CN115321682B - 一种升流式连续好氧颗粒污泥反应装置及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种升流式连续好氧颗粒污泥反应装置及工艺，包括升流式反应器、两级沉淀单元、循环单元、升降曝气单元和PLC控制单元，升流式反应器包括进水混合区、厌氧污泥床、好氧膨胀床，两级沉淀单元包括一级沉淀区和二级沉淀区，循环单元包括内循环组件和外回流管路，内循环组件包括缓冲区和导流通道，升降曝气单元包括曝气泵、曝气盘和升降组件，曝气盘与曝气泵相连通。本发明采用上述结构的一种升流式连续好氧颗粒污泥反应装置及工艺，采用PLC控制单元灵活通过升降曝气单元控制厌氧污泥床和好氧膨胀床的高度和比例，增强了升流式反应器应对不同水质的适应性，能够快速培养出成熟稳定的好氧颗粒污泥，并兼具良好的碳氮磷去除性能。

Description

一种升流式连续好氧颗粒污泥反应装置及工艺

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，特别是涉及一种升流式连续好氧颗粒污泥反应装置及工艺。

背景技术

好氧颗粒污泥技术(AGS)是近30年发展起来的极具优势的新型水处理技术。随着污泥颗粒化技术的成熟，好氧颗粒污泥技术正逐步拓展其应用场景。由于颗粒污泥密实度高，沉降速度快，从而保证较高的出水水质；由于沉淀性能好，无需修建庞大的污泥沉淀池，从而节省占地和投资费用；由于颗粒污泥集厌氧、缺氧、好氧微生物为一体，每个颗粒污泥形成微环境，可以独立完成厌氧-缺氧-好氧的处理过程，从而耐冲击负荷，通过提高污泥浓度能够提高容积负荷，从而大幅减小反应器体积，节省占地。总之，与传统的活性污泥技术相比，好氧颗粒污泥技术具有污水净化能力强、污泥产量低、污泥沉降快、反应器占地面积小、稳定性强、节省能源等优势。

目前，好氧颗粒污泥技术在序批式反应器(SBR)中已经开始工程应用，例如，荷兰代尔夫特理工大学开发的系统，其系统的池容和规模已远远超过采用传统序批式活性污泥工艺的污水处理厂。尽管序批式好氧颗粒污泥工艺(AGS-SBR)可以形成稳定的颗粒污泥，已经得到许多业内专家的认可，但不容忽视的问题是，由于运行机制不匹配，该工艺无法适应当前各大污水处理厂的处理需求：SBR为间歇式运行，而污水处理厂大多为连续A²/O工艺运行。另外，SBR系统往往通过修建多座反应池或庞大的储水池来增加处理规模，大幅增加投资和占地面积，这限制了SBR系统在大水量城市污水处理厂的应用。总之，SBR系统存在的问题一定程度上影响了好氧颗粒污泥技术的规模化应用。

连续流好氧颗粒污泥技术(CF-AGS)具有更加广阔的应用前景，一方面是因为连续流处理废水仍是我国绝大多数城镇污水处理厂选择的进水运行方式，连续流工艺更有利于原有系统的改造；另一方面，相较于SBR系统，连续流系统运行易于管理，出水稳定。因此，发展连续流好氧颗粒污泥技术具有重要意义。连续流好氧颗粒污泥反应器从水力条件可以分为推流式反应器和升流式反应器，升流式反应器由于其更高的容积负荷和更小的占地面积，从而更加适合大多数污水处理厂、污水净化单位的改建、扩建、新建项目的需要。

发明内容

本发明的目的是提供一种升流式连续好氧颗粒污泥反应装置及工艺，以解决上述好氧颗粒污泥技术(AGS)在序批式反应器(SBR)应用中无法实现连续流工艺的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种升流式连续好氧颗粒污泥反应装置，包括升流式反应器、设置于升流式反应器顶端的两级沉淀单元、循环单元、升降曝气单元和PLC控制单元，升流式反应器包括从下到上依次设置的进水混合区、厌氧污泥床、好氧膨胀床，两级沉淀单元包括一级沉淀区和二级沉淀区，一级沉淀区与二级沉淀区之间设置有调节挡板，一级沉淀区的底部与进水混合区相连通，进水混合区还与待处理废水相连通，循环单元包括设置于升流式反应器内部的内循环组件和设置于升流式反应器外部的外回流管路，内循环组件包括从上到下依次设置的缓冲区和导流通道，缓冲区的顶端和导流通道的底端分别与升流式反应器的顶端和底端相连通，升降曝气单元包括曝气泵、设置于升流式反应器中部的曝气盘和用于拉动曝气盘上升的升降组件，曝气盘将厌氧污泥床和好氧膨胀床分隔开，曝气盘与曝气泵相连通， PLC控制单元包括PLC控制器、采样口、显示器和测试组件。

调节挡板主要用于根据污泥沉降性能分离颗粒污泥和絮状污泥，使一级沉降区的颗粒污泥能够返回升流式反应器的底部，二级沉降区的絮状污泥能够排出，一级沉淀区和二级沉淀区的连接处设置有导轨，调节挡板靠近导轨的一侧设置有密封连接件，密封连接件的一侧穿进导轨中并与其滑动连接，密封连接件的另一侧与调节挡板相连接。通过密封连接件和导轨之间的滑动连接实现调节挡板高度的调整，实现对一级沉淀区和二级沉淀区中污泥的分离。

升降组件主要用于使曝气盘在升流式反应器中进行升降。其具体包括提升电机和钢丝绳，钢丝绳的一端与提升电机相连接，钢丝绳的另一端与曝气盘相连接，提升电机驱动钢丝绳的转动进而驱动曝气盘的升降。

优选的，导流通道的底端设置有第一挡板，二级沉淀区的出水口设置有第二挡板，二级沉淀区的底部设置有排泥口；升流式反应器顶端对应缓冲区设置有第三挡板。

第一挡板通过角钢和螺栓与导流通道的底端相连接，升流式反应器的底端为V型，第一挡板形成倒V型，第一挡板和升流式反应器的底端围成进水混合区，进入进水混合区的待处理废水和颗粒状污泥能够形成旋流式。

第二挡板通过三角钢架与二级沉淀区的内壁相连接，用于除去二级沉淀区上清液中的浮沫，然后上清液通过出水口流出。

第三挡板通过三角钢架与升流式反应器的内壁相连接，用于控制水泥混合物按一定流量比例分配进入内循环组件和两级沉淀单元。

待处理废水通过进水泵进入进水混合区中，一级沉淀区的底部经外回流管路与进水混合区相连通，进水泵与进水混合区之间、外回流管路、二级沉淀区的出水口和排泥口均设置有电磁阀。

采样口设置有多个，分别设置于升流式反应器的不同高度上，显示器用于实时显示升流式反应器的状态信息，测试组件包括溶解氧测试仪、ORP测试仪，用于测试水样的溶解氧浓度和氧化还原电位，采样口与测试组件相连通，测试组件、提升电机、曝气泵和电磁阀均与PLC控制器相连接。PLC控制单元主要用于实时监测升流式反应器内水质关键指标，用于根据水质关键指标控制提升电机、曝气泵的运行和电磁阀的开关。

PLC控制单元与升降曝气单元联动，1)若溶解氧测试仪测得好氧膨胀床溶解氧浓度低于2mg/L，会通过PLC控制器控制曝气泵自动调大曝气量，反之若高于3mg/L，则调小曝气量；2)若ORP测试仪测得厌氧污泥床上端氧化还原电位为负且偏离零点，则表示COD未充分转化为内碳源，PLC控制器会自动控制提升电机提升曝气盘，增加厌氧污泥床高度和比例，反之同理。

一种升流式连续好氧颗粒污泥反应装置的工艺，包括以下步骤：

a)进水混合：待处理废水连续注入升流式反应器底部的进水混合区，待处理废水与一级沉淀区的回流颗粒污泥、内循环组件回流污泥形成旋流并充分混合形成泥水混合物；

b)厌氧和好氧：泥水混合物以上升流的方式流动，曝气盘以下的部分为厌氧污泥床，曝气盘以上的部分为好氧膨胀床，污水首先流经厌氧污泥床，功能菌群储存内碳源并释放磷、进行反硝化除氮，然后在好氧膨胀床过量吸收磷，实现内碳源的转化与利用、磷的去除和同步硝化反硝化；

c)内回流：升流式反应器顶部在曝气气提作用下处于溢流状态并向缓冲区和一级沉淀区连续溢流，泥水混合物溢流进入缓冲区，在压力作用下通过导流通道回到升流式反应器底部；

d)两级沉淀和外回流：泥水混合物溢流进入两级沉淀单元的部分，经一级沉淀区沉淀后的处理水经调节挡板溢流至二级沉淀区，调节挡板根据污泥沉降性能分离颗粒污泥和絮状污泥，一级沉淀区颗粒污泥回流至升流式反应器的底部，二级沉淀区絮状污泥外排，完成菌群筛选，上清液经第二挡板撇除浮渣后排出。

优选的，厌氧污泥床保持绝对厌氧，好氧膨胀床溶解氧浓度控制在2.0～ 3.0mg/L；好氧膨胀床内颗粒污泥、水、气完全混合膨胀，液位膨胀高度不低于0.3米，形成的好氧区密度小于缓冲区和外围一级沉淀区；好氧区水力停留时间在6.0～10.0h，上升流速不低于2.0m/h。

优选的，一级沉淀区水力停留时间不高于30min，二级沉淀区水力沉淀时间不低于30min。

优选的，曝气盘为微孔曝气，所在高度为升流式反应器总高度的1/3～ 1/2。

优选的，泥水混合物通过内循环顶部的缓冲区和导流通道返回升流式反应器底部的时间不低于5min。

优选的，第三挡板控制按一定流量比例分配进入内循环组件和两级沉淀单元的水泥混合物流量，Q_{内循环组件}/Q_{两级沉淀单元}为2～5。

优选的，待处理废水的COD在300～1500mg/L之间

优选的，反应器平面为圆形或者矩形，高径比为1～5。

污泥颗粒化运行需要提供以下三个必要条件：(1)界限分明的贫富营养区交替；(2)适宜的剪切力加速污泥的颗粒化；(3)适宜的沉淀速度选择压力，促进颗粒污泥与絮状污泥的分离。本发明具有以上条件，适宜的连续流反应器为好氧颗粒污泥的培养、成熟和长期运行提供重要的环境保障，并对处理效率有至关重要的影响。

因此，本发明采用上述结构的一种升流式连续好氧颗粒污泥反应装置及工艺，具有以下有益效果：

1)PLC控制单元与升降曝气单元联动，自动化调整污水在厌氧污泥床和好氧膨胀床的停留时间并形成明显的贫富营养界限，根据运行情况调整曝气强度利于提供适宜的剪切力，从而形成成熟稳定的颗粒污泥并节省能源。

2)控制颗粒污泥通过内循环导流通道时间不少于5mi n，使其充分耗尽从好氧膨胀床携带的溶解氧，维持厌氧污泥床的严格厌氧环境。

3)第三挡板控制进入内循环组件和两级沉淀单元的混合物流量比例，使大部分污泥通过内循环回流，控制了反应器内良好的水力条件，保证运行的稳定性。

4)系统进水COD可控制在300～1500mg/L之间，具有较强的耐冲击能力。

5)两级沉淀单元回收颗粒污泥，分离并排出絮状污泥，反应器系统具有更高的稳定性和耐冲击性能，净化效率较普通活性污泥法提高30％以上。

6)系统控制简单，易自动化，管理运行费用进一步降低，能适应不同水质并适应大多数污水处理单位的改建、扩建要求，固定投入成本及能源消耗水平较其他连续流反应器显著减少40％以上。

7)占地面积显著减小，相较于传统活性污泥法降低70％以上，可广泛应用于市政、工业、高负荷、难生化、有毒污染物的污水处理及净化领域，为污水净化和回用提供了现成化的解决方案。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1是本发明一种升流式连续好氧颗粒污泥反应装置的结构示意图；

图2是本发明一种升流式连续好氧颗粒污泥反应装置的运行示意图；

图3是本发明一种升流式连续好氧颗粒污泥反应装置的进水混合区的示意图；

图4是本发明一种升流式连续好氧颗粒污泥反应装置的升降组件的结构示意图；

图5是本发明一种升流式连续好氧颗粒污泥反应装置的第一挡板的结构示意图；

图6是本发明一种升流式连续好氧颗粒污泥反应装置的第二挡板的结构示意图；

图7是本发明一种升流式连续好氧颗粒污泥反应装置的调节挡板的结构示意图；

图8是本发明一种升流式连续好氧颗粒污泥反应装置的导轨和密封连接件的结构示意图；

图9是本发明实施例2颗粒污泥粒径>0.2mm部分占比随培养时间变化图；

图10是本发明实施例2驯化培养第80天培养的颗粒污泥照片；

图11是本发明的PLC控制单元的原理框图。

图中：1、进水泵；2、电磁阀；3、进水混合区；4、厌氧污泥床；5、好氧膨胀床；6、调节挡板；7、一级沉淀区；8、二级沉淀区；9、第二挡板； 10、第三挡板；11、缓冲区；12、导流通道；13、第一挡板；14、PLC控制单元；15、采样口；16、曝气泵；17、提升电机；18、曝气盘；19、钢丝绳；20、外回流管路；21、角钢；22、螺栓；23、三角钢架；24、升流式反应器； 25、导轨；26、密封连接件。

具体实施方式

以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

如图1所示，一种升流式连续好氧颗粒污泥反应装置，包括升流式反应器24、设置于升流式反应器24顶端的两级沉淀单元、循环单元、升降曝气单元和PLC控制单元14，升流式反应器24包括从下到上依次设置的进水混合区 3、厌氧污泥床4、好氧膨胀床5，两级沉淀单元包括一级沉淀区7和二级沉淀区8，一级沉淀区7与二级沉淀区8之间设置有调节挡板6，一级沉淀区7 的底部与进水混合区3相连通，进水混合区3还与待处理废水相连通，循环单元包括设置于升流式反应器24内部的内循环组件和设置于升流式反应器24 外部的外回流管路20，内循环组件包括从上到下依次设置的缓冲区11和导流通道12，缓冲区11的顶端和导流通道12的底端分别与升流式反应器24的顶端和底端相连通，升降曝气单元包括曝气泵16、设置于升流式反应器24中部的曝气盘18和用于拉动曝气盘18上升的升降组件，曝气盘18将厌氧污泥床 4和好氧膨胀床5分隔开，曝气盘18与曝气泵16相连通，PLC控制单元14 包括PLC控制器、采样口15、显示器和测试组件。

调节挡板6主要用于根据污泥沉降性能分离颗粒污泥和絮状污泥，使一级沉降区的颗粒污泥能够返回升流式反应器24的底部，二级沉降区的絮状污泥能够排出。如图7-8所示，一级沉淀区7和二级沉淀区8的连接处设置有导轨25，调节挡板6靠近导轨25的一侧设置有密封连接件26，密封连接件 26的一侧穿进导轨25中并与其滑动连接，密封连接件26的另一侧与调节挡板6相连接。通过密封连接件26和导轨25之间的滑动连接实现调节挡板6 的高度，实现对一级沉淀区7和二级沉淀区8中污泥的分离。

升降组件主要用于将曝气盘18在升流式反应器24进行升降。如图4所示，其具体包括提升电机17和钢丝绳19，钢丝绳19的一端与提升电机17相连接，钢丝绳19的另一端与曝气盘18相连接，提升电机17驱动曝气盘18 的升降。

导流通道12的底端设置有第一挡板13，二级沉淀区8的出水口设置有第二挡板9，二级沉淀区8的底部设置有排泥口；升流式反应器24顶端对应缓冲区11设置有第三挡板10。如图5所示，第一挡板13通过角钢21和螺栓 22与导流通道12的底端相连接，升流式反应器24的底端为V型，第一挡板 13形成倒V型，第一挡板13和升流式反应器24的底端围成进水混合区3，进入进水混合区3的待处理废水和颗粒状污泥能够形成旋流式。如图6所示，第二挡板9通过三角钢架23与二级沉淀区8的内壁相连接，用于除去二级沉淀区8上清液中的浮沫，然后上清液通过出水口流出。第三挡板10通过三角钢架23与升流式反应器24的内壁相连接，用于控制水泥混合物按一定流量比例分配进入内循环组件和两级沉淀单元。

待处理废水通过进水泵1进入进水混合区3中，一级沉淀区7的底部经外回流管路20与进水混合区3相连通，进水泵1与进水混合区3之间、外回流管路20、二级沉淀区8的出水口和排泥口均设置有电磁阀2。

采样口15设置有多个，分别设置于升流式反应器24的不同高度上，显示器用于实时显示升流式反应器24的状态信息，测试组件包括溶解氧测试仪、 ORP测试仪，用于测试水样的溶解氧浓度和氧化还原电位，采样口15与测试组件相连通，测试组件、提升电机17、曝气泵16和电磁阀2均与PLC控制器相连接。PLC控制单元14主要用于实时监测升流式反应器24内水质关键指标，并根据水质关键指标的数据信息对曝气泵16和提升电机17的运行以及电磁阀2的开关进行控制。如图11所示，采样口15采取升流式反应器24不同高度的样品，样品进入测试组件中进行测试，测试得到的信息传递到PLC控制器中，PLC控制器对信息进行处理，然后根据得到的信息控制提升电机17运行、曝气泵16运行或电磁阀2的开关，需要说明的是本领域技术人员具有根据原理框图进行元器件连接的常识，并且使用的元器件均为直接购买得到，按照说明书安装连接即可，因此在此不再赘述各个元器件连接的过程。

实施例1

本实施例处理的水质条件如下表所示：

本实施例实施过程如下：

如图2所示，待处理污水从反应器底部以连续流的方式进入升流式反应器24，升流式反应器24底部和第三挡板10组成混合区，水流速度方向向上，内循环的回流方向向下，从而在进水混合区3形成方向相反的水力条件并在第三挡板10的作用下形成旋流使待处理废水与颗粒污泥充分混合，如图3所示。在上升流条件下，污水进入厌氧污泥床4，与高密度颗粒污泥接触，颗粒污泥营厌氧代谢，水中COD开始被储存为内碳源，正态磷被释放，氮通过反硝化去除。在厌氧污泥床4停留一定的时间后，污水污泥随上升流进入好氧膨胀床5，好氧膨胀床5溶解氧含量为2.5mg/L，颗粒污泥营好氧代谢，COD 作为内碳源被转化和利用，聚磷菌过量吸收水中的磷，颗粒污泥以独特的三维结构，进行同步硝化反硝化(SND)脱氮。此时厌氧污泥床4与好氧膨胀床 5容积比例为1:2。

升流到达好氧膨胀床5顶部的泥水混合物按照3:1的流量比例进入内循环组件和两级沉淀单元，此时第三挡板10所在位置距离缓冲区11长度是距离一次沉淀区长度的3倍；进入内循环组件的部分在压力的作用下返回到升流式反应器24底部，另一部分溢流进入一级沉淀区7，并且为保证足够的静水压力使一级沉淀区7污泥重力回流，好氧膨胀床5液位膨胀高度为0.35米；比重较高的颗粒污泥由于沉降速度快首先落到一级沉淀区7底部，当颗粒污泥层达到一定高度后，PLC控制器自动打开外回流管路20上的电磁阀2，通过外回流管路20回流至进水混合区3。沉降速度较慢的絮状污泥通过调节挡板6溢流至二级沉淀区8，再次经过沉淀后排出升流式反应器24。二级沉淀区8顶部溢流水经第二挡板9截留浮渣后排出。工艺总水力停留时间为8h，上升流速控制在2.5m/h。

本发明采取连续进水，连续出水的运行方式，升流式反应器24污泥床不同高度均匀分布多个采样口15，自动采样器定时采集水样，经过滤分别送到溶解氧测试仪、ORP测试仪进行分析，得到数据如下表所示。

位于厌氧污泥床4上部氧化还原电位为-48mV，表明COD转化为内碳源效率不足，此时PLC控制器进行程序运算，计算结果生成指令信息传递给升降曝气单元，提升电机17提升曝气盘18高度，调整厌氧污泥床4与好氧膨胀床5容积比例为1:2。在实际应用中，本发明涉及升降曝气单元为可移动式， PLC控制单元14可以根据实际污泥床浓度以及溶解氧和ORP测定值调整污水处于厌氧污泥床4和好氧膨胀床5的时间，这对于保证出水水质，培养形成和维持颗粒污泥的稳定性具有重要意义。

另外，设两级沉淀单元分别分离连续流生物反应池溢流中的颗粒污泥、絮状污泥和水。一级沉淀区7分离的颗粒污泥回流保证了污泥床较高的污泥浓度，避免污泥浓度降低带来的处理效率下降。二级沉淀区8将絮状污泥分离并排出升流式反应器24，保证升流式反应器24中颗粒污泥占据主导作用，从而保障出水水质。由于颗粒污泥沉降速度快，从而大幅减小两级沉淀单元的体积，节省造价和运行费用。

为提高沉淀分离的效率，将两级沉淀单元底部设计成V形斜面；污泥沉淀过程中，落到V形斜面上的污泥在重力作用下滑向池底尖端，形成压缩沉淀，从而起到重力浓缩的作用。二级沉淀区8的絮凝污泥沉淀可视运行状况增加沉淀时间或设刮泥机以帮助排泥。出水经两级沉淀区沉淀，撇出浮渣后排出，排水可视为出水水质回流至进水循环处理。

为实现反应装置的自动化控制，进出水及外回流管路20均采用电磁阀2，用于水位提升、污泥回流、曝气泵16和提升电机17均连接PLC控制器，还可以设温度、水位、pH等传感器实时监控生物反应池内变化，以保证系统的正常、稳定运行，温度传感器、水位传感器和pH传感器均为直接购买并按照说明书安装即可。

实施例2

本实施例中，所采用的升流式好氧颗粒污泥反应装置结构如上，在此不再赘述。涉及到的具体参数如下：升流式好氧颗粒污泥反应装置采用圆形透明有机玻璃柱，高度为1.0m，直径0.2m，H/D为5，有效利用容积30.4L；一、二级沉淀区8有效容积分别为3L，4L；曝气盘18预设高度为0.4m，维持好氧区溶解氧浓度2.7mg/L，接种取自采用A/A/O工艺的污水处理厂二沉池活性污泥，种泥MLSS为6000mg/L，进水水质如下表所示。

采用恒流蠕动泵进水，进水流速为400ml/min，进水从反应器底部进入，经进水混合区3混合后以稳定上升流进入厌氧污泥床4，维持厌氧污泥床4污泥浓度为8000mg/L，厌氧停留时间为2h，进入好氧膨胀床5后，颗粒污泥和进水完全混合并接触，进水在好氧膨胀床5停留时间为3h，泥水混合物在好氧膨胀床5上部溢流，控制Q_内循环/Q_{两级沉淀区}为4，进入内循环的部分通过导流通道12回到反应装置底部混合区，回流时间为10min，充分消耗携带的溶解氧，保持厌氧污泥床4良好的厌氧环境；进入两级沉淀区的部分经两次沉淀，一级沉淀区7收集颗粒污泥回流，二级沉淀区8收集絮状污泥外排，处理水从二级沉淀区8上部排出。

反应装置采用定期排泥，控制污泥龄为40d，从接种到颗粒化，整个过程持续80d，培养的颗粒污泥粒径>0.2mm部分占比达到91.2％，如图9所示，并具有较好的颗粒化效果，如图10所示。稳定阶段，出水水质如下表所示。

出水水质能达到一级A排放标准，反应装置具有较好的稳定性，能够满足一般污水处理的需求。经过驯化和培养的颗粒污泥粒径范围为3～5mm，颗粒密实，沉降速度达到102m/h，沉降性能良好，MLVSS/MLSS为55，溶解氧为 45mgO₂/g，污泥活性高。

因此，本发明采用上述结构的一种升流式连续好氧颗粒污泥反应装置及工艺，采用PLC控制单元灵活通过升降曝气单元控制厌氧污泥床和好氧膨胀床的高度和比例，增强了反应器应对不同水质的适应性，能够快速培养出成熟稳定的好氧颗粒污泥，并兼具良好的碳氮磷去除性能。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种升流式连续好氧颗粒污泥反应装置，其特征在于：包括升流式反应器、设置于升流式反应器顶端的两级沉淀单元、循环单元、升降曝气单元和PLC控制单元，升流式反应器包括从下到上依次设置的进水混合区、厌氧污泥床、好氧膨胀床，两级沉淀单元包括一级沉淀区和二级沉淀区，一级沉淀区与二级沉淀区之间设置有调节挡板，一级沉淀区的底部与进水混合区相连通，进水混合区还与待处理废水相连通，循环单元包括设置于升流式反应器内部的内循环组件和设置于升流式反应器外部的外回流管路，内循环组件包括从上到下依次设置的缓冲区和导流通道，缓冲区的顶端和导流通道的底端分别与升流式反应器的顶端和底端相连通，升降曝气单元包括曝气泵、设置于升流式反应器中部的曝气盘和用于拉动曝气盘上升的升降组件，曝气盘将厌氧污泥床和好氧膨胀床分隔开，曝气盘与曝气泵相连通，PLC控制单元包括PLC控制器、采样口、显示器和测试组件；

导流通道的底端设置有第一挡板，二级沉淀区的出水口设置有第二挡板，二级沉淀区的底部设置有排泥口；升流式反应器顶端对应缓冲区设置有第三挡板。

2.根据权利要求1所述的一种升流式连续好氧颗粒污泥反应装置的工艺，其特征在于：包括以下步骤：

a)进水混合：待处理废水连续注入升流式反应器底部的进水混合区，待处理废水与一级沉淀区的回流颗粒污泥、内循环组件回流污泥形成旋流并充分混合形成泥水混合物；

b)厌氧和好氧：泥水混合物以上升流的方式流动，曝气盘以下的部分为厌氧污泥床，曝气盘以上的部分为好氧膨胀床，污水首先流经厌氧污泥床，功能菌群储存内碳源并释放磷、进行反硝化除氮，然后在好氧膨胀床过量吸收磷，实现内碳源的转化与利用、磷的去除和同步硝化反硝化；

c)内回流：升流式反应器顶部在曝气气提作用下处于溢流状态并向缓冲区和一级沉淀区连续溢流，泥水混合物溢流进入缓冲区，在压力作用下通过导流通道回到升流式反应器底部；

d)两级沉淀和外回流：泥水混合物溢流进入两级沉淀单元的部分，经一级沉淀区沉淀后的处理水经调节挡板溢流至二级沉淀区，调节挡板根据污泥沉降性能分离颗粒污泥和絮状污泥，一级沉淀区颗粒污泥回流至升流式反应器的底部，二级沉淀区絮状污泥外排，完成菌群筛选，上清液经第二挡板撇除浮渣后排出。

3.根据权利要求2所述的一种升流式连续好氧颗粒污泥反应装置的工艺，其特征在于：厌氧污泥床保持绝对厌氧，好氧膨胀床溶解氧浓度控制在2.0～3.0mg/L；好氧膨胀床内颗粒污泥、水、气完全混合膨胀，液位膨胀高度不低于0.3米，形成的好氧区密度小于缓冲区和外围一级沉淀区；好氧区水力停留时间在6.0～10.0h，上升流速不低于2.0m/h。

4.根据权利要求2所述的一种升流式连续好氧颗粒污泥反应装置的工艺，其特征在于：一级沉淀区水力停留时间不高于30min，二级沉淀区水力沉淀时间不低于30min。

5.根据权利要求2所述的一种升流式连续好氧颗粒污泥反应装置的工艺，其特征在于：曝气盘为微孔曝气，所在高度为升流式反应器总高度的1/3～1/2。

6.根据权利要求2所述的一种升流式连续好氧颗粒污泥反应装置的工艺，其特征在于：泥水混合物通过内循环顶部的缓冲区和导流通道返回升流式反应器底部的时间不低于5min。

7.根据权利要求2所述的一种升流式连续好氧颗粒污泥反应装置的工艺，其特征在于：第三挡板控制按一定流量比例分配进入内循环组件和两级沉淀单元的水泥混合物流量，Q_{内循环组件}/Q_{两级沉淀单元}为2～5。

8.根据权利要求2所述的一种升流式连续好氧颗粒污泥反应装置的工艺，其特征在于：待处理废水的COD在300～1500mg/L之间。

9.根据权利要求2所述的一种升流式连续好氧颗粒污泥反应装置的工艺，其特征在于：反应器平面为圆形或者矩形，高径比为1～5。