CN105936542B - 一种ab法好氧颗粒污泥反应器及其处理工艺 - Google Patents

一种ab法好氧颗粒污泥反应器及其处理工艺 Download PDF

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Abstract

一种AB法好氧颗粒污泥反应器及其处理工艺，好氧颗粒污泥反应器包括通过管路连接形成连续流循环运行的缺氧选择器即A池(1)、曝气池即B池(2)、锥形底挡板沉淀池(3)、回流泵(4)，在缺氧选择器前端设置有将污水泵入缺氧选择器的污水泵(5)；在缺氧选择器中设置有搅拌器(6)；曝气池为双层柱状结构，将反应器内分隔为上升管和下降管，在上升管中设置有空气扩散装置(7)，通过气泵(9)提供的压缩空气带动A池处理过的混合液在上升管和下降管之间循环运动；在挡板沉淀池中间设置有污泥筛分挡流板(8)。本发明可在连续进出水条件下实现好氧颗粒化，并维持AGS的稳定性，可在一套反应器内达到有机物去除及同步脱氮除磷，处理量大、设备利用率高、运行灵活。

Description

一种AB法好氧颗粒污泥反应器及其处理工艺
技术领域
本发明涉及污水生物处理技术领域。
背景技术
好氧颗粒污泥(aerobic granular sludge,AGS)是微生物在特定的环境下自发凝聚、增殖而形成的颗粒状生物聚合体，AGS技术已成为废水处理领域的研究热点。目前，AGS技术的绝大部分研究成果都来自于间歇式运行反应器，如SBR、SBAR等，间歇式生物反应器适合于小水量废水的处理，管理复杂、设备利用率低，也不易与其它连续运行构筑物串联，因而极大地限制了该类技术的应用与推广。目前公开的文献主要有专利号为CN200710058018.7的一体式好氧颗粒污泥膜生物反应器处理污水的方法，专利号为CN200810062349.2的倒向折流式好氧颗粒污泥反应器，专利号为CN201010146239.1的连续流好氧颗粒污泥膜生物反应器，专利号为CN201110107097.2的连续流气提式好氧颗粒污泥流化床，专利号为CN201120063882.8的复合多功能水处理反应器，专利号为CN201120282506.8的连续流颗粒污泥反应器，专利号为CN201210319702.7的外置式连续流好氧颗粒污泥膜生物反应器，专利号为CN201320536171.7的好氧颗粒污泥内循环反应器，专利号为CN201410274333.3的好氧颗粒污泥反应池-生物膜污水处理系统，专利号为CN201520014585.2的好氧颗粒污泥污水处理专用设备，专利号为CN201520231341.X的水解-好氧颗粒污泥一体化污水处理系统，但未见同时吸收AB法及生物选择器的技术方案。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术运行管理复杂、设备利用率低、稳定性不足等问题，致力于实现AGS技术与连续流反应器的有机结合，更大限度地发挥AGS技术的优势，提供一种在连续进出水模式下，能实现好氧颗粒污泥培养及长期稳定、高效运行的AB法好氧颗粒污泥反应器极其处理工艺。
本发明的目的通过如下技术方案实现：
一种AB法好氧颗粒污泥反应器，包括顺序设置的通过管路连接形成连续流循环运行的缺氧选择器即A池、曝气池即B池、锥形底挡板沉淀池、回流泵，在缺氧选择器前端设置有将污水泵入缺氧选择器的污水泵；在缺氧选择器中设置有搅拌器；所述曝气池为双层柱状结构，将反应器内分隔为内层的上升管和外层的下降管，在上升管中设置有空气扩散装置，通过压缩空气带动A池处理过的混合液在上升管和下降管之间循环运动；在挡板沉淀池中间设置有竖直且高度可调节的污泥筛分挡流板。
本发明所述AB法好氧颗粒污泥反应器的处理工艺，污水首先进入缺氧选择器即A池，在搅拌器作用下充分混合，然后进入曝气池即B池，在空气扩散装置曝气作用下氧化再生，再进入挡板沉淀池中实现泥水分离及污泥筛选，至上清液达标排放，被挡流板阻挡截留的污泥落入锥形底，由回流泵泵送回流。
本发明的处理工艺，污水在A池内的水力停留时间控制在10～60min之间，DO控制在0.5～1mg/L之间；A池处理过的混合液在用1.2cm/s以上的表观上升气速在上升管和下降管之间循环运动；将截留的污泥回流至A池的回流比在50％～200％之间。
本发明通过生物选择器、水力剪切力及挡板沉淀池的结合，创造AGS形成及稳定性维持所需的选择压而设计，将AGS技术与连续流反应器相结合，可在连续进出水条件下实现好氧颗粒化，并维持AGS的稳定性，可在一套反应器内达到有机物去除及同步脱氮除磷，实现污水的无害化处理及节能降耗。本发明实现了污水处理的连续流反应，具有处理量大、设备利用率高及运行灵活等优点。
附图说明
图1是本发明AB法好氧颗粒污泥反应器的示意图。
具体实施方式
如图1所示的AB法好氧颗粒污泥反应器，包括顺序设置的通过管路连接形成连续流循环运行的缺氧选择器即A池1、曝气池即B池2、锥形底挡板沉淀池3、回流泵4，在缺氧选择器1前端设置有将污水泵入缺氧选择器1的污水泵5。在缺氧选择器1中设置有搅拌器6。所述曝气池为双层柱状结构，将反应器内分隔为位于内层的上升管和位于外层的下降管，可以为好氧颗粒污泥的形成提供连续均匀的水力剪切力，在上升管中设置有空气扩散装置7，该扩散装置7通过气泵9施加压缩空气带动A池处理过的混合液在上升管和下降管之间循环运动；在挡板沉淀池中间设置有竖直且高度可调节的污泥筛分挡流板7，通过挡板沉淀池对不同沉降性能的污泥的连续筛选作用，为好氧颗粒污泥的形成及稳定性维持创造较高的水力选择压。得益于好氧颗粒污泥的独特颗粒状及分层结构，本发明反应器能承受较高的容积负荷及水力负荷，并可取得较好的污染物处理效果。
本发明所述AB法好氧颗粒污泥反应器的处理工艺如下：污水首先进入缺氧选择器即A池1，在搅拌器6作用下与回流污泥充分混合，污水在A池内的水力停留时间(HRT)控制在10～60min之间，DO控制在0.5～1mg/L之间。A池处理过的混合液进入曝气池即B池2，用1.2cm/s以上的表观上升气速(SGV)上升管和下降管之间循环运动，在空气扩散装置7曝气作用下氧化再生，再进入挡板沉淀池3中实现泥水分离及污泥筛选，至上清液达标排放，被挡流板8阻挡截留的污泥落入锥形底，由回流泵泵送回流至A池继续循环处理，将截留的污泥回流至A池的回流比控制在50％～200％之间。
本发明反应器的运行参数如表1所示。
表1反应器运行参数范围
在实验室前期研究的基础上，通过控制运行参数检验在AB法污泥反应器中进行AGS培养及稳定运行的可行性。为使数据更具说服力，每个案例分别进行两组平行试验。
(1)案例一
两次试验均在A池中接种质量分数为25％的成熟AGS及75％活性污泥絮体，污泥特性如表2所示。反应器进水COD为800～1000mg/L，NH4 +-N为50～65mg/L、TP为8～10mg/L，具体运行参数如表3所示。在进水流量增大，污泥增长速度过快时，通过逐步减小挡板插入深度来增大选择压，淘汰反应器中沉降性能较差的污泥，加速颗粒化进程，经过36天的培养，两次试验中分别成功培养出平均粒径为0.9mm和1.1mm的AGS。污泥在反应器中经过成熟AGS解体期、污泥快速增长期及稳定期三个阶段，73d时反应器内颗粒污泥的平均粒径分别为1.4mm(试验一)、1.46mm(试验二)。
连续流反应器培养的AGS形态变化情况如下：1d为接种污泥形态，36d为培养成熟的AGS形态，55d和73d为稳定运行阶段后污泥形态。可以看出，培养成熟的AGS颗粒形状较规则，边界光滑清晰，且试验一、试验二中AGS的SVI分别达到20.3～42.6mL/g和14.2～36.7mL/g，具有较好的沉降和降解污染物性能，对COD、NH4 +-N、TP的平均去除效率分别为90％、60％和90％以上。
表2接种污泥主要特性参数
接种污泥种类 SVI(mL/g) 平均粒径(mm) MLVSS/MLSS 颜色
活性污泥 37.4 — 0.7 黄色
AGS 10.7 2.1 0.5 黄色
表3反应器主要运行参数
(2)案例二
两次试验均在A池中接种25％成熟AGS及75％活性污泥絮体，污泥特性如表4所示。反应器进水COD 1000mg/L，NH4 +-N 50mg/L、TP 10mg/L，具体运行参数如表5所示。在进水流量增大，污泥增长速度过快时，通过逐步减小挡板插入深度来增大选择压，淘汰反应器中沉降性能较差的污泥，加速颗粒化进程，经过35天的培养，试验三、试验四中分别成功培养出平均粒径为1.1mm(试验三)和1.2mm(试验四)的AGS，在随后的20d内，反应器运行稳定，未出现丝状菌膨胀及解体现象。
连续流反应器培养的AGS形态变化情况如下：1d为接种污泥形态，35d为培养成熟的AGS形态，55d为稳定运行20d后污泥形态，可以看出，培养成熟的AGS颗粒形状较规则，边界光滑清晰，且AGS的SVI分别达到28mL/g(试验三)和30mL/g(试验四)，具有较好的沉降和降解污染物性能，对COD、NH4 +-N、TP的平均去除效率分别为90％、60％和90％以上。
表4接种污泥主要特性参数
表5反应器主要运行参数
(3)案例三
两次试验均在A池中接种15％成熟AGS及85％活性污泥絮体物理性状如表6，采用进水COD＝500～1000mg/L先由低到高，再由高到低交替变化的调控方式如表7，维持COD：N：P＝100:5:1，表观上升气速2cm/s，pH＝6～9。通过逐步减小挡板插入深度(10～5cm)来增大选择压，经过18天的培养驯化，试验五及试验六中成功培养出平均粒径为0.36mm及0.98mm的AGS。
在连续流中培养的AGS形态变化如下：第1d为刚接种时的混合污泥形态，14d刚开始出现细小颗粒的污泥形态，18d为基本完全颗粒化的污泥形态，27d为稳定运行一段时间的污泥形态。由此可知，连续流反应器中18d即可形成外形规则、边界清晰的AGS，此时，污泥沉降性能良好，SVI低于35mL/g。反应器对污染物降解性能良好，对COD、NH4 +-N、TP的平均去除效率分别在98％以上、80％以上、85％以上。
表6接种污泥主要特性参数
表7反应器运行参数
本发明由于占地面积小、投资省、处理效率高，对生活污水、市政污水、一般工业废水，甚至有毒有害废水都有较好的去除效果，几乎适用于所有适合生物法处理的场所。

Claims (1)

1.一种AB法好氧颗粒污泥反应器的处理工艺，其特征在于，所述AB法好氧颗粒污泥反应器包括顺序设置的通过管路连接形成连续流循环运行的缺氧选择器即A池（1）、曝气池即B池（2）、锥形底挡板沉淀池（3）、回流泵（4），在缺氧选择器（1）前端设置有将污水泵入缺氧选择器（1）的污水泵（5）；在缺氧选择器（1）中设置有搅拌器（6）；所述曝气池为双层柱状结构，将反应器内分隔为内层的上升管和外层的下降管，在上升管中设置有空气扩散装置（7），通过气泵（9）提供的压缩空气带动A池处理过的混合液在上升管和下降管之间循环运动；在挡板沉淀池中间设置有竖直且高度可调节的污泥筛分挡流板（8）；污水首先进入缺氧选择器即A池（1），在搅拌器（6）作用下充分混合，然后进入曝气池即B池（2），在空气扩散装置（7）曝气作用下氧化再生，再进入挡板沉淀池（3）中实现泥水分离及污泥筛选，至上清液达标排放，被挡流板（8）阻挡截留的污泥落入锥形底，由回流泵泵送回流至A池继续循环处理；污水在A池内的水力停留时间控制在10~60 min之间，DO控制在0.5~1 mg/L之间；A池处理过的混合液在用1.2 cm/s以上的表观上升气速在上升管和下降管之间循环运动；将截留的污泥回流至A池的回流比在50%~200%之间。
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