生物的驯化、改质和增殖，回流污泥在生物流化床增殖反应器内经过20～50小时的生物驯化、改质和增殖，成为优势除臭微生物菌泥，然后经生物流化床增殖反应器底部的优势除臭微生物菌泥出口7排出，通过分配泵和管道系统，分别送到污水处理厂各个构筑物处理单元，吸附、降解污水处理过程中产生的硫化氢、硫醇、硫醚、氨等致臭污染物，同时加快污水中的有机污染物、氮、鳞、和其他污染因素的降解和消除，伴随着污水处理整个过程同步自然净化污水处理过程产生的臭气，从而有效控制污水处理厂各个构筑物处理单元在运行过程中臭气的产生。

本发明独立设置的生物流化床增殖反应器的控制参数为：污泥回流总量控制在污水处理量的1～4％；污泥脱水上清液回流量控制在总量的10～40％，生物流化床增殖反应器始终处于缺氧状态，控制溶解氧浓度0.2～0.5毫克/升；除臭优势菌群驯化增殖时间控制在20～50小时；回流污泥浓度控制在6000～10000毫克/升之间。本发明独立设置的生物流化床增殖反应器需要进行控制性曝气，保持处于流化状态；生物流化床增殖反应器需要同步投加生物增殖营养素，为微生物驯化增殖过程提供足够营养，生物流化床增殖反应器投加的生物增殖营养素为80～90％的腐殖酸盐和10～20％的蛋自胨及其他营养素。生物流化床增殖反应器所驯化、改质和增殖的优势除臭微生物是以“芽孢杆菌属”，“硫化杆菌属”和“硝化杆菌”等为主的优势除臭微生物菌群。

本发明根据污水处理厂的特点，结合生物除臭的根本原理，旨在提供一种超越传统除臭概念一变事后控制为事前控制的新型微生物除臭工艺和成套设备。本发明主要特点为：只需要一套结构特殊，流程简单的生物流化床增殖反应器自然净化除臭系统；利用污水处理厂本身的污泥通过生物流化床增殖反应器将其培养、驯化和改质为优势除臭微生物菌群；将培养、驯化和改质为优势除臭微生物送到污水处理厂各个处理单元；在污水处理的整个过程中，优势除臭微生物菌群同步自然消除臭气的产生。本发明既不需要将污水处理构筑物密封加盖，同时亦就不需要安装复杂的收集管道，更不需要庞大复杂专门的除臭设备。

Claims (4)

1.一种生物流化床驯化增殖反应器自然净化除臭工艺，所述自然净化除臭工艺适应于采用活性污泥生物处理工艺的城市生活污水和工业污水处理厂，采用事前控制，从源头上消除臭气产生的因素，从污水处理厂的前端进水提升泵站开始，覆盖粗、细格栅间、沉沙池、调节池、好氧、厌氧的生化处理、污泥沉淀、污泥脱水整个污水处理过程中的处理单元，微生物除臭方法包括：

1)在污水处理厂增加一套生物流化床驯化增殖反应器自然净化除臭系统，将污水处理厂的部分活性污泥引入到系统中的反应器，然后对反应器实施控制曝气使反应器处于缺氧状态，同时同步投加生物增殖营养素，通过反应器将活性污泥中的化能异养型及化能自养型微生物驯化、改质成特定的除臭优势微生物菌群，并使其增殖；

2)将驯化、改质和增殖后的除臭优势微生物菌群输送到污水处理厂各个构筑物处理单元，伴随着污水处理整个过程同步自然净化污水处理过程产生的臭气，

所述生物流化床驯化增殖反应器独立设置，所述生物流化床驯化增殖反应器内设有由下自上的三层结构，第一层为曝气层，安装曝气头，第二层为填料层，装填驯化增殖营养填料，第三层为生物流化床层，

所述生物流化床驯化增殖反应器连接有污泥回流泵、曝气空压机和营养素投加泵，所述生物流化床驯化增殖反应器还与优势除臭微生物菌泥分配泵连接，污水处理厂的部分污泥通过污泥回流泵从生物流化床驯化增殖反应器上部定量送入，曝气空压机提供的压缩空气通过管道从生物流化床驯化增殖反应器下部进入，为送入生物流化床驯化增殖反应器的回流污泥曝气充氧，同时，营养素投加泵通过营养计量泵将营养素储罐的营养素定量同步输送到生物流化床驯化增殖反应器；在生物流化床驯化增殖反应器内部，曝入的空气经过增殖营养填料层后气泡分布更加均匀地向上运动，与输送营养素和回流污泥的混合液逆向运动，相互搅动，混合充分，形成流化状态，经生物培养驯化、改质增殖成为优势除臭微生物菌泥后由生物流化床驯化增殖反应器底部的优势除臭微生物菌泥出口排出，通过优势除臭微生物菌泥分配泵分别送到污水处理厂各个构筑物处理单元，伴随着污水处理整个过程同步自然净化污水处理过程产生的臭气，

所述生物流化床驯化增殖反应器的控制参数为：污泥回流总量控制在污水处理量的1～4％；污泥脱水上清液回流量控制在总量的10～40％；生物流化床驯化增殖反应器始终处于缺氧状态，控制溶解氧浓度0.2～0.5毫克/升；除臭优势微生物菌群驯化增殖时间控制在20～50小时；回流污泥浓度控制在6000～10000毫克/升之间，

所述除臭优势微生物菌群包括芽孢杆菌属、硫化杆菌属和硝化杆菌。

2.根据权利要求1所述的生物流化床驯化增殖反应器自然净化除臭工艺，其特征在于：所述生物流化床驯化增殖反应器投加的生物增殖营养素包括80～90％的腐殖酸盐和10～20％的蛋白胨。

3.根据权利要求1所述的生物流化床驯化增殖反应器自然净化除臭工艺，其特征在于：所述驯化增殖营养填料为包覆营养膜的天然矿石填料。

4.一种生物流化床驯化增殖反应器，其特征在于：所述生物流化床驯化增殖反应器包括反应器本体，在反应器本体上布置有回流污泥进口、营养素投加口、排气口、检修口、压缩空气进口和污泥出口，反应器本体内部布置有曝气分布层，曝气分布层内安装有曝气分布管道和曝气头，曝气分布层上边为生物驯化增殖营养填料层，生物驯化增殖营养填料层上边为流化床层，其中回流污泥从回流污泥进口与营养素投加口投加的营养素混合后，依次流经流化床层、生物驯化增殖营养填料层、和曝气分布层，压缩空气从压缩空气进口进入，经曝气分布管道和曝气头依次经过曝气分布层和生物驯化增殖营养填料层和流化床层，回流污泥与营养素混合后与压缩空气相向流经填料层，与填料层产生微小摩擦，填料中的微量元素缓慢释放，同时通过控制生物流化床驯化增殖反应器内的污泥溶解氧浓度控制在0.2～0.5毫克/升，使其处于缺氧状态，保证优势除臭微生物的驯化、改质和增殖，回流污泥在生物流化床驯化增殖反应器内经过20～50小时的生物培养驯化、改质和增殖，成为优势除臭微生物菌泥，然后经生物流化床驯化增殖反应器底部的优势除臭微生物菌泥出口排出。