CN114380395A - 一种连续流好氧颗粒污泥生化系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种连续流好氧颗粒污泥生化系统，包括缺氧池和曝气池，缺氧池的出水端和曝气池的入水端串联，在所述缺氧池内接种一定浓度的普通絮状污泥，在所述曝气池内设置有培养好氧颗粒污泥的生物选择器，培养出的好氧颗粒污泥连续回流至所述缺氧池中。本发明利用连续流的条件不断培养好氧颗粒污泥，运行简单，操作简便，提高了生化池的处理效率，尤其适合于大型水厂处理。

Description

一种连续流好氧颗粒污泥生化系统

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种连续流好氧颗粒污泥生化处理系统。

背景技术

随着污水排放要求的提高，对污水处理设施的处理效率要求也随之提高。传统生化池内接种普通絮状污泥，污泥沉降速度缓慢，沉淀时间较长。且生化池内絮状污泥浓度为2g/L至4g/L之间，污泥浓度较低，导致生物处理效率较低。

好氧颗粒污泥是由微生物自絮凝形成的颗粒状的活性污泥，形状规则，结构密实，有良好的沉淀性能和和较低的污泥容积指数(SVI)，能大幅度减少反应器容积及占地面积；同时，好氧颗粒污泥内部形成溶解氧浓度梯度，在颗粒内部为厌氧区、缺氧区，颗粒外层为好氧区，其独特的结构可以实现不同功能菌共存，具有同步脱氮除磷功能，提高脱氮效率。因此培养好氧颗粒污泥的技术被认为是最有前途的废水生物处理技术之一，颗粒污泥在生化池内污泥浓度可以达到6-15g/L，生物处理效率较高。

而将普通絮状活性污泥培养成好氧颗粒污泥的技术是关键。目前大多研究集中于间歇运行的SBR反应器，国外已有工程应用，但是SBR比较适合于小水量废水的处理，也不易与其他连续运行构筑物串联，极大地限制了该类技术的应用与推广。相比之下，连续流反应器是污水处理领域中广受欢迎的形式，具有灵活、运行简便、设备利用率高等优点。因此，提供一种基于连续流原理的好氧颗粒污泥生化系统是被期望的。

发明内容

为此，本发明提供一种连续流好氧颗粒污泥生化系统，该系统是利用连续流的条件，将絮状活性污泥培养成好氧颗粒污泥，然后再循环到缺氧池中再利用的过程，使缺氧池内形成贫-富交替的污泥微环境，提高生化池内污泥浓度，进而提高生物处理效率。

因此本发明所采用的技术方案如下：

一种连续流好氧颗粒污泥生化系统，包括缺氧池和曝气池，缺氧池的出水端和曝气池的入水端串联，其特征在于：

在所述缺氧池内利用实际污水为培养基质，接种一定浓度的絮状污泥；

在所述曝气池内设置有培养好氧颗粒污泥的生物选择器，所述生物选择器利用自下而上的水流特征，培养好氧颗粒污泥，并将好氧颗粒污泥连续回流至所述缺氧池中。

进一步地：所述生物选择器利用曝气池中的污水培养好氧颗粒污泥，所述污水经过培养好氧颗粒污泥后排出所述曝气池，至下级处理单元。

进一步地：所述生化系统中并排设置多组缺氧池和曝气池。

进一步地：所述曝气池内设置有多台生物选择器。

进一步地：本发明提供这样一种生物选择器：

所述生物选择器安装在曝气池内上部位置，生物选择器上端高于所述曝气池水位；

所述生物选择器内设置有进水区、集水区和污泥回流区，所述进水区和集水区位于所述生物选择器上部，所述污泥回流区位于所述生物选择器底部；

所述进水区设置有进水口和控制闸门，所述控制闸门控制进水口的开度，所述进水口位于所述曝气池的水位以下；

所述污泥回流区底部是V型槽形状，所述污泥回流区设置有污泥回流管，所述污泥回流管一端伸入所述V型槽底部，另一端伸出所述生物选择器和曝气池，至缺氧池。

进一步地：所述污泥回流管连接气提回流装置，采用气提回流方式回流。

进一步地：所述进水区的进水口是由所述生物选择器的一个侧壁开口而成，所述控制闸门可上下移动地设置在所述进水口侧面。

进一步地：

所述进水区还设置有挡板二，所述挡板二设置于所述进水口内侧，与所述进水口之间具有一定间隙，形成气泡释放区域；所述挡板二底部与所述生物选择器底部留有一定间隙。

进一步地：所述集水区设置有集水槽和出水管，所述集水槽设置有出水堰，所述出水管一端连接于所述集水槽底部的出水口，另一端伸出所述生物选择器和曝气池，至下级处理单元。

本发明其相比于现有技术体现了如下的技术效果：

1、本发明在连续流的条件下不断培养好氧颗粒污泥，连续进、出水，运行简单，操作简便。

2、系统内培养的好氧颗粒污泥沉降速率高，可在生化系统内保持较高的污泥浓度，市政污水可维持6-10g/L的污泥浓度，工业污水可维持12-15g/L的污泥浓度，具有同步脱氮除磷的功能，提高生物处理效率。

3、在系统内置一台或多台生物选择器，水流进入生物选择器，充分利用设备内自下而上的水流特征，改善污泥性能，对好氧颗粒污泥有筛选作用，好氧颗粒污泥的产生率高。

4、本发明采用气提回流的方式，回流不破坏好氧颗粒污泥的性状。控制缺氧池前端的底物浓度，将生化系统末端的好氧颗粒污泥回流至缺氧池前端，在生化系统内创造好氧颗粒污泥贫-富营养交替的微环境，为培养好氧颗粒污泥提供了条件。

5、本发明提供一种培养好氧颗粒污泥的生物选择器，底部设置V型槽结构的污泥回流区，水流从侧部进入生物选择器，充分利用先自上而下，再自下而上流动的水流特征，改善污泥特性，对好氧颗粒污泥有很好的沉降和筛选作用。

附图说明

图1：是连续流好氧颗粒污泥生化系统结构侧视示意图；

图2：是多台生物选择器在曝气池中串联安装的示意图；

图3：是生物选择器在曝气池中支撑安装的示意图；

图4：是生物选择器在曝气池中吊挂安装的示意图；

图5：是图4结构的立体示意图；

图6：是生物选择器进水口开度变化示意图。

图中标号：1-缺氧池，2-曝气池，3-上级处理单元，4-下级处理单元，5-生物选择器，6-支腿，7-横梁支撑，8-曝气器，9-曝气鼓风机，10-阀门，11-气体流量计，12-搅拌装置；

51-挡板一，52-控制闸门，53-挡板二，54-进水口，55-控制手柄，56-气泡释放区，57-集水槽，58-出水管，59-出水总管，60-V型槽，61-污泥回流管，571-挡板三，572出水堰。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明。但本领域的技术人员应该知道，以下实施例并不是对本发明技术方案作的唯一限定，凡是在本发明技术方案精神实质下所做的任何等同变换或改动，均应视为属于本发明的保护范围。

如图1所示，本发明提供一种连续流好氧颗粒污泥生化系统，该系统设置有缺氧池1和曝气池2，缺氧池1的出水端和曝气池2的入水端串联，缺氧池1的入水端连接于上级处理单元3，曝气池2出水端连接于下级处理单元4。该系统的污水处理流向是水自上级处理单元3流入到缺氧池1中，再由缺氧池1流入到曝气池2中，再由曝气池2流入到下级处理单元4中，其中，在缺氧池1中要维持一定的污泥浓度和底物浓度，以具有同步脱氮除磷的功能，在曝气池2中污水要维持一定的溶解氧浓度。本发明提供一种培养好氧颗粒污泥的方式，在曝气池2内可设置一台或多台培养好氧颗粒污泥的生物选择器5，由生物选择器5培养一定浓度的好氧颗粒污泥，然后回流到缺氧池1，为缺氧池1提供富集的好氧颗粒污泥。该系统的设计优势在于，在连续流的条件下形成好氧颗粒污泥，好氧颗粒污泥循环进、出水，一套系统可以并排设置多个缺氧池1和曝气池2，同时每个曝气池2内又可以设置多台生物选择器，如图2所示，这样的系统设计可以在同一水位高度上以连续流的方式循环培养好氧颗粒污泥，适合于大水量废水的处理。

本发明提供一种在曝气池2内设置生物选择器5的方式。如图3、4所示，一种生物选择器5，安装在曝气池2内上方位置，可以用支腿6从底部支撑，也可以用横梁支撑7从顶部吊装。

所述生物选择器5，是一四周密闭只有上端开口的容器，并且底部具有V型槽，开口端高于曝气池水位以避免曝气池内污水上翻进入选择器内，影响选择器的处理效果。生物选择器5可以由不锈钢材质或其他塑料环保材质的板制成。其中，生物选择器5靠近曝气池2一侧的侧壁也可以借用于曝气池2本身的池壁从而节省材料。

在生物选择器5内设置有进水区、集水区以及污泥回流区三个功能区。水流进入生物选择器5后，通过进水区引导水流进水，经过污泥回流区将水中较重颗粒污泥沉降聚集并引出生物选择器5，经过集水区将带有较轻污泥的污水聚集流出。本发明利用设备内水流特征，进行微生物污泥优选和富集，筛选好氧颗粒污泥，进而提高生化池的生物处理效率。

如图5和6所示，所述生物选择器5的进水区设置于容器的侧壁处，是由挡板一51、控制闸门52和挡板二53构成；挡板一51是一长方形形状的挡板，挡板上设有开孔，开孔可以是长方形、正方形、圆形等，开孔的位置位于曝气池水位以下，所述开孔就是生物选择器的进水口54，所述生物选择器5的水通过进水口位置进入，这样可以保证曝气池中的水流顺利流入生物选择器中；控制闸门52紧贴于挡板一51侧部，通过曝气池安装，控制闸门52可以上下移动，控制闸门52上方连接控制手柄55，通过操作控制手柄55可以使控制闸门52上下移动，控制闸门52的上下移动可以改变进水口54的开度大小，从而控制进水量的大小。

根据生化池处理污水量的大小及生物选择器的容积大小，至少设置一个控制闸门，当一个控制闸门不能满足挡水量时，可以设置多个控制闸门对进水流量进行控制。

上述进水口54是由挡板一上的开孔作为进水口，根据生物选择器的实际情况，可将一个挡板开的孔作为进水口，安装方便，也可根据进水口的开度需求，由上、下两个挡板形成进水口，上、下两个挡板垂直安装在同一个面上，并且上边的挡板底端要位于曝气池水位以下，两个挡板之间的间隙形成进水口，两个挡板通过与池壁密封焊接安装固定，也简单易行。

所述控制闸门52上端连接的控制手柄55可以是通过手动控制也可以连接电动开关做自动控制。

挡板二53也是长方形形状，与挡板一51平行并与挡板一51存在一定的间隙设置于生物选择器5内，挡板二53借助于曝气池池壁和/或横梁支撑焊接，挡板二53底部与V型槽存在一定距离，挡板一51与挡板二53之间形成的间隙称为气泡释放区56，气泡释放区56可以使从进水口54流入的水携带的气泡在这里快速释放，从而避免气泡进入生物选择器5，对生物选择器5中的污泥沉淀造成不利影响。同时，挡板二53与挡板一51也具有导流功能，可引导水流从挡板二53与挡板一51的下端顺流进入生物选择器5中，起到使入水水流平稳的作用。

所述集水区设置于生物选择器上部靠边位置或者中央位置，包括集水槽57和出水管58。当设置于生物选择器靠边位置时，可借助于容器的另一侧壁，如图5所示，挡板三571、出水堰572构成集水槽，挡板三571即是生物选择器的一侧壁，挡板三571与挡板一51、挡板二53位置相对。出水堰572固定在挡板三571内侧，与挡板三571之间形成凹槽，用于集水，出水堰采用矩形形状堰口，或者梯形形状，或者三角形形状，出水堰的设计使水流稳定并均匀流入集水槽中。出水管58设置在集水槽底部，进一步地，出水管58的出口延伸到生物选择器5和曝气池2之外，使轻质污泥随出水管流出至下级处理单元4，在曝气池中有多台生物选择器的情况下，将各个出水管集中到一根出水总管59上，再引出，如图2所示。

在生物选择器5的水流从进水口流入，水流在选择器内自下而上流动，在一定水力负荷的条件下，较轻的污泥随污水通过集水区的出水堰进入集水槽中，在集水槽中较轻污泥随污水一起经过一定长度的出水管排出生物选择器5，而较重的污泥沉降在V型槽底部。

如图5所示，所述污泥回流区位于生物选择器底部，由V型槽60和污泥回流管61构成，V型槽60位于生物选择器5的底部，形状为V型，V型设计有利于污水中沉积的污泥聚集在一起。污泥回流管61设置在V型槽60的内壁上，污泥回流管61的一端伸至V型槽的底部，污泥回流管61的另一端伸出曝气池2外，直至缺氧池中。当水流流到V型槽部位时，较重的污泥在自身重力作用下沉淀在V型槽的底部，利用气提回流方式，可将沉积在V型槽底部的污泥吸入到污泥回流管61中，并通过污泥回流管引至缺氧池1中，从而使好氧颗粒污泥排出生物选择器，并且不会破坏好氧颗粒污泥的形状。进一步地，污泥回流管61可根据实际处理的沉积污泥量设置一组或多组。

生物选择器5对污泥有筛选作用，通过连续不断的进水区进水、集水区集水、出水管出水及污泥回流管出泥，在连续流的条件下对污泥进行富集、驯化，将絮状活性污泥培养成好氧颗粒污泥从而筛选出较大的好氧颗粒污泥，改善了污泥性能，形成好氧颗粒污泥。生物选择器的V型结构设计也减小较重污泥随水流运动到生物选择器上部的可能性，加速污泥沉淀速度及减少污泥沉淀时间。

以上生物选择器，只是提供的一种较为新式的选择器，实际也可采用其他形式。该系统采用上述生物选择器可以实现连续流循环产生好氧颗粒污泥，并利用气提回流的方式返回至缺氧池。

曝气池底部均匀安装有曝气器8，如图1所示，通过曝气鼓风机9向内曝气，通过阀门10控制曝气量，并通过气体流量计11计量曝气量。曝气器持续曝气，以保证池内一定的溶解氧浓度，同时因生物选择器底部为密封V型结构，曝气器产生的气泡不会影响生物选择器内部污泥的沉淀。

缺氧池内安装搅拌装置12，如低速搅拌机、低速推流器、立轴搅拌机、空气搅拌系统等。

实施例：

采用污水处理厂普通絮状活性污泥作为接种污泥，要求接种污泥不低于2.5g/L，接种污泥后将污水引入生化系统内进行污水处理及好氧颗粒污泥的培养。

系统正常运行后，在连续进水的条件下，污水随反应器推流至各个功能区域内进行反应。首先污水经上级处理单元3处理后，自进水管进入缺氧池1，在缺氧池1内接种絮状活性污泥，打开缺氧池1的搅拌装置，以保证污泥、污水混合均匀，不分层沉淀，随后污水推流进入曝气池2。打开曝气鼓风机，并控制相应的阀门来控制曝气量，控制溶解氧浓度为2mg/L以上，通过气体流量计计量实际曝气量，根据池内溶解氧浓度示数控制曝气阀门开启度。曝气池2内安装生物选择器5，泥水混合物进入生物选择器，充分利用选择器内水流特征，改善污泥性状，在此对微生物进行筛选、富集，将污泥浓度逐步提升至5～7g/L。生物选择器进水口设置进水闸门，控制进入生物选择器的水量，控制生物选择器表面水力负荷为1.5～5.0m³/(m²·h)。在生物选择器内，水流自下而上流动，污水中颗粒较大的污泥沉淀在生物选择器底部，较轻的污泥随污水进入上方集水槽，在生物选择器底部设置有污泥回流管，沉淀在生物选择器底部的污泥，采用气提回流的方式回流，回流不破坏好氧颗粒污泥的性状，好氧颗粒污泥通过气提回流至缺氧池1，以保证缺氧池内的污泥浓度，进行生物脱氮除磷，较大颗粒污泥在自身重力作用下沉淀，从而减小污泥随水流运动到生物选择器的上部的可能性，加速污泥沉淀速度，减少污泥沉淀时间；生物选择器上部设置有集水槽，集水槽下部连接出水管，含有较轻污泥的污水自出水管流入下级处理单元4。控制缺氧池1进水端的原始絮状污泥浓度，将生化系统培养的好氧颗粒污泥回流至缺氧池前端，在生化系统内创造好氧颗粒污泥贫-富营养交替的微环境，为培养好氧颗粒污泥提供了条件。

本生化系统可应用在大、中、小型污水处理厂生化处理环节中，在大型污水处理厂中，可串联放置多台生物选择器。各台生物选择器设备出水管出水汇集到总出水管，由总出水管出水至下级处理单元。

Claims (9)

1.一种连续流好氧颗粒污泥生化系统，包括缺氧池和曝气池，缺氧池的出水端和曝气池的入水端串联，其特征在于：

在所述缺氧池内利用实际污水为培养基质，接种一定浓度的絮状污泥；

在所述曝气池内设置有培养好氧颗粒污泥的生物选择器，所述生物选择器利用自下而上的水流特征，培养好氧颗粒污泥，并将好氧颗粒污泥连续回流至所述缺氧池中。

2.根据权利要求1所述的连续流好氧颗粒污泥生化系统，其特征在于：

所述生物选择器利用曝气池中的污水培养好氧颗粒污泥，所述污水经过培养好氧颗粒污泥后排出所述曝气池，至下级处理单元。

3.根据权利要求1所述的连续流好氧颗粒污泥生化系统，其特征在于：所述生化系统中并排设置多组缺氧池和曝气池。

4.根据权利要求1所述的连续流好氧颗粒污泥生化系统，其特征在于：所述曝气池内设置有多台生物选择器。

5.根据权利要求1至4之一所述的连续流好氧颗粒污泥生化系统，其特征在于：

所述生物选择器安装在曝气池内上部位置，所述生物选择器上端高于所述曝气池水位；

所述生物选择器内设置有进水区、集水区和污泥回流区，所述进水区和集水区位于所述生物选择器上部，所述污泥回流区位于所述生物选择器底部；

所述进水区设置有进水口和控制闸门，所述控制闸门控制进水口的开度，所述进水口位于所述曝气池的水位以下；

所述污泥回流区底部是V型槽形状，所述污泥回流区设置有污泥回流管，所述污泥回流管一端伸入所述V型槽底部，另一端伸出所述生物选择器和曝气池，至缺氧池。

6.根据权利要求5所述的连续流好氧颗粒污泥生化系统，其特征在于：

所述污泥回流管连接气提回流装置。

7.根据权利要求5所述的连续流好氧颗粒污泥生化系统，其特征在于：

所述进水区的进水口是由所述生物选择器的一个侧壁开口而成，所述控制闸门可上下移动地设置在所述进水口侧面。

8.根据权利要求5或7所述的连续流好氧颗粒污泥生化系统，其特征在于：

所述进水区还设置有挡板二，所述挡板二设置于所述进水口内侧，与所述进水口之间具有一定间隙，形成气泡释放区域；所述挡板二底部与所述生物选择器底部留有一定间隙。

9.根据权利要求5所述的连续流好氧颗粒污泥生化系统，其特征在于：

所述集水区设置有集水槽和出水管，所述集水槽设置有出水堰，所述出水管一端连接于所述集水槽底部的出水口，另一端伸出所述生物选择器和曝气池，至下级处理单元。

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