CN110422927A - 兼氧生物膜水解反应池及废水处理系统及污废水处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种兼氧生物膜水解反应池及废水处理系统及污废水处理方法，该反应池设有醋酸进口、废水进口、污泥进口、出水口、污泥出口，反应池为多廊道结构，反应池为由廊道隔墙分割成相互连通的多个廊道，每个廊道均设置有多个进气主管、多个进气支管、多个旋切混流曝气器、填料、填料支架；每个进气支管均与进气主管连通，每个进气主管连通相应的旋切混流曝气器的进气口，每个旋切混流曝气器安装在反应池的底部；填料支架安装在每个廊道内，填料设于填料支架上。该反应池在底部设置旋切混流曝气器，直接利用曝气过程形成的气液湍流充分搅拌水体，避免污泥在反应池底部堆积的问题。
Description
技术领域
本发明属于废水处理领域，尤其涉及一种兼氧生物膜水解反应池及废水处理系统及污废水处理方法。
背景技术
水解酸化技术可提高废水的可生化性，有利于后续的好氧生物处理，故常用于污水预处理阶段。该技术将污水的厌氧消化过程控制在水解酸化阶段而不进入产氢产乙酸阶段，利用水解酸化菌将污水中毒性大、难降解的大分子物质如芳香烃、杂环类物质开环裂解，转化为易降解的小分子物质，如挥发性脂肪酸(VFAs)、醇类等。在厌氧消化过程中同时存在两类菌种：兼氧水解酸化菌和厌氧水解酸化菌，经研究证明，兼氧水解酸化菌在COD去除率上要优于厌氧水解酸化菌，此外兼氧水解酸化菌对生长环境，如ORP、pH、温度、氧含量等，均无严格要求、环境适应能力更强。相较于传统的厌氧水解酸化，微氧环境更有利于兼氧水解酸化菌的生理代谢，强化了水解酸化的效果。
但是，现有的兼氧生物膜反应池污泥容易在反应池底部堆积。
发明内容
本发明的目的是提供一种兼氧生物膜水解反应池及废水处理系统及污废水处理系统，该反应池在底部设置旋切混流曝气器，直接利用曝气过程形成的气液湍流充分搅拌水体，避免污泥在反应池底部堆积的问题。
为解决上述问题，本发明的技术方案为：
一种兼氧生物膜水解反应池，所述反应池设有醋酸进口、废水进口、污泥进口、出水口、污泥出口，所述反应池为多廊道结构，所述反应池为由廊道隔墙分割成相互连通的多个廊道，每个所述廊道均设置有多个进气主管、多个进气支管、多个旋切混流曝气器、填料、填料支架；
每个所述进气支管均与所述进气主管连通，每个所述进气主管连通相应的所述旋切混流曝气器的进气口，每个所述旋切混流曝气器安装在所述反应池的底部；
所述填料支架安装在每个所述廊道之间，所述填料设于所述填料支架上。
优选一实施例中，所述反应池底部每4～9平方米安装一个所述旋切混流曝气器。
优选一实施例中，所述反应池的溶氧量保持在0.4～0.6mg/l。
优选一实施例中，所述污泥进口和所述污泥出口由管道连通，所述管道上设置污泥回流泵。
本发明还提供了一种废水处理系统，包括上述实施例所述的兼氧生物膜水解反应池。
本发明还提供了一种污废水处理方法，使用上述实施例所述的兼氧生物膜水解反应池，污水以上下翻流的形式依次进入所述反应池的各个廊道，首先向每个所述廊道内部进行间歇性曝气，使污废水发生水解酸化反应，然后再使每个廊道内部保持缺氧的状态，进行反硝化反应。
优选地，向每个所述廊道每1～2h曝气30～60s，使所述反应池的溶氧量保持0.4～0.6mg/l。
优选地，间歇性地向所述反应池内添加醋酸营养液。
本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
本发明在反应池底部安装多个旋切混流曝气器，由于旋切混流曝气器本身不仅具有曝气功能，而且还具有搅拌的功能，因此在底部安装有旋切混流曝气器，可以直接利用曝气过程形成的气液湍流充分搅拌水体，防止污泥在反应池底部的堆积。而且使用了旋切混流曝气器，可以采用间歇性的向旋切混流曝气器的进气口曝气，控制反应池内水体溶氧量，有利于兼氧水解酸化菌生长的微氧条件，保证了水解酸化过程的稳定和高效。由于不使用额外的机械搅拌设施再加上间歇性曝气所需空气量少，可从现有气管系统中进行调配，无需额外装备风机，所以本发明投资运行成本低且节约能源。
本发明因为在反应池底部安装旋切混流曝气器，由于可以控制向旋切混流曝气器内部曝气，因此选择向旋切混流曝气器内充入极少量的空气或不充入时，则反应池内为缺氧的状态，那么反应池就具有反硝化的功能。因此本发明同时拥有水解酸化和反硝化两种功能，是一种结合了水解酸化池和反硝化池的反应设备，对高浓度、高毒性有机废水和高硝态氮/总氮含量的进水均适用，起到了提高出水BOD5/COD，降低COD以及硝态氮/总氮的作用。因此本发明可减轻后续好氧生物处理和硝化处理设施的进水负荷，为整个水处理系统节省了成本和能耗。
附图说明
图1为实施例1提供的兼氧生物膜水解反应池的平面结构示意图；
图2为实施例1提供的兼氧生物膜水解反应池的剖面结构示意图。
附图标记说明：2-进气主管；3-进气支管；4-旋切混流曝气器；5-填料；6-填料支架；7-廊道隔墙；8-污泥回流泵。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种兼氧生物膜水解反应池及废水处理系统作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。
实施例1
参看图1、图2，在一个实施例中，一种兼氧生物膜水解反应池，反应池设有醋酸进口、废水进口、污泥进口、出水口、污泥出口，反应池为多廊道结构，反应池为由廊道隔墙7分割成相互连通的多个廊道，廊道结构增加了水力停留时间，提高水解酸化系统的处理效率，本实施例由四块廊道隔墙7分割成五个相互连通的廊道，设置廊道隔墙7，污水以上下翻滚的形式依次进入反应池的各个廊道，每个廊道内均设置有多个进气主管2、多个进气支管3、多个旋切混流曝气器4、填料5、填料支架6；填料5也被称生物膜填料；
每个旋切混流曝气器4的进气口与一个进气支管3连通，每个进气支管3均与进气主管2连通，每个旋切混流曝气器4安装在反应池的底部；
填料支架6安装在每个廊道内，填料5设于填料支架6上，通过使用填料形成生物膜，加强微生物与废水相互作用，提高水解酸化作用的处理效率。
本实施例在反应池底部安装多个旋切混流曝气器4，由于旋切混流曝气器4本身不仅具有曝气功能，而且还具有搅拌的功能，因此在底部安装有旋切混流曝气器4，可以直接利用曝气过程形成的气液湍流充分搅拌水体，防止污泥在反应池底部的堆积。而且使用了旋切混流曝气器4，可以采用间歇性的向旋切混流曝气器4的进气口曝气，控制反应池内水体溶氧量，有利于兼氧水解酸化菌生长的微氧条件，保证了水解酸化过程的稳定和高效。由于不使用额外的机械搅拌设施再加上间歇性曝气所需空气量少，可从现有气管系统中进行调配，无需额外装备风机，所以本实施例投资运行成本低且节约能源。
本实施例因为在反应池底部安装旋切混流曝气器4，由于可以控制向旋切混流曝气器4内部曝气，因此选择向旋切混流曝气器4内充入极少量的空气或不充入时，则反应池内为缺氧的状态，那么反应池就具有反硝化的功能。因此本发明同时拥有水解酸化和反硝化两种功能，是一种结合了水解酸化池和反硝化池的反应设备，对高浓度、高毒性有机废水和高硝态氮/总氮含量的进水均适用，起到了提高出水BOD5/COD，降低COD以及硝态氮/总氮的作用。因此本实施例可减轻后续好氧生物处理和硝化处理设施的进水负荷，为整个水处理系统节省了成本和能耗。
本实施例在系统运行期间间歇性地向反应池投加少量醋酸营养液。营养液的作用如下：醋酸是兼氧水解酸化菌更易利用的小分子碳源，可作为菌种养料供给的补充，为菌种创造良好的生长条件，有利于菌种的驯化，对菌种降解污染物起到诱发的作用从而保证了水解酸化的效率；单单依靠菌种水解酸化形成的有机酸往往无法提供稳定的碳源，而后者是影响反硝化过程的关键因素，因此定期投加醋酸作为反硝化菌转化硝态氮的电子供体，可加强反应池的反硝化效果。
优选一实施例中，反应池底部每4～9平方米安装一个旋切混流曝气器4。
优选一实施例中，向每个廊道内的旋切混流曝气器4每1～2h曝气30s-1min，以控制反应池的溶氧量保持在0.4～0.6mg/l。
优选一实施例中，污泥进口和污泥出口由管道连通，管道上设置污泥回流泵8，污泥循环使用，降低成本。
本实施例的反应池的工作原理如下：
参考图1、图2，根据隔墙结构，污水以上下翻流的形式依次进入兼氧生物膜水解反应池的各个廊道。每个廊道内部进行间歇性曝气：每1～2h曝气30s～1min，以控制反应池的溶氧量保持在0.4～0.6mg/l左右，更优选为0.5mg/l左右，为反应池内部的生物膜创造兼氧环境。曝气器同时起到供氧和搅拌的作用。根据反应池的运行情况，间歇性地向反应池内投加少量的醋酸营养液。在兼氧条件下，兼氧水解酸化菌成为优势菌种，附着在各个廊道中填料5上进行水解酸化反应。兼氧水解酸化菌利用醋酸和污水中的有机污染物进行生物代谢，将污水中难降解、大分子的有机物分解为小分子的有机酸等，从而提高了污水的可生化性并降低了COD值。然后向每个廊道内不曝气或充入极少的空气，使反应池内保持缺氧条件，水解酸化形成的有机酸和外部投加的醋酸进一步成为反硝化菌的优质碳源以进行反硝化过程，从而降低了出水硝态氮/总氮的含量。池中形成的污泥经沉降后通过污泥回流泵回流至进水处以防止污泥流失。
实施例2
本实施例还提供了一种废水处理系统，包括上述实施例1所述的兼氧生物膜水解反应池。
本发明具有以下特点：
1.本发明在系统运行期间间歇性地向反应池投加少量醋酸营养液，既有利于兼氧水解酸化菌的生长和驯化又为反硝化反应提供稳定碳源，提高了水解酸化和反硝化的效率。
2.本发明不使用额外机械搅拌设备，反应池内部的曝气器同时拥有供氧和搅拌的功能，曝气用气可从现有气管系统中进行调配，无需额外装备风机，投资运行成本低且节约能源。
3.本发明同时拥有水解酸化和反硝化两种功能，可降低污水COD值，提高BOD5/COD值，降低硝态氮/总氮含量，对高浓度、高毒性有机废水和高硝态氮/总氮含量的进水均适用。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。
Claims (8)
1.一种兼氧生物膜水解反应池，其特征在于，所述反应池设有醋酸进口、废水进口、污泥进口、出水口、污泥出口，所述反应池为多廊道结构，所述反应池为由廊道隔墙分割成相互连通的多个廊道，每个所述廊道均设置有多个进气主管、多个进气支管、多个旋切混流曝气器、填料、填料支架；
每个所述进气支管均与所述进气主管连通，每个所述进气主管连通相应的所述旋切混流曝气器的进气口，每个所述旋切混流曝气器安装在所述反应池的底部；
所述填料支架安装在每个所述廊道内，所述填料设于所述填料支架上。
2.根据权利要求1所述的兼氧生物膜水解反应池，其特征在于，所述反应池底部每4～9平方米安装一个所述旋切混流曝气器。
3.根据权利要求1所述的兼氧生物膜水解反应池，其特征在于，所述反应池的溶氧量保持在0.4～0.6mg/l。
4.根据权利要求1所述的兼氧生物膜水解反应池，其特征在于，所述污泥进口和所述污泥出口由管道连通，所述管道上设置污泥回流泵。
5.一种废水处理系统，其特征在于，包括权利要求1～4任意一项所述的兼氧生物膜水解反应池。
6.一种污废水处理方法，其特征在于，使用权利要求1～4所述的兼氧生物膜水解反应池，污水以上下翻流的形式依次进入所述反应池的各个廊道，首先向每个所述廊道内部进行间歇性曝气，使污废水发生水解酸化反应，然后再使每个廊道内部保持缺氧的状态，进行反硝化反应。
7.根据权利要求6所述的污废水处理方法，其特征在于，向每个所述廊道每1～2h曝气30～60s，使所述反应池的溶氧量保持0.4～0.6mg/l。
8.根据权利要求6所述的污废水处理方法，其特征在于，间歇性地向所述反应池内添加醋酸营养液。
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| Title |
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| 国家鲆鲽类产业技术研发中心著: "《国家鲆鲽类产业技术体系年度报告（2011）》", 中国海洋大学出版社, pages: 201 * |
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