CN207726817U - 一种交替厌/好氧序批式反应装置 - Google Patents

一种交替厌/好氧序批式反应装置 Download PDF

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苏本生
张原洁
韩黎明
马欣欣
王雯
刘广青
王旭鹏
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Abstract

本实用新型公开了一种交替厌/好氧序批式反应装置。在交替厌/好氧序批式反应器中,以市政污水为进水水质,以厌氧消化污泥和好氧污泥(混合比例1:1)作为接种污泥。启动初期,通过接种高浓度污泥(20g/L)、采取低污泥负荷(0.056kgCOD/kgSS·d)运行方式,强化污泥沉降性能改善和最初好氧颗粒晶核的形成,加速和优化好氧颗粒污泥的形成和完全颗粒化过程。本实用新型的优势体现在颗粒形成快,解决了好氧污泥颗粒不易形成以及形成时间过长的问题;实现了好氧颗粒污泥“晶核假说”快速模式;培养的好氧颗粒污泥,结构紧凑,稳定性能良好,外观为淡黄色,平均粒径为750um,污泥容积指数(SVI)为20‑35mL/g,COD,TN和TP的去除率分别能达到92%,81%和85%;工艺简单,操作方便,成本较低。

Description

一种交替厌/好氧序批式反应装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及污水处理技术领域,尤其是,提供了一种交替厌/好氧序批式反应 装置,可用于通过接种浓度高污泥和低污泥负荷运行启动方式促进好氧颗粒污泥在AAASBR 反应器中快速培养好氧颗粒污泥。
背景技术
[0002] 好氧颗粒污泥是近年来新出现的一种新型污水高效生物处理技术,和传统的活性 污泥法相比,具有许多优点:结构致密、良好的沉降性能、微生物浓度高并且同时具备脱氮 除磷的能力、工艺流程简单、污水处理系统的容积和占地面积小,从而降低投资和运行成 本。因此,好氧颗粒污泥前景广阔,深受广大研究者的关注。好氧颗粒污泥的形成是通过微 生物自固定作用形成的生物体聚集现象,是一个包含物理、化学和生物作用的复杂过程。学 术界对于好氧颗粒污泥的形成过程进行了大量的研究,已有研究结果表明好氧颗粒污泥的 形成与容积负荷、水流剪切力和沉淀时间等密切相关。现有的培养技术也主要集中在容积 负荷调控(高容积负荷或者交变负荷)、沉降时间缩短、好氧饥饿时间和剪切力等方面来优 化培养好氧颗粒污泥。截至目前,能否快速形成稳定性良好的好氧颗粒污泥仍是限制本技 术用于工程推广的重要因素。 实用新型内容
[0003] 实用新型目的是针对好氧颗粒污泥目前快速培养的困难,提出了一种交替厌/好 氧序批式反应装置,可用于通过培养过程中控制污泥浓度和污泥负荷来加速和优化污泥颗 粒的形成过程,在室温调价下采用厌氧/好氧交替的序批式间歇反应器运行方式实现好氧 颗粒污泥的优化培养。
[0004] —种交替厌/好氧序批式反应装置,反应器(1)为圆柱形,内径为0.25m,高2m,有效 容积为85L,反应器⑴上端包括用于测量水位的液位计(11);与所述反应器⑴的底部进水 口⑶接通的进水管⑵与进水栗⑷相连,所述进水栗⑷的另一侧与进水箱⑹的出水管
[5] 相连,所述进水栗⑷用于将进水箱⑹内基质经由进水箱⑹的出水管(5)、进水栗(4)、 反应器(1)的进水管(2)从反应器(1)底部的进水口(3)送入反应器(1);反应器自循环管 (13) —端连接所述进水栗(4),一端连接反应器(1)上端,与反应器的进水管(2)构成反应器 (1)的外循环,厌氧段期间,进水栗⑷通过反应器的循环管(13)将反应器⑴上部的液体抽 取并且经过反应器底部进水管(2)输送至反应器(1)的底部以保证反应器(1)内的传质效 果;所述反应器⑴的进气管与气栗(7)相连,进气管与反应器⑴底部的曝气头⑻相连用 于向反应器(1)内曝气,所述气栗(7)设置成以曝气量50L/min进行曝气,开始三天进行空 曝;所述反应器⑴的出水管⑼连接出水栗(1 〇),所述反应器⑴的出水管(9)伸入所述反 应器(1)的中部,用于抽取反应器(1)中部的反应物。
[0005] 进一步的,所述基质是市政污水,污水中COD的浓度为200-320mg/L,氮的浓度为 38-55mg/L,磷的浓度为6 · 0-13 · Omg/L,悬浮颗粒的浓度为80-150mg/L,pH值范围为6 · 8- 7.4;所述反应器(1)内的基质用于接种厌氧消化污泥和好氧污泥,所述厌氧消化污泥和好 氧污泥的质量比为1:1,污泥浓度不低于20g/L;
[0006] 所述进水栗⑷和出水栗(10)被设置成空曝三天后开始通过控制进水量和出水量 保持系统容积负荷〇.〇56kgCOD/kgSS · d;
[0007] 所述进水栗⑷、出水栗(10)和气栗(7)与PLC控制器(12)相连并且受其控制:第1-8天,保持周期12h,体积交换率50 %,沉降时间20min,OLRO. 35kg C0D/m3d,接种后第8天,排 出上层沉淀性能差的污泥,使污泥浓度由12.3g/l降为8.Og/l;第9-12天,保持周期9h,体积 交换率60%,沉降时间15min,0LR0.54kg⑶D/Vd,第12天时,再次排出上层沉淀性能差的 污泥,使污泥浓度降为4. Og/L;第13-19天,保持周期6h,体积交换率75%,沉降时间12min, OLRO. 90kg C0D/m3d;第20-70天,保持周期4h,体积交换率75 %,沉降时间8min,OLRl. 35kg C0D/m3d;每个阶段的进水和排水时间分别为IOmin和5min。
[0008] 使用本实用新型提供的交替厌/好氧序批式反应装置,在启动初期,接种高污泥浓 度和采用低污泥负荷运行方式,微生物菌群处于饥饿状态,适应能力弱的微生物被淘汰,幸 存下来的微生物不断提高自身的凝聚能力,在高污泥浓度的环境下极易碰撞从而形成最初 的“晶核颗粒”。本系统采用厌/好氧序批式运行方式,主要包括厌氧进水、厌氧循环、好氧阶 段、沉淀阶段及排水阶段。进水阶段为厌氧状态,在随后的厌氧段期间,通过栗循环将反应 器上部的液体循环输送至反应器底部保证系统内的传质效果。经过七天的培养即形成了 “晶核颗粒”。第8天和第12天时,人为排出上层中沉淀性能差的污泥,使其浓度由12.3g/L降 为8.Og/L再降为4.Og/L,使得反应器⑴中留存下来的大部分是自凝聚和沉淀性能良好的 微生物,伴随着容积负荷的调整,为“晶核颗粒”提供了良好的条件,加速和优化了污泥完全 颗粒化的形成。
[0009] 本实用新型所取得的技术效果:
[0010] (1)颗粒形成快,解决了好氧污泥颗粒不易形成以及形成时间过长的问题;
[0011] ⑵实现了好氧颗粒污泥“晶核假说”快速模式;
[0012] (3)培养的好氧颗粒污泥,结构紧凑,稳定性能良好,外观为淡黄色,平均粒径为 750um,污泥容积指数(SVI)为20-35ml/g,⑶D,TN和TP的去除率分别能达到92%,81%和 85%〇
[0013] ⑷工艺简单,操作方便,成本较低。
附图说明
[0014] 图1是本实用新型所提供的AAASBR反应器,其中附图标记为:
[0015] 1-反应器、2-反应器的进水管、3-反应器的进水口、4-进水栗、5-进水箱的出水管、 6-进水箱、7-气栗、8-曝气头、9-反应器的出水管、10-出水栗、11-液位计、12-PLC控制器、 13-反应器自循环管。
[0016] 图2是本实用新型实施例中不同阶段颗粒污泥形态变化的电镜照片。
具体实施方式
[0017] 为使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案,下面结合附图对本实 用新型提供的一种交替厌/好氧序批式反应装置进行详细描述。
[0018] —种快速培养好氧颗粒污泥的方法,包括以下步骤:
[0019] ⑴接种活性污泥及中试装置
[0020] 采用市政污水处理厂的厌氧消化污泥和好氧污泥(1:1)为种泥,将其接种于 AAASBR反应装置中(图1),反应器为圆柱形,内径为0.25m,高2m,有效工作体积为85L,该过 程在室温条件下进行。
[0021] (2)进水方式
[0022] 在好氧颗粒污泥培养过程中,采用市政污水处理厂中具有生活污水典型特征的污 水作为进水,将污水通过反应器底部的进水口 3注入反应器中,污水的主要组成见表1。
[0023] 表1:污水参数
[0024]
Figure CN207726817UD00051
[0025] (3)形成过程
[0026] 接种污泥浓度为20g/L,曝气量为50L/min (空曝3天),改善污泥沉降性能。随后进 水,保持系统容积负荷〇.〇56kgO)D/kgSS · d左右。第8d,“晶核颗粒”开始形成。随着培养的 进行,不断提高容积负荷、缩短周期长度和沉降时间,并且增加体积交换率,整个颗粒污泥 的培养时间为70天,共分为四个工艺段。具体操作参数见表2。
[0027] 表2:培养过程的操作参数
Figure CN207726817UD00052
[0030] 在培养过程中,颗粒粒径出现双峰现象,说明了在此培养模式下,可能出现“晶核 颗粒”逐渐长大和“晶核颗粒”同时形成的过程,颗粒化阶段污泥形态变化及成熟颗粒电镜 照片如图2。
[0031] 通过最初的空曝污泥浓度自身浓度调整变化外,第8d和12d主动选择沉降性能好 的污泥加速了颗粒化的进程。低污泥负荷的运行促使污泥处于饥饿状态,有利于“晶核颗 粒”的形成,符合微生物饥饿自聚集强化的生理特性和需求。在每个周期中,进水阶段和排 水阶段的时间分别为IOmin和5min。经过了七天的培养即形成了黄色污泥颗粒,第8天和第 12天,通过人为排除沉淀性能差的污泥来调节污泥浓度和污泥负荷,加速优化好氧污泥颗 粒的形成,60天以后,反应达到稳定状态,获得的污泥颗粒结构紧凑,平均直径为750um,污 泥容积指数(SVI)为20〜35mL/g,并且对⑶D,TN和TP的去除率分别能达到92 %,81 %和 85%〇
[0032] 本实施例采用厌氧/好氧交替的序批式间歇反应器(AAASBR),反应器1为圆柱形, 内径为0.25m,高2m,有效容积为85L,反应器1上端包括用于测量水位的液位计11。
[0033] 与所述反应器1的底部进水口 3接通的进水管2与进水栗4相连,所述进水栗4的另 一侧与进水箱6的出水管5相连,所述进水栗4用于将进水箱6内基质经由进水箱6的出水管 5、进水栗4、反应器1的进水管2从反应器1底部的进水口 3送入反应器1,所述基质是市政污 水,污水中COD的浓度为200-320mg/L,氮的浓度为38-55mg/L,磷的浓度为6.0-13.0mg/L,悬 浮颗粒的浓度为80_150mg/L,pH值范围为6.8-7.4。
[0034] 所述反应器1内的基质用于接种厌氧消化污泥和好氧污泥,所述厌氧消化污泥和 好氧污泥的质量比为1:1,污泥浓度不低于20g/L;所述反应器1的进气管与气栗7相连,进气 管与反应器1底部的曝气头8相连用于向反应器1内曝气,所述气栗7设置成以曝气量50L/ min进行曝气,开始三天进行空曝;所述反应器1的出水管9连接出水栗10,所述反应器1的出 水管9伸入所述反应器1的中部,用于抽取反应器1中部的反应物;所述进水栗4和出水栗10 被设置成空曝三天后开始通过控制进水量和出水量保持系统容积负荷〇.〇56kgO)D/kgSS · d。反应器自循环管13—端连接所述进水栗4,一端伸入反应器1上端,与反应器的进水管2构 成反应器1的外循环,厌氧段期间,进水栗4通过反应器的进水管2将反应器1上部的液体抽 取并且经过反应器自循环管13输送至反应器1的底部以保证反应器1内的传质效果。
[0035] 所述进水栗4、出水栗10和气栗7与PLC控制器12相连,通过SBR程序控制,被设置 成:第1-8天,保持周期12h,体积交换率50%,沉降时间20min,OLRO. 35kg COD/Vd,接种后 第8天,排出上层沉淀性能差的污泥,使污泥浓度由12.3g/l降为8.Og/L;第9-12天,保持周 期9h,体积交换率60 %,沉降时间15min,OLRO. 54kg 0)D/m3d,第12天时,再次排出上层沉淀 性能差的污泥,使污泥浓度降为4.Og/L;第13-19天,保持周期6h,体积交换率75%,沉降时 间12min,OLRO . 90kg⑶D/m3d;第20-70天,保持周期4h,体积交换率75 %,沉降时间8min, 0LR1.35kgC0D/m3d;每个阶段的进水和排水时间分别为IOmin和5min。
[0036] 可以理解的是,以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性 实施方式,然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言,在不脱离本 实用新型的精神和实质的情况下,可以做出各种变型和改进,这些变型和改进也视为本实 用新型的保护范围。

Claims (1)

  1. I. 一种交替厌/好氧序批式反应装置,其特征在于, 反应器(1)为圆柱形,内径为0.25 m,高2 m,有效容积为85 L,反应器(1)上端包括用于 测量水位的液位计(I 1);与所述反应器(1)的底部进水口(3)接通的进水管(2)与进水栗(4) 相连,所述进水栗(4)的另一侧与进水箱(6)的出水管(5)相连,所述进水栗(4)用于将进水 箱⑹内基质经由进水箱⑹的出水管(5)、进水栗⑷、反应器⑴的进水管⑵从反应器(1) 底部的进水口(3)送入反应器(1);反应器自循环管(13)—端连接所述进水栗(4),一端连接 反应器(1)上端,与反应器的进水管(2)构成反应器(1)的外循环,厌氧段期间,进水栗(4)通 过反应器的循环管(13)将反应器(1)上部的液体抽取并且经过反应器底部进水管(2)输送 至反应器(1)的底部以保证反应器(1)内的传质效果;所述反应器(1)的进气管与气栗(7)相 连,进气管与反应器(1)底部的曝气头(8)相连用于向反应器(1)内曝气,所述气栗(7)设置 成以曝气量50 L/min进行曝气,开始三天进行空曝;所述反应器(1)的出水管(9)连接出水 栗(10),所述反应器(1)的出水管(9)伸入所述反应器(1)的中部,用于抽取反应器(1)中部 的反应物。
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CN110117065A (zh) * 2019-04-16 2019-08-13 深圳市长隆科技有限公司 一种快速培养好氧颗粒污泥的序批式反应器及使用方法

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