CN114506920A - 基于生化棉填料的污水处理强化硝化装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于水处理技术领域，公开了基于生化棉填料的污水处理强化硝化装置及使用方法。由污水处理生化反应池、生化棉填料片环组、电机棘轮组组成。污水处理生化反应池由池体、活性污泥污水混合层和曝气管路系统；生化棉填料片环组包括超声焊接成环型的生化棉填料片和环型生化棉填料片上下两端的棘轮链条；且由多组电机轴上下固定套的聚丙烯棘轮的电机棘轮组支撑固定于污水处理生化反应池内，电机棘轮组的电机支架固定于污水处理生化反应池顶面，其中一组电机棘轮组上固定套毛刷辊，便于清理生化棉填料片上老化的生物膜，有利于硝化菌迭代更新，提升硝化速率。本装置实现了硝化细菌的快速高效富集培养，为强化硝化工艺提供了可靠的方法。

Description

基于生化棉填料的污水处理强化硝化装置及使用方法

技术领域

本发明属于水处理技术领域，涉及强化硝化装置，具体涉及一种基于生化棉填料的强化硝化装置及使用方法。

背景技术

众所周知，《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)，提出了相当严格的一级标准A标准。这就给新建和现有城镇污水处理厂的设计、改造和运行优化提出了更高的要求。新建城镇污水处理厂所采用的污水处理工艺流程不但要具有很高的SS、COD去除能力，而且需要具有高效能的氮、磷营养物去除能力，大多数现有城镇污水处理厂面临着污水处理工艺的升级改造和运行优化。

但是，就城镇污水处理厂的建设和运行情况来看，在原有工艺和池容的基础上提高到更高标准实属不易。因此，在生物处理阶段氮，尤其是总氮的进一步去除是污水厂设计和运行的难点。在城镇污水处理厂的提标改造中，经常遇到的难题是原有生物处理池的池容严重不足。在土地受限，池容难以扩大的情况下。解决这一问题可以从两个方面着手，减少处理规模和增加污泥量，前者一般受到当地排水管网和排水规划所限，很难实现；增加污泥量可以通过提高回流量将污泥浓度提高，但是提高量有限。在难以增加生物池池容的情况下，要解决硝化/反硝化生物脱氮问题和实现出水水质的稳定达标实属不易，其中最大的难点就是，在池容难以扩增的情况下获得稳定的硝化功能，保障氨氮和TN的稳定达标。

现有方法，将污水处理厂的好氧段改造成悬浮填料强化硝化，但存在悬浮填料流化效果差影响系统运行，悬浮填料随水平推流而堆积在出水区，出水区需要增设拦截装置。因此，进一步提升强化生物脱氮工艺受到广泛关注。

发明内容

本发明的目的是在于公开一种基于生化棉填料的强化硝化装置及使用方法，提供一种对现有污水生物处理工艺进行改进的装置和方法，强化生物脱氮系统硝化微生物富集、提高系统硝化速率，进而提高生物脱氮效能。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于生化棉填料的强化硝化装置，包括污水处理生化反应池、生化棉填料片环组和若干电机棘轮组。

所述污水处理生化反应池包括污水处理生化反应池体、反应池体内盛放一定深度的活性污泥污水混合层，以及为活性污泥污水混合层提供氧气的曝气管路系统；

所述的生化棉填料片环组包括超声焊接成的环型生化棉填料片、以及环型生化棉填料片上下两端通过热塑固定的聚丙烯棘轮链条；

所述的生化棉填料片环组由多组电机轴上下固定套的聚丙烯棘轮的电机棘轮组支撑固定于污水处理生化反应池内，电机棘轮组的电机支架固定于污水处理生化反应池顶面，其中一组或几组电机棘轮组的电机轴的上下棘轮间固定套毛刷辊，便于清理生化棉填料片上老化的生物膜，有利于硝化菌迭代更新，提升硝化速率。

进一步地，所述污水处理生化反应池体为矩形或圆形池体，通过调整电机棘轮组在反应池内布局，保持生化棉填料片环组和污水处理生化反应池内壁有0.5米～1.5米的间隔。

进一步地，所述生化棉填料片环组，通过电机棘轮组垂直固定于污水处理生化反应池体内，所述生化棉填料片环组下端距离污水处理生化反应器底部的曝气管0.5米～1.0米，生化棉填料片环组上端距离污水处理生化反应器的活性污泥污水混合层的液面以下0.3～0.5米。

进一步地，所述的电机棘轮组，由调速电机连接的电机轴上下固定套的聚丙烯棘轮，和生化棉填料片环组上下两端的聚丙烯棘轮链条配合。

本发明的另一个目的在于公开上述一种基于生化棉填料的强化硝化装置的使用方法，包括以下步骤：

A.清理出污水处理生化反应池内的活性污泥水混合层，便于装置安装；

B.将电机棘轮组通过污水处理生化反应池底部的轴底座和反应池底部顶部支架固定于污水处理生化反应池内，保持生化棉填料片环组和污水处理生化反应池内壁有0.5米～1.5米的间隔；C.通过电机棘轮生化棉填料片环组上下两端的聚丙烯棘轮链条配合将生化棉填料片环组固定垂直于污水处理生化反应器本体内，安装完成后，将步骤A清理出的活性污泥水混合层重新放入污水处理生化反应池；保持生化棉填料片环组下端距离污水处理生化反应器底部的曝气管0.5米～1.0米，上端距离污水处理生化反应器的活性污泥污水混合层的运行液面以下0.3～0.5米；

D.污水处理生化反应池内泵入待处理污水，并接种污泥的MLSS浓度为1000～3000mg/L，开启曝气系统，维持溶解氧2～3mg/L，持续曝气；

E.待生化棉填料片环组附着厚厚一层硝化菌类生物膜后，污水处理生化反应池内持续进污水运行，水力停留时间(HRT)为6～12h，优选12h；

F.持续运行15天，启动调试电机，控制转速15～30转/分钟，生化棉填料片环组随棘轮条在污水处理生化反应池内绕电机轴转动，毛刷辊将生化棉填料片上老化的硝化菌类生物膜清理掉，清理后生化棉填料片环组长度1/4后，停止调试电机，清理后生化棉填料片上将再附着新的硝化菌类生物膜。

G.再持续运行15天，启动调试电机，控制转速15～30转/分钟，毛刷辊清理后上次后续一段生化棉填料片环组长度1/4，按照交替连续清理老化的硝化菌类生物膜，维持强化硝化速率。

进一步地，步骤D中，所述接种污泥为硝化污泥和反硝化污泥的组合，质量比为10～20:1，反应池内污泥的MLSS浓度为1000～3000mg/L，优选2000～3000mg/L。

本发明的有益效果为：

本发明所用的生化棉填料具有成本低、机械强度高、生物亲和性好、生物截留量大、传质效果好等优点；硝化细菌可生化棉填料截留，无流失，并为硝化细菌提供良好的栖息场所，实现硝化细菌的快速高效富集培养，为强化硝化工艺提供了可靠的方法。此外，生化棉填料具有优异的过滤性能，出水的悬浮固体浓度(SS)能够保持较低水平。

附图说明

图1.一种基于生化棉填料的强化硝化装置的结构示意图；

图2污水处理生化反应池的结构示意图；

图3生化棉填料片环组示意图；

图4生化棉填料片环棘轮组及电机支架；

附图标记说明：

1-污水处理生化反应池、2-生化棉填料片环组、3-电机棘轮组、11-污水处理生化反应池体、12-活性污泥污水混合层、13-曝气管路系统、21-生化棉填料片、21-棘轮链条、31-调试电机、32-电机支架、33-电机轴、34-棘轮、35-轴底座、36-毛刷辊。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细说明，以使本领域技术人员更好地理解本发明，但本发明并不局限于以下实施例。

实施例1

一种基于生化棉填料的强化硝化装置，由污水处理生化反应池1、生化棉填料片环组2、电机棘轮组3组成。所述污水处理生化反应池体11为钢筋混凝土结构，长为6米，宽为3米，活性污泥污水混合层12深度为2.5米，池底设有曝气管路系统13，维持池内溶解氧在3mg/L。清空污水处理生化反应池内的活性污泥污水混合层12后，在池内四个角离池内壁0.5米，安装轴底座35，污水处理生化反应池1顶部安装调试电机支架32，再安装调试电机31，电机轴33上面间隔1.8米安装棘轮，再将1.8米高度的生化棉填料片环组2通过上下两端的聚丙烯棘轮链条21配合固定于电机棘轮组3，生化棉填料片环组对接处通过超声波焊接。安装完成后，泵入污水接种硝化污泥和反硝化污泥的组合，达到设计液面，启动调试电机，考察棘轮和链条间运行平稳性，进行局部调整。

实施例2

实施例1所公开的一种基于生化棉填料的强化硝化装置可实现快速富集硝化菌群，其使用方法包括步骤如下：

A:安装装置；

B：装置调试完好后，泵入污水接种硝化污泥、反硝化污泥的组合，并接种污泥的MLSS浓度为2000～3000mg/L，开启曝气系统，维持溶解氧2～3mg/L，持续曝气；待生化棉填料片环组附着厚厚一层硝化菌类生物膜后，污水处理生化反应池内持续进污水运行，水力停留时间(HRT)为12h；

C：持续运行15天，启动调试电机，控制转速15～30转/分钟，生化棉填料片环组随棘轮条在污水处理生化反应池内绕电机轴转动，毛刷辊将生化棉填料片上老化的硝化菌类生物膜清理掉，清理后生化棉填料片环组长度1/4后，停止调试电机，清理后生化棉填料片上将再附着新的硝化菌类生物膜。

D:再持续运行15天，启动调试电机，控制转速15～30转/分钟，毛刷辊清理后上次后续一段生化棉填料片环组长度1/4，按照交替连续清理老化的硝化菌类生物膜，维持强化硝化速率。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.基于生化棉填料的污水处理强化硝化装置，其特征在于，包括污水处理生化反应池(1)、生化棉填料片环组(2)和若干电机棘轮组(3)；

所述污水处理生化反应池(1)包括污水处理生化反应池体(11)、活性污泥污水混合层(12)，以及曝气管路系统(13)；

所述的生化棉填料片环组(2)包括环型生化棉填料片、以及环型生化棉填料片上下两端的棘轮链条(21)；

所述的生化棉填料片环组(2)由多组电机轴上下固定套的聚丙烯棘轮的电机棘轮组(3)支撑固定于污水处理生化反应池(1)内，电机棘轮组(3)的电机支架(32)固定于污水处理生化反应池顶面。

2.如权利要求1所述的基于生化棉填料的污水处理强化硝化装置，其特征在于，所述环型生化棉填料片是通过超声焊接而成的。

3.如权利要求1所述的基于生化棉填料的污水处理强化硝化装置，其特征在于，所述环型生化棉填料片上下两端的棘轮链条(21)材质为聚丙烯，通过热塑固定。

4.如权利要求1所述的基于生化棉填料的污水处理强化硝化装置，其特征在于，所述污水处理生化反应池体(11)为矩形或圆形池体，通过调整电机棘轮组(3)在反应池内布局，保持生化棉填料片环组(2)和污水处理生化反应池内壁有0.5米～1.5米的间隔。

5.如权利要求1所述的基于生化棉填料的污水处理强化硝化装置，其特征在于，所述生化棉填料片环组(2)，通过电机棘轮组(3)垂直固定于污水处理生化反应池体(11)内，所述生化棉填料片环组(2)下端距离污水处理生化反应器底部的曝气管0.5米～1.0米，生化棉填料片环组(2)上端距离污水处理生化反应器的活性污泥污水混合层(12)的液面以下0.3～0.5米。

6.如权利要求1所述的基于生化棉填料的污水处理强化硝化装置，其特征在于，所述的电机棘轮组(3)，由调速电机(31)连接的电机轴(33)上下固定套的聚丙烯棘轮(34)，和生化棉填料片环组上下两端的聚丙烯棘轮链条(21)配合。

7.如权利要求1所述的基于生化棉填料的污水处理强化硝化装置，其特征在于，一组或几组电机棘轮组(3)的电机轴的上下棘轮间固定套毛刷辊(36)。

8.权利要求1～7任一项所述基于生化棉填料的污水处理强化硝化装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

A.清理出污水处理生化反应池内的活性污泥水混合层，便于装置安装；

B.将电机棘轮组通过污水处理生化反应池底部的轴底座和反应池底部顶部支架固定于污水处理生化反应池内，保持生化棉填料片环组和污水处理生化反应池内壁有0.5米～1.5米的间隔；C.通过电机棘轮生化棉填料片环组上下两端的聚丙烯棘轮链条配合将生化棉填料片环组固定垂直于污水处理生化反应器本体内，安装完成后，将步骤A清理出的活性污泥水混合层重新放入污水处理生化反应池；保持生化棉填料片环组下端距离污水处理生化反应器底部的曝气管0.5米～1.0米，上端距离污水处理生化反应器的活性污泥污水混合层的运行液面以下0.3～0.5米；

D.污水处理生化反应池内泵入待处理污水，并接种污泥的MLSS浓度为1000～3000mg/L，开启曝气系统，维持溶解氧2～3mg/L，持续曝气；

E.待生化棉填料片环组附着厚厚一层硝化菌类生物膜后，污水处理生化反应池内持续进污水运行，水力停留时间(HRT)为6～12h；

F.持续运行15天，启动调试电机，控制转速15～30转/分钟，生化棉填料片环组随棘轮条在污水处理生化反应池内绕电机轴转动，毛刷辊将生化棉填料片上老化的硝化菌类生物膜清理掉，清理后生化棉填料片环组长度1/4后，停止调试电机，清理后生化棉填料片上将再附着新的硝化菌类生物膜；

G.再持续运行15天，启动调试电机，控制转速15～30转/分钟，毛刷辊清理后上次后续一段生化棉填料片环组长度1/4，按照交替连续清理老化的硝化菌类生物膜，维持强化硝化速率。

9.如权利要求8所述的使用方法，其特征在于，步骤D中，所述接种污泥为硝化污泥和反硝化污泥的组合，质量比为10～20:1，反应池内接种污泥的MLSS浓度为2000～3000mg/L。

10.如权利要求8所述的使用方法，其特征在于，步骤E中，水力停留时间为12h。

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