CN105154324A - 在线增殖扩培污水处理系统中活性菌群的设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在线增殖扩培污水处理系统中活性菌群的设备及方法，其是在原有污水处理系统上安装一套在线增殖扩培装置，该装置包括依次顺序相连的菌源供入装置、营养液供给混合装置、透光增殖容器单元和增氧恒温曝气装置，其中菌源供入装置与原污水处理系统的回流污泥管道相连，用以从原有污水处理系统中引接菌源，透光增殖容器单元的出料管道与原污水处理系统的生化池相连，从而将扩培得到的菌群倍增液回送到污水处理系统中。本发明实现了活性菌群在线连续快速扩培，且扩培得到的微生物菌群无需驯化，可直接适应原污水处理系统中污水的理化指标，迅速参与废水中有机污染物的分解，提高污水处理系统的有效稳定性。

Description

在线增殖扩培污水处理系统中活性菌群的设备及方法

技术领域

本发明涉及一种污水处理微生物菌群的扩培方法及设备，具体地说是一种在线增殖扩培污水处理系统中活性菌群的设备及方法。

背景技术

在有机污水的处理过程中，生物活性污泥法因其对有机污染物有效的去除性而得到广泛应用，生物活性污泥法是依据污染源的类别选择适用的菌群对有机污水进行处理的方法，其对有机物的吸附和氧化能力强，处理效率高。

保持活性菌群在污水中的基础数量，是保证污染物质降解效率及污水处理系统运行稳定性的关键环节。生物活性菌种存在于污水处理生化池水体和沉淀池的污泥中，处于自然增殖状况，在实际的处理过程中，污水进水的水量、水质的波动和环境的不确定性等因素都会对生物活性菌群的基础保有量甚至对菌群的均衡性产生破坏性的影响，从而影响污水处理系统运行的有效稳定性，使经过处理后的污水无法达到设计要求的排放标准，大幅降低了污水厂的处理效率。

发明内容

本发明的目的之一就是提供一种在线增殖扩培污水处理系统中活性菌群的设备，以解决现有活性污泥水处理过程中进水量、水质等发生变化时破坏水处理系统中生物菌群均衡性的问题。

本发明的目的之二就是提供一种在线增殖扩培污水处理系统中活性菌群的设备，以提高污水处理系统的处理效率和稳定性。

本发明的目的之一是这样实现的：一种在线增殖扩培污水处理系统中活性菌群的设备，包括通过管道依次相连通的菌源供入装置、营养液供给混合装置、透光增殖容器单元和增氧恒温曝气装置。

所述菌源供入装置的进料端与污水处理系统的回流污泥管道相连，所述营养液供给混合装置包括连接在所述菌源供入装置和透光增殖容器单元之间的管道混合器和连接在所述管道混合器上的营养液供给装置，在所述管道混合器与所述透光增殖容器单元之间的进料管道上设有进料控制阀。

所述透光增殖容器单元的顶部设有清洗维护装置，所述透光增殖容器单元的侧壁上设有取样口，所述取样口与菌群浓度检测器相连，所述透光增殖容器单元的底部侧壁上设有出料口，所述出料口通过出料管道连接至污水处理系统的生化池，在所述出料管道上设有出料控制阀，所述透光增殖容器单元的底部设有排污口，所述排污口通过排污管道连通至排污总管，所述排污管道上设有排污阀。

所述增氧恒温曝气装置包括设置在所述透光增殖容器单元底部的曝气器、与所述曝气器相连的气源和用于控制曝气器开闭的曝气阀；所述菌源供入装置、营养液供给混合装置、透光增殖容器单元、增氧恒温曝气装置、清洗维护装置和菌群浓度检测器以及各控制阀均与控制器相连。

所述透光增殖容器单元包括若干根串联的透光管容器，所述透光管容器为敞口的长管状容器，每根所述透光管容器的底部均设有曝气器，每个所述曝气器均与所述气源相连，每根所述透光管容器的底部侧壁上均开有排污口，每个所述排污口分别通过排污管道连接至排污总管，每条所述排污管道上分别设有排污阀，相邻两根所述透光管容器的底部通过管道相连通，第一根所述透光管容器的顶部与所述进料管道相连，最后一根所述透光管容器的底部与所述出料管道相连。

所述透光增殖容器单元设置为并联的若干组，每组所述透光增殖容器单元的进料管道均连接至所述管道混合器的出料端，每条所述进料管道上分别设有进料控制阀；每组所述透光增殖容器单元的出料管道均连接至所述污水处理系统的生化池，每条所述出料管道上分别设有出料控制阀。透光增殖容器单元设置的组数，可根据污水处理系统的进水量、污水中的有机物含量等因素来确定，以满足污水处理系统对活性菌群的实际需求。

本发明设备连接在原有的污水处理系统的回流污泥管道上，无需对原有构筑物进行改建，可直接配合原污水处理工艺同时使用，实现活性菌群在线连续快速扩增培养；该设备对污水处理系统中的活性菌群的针对性培养可使其快速成为优势菌群且短时间内保持对数生长速度，确保该菌群对有机污染物的高效降解能力，使污水处理系统中始终保持足够数量的活性菌群，提高了污水处理系统的处理能力和生物活性菌群均衡性的抗破坏能力，实现了良好的环境效益，减小了污水处理不达标的风险。

本发明的目的之二是这样实现的：一种在线增殖扩培污水处理系统中活性菌群的方法，其包括以下步骤：

a、设置上述的在线增殖扩培污水处理系统中活性菌群的设备；

b、将菌源供入装置的进料端连接到污水处理系统的回流污泥管道上，将排料管道连接到污水处理系统的生化池中；

c、开启菌源供入装置，将回流污泥管道中的菌源引入管道混合器中，同时开启营养液供给装置，向管道混合器中供入营养液，使菌源与营养液混合形成混合液；

d、开启进料控制阀，使混合液进入透光增殖容器单元，并将容器充满后，关闭进料控制阀、菌源供入装置和营养液供给装置；

e、开启增氧恒温曝气装置为透光增殖容器单元提供恒温曝气支持，并控制透光增殖容器单元内温度为20~30℃，曝气水气比为1∶1~3，使菌源增殖得到菌群倍增液；

f、当菌群浓度检测器所测菌群浓度达到透光增殖容器单元进口浓度的15~20倍时，开启出料控制阀，将菌群倍增液输送至生化池；

g、关闭增氧恒温曝气装置，然后开启清洗维护装置，将清洗维护装置的清洗刷定位至透光增殖容器单元并进行往复刷洗，刷洗完毕后关闭清洗维护装置，打开排污阀，将清洗废水排入排污总管，排污完毕后关闭排污阀；

h、再次开启菌源供入装置和营养液供给装置，重复步骤c~步骤g，进行下一批次菌源的扩培。

在本发明方法中，所述营养液的添加量占一组透光增殖容器单元总容积的1/10。

在本发明方法中，所述透光增殖容器单元内温度优选为25℃。

在本发明方法中，所述曝气水气比优选为1∶1。

本发明方法从原有污水处理系统中引接菌株，为菌株提供可快速增殖的容器、营养、温度、光照及供氧等条件，使菌群在此环境下加速倍增，该过程与原污水处理工艺同时进行，实现了活性菌群在线连续快速扩培，且扩培得到的微生物菌群无需驯化，可直接适应原污水处理系统中污水的理化指标，迅速参与到废水中有机污染物的分解过程中去，大大提高了污水处理系统的处理效率，达到系统高效稳定运行的目的。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中：1、菌源供入装置，2、管道混合器，3、透光增殖容器单元，4、气源，5、进料控制阀，6、出料控制阀，7、排污阀，8、排污总管，9、出料管道，10、菌群浓度检测器，11、生化池，12、清洗维护装置，13、营养液供给装置，14、曝气阀。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，本发明的设备主要由菌源供入装置1、营养液供给混合装置、透光增殖容器单元3、增氧恒温曝气装置、清洗维护装置12、菌群浓度检测器10和控制器等部分组成。

菌源供入装置1连接在污水处理系统的回流污泥管道上，用于将污水处理系统回流污泥管道中的菌源引入营养液供给混合装置中；营养液供给混合装置包括管道混合器2和营养液供给装置13，管道混合器2设置在菌源供入装置1和透光增殖容器单元3之间的管道上用于将菌源与营养液混合均匀，在管道混合器2与透光增殖容器单元3之间的进料管道上设有进料控制阀5；增氧恒温曝气装置用于恒温曝气，为菌源增殖提供所需的氧气和适宜的温度，从而形成促进菌群生长的良好环境，加快菌群的增殖速率，其包括设置在透光增殖容器单元3底部的曝气器、与曝气器相连的气源4和用于控制曝气器开闭的曝气阀14。

透光增殖容器单元3包括多根串联的透光管容器，透光管容器为细长的敞口直管，长径比为20:1，以提高容器的透光度，使得位于容器中心轴位置的菌源也能得到充足的光照；透光管容器优选为四根串联，避免由于串联组数太多而易形成压力零点造成混合液溢流的问题，即避免了位置靠后的透光管容器还没有灌满，而靠前的透光管容器却出现溢流的现象发生。第一根透光管容器的顶部与进料管道相连，最后一根透光管容器的底部与出料管道相连，相邻两根透光管容器的底部通过管道相连通。每根透光管容器的底部均设有曝气器，每个曝气器都配有控制其开闭的曝气阀14，且每个曝气器均与气源4相连；在其中一根透光管容器的侧壁上设有取样口，取样口与菌群浓度检测器10相连，通过检测容器内的菌群浓度判断是否出料。在每根透光管容器的底部侧壁上均设有出料口，每个出料口均通过出料管道9连接至生化池11，在出料管道9上设有出料控制阀6，当容器内的菌群浓度达到目标浓度后，出料控制阀6打开，倍增浓度的生物活性菌液输送至生化池11中参与有机污染物的降解。在每根透光管容器的底部还分别开有排污口，用于排放容器内部的“死泥”或清洗容器的废液，每个排污口均通过排污管道连接至排污总管8，在每条排污管道上分别设有排污阀7，用以控制各个透光管容器内废弃物的排放。在透光增殖容器单元3的顶部设有清洗维护装置12，用于对每根透光管容器进行往复刷洗。

菌源供入装置1、营养液供给混合装置、透光增殖容器单元3、增氧恒温曝气装置、清洗维护装置12、菌群浓度检测器10以及进料控制阀5、出料控制阀6、排污阀7等的开启或关闭均通过控制器（未示出）进行控制，以实现智能化操作，降低工人的劳动强度。

根据污水处理系统的进水量、污水中的有机物含量等的不同，可以将透光增殖容器单元3设置为并联的多组，以满足实际的使用需求。每组透光增殖容器单元3的进料管道均与管道混合器2相连，每条进料管道上分别设有进料控制阀5，用以控制该组透光增殖容器单元3的进料；每组透光增殖容器单元3的出料管道9均与污水处理系统的生化池11相连，每条出料管道9上分别设有出料控制阀6，用以控制该组透光增殖容器单元3的出料；每组透光增殖容器单元3的排污管道均连接至排污总管8，每条排污管道上分别设有排污阀7；每组透光增殖容器单元3的排污管道均连接至排污总管8，每组透光增殖容器单元3的底部均设有曝气器，每个曝气器均配有用于控制其开闭的曝气阀14，每个曝气器均与气源4相连。

实施例2

将实施例1中的设备安装在污水处理系统上，进行生活污水处理系统中活性菌群的在线增值扩培，其中，透光增殖容器单元3设置为1组，所用营养液由葡萄糖、碳酸氢钠、氯化铵、磷酸二氢钾及少量微量元素组成，具体步骤如下：

a、设置上述的在线增殖扩培污水处理系统中活性菌群的设备；

b、将菌源供入装置1的进料端连接到污水处理系统的回流污泥管道上，将排料管道连接到污水处理系统的生化池11中；

c、开启菌源供入装置1，将回流污泥管道中的菌源引入管道混合器2中，同时开启营养液供给装置13，向管道混合器2中供入营养液，使菌源与营养液混合形成混合液，营养液的加入量为一组透光增殖容器单元3的总容积的1/10；

d、开启进料控制阀5，使混合液进入透光增殖容器单元3，并将容器充满后，关闭进料控制阀5、菌源供入装置1和营养液供给装置13；

e、开启增氧恒温曝气装置为透光增殖容器单元3提供恒温曝气支持，并控制透光增殖容器单元3内温度为20~30℃，曝气水气比为1∶1~3，使菌源增殖得到菌群倍增液；

f、当菌群浓度检测器10所测菌群浓度达到透光增殖容器单元3进口浓度的15~20倍时，开启出料控制阀6，将菌群倍增液输送至生化池11；

g、关闭增氧恒温曝气装置，然后开启清洗维护装置12，将清洗维护装置12的清洗刷定位至透光增殖容器单元3并进行往复刷洗，刷洗完毕后关闭清洗维护装置12，打开排污阀7，将清洗废水排入排污总管8，排污完毕后关闭排污阀7；

h、再次开启菌源供入装置1和营养液供给装置13，重复步骤c~步骤g，进行下一批次菌源的扩培。

以50m3/d污水处理站为例，原污水处理系统运行一个月期间，不达标天数在5-10天，安装本发明设备之后，系统运行时间内全部达标，稳定性明显提高，且运行一个月污水处理系统出水COD_Cr去除率提高10%，出水水质稳定，可达到城镇污水处理厂污染物排放一级A标。

实施例3

将实施例1中的设备安装在污水处理系统上，进行生活污水处理系统中活性菌群的在线增值扩培，其中，透光增殖容器单元3设置为并联的4组，所用营养液由葡萄糖、碳酸氢钠、氯化铵、磷酸二氢钾及少量微量元素组成，具体步骤如下：

a、设置上述的在线增殖扩培污水处理系统中活性菌群的设备；

b、将菌源供入装置1的进料端连接到污水处理系统的回流污泥管道上，将排料管道连接到污水处理系统的生化池11中；

c、开启菌源供入装置1，将回流污泥管道中的菌源引入管道混合器2中，同时开启营养液供给装置13，向管道混合器2中供入营养液，使菌源与营养液混合形成混合液；

d、开启第一组透光增殖容器单元3的进料控制阀5，使混合液进入第一组透光增殖容器单元3内，并将容器充满后，关闭第一组的进料控制阀5，同时开启第二组透光增殖容器单元3的进料控制阀5，使混合液进入并将其充满，然后关闭第二组的进料控制阀5，同时开启第三组的进料控制阀5，以此类推，当四组透光增殖容器单元3均充满混合液后，关闭菌源供入装置1和营养液供给装置13；

e、打开气源4，待一组透光增殖容器单元3注满混合液时，即打开该组的曝气阀14，并控制透光增殖容器单元3内温度为25℃，曝气水气比为1∶1，使菌源快速增殖得到菌群倍增液；

f、当透光增殖容器单元3内的菌群浓度达到该组进口浓度的15倍时，开启出料控制阀6，依次将各组透光增殖容器单元3中的菌群倍增液输送至生化池11；

g、当第一组透光增殖容器单元3出料完毕后，关闭第一组的出料控制阀6和曝气阀14，然后开启清洗维护装置12，将清洗维护装置12的清洗刷定位至第一组透光增殖容器单元3并进行往复刷洗，刷洗完毕后将清洗刷定位至第二组待清洗的透光增殖容器单元3并对其进行刷洗，同时打开第一组的排污阀7，将清洗废水排入排污总管8，排污完毕后关闭排污阀7，以此类推，依次完成四组透光增殖容器单元3的清洗工作；

h、当第一组透光增殖容器单元3完成清洗后，再次开启菌源供入装置1和营养液供给装置13，重复步骤c~步骤g，进行下一批次菌源的扩培。

以50m3/d污水处理站为例，原污水处理系统运行一个月期间，不达标天数在5-10天，安装本发明设备之后，系统运行时间内全部达标，稳定性明显提高，且运行一个月污水处理系统出水COD_Cr去除率提高10%，出水水质稳定，可达到城镇污水处理厂污染物排放一级A标。

Claims (7)

1.一种在线增殖扩培污水处理系统中活性菌群的设备，其特征是，包括通过管道依次相连通的菌源供入装置、营养液供给混合装置、透光增殖容器单元和增氧恒温曝气装置；

所述菌源供入装置的进料端与污水处理系统的回流污泥管道相连，所述营养液供给混合装置包括连接在所述菌源供入装置和透光增殖容器单元之间的管道混合器和连接在所述管道混合器上的营养液供给装置，在所述管道混合器与所述透光增殖容器单元之间的进料管道上设有进料控制阀；

所述透光增殖容器单元的顶部设有清洗维护装置，所述透光增殖容器单元的侧壁上设有取样口，所述取样口与菌群浓度检测器相连，所述透光增殖容器单元的底部侧壁上设有出料口，所述出料口通过出料管道连接至污水处理系统的生化池，在所述出料管道上设有出料控制阀，所述透光增殖容器单元的底部设有排污口，所述排污口通过排污管道连通至排污总管，所述排污管道上设有排污阀；

所述增氧恒温曝气装置包括设置在所述透光增殖容器单元底部的曝气器、与所述曝气器相连的气源和用于控制曝气器开闭的曝气阀；所述菌源供入装置、营养液供给混合装置、透光增殖容器单元、增氧恒温曝气装置、清洗维护装置和菌群浓度检测器以及各控制阀均与控制器相连。

2.根据权利要求1所述的在线增殖扩培污水处理系统中活性菌群的设备，其特征是，所述透光增殖容器单元包括若干根串联的透光管容器，所述透光管容器为敞口的长管状容器，每根所述透光管容器的底部均设有曝气器，每个所述曝气器均与所述气源相连，每根所述透光管容器的底部侧壁上均开有排污口，每个所述排污口分别通过排污管道连接至排污总管，每条所述排污管道上分别设有排污阀，相邻两根所述透光管容器的底部通过管道相连通，第一根所述透光管容器的顶部与所述进料管道相连，最后一根所述透光管容器的底部与所述出料管道相连。

3.根据权利要求1或2所述的在线增殖扩培污水处理系统中活性菌群的设备，其特征是，所述透光增殖容器单元设置为并联的若干组，每组所述透光增殖容器单元的进料管道均连接至所述管道混合器的出料端，每条所述进料管道上分别设有进料控制阀；每组所述透光增殖容器单元的出料管道均连接至所述污水处理系统的生化池，每条所述出料管道上分别设有出料控制阀。

4.一种在线增殖扩培污水处理系统中活性菌群的方法，包括以下步骤：

a、设置权利要求1所述的在线增殖扩培污水处理系统中活性菌群的设备；

b、将菌源供入装置的进料端连接到污水处理系统的回流污泥管道上，将排料管道连接到污水处理系统的生化池中；

c、开启菌源供入装置，将回流污泥管道中的菌源引入管道混合器中，同时开启营养液供给装置，向管道混合器中供入营养液，使菌源与营养液混合形成混合液；

d、开启进料控制阀，使混合液进入透光增殖容器单元，并将容器充满后，关闭进料控制阀、菌源供入装置和营养液供给装置；

e、开启增氧恒温曝气装置为透光增殖容器单元提供恒温曝气支持，并控制透光增殖容器单元内温度为20~30℃，曝气水气比为1∶1~3，使菌源增殖得到菌群倍增液；

f、当菌群浓度检测器所测菌群浓度达到透光增殖容器单元进口浓度的15~20倍时，开启出料控制阀，将菌群倍增液输送至生化池；

g、关闭增氧恒温曝气装置，然后开启清洗维护装置，将清洗维护装置的清洗刷定位至透光增殖容器单元并进行往复刷洗，刷洗完毕后关闭清洗维护装置，打开排污阀，将清洗废水排入排污总管，排污完毕后关闭排污阀；

h、再次开启菌源供入装置和营养液供给装置，重复步骤c~步骤g，进行下一批次菌源的扩培。

5.根据权利要求4所述的在线增殖扩培污水处理系统中活性菌群的方法，其特征是，所述营养液的添加量占一组透光增殖容器单元总容积的1/10。

6.根据权利要求4所述的在线增殖扩培污水处理系统中活性菌群的方法，其特征是，所述透光增殖容器单元内温度优选为25℃。

7.根据权利要求4所述的在线增殖扩培污水处理系统中活性菌群的方法，其特征是，所述曝气水气比优选为1∶1。