CN202297322U - 一种生物强化高效活性污泥原位减量化装置 - Google Patents

一种生物强化高效活性污泥原位减量化装置 Download PDF

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张刚
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Abstract

本实用新型公开了一种生物强化高效活性污泥原位减量化装置。由隔墙或隔板将反应器分割成生物强化缺氧污泥消化区、生物强化捕食好氧污泥减量区和沉淀区，在生物强化缺氧污泥消化区内设有潜水搅拌机，上端设有菌种投加槽和营养液槽，底部设有曝气系统，曝气系统与鼓风机相连；在生物强化捕食好氧污泥减量区底部设有曝气系统，曝气系统与鼓风机相连，上端设有混合液内回流泵，通过混合液内回流管与生物强化缺氧污泥消化区相连；沉淀区上部设有出水管，沉淀区底部设有第一污泥管并与污泥回流泵进口相连；本实用新型结构简洁紧凑、占地少、能实现全自动控制，可实现对剩余污泥40-90%的污泥减量效果，且不影响原生化系统污水处理效果。

Description

一种生物强化高效活性污泥原位减量化装置
技术领域
本实用新型涉及生物工程与环境工程，尤其涉及一种生物强化高效活性污泥原位减量化装置。该装置是通过优势功能菌群强化消解结合微型后生动物强化捕食进行污泥原位减量，从而实现生物群系统对有机物的持续、彻底的降解。
背景技术
活性污泥法污水生物处理工艺以高效低耗的突出优点广泛应用于我国城市污水和工业废水处理。然而，随着污水处理率的不断提高,其产生的大量剩余污泥的有效处置也成为我们不得不面对的一个非常棘手的问题。截止到2009年底全国共统计3136座城市污水处理厂，设计日处理能力11163.2万吨。2009年我国城镇污水处理产生含水率80%的污泥约为2184万吨（5.99万吨/日），其中城市和县城2066万吨（5.66万吨/日），约占污泥产生量的95%。污泥处理成本占污水处理总成本的40%~60%。如果每年污水处理率按6-7%的速率递增，预计到2015年污泥排放量将达到3560万吨。相比如此巨大的污泥产量，我国目前大约有55.7％的污泥没有得到稳定处理。因此，如何合理处置污水厂污泥，解决城镇污泥的出路问题已成为非常紧迫的任务。
根据污泥减量技术原理的不同，国内外对废水生物处理产生的剩余污泥的减量研究主要集中在3个方面:(l)基于解偶联生长的污泥减量技术；包括投加解偶联剂、好氧-沉淀-厌氧工艺（OSA）等;(2) 基于细胞溶解(或分解)的隐性生长剩余污泥减量技术，包括物理化学溶胞、生物溶胞技术；(3) 利用微型动物生物捕食的剩余污泥减量化技术，如后生动物的捕食作用。
从源头进行剩余污泥的减量，在保证污水处理达到排放标准要求的前提下，尽量减少剩余污泥的产生和排放量，是污水处理可持续发展的方向。当前研究的各种污泥减量技术均有一定的污泥减量效果，但各有各的优缺点。采用物理、化学方法减量，其投资大、能耗高；采用生物捕食作用减量，其生物种类很难控制；采用能量解偶联作用减量，其进水及工艺条件要求高。总之，当前污泥减量化技术还主要处在探索研究阶段，正式投入工业化应用的还很少，仍需进一步研究污泥减量化机理，和完善已有的减量化技术。创造一个适合细菌、微型后生动物生长的反应装置，将微生物强化污泥消化与后生动物强化捕食作用相结合实现对剩余污泥的减量化，减量效果可达40-90%，投资推广价值高。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有污泥减量技术的不足，提供一种生物强化高效活性污泥原位减量装置。
生物强化高效活性污泥原位减量化装置包括污泥泵、流量计、潜水搅拌机、生物强化缺氧污泥消化区、生物强化捕食好氧污泥减量区、填料层、曝气系统、沉淀区、出水管、第一污泥管、沉淀区污泥回流泵、第二污泥管、菌种投加槽、营养液槽、鼓风机、混合液内回流泵和混合液内回流管；由隔墙或隔板将反应器分割成生物强化缺氧污泥消化区、生物强化捕食好氧污泥减量区和沉淀区，在生物强化缺氧污泥消化区内设有潜水搅拌机，生物强化缺氧污泥消化区上端设有菌种投加槽和营养液槽，生物强化缺氧污泥消化区底部设有曝气系统，曝气系统与鼓风机相连；生物强化捕食好氧污泥减量区底部设有曝气系统，曝气系统与鼓风机相连，生物强化捕食好氧污泥减量区上端设有混合液内回流泵，通过混合液内回流管与生物强化缺氧污泥消化区相连；沉淀区上部设有出水管，沉淀区底部设有第一污泥管并与污泥回流泵进口相连，污泥回流泵出口通过第二污泥管分别与生物强化缺氧污泥消化区底部和生物强化捕食好氧污泥减量区底部相连；污泥泵通过流量计与生物强化缺氧污泥消化区相连。
所述的生物强化捕食好氧污泥减量区内设有填料层，填料层设有上下两层支架，支架之间装填料。
所述填料为塑料填料、陶瓷填料、纤维填料或聚氨酯类填料。
生物强化高效活性污泥原位减量化装置应用于活性污泥法废水处理工艺，活性污泥法为A2/O、SBR、MSBR、氧化沟、CASS或MBR。
本实用新型与现有技术相比具有的有益效果：
（1）本装置结构简洁紧凑、操作运行管理方便，占地少、能实现全自动控制；
（2）装置功能区分割清晰，将微生物强化消化与微型后生动物强化捕食相组合，易于形成食物链，可实现对剩余污泥40-90%的污泥减量效果，且不影响原生化系统污水处理效果；
（3）装置适用于一切活性污泥法废水生物处理及其变形工艺对剩余污泥的减量化，可以在不影响污水厂正常运行的情况下实施污泥减量化改造，投资省、运行费用低、见效快，推广应用价值高。
附图说明：
图1是污泥原位减量装置位置结构示意图；
图2是污泥原位减量装置结构示意图；
图3是带填料的污泥原位减量装置结构示意图；
图中，污泥泵（1）、流量计（2）、潜水搅拌机（3）、生物强化缺氧污泥消化区（4）、生物强化捕食好氧污泥减量区（5）、填料层（6）、曝气系统（7）、沉淀区（8）、出水管（9）、第一污泥管（10）、沉淀区污泥回流泵（11）、第二污泥管（12）、菌种投加槽（13）、营养液槽（14）、鼓风机（15）、混合液内回流泵（16）、混合液内回流管（17）。
具体实施方式
如图2、3所示，生物强化高效活性污泥原位减量化装置包括污泥泵(1)、流量计(2)、潜水搅拌机(3)、生物强化缺氧污泥消化区(4)、生物强化捕食好氧污泥减量区(5)、填料层(6)、曝气系统(7)、沉淀区(8)、出水管(9)、第一污泥管(10)、沉淀区污泥回流泵(11)、第二污泥管(12)、菌种投加槽(13)、营养液槽(14)、鼓风机(15)、混合液内回流泵(16)和混合液内回流管(17)；由隔墙或隔板将反应器分割成生物强化缺氧污泥消化区(4)、生物强化捕食好氧污泥减量区(5)和沉淀区(8)，在生物强化缺氧污泥消化区(4)内设有潜水搅拌机(3)，生物强化缺氧污泥消化区(4)上端设有菌种投加槽(13)和营养液槽(14)，生物强化缺氧污泥消化区(4)底部设有曝气系统(7)，曝气系统(7)与鼓风机(15)相连；生物强化捕食好氧污泥减量区(5)底部设有曝气系统(7)，曝气系统(7)与鼓风机(15)相连，生物强化捕食好氧污泥减量区(5)上端设有混合液内回流泵(16)，通过混合液内回流管(17)与生物强化缺氧污泥消化区(4)相连；沉淀区(8)上部设有出水管(9)，沉淀区(8)底部设有第一污泥管(10)并与污泥回流泵(11)进口相连，污泥回流泵(11)出口通过第二污泥管(12)分别与生物强化缺氧污泥消化区(4)底部和生物强化捕食好氧污泥减量区(5)底部相连；污泥泵(1)通过流量计(2)与生物强化缺氧污泥消化区(4)相连。
所述的生物强化捕食好氧污泥减量区(5)内设有填料层(6)，填料层(6)设有上下两层支架，支架之间装填料。
所述填料为塑料填料、陶瓷填料、纤维填料或聚氨酯类填料。
生物强化高效活性污泥原位减量化装置应用于活性污泥法废水处理工艺，活性污泥法为A2/O、SBR、MSBR、氧化沟、CASS或MBR。
下面将结合附图详细说明本实用新型的具体实施方式：
实施例1
一般城镇污水处理厂的生活污水，COD:150～300mg/l,氨氮20～35mg/l，TP3～6mg/l，SS90～250mg/l。污水采用采用A2/O工艺处理，部分回流污泥通过污泥泵（1）经过流量计（2）进入生物强化缺氧污泥消化区（4），停留时间6h，同步进入的还有经沉淀区（8）污泥回流泵（11）回流过来的污泥和经生物强化捕食好氧污泥减量区（5）混合液内回流泵（16）回流过来的泥水；生物强化缺氧污泥消化区（4）内设潜水搅拌机搅拌使泥水充分混合。通过投加槽（13）、营养液槽（14）按一定比例（0.01～0.1%）投加特种菌和营养液，在兼氧条件下，菌种得到高浓度培养并使活性污泥中微生物菌群呈现多样性。高浓度菌群在消化了污泥中大部分有机质的同时也为生物强化捕食好氧污泥减量区（5）后生动物的繁殖提供了食物来源。生物强化缺氧污泥消化区（4）泥水混合液进入生物强化捕食好氧污泥减量区（5）中，停留时间18h，同步进入的还有经沉淀区（8）经污泥回流泵（11）回流过来的污泥。生物强化捕食好氧污泥减量区（5）中的混合液通过鼓风机（15）及曝气系统（7）充入空气，同时不定期投加轮虫类微型后生动物强化捕食。由于生物强化捕食好氧污泥减量区（5）的溶解氧充足，生物代谢旺盛，从生物强化缺氧污泥消化区（4）过来的泥水有机质被充分降解使得生物强化捕食好氧污泥减量区（5）有机物含量较低，微型原生动物和后生动物可大量繁殖。同时填料层（6）安置陶瓷填料，有利于固着型和非固着型后生动物的的分区生长。这些微型动物以细小微生物与有机颗粒物为食物，可以大幅度减少污泥量，从而达到污泥减量的目的。生物强化捕食好氧污泥减量区（5）中的泥水流入沉淀区（8）后泥水分离，部分污泥通过回流污泥泵（11）打入生物强化缺氧污泥消化区（4）和生物强化捕食好氧污泥减量区（5），剩余污泥去污泥处理系统。污泥减量效果达70%以上。
实施例2
本实施与实施例1不同之处在于，延长生物强化缺氧污泥消化区（4）停留时间为8h，生物强化捕食好氧污泥减量区（5）停留时间为36h，填料层（6）设纤维填料，提高生物强化捕食好氧污泥减量区（5）溶解氧浓度，调大从沉淀区（8）至生物强化捕食好氧污泥减量区（5）的污泥回流量，增加后生动物强化量，在此条件下，污泥减量效果达90%以上。
实施例3
本实施与实施例1不同之处在于，生物强化缺氧污泥消化区（4）停留时间为6h，生物强化捕食好氧污泥减量区（5）停留时间为20h，不设填料层（6），增加生物强化缺氧污泥消化区（4）菌种投加量，调大从生物强化捕食好氧污泥减量区（5）至生物强化缺氧污泥消化区（4）的泥水混合液回流量，在此条件下，污泥减量效果达60%以上。
实施例4
本实施与实施例1不同之处在于，进入装置的污泥为以活性染料为主的印染类工业污水生化处理过程中的回流污泥，印染污水水质为pH7.5-9.5，CODcr:850-1500mg/l，NH3-N:15-30mg/l,TP2-6mg/l，水温为35-40℃，水量为5000m3/d，污水处理工艺为MSBR。部分回流污泥进入装置后，生物强化缺氧污泥消化区（4）停留时间为4h，生物强化捕食好氧污泥减量区（5）停留时间为16h，采用活性污泥法，不设填料层（6），生物强化缺氧污泥消化区（4）投加菌种强化消化，生物强化捕食好氧污泥减量区（5）投加后生动物强化捕食，在此条件下，污泥减量效果达70%以上。
实施例5
本实施与实施例1不同之处在于，进入装置的污泥为医药类工业污水生化处理过程中的生化回流污泥，污水水质为pH6.5-8.5，CODcr:1200-2500mg/l，NH3-N:35-150mg/l,TP5-20mg/l，水温为20-35℃。水量为2500m3/d，污水处理工艺为MBR。部分污泥进入装置后，生物强化缺氧污泥消化区（4）停留时间为8h，生物强化捕食好氧污泥减量区（5）停留时间为1d，填料层（6）安装聚氨酯类填料，生物强化缺氧污泥消化区（4）投加菌种强化消化，生物强化捕食好氧污泥减量区（5）投加后生动物强化捕食，在此条件下，污泥减量效果达60%以上。
实施例6
本实施与实施例1不同之处在于，进入装置的污泥为食品类工业污水生化处理过程中的回流污泥，污水水质为pH6.5-8.5，CODcr:4000-6000mg/l，NH3-N:80-150mg/l,TP30-60mg/l，水温为20-35℃。水量为2000m3/d，污水处理工艺为氧化沟。污泥进入装置后，生物强化缺氧污泥消化区（4）停留时间为6h，生物强化捕食好氧污泥减量区（5）停留时间为24h，填料层（6）安装塑料填料，生物强化缺氧污泥消化区（4）投加菌种强化消化，生物强化捕食好氧污泥减量区（5）投加后生动物强化捕食，在此条件下，污泥减量效果达60%以上。
以上较佳实施例公开了本实用新型，然其并非用以限制本实用新型，凡采用同等替换或者等效变换方式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。

Claims (3)

1.一种生物强化高效活性污泥原位减量化装置，其特征在于包括污泥泵(1)、流量计(2)、潜水搅拌机(3)、生物强化缺氧污泥消化区(4)、生物强化捕食好氧污泥减量区(5)、填料层(6)、曝气系统(7)、沉淀区(8)、出水管(9)、第一污泥管(10)、沉淀区污泥回流泵(11)、第二污泥管(12)、菌种投加槽(13)、营养液槽(14)、鼓风机(15)、混合液内回流泵(16)和混合液内回流管(17)；由隔墙或隔板将反应器分割成生物强化缺氧污泥消化区(4)、生物强化捕食好氧污泥减量区(5)和沉淀区(8)，在生物强化缺氧污泥消化区(4)内设有潜水搅拌机(3)，生物强化缺氧污泥消化区(4)上端设有菌种投加槽(13)和营养液槽(14)，生物强化缺氧污泥消化区(4)底部设有曝气系统(7)，曝气系统(7)与鼓风机(15)相连；生物强化捕食好氧污泥减量区(5)底部设有曝气系统(7)，曝气系统(7)与鼓风机(15)相连，生物强化捕食好氧污泥减量区(5)上端设有混合液内回流泵(16)，通过混合液内回流管(17)与生物强化缺氧污泥消化区(4)相连；沉淀区(8)上部设有出水管(9)，沉淀区(8)底部设有第一污泥管(10)并与污泥回流泵(11)进口相连，污泥回流泵(11)出口通过第二污泥管(12)分别与生物强化缺氧污泥消化区(4)底部和生物强化捕食好氧污泥减量区(5)底部相连；污泥泵(1)通过流量计(2)与生物强化缺氧污泥消化区(4)相连。
2.根据权利要求1所述的一种生物强化高效活性污泥原位减量化装置，特征在于所述的生物强化捕食好氧污泥减量区(5)内设有填料层(6)，填料层(6)设有上下两层支架，支架之间装填料。
3.根据权利要求2所述的一种生物强化高效活性污泥原位减量化装置，特征在于所述填料为塑料填料、陶瓷填料、纤维填料或聚氨酯类填料。 
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