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顆粒污泥制備方法及反應器

發布時間:2020-1-3 13:42:06  中國污水處理工程網

  申請日2019.08.21

  公開(公告)日2019.12.10

  IPC分類號C02F3/30; C02F101/10; C02F101/16

  摘要

  本發明提供了一種顆粒污泥制備方法及反應器,所述顆粒污泥制備方法包括在反應器的厭氧區加入待凈化廢水,并通過攪拌裝置對所述厭氧區進行攪拌;向所述厭氧區加入絮凝劑與絮狀污泥的混合液,使所述厭氧區的混合濃度MLSS為2500~3200mg/L,并逐漸降低攪拌裝置的攪拌速度直到停止;所述絮凝劑與絮狀污泥的混合液中,絮凝劑與絮狀污泥的質量比為1:0.8~0.3:1;再次通過攪拌裝置對所述厭氧區進行攪拌,再次加入絮凝劑與絮狀污泥的混合液,使所述厭氧區的混合濃度MLSS提高500~800mg/L;重復上一步驟,直到所述厭氧區中的污泥沉降比SV30:SV5小于或等于1:1.2,完成所述顆粒污泥的制備。本發明通過添加絮凝劑與絮狀污泥的混合液,可強化廢水的絮凝能力,加速污泥顆;^程,提高制備形成效率。

  權利要求書

  1.一種顆粒污泥制備方法,其特征在于,包括以下步驟:

  a:在反應器的厭氧區加入待凈化廢水,并通過攪拌裝置對所述厭氧區進行攪拌;

  b:向所述厭氧區加入絮凝劑與絮狀污泥的混合液,使所述厭氧區的混合濃度MLSS為2500~3200mg/L,并逐漸降低攪拌裝置的攪拌速度直到停止,所述絮凝劑與絮狀污泥的混合液中,絮凝劑與絮狀污泥的質量比為1:0.8~0.3:1;

  c:再次通過攪拌裝置對所述厭氧區進行攪拌,并向所述厭氧區加入絮凝劑與絮狀污泥的混合液,使所述厭氧區的混合濃度MLSS提高500~800mg/L;

  d:重復所述步驟c,直到所述厭氧區中的污泥沉降比SV30:SV5小于或等于1:1.2,完成所述顆粒污泥的制備。

  2.根據權利要求1所述的顆粒污泥制備方法,其特征在于,所述步驟a中的攪拌裝置的初始攪拌速度小于150rpm,且所述待凈化廢水充滿整個所述厭氧區;

  在所述步驟b中,且在向所述厭氧區加入呈第一混合濃度的絮凝劑與絮狀污泥的混合液后,所述厭氧區的混合濃度MLSS為2500~3200mg/L,并在10分鐘內使所述攪拌裝置停止攪拌;

  所述步驟c在所述步驟b執行完成后的2~3小時之后執行。

  3.根據權利要求1或2所述的顆粒污泥制備方法,其特征在于,所述顆粒污泥制備方法還包括在所述步驟d完成后執行的以下步驟:

  e:使待凈化廢水流入所述厭氧區,并通過所述攪拌裝置對厭氧區進行攪拌,促使所述厭氧區中的廢水和部分顆粒污泥流入所述反應器的兼氧區;

  f:通過第一曝氣裝置對所述兼氧區進行曝氣,并促使所述兼氧區中的廢水和部分顆粒污泥流入所述反應器的好氧區;

  g:通過第二曝氣裝置對所述好氧區進行曝氣,并促使所述好氧區中的凈化后廢水流出、至少一部分凈化后廢水經第一回流裝置回流至厭氧區、以及部分顆粒污泥經第二回流裝置回流至所述兼氧區。

  4.根據權利要求3所述的顆粒污泥制備方法,其特征在于,所述待凈化廢水的化學需氧量為6325~9845mg/L、溫度為22~24℃;所述絮凝劑為殼聚糖絮凝劑或微生物絮凝劑。

  5.根據權利要求4所述的顆粒污泥制備方法,其特征在于,所述步驟e中的待凈化廢水流入所述厭氧區的進水流速為0.2~0.25m3/h,所述攪拌裝置的攪拌速度為160~180rpm,且所述厭氧區的20%~80%顆粒污泥流入所述兼氧區;所述步驟f中的所述兼氧區的30%~70%的顆粒污泥流入所述好氧區。

  6.根據權利要求4所述的顆粒污泥制備方法,其特征在于,在所述步驟g執行之后,所述厭氧區、所述兼氧區與所述好氧區中的顆粒污泥的比例為2~4:3.6~4:2.4~4。

  7.根據權利要求3所述的顆粒污泥制備方法,其特征在于,所述厭氧區的含氧量小于0.3mg/L,所述好氧區的含氧量大于1.5mg/L,且所述兼氧區的含氧量位于0.3~1.5mg/L的范圍內;

  所述兼氧區還設有多個折流板,且所述兼氧區經所述多個折流板間隔形成呈迷宮狀的流水通道。

  8.一種使用如權利要求1-7中任一項所述方法進行顆粒污泥制備的反應器,其特征在于,所述反應器包括相對封閉且依次相連的厭氧區、兼氧區和好氧區,其中:所述厭氧區、兼氧區和好氧區分別具有位于頂部的進水口和出水口,且所述厭氧區的出水口與所述兼氧區的進水口連通,所述兼氧區的出水口與所述好氧區的進水口連通;

  所述厭氧區包括用于攪拌廢水的攪拌裝置和位于所述厭氧區的進水口的進水端前方的第一擋板,且所述第一擋板的一端延伸至所述厭氧區的底部。

  9.根據權利要求8所述的反應器,其特征在于,所述兼氧區包括用于提供氧氣的第一曝氣裝置和多個用于改變廢水流向的折流板,所述第一曝氣裝置位于所述兼氧區的底部,且靠近所述兼氧區的進水口的進水端前方的一個所述折流板的一端延伸至所述兼氧區的底部。

  10.根據權利要求8所述的反應器,其特征在于,所述好氧區包括用于將所述好氧區的處理后廢水回流至所述厭氧區的第一回流裝置、用于將所述好氧區的顆粒污泥回流至兼氧區的第二回流裝置以及用于提供氧氣的第二曝氣裝置,所述第二曝氣裝置位于所述好氧區的底部,且所述第二回流裝置分別連通所述好氧區和兼氧區,所述第一回流裝置分別連通所述好氧區的出水口和厭氧區的進水口;

  所述好氧區還包括位于所述厭氧區的進水口的進水端前方的第二擋板、及位于所述厭氧區的出水口的內側的溢流裝置,且所述溢流裝置由多個垂直設置并組成迷宮形的溢流板構成,所述第二擋板的一端延伸至所述好氧區的底部。

  說明書

  顆粒污泥制備方法及反應器

  技術領域

  本發明實施例設計環保領域,更具體地說,涉及一種顆粒污泥制備方法及反應器。

  背景技術

  活性污泥法是一種在水處理技術中普遍應用的好氧生物處理方法,目前,為提升其處理效率、減低能耗,已逐步發展形成一系列處理工藝,包括序列間歇式活性污泥法(SBR)、周期循環活性污泥法(CASS)、氧化溝工藝、生物濾池法以及膜生物反應器等等。但是,上述這些水處理工藝仍然基于傳統活性污泥法使用的絮狀污泥,而由于絮狀污泥密度低、含水量高,因此受絮狀污泥限制致使現有水處理工藝占地面積大、曝氣量大及存在污泥膨脹和流失等問題。

  然而,相較于傳統絮狀污泥,顆粒污泥(包括厭氧顆粒污泥和好氧顆粒污泥)密度大、易沉降,可在保證廢水凈化效果的同時縮小相關工藝設備的占用面積,且顆粒污泥不容易流失,還能承受較高的有機負荷和水利負荷,使運行時更加穩定。但是,目前現有的顆粒污泥在制備時生長緩慢,絮凝形成顆粒污泥周期長,特別是厭氧顆粒污泥,從而限制了顆粒污泥在水處理工藝中應用,降低了其使用的實用性。

  此外,由于厭氧顆粒污泥和好氧顆粒污泥的聯合使用可對廢水進行脫氮除磷;由此,在水處理工藝中,如何實現厭氧顆粒污泥和好氧顆粒污泥的聯合高效脫氮除磷、及保持脫氮除磷處理的長期循環穩定運行是目前使用顆粒污泥進行水處理工藝中的一個技術難點。

  發明內容

  本發明實施例針對上述現有顆粒污泥制備生長緩慢,形成周期長以及較難實現厭氧顆粒污泥和好氧顆粒污泥的聯合高效脫氮除磷、并保持脫氮除磷處理的長期循環穩定運行的問題,提供一種顆粒污泥制備方法及反應器。

  本發明實施例解決上述技術問題的技術方案是,提供一種顆粒污泥制備方法,包括以下步驟:

  a:在反應器的厭氧區加入待凈化廢水,并通過攪拌裝置對所述厭氧區進行攪拌;

  b:向所述厭氧區加入絮凝劑與絮狀污泥的混合液,使所述厭氧區的混合濃度MLSS為2500~3200mg/L,并逐漸降低攪拌裝置的攪拌速度直到停止,所述絮凝劑與絮狀污泥的混合液中,絮凝劑與絮狀污泥的質量比為1:0.8~0.3:1;

  c:再次通過攪拌裝置對所述厭氧區進行攪拌,并向所述厭氧區加入絮凝劑與絮狀污泥的混合液,使所述厭氧區的混合濃度MLSS提高500~800mg/L;

  d:重復所述步驟c,直到所述厭氧區中的污泥沉降比SV30:SV5小于或等于1:1.2,完成所述顆粒污泥的制備。

  優選地,所述步驟a中的攪拌裝置的初始攪拌速度小于150rpm,且所述待凈化廢水充滿整個所述厭氧區;

  在所述步驟b中,且在向所述厭氧區加入呈第一混合濃度的絮凝劑與絮狀污泥的混合液后,所述厭氧區的混合濃度MLSS為2500~3200mg/L,并在10分鐘內使所述攪拌裝置停止攪拌;

  所述步驟c在所述步驟b執行完成后的2~3小時之后執行。

  優選地,所述顆粒污泥制備方法還包括在所述步驟d完成后執行的以下步驟:

  e:使待凈化廢水流入所述厭氧區,并通過所述攪拌裝置對厭氧區進行攪拌,促使所述厭氧區中的廢水和部分顆粒污泥流入所述反應器的兼氧區;

  f:通過第一曝氣裝置對所述兼氧區進行曝氣,并促使所述兼氧區中的廢水和部分顆粒污泥流入所述反應器的好氧區;

  g:通過第二曝氣裝置對所述好氧區進行曝氣,并促使所述好氧區中的凈化后廢水流出、至少一部分凈化后廢水經第一回流裝置回流至厭氧區、以及部分顆粒污泥經第二回流裝置回流至所述兼氧區。

  優選地,所述待凈化廢水的化學需氧量為6325~9845mg/L、溫度為22~24℃;所述絮凝劑為殼聚糖絮凝劑或微生物絮凝劑。

  優選地,所述步驟e中的待凈化廢水流入所述厭氧區的進水流速為0.2~0.25m3/h,所述攪拌裝置的攪拌速度為160~180rpm,且所述厭氧區的20%~80%顆粒污泥流入所述兼氧區;所述步驟f中的所述兼氧區的30%~70%的顆粒污泥流入所述好氧區。

  優選地,在所述步驟g執行之后,所述厭氧區、所述兼氧區與所述好氧區中的顆粒污泥的比例為2~4:3.6~4:2.4~4。

  優選地,所述厭氧區的含氧量小于0.3mg/L,所述好氧區的含氧量大于1.5mg/L,且所述兼氧區的含氧量位于0.3~1.5mg/L的范圍內;

  所述兼氧區還設有多個折流板,且所述兼氧區經所述多個折流板間隔形成呈迷宮狀的流水通道。

  本發明還提供一種使用如上任一所述方法進行顆粒污泥制備的反應器,所述反應器包括相對封閉且依次相連的厭氧區、兼氧區和好氧區,其中:所述厭氧區、兼氧區和好氧區分別具有位于頂部的進水口和出水口,且所述厭氧區的出水口與所述兼氧區的進水口連通,所述兼氧區的出水口與所述好氧區的進水口連通;

  所述厭氧區包括用于攪拌廢水的攪拌裝置和位于所述厭氧區的進水口的進水端前方的第一擋板,且所述第一擋板的一端延伸至所述厭氧區的底部。

  優選地,所述兼氧區包括用于提供氧氣的第一曝氣裝置和多個用于改變廢水流向的折流板,所述第一曝氣裝置位于所述兼氧區的底部,且靠近所述兼氧區的進水口的進水端前方的一個所述折流板的一端延伸至所述兼氧區的底部。

  優選地,所述好氧區包括用于將所述好氧區的處理后廢水回流至所述厭氧區的第一回流裝置、用于將所述好氧區的顆粒污泥回流至兼氧區的第二回流裝置以及用于提供氧氣的第二曝氣裝置,所述第二曝氣裝置位于所述好氧區的底部,且所述第二回流裝置分別連通所述好氧區和兼氧區,所述第一回流裝置分別連通所述好氧區的出水口和厭氧區的進水口;

  所述好氧區還包括位于所述厭氧區的進水口的進水端前方的第二擋板、及位于所述厭氧區的出水口的內側的溢流裝置,且所述溢流裝置由多個垂直設置并組成迷宮形的溢流板構成,所述第二擋板的一端延伸至所述好氧區的底部。

  本發明實施例的顆粒污泥制備方法及反應器具有以下有益效果:通過多次添加絮凝劑與絮狀污泥的混合液,可強化廢水的絮凝能力,使廢水中的污泥迅速集聚,加速污泥的顆;^程,提高制備形成效率,且以混合液的添加方式能夠有效控制廢水中絮凝劑和絮狀污泥的混合濃度,使制備操作更加精準,保證顆粒污泥的制備效果,可控性更強;并且,通過設置攪拌裝置對厭氧區進行攪拌,可進一步強化廢水的絮凝能力,使廢水中的懸浮微粒能夠高效接觸,加速廢水中顆粒污泥的集聚效率,縮短顆粒污泥的形成周期。

  此外,本發明實施例的顆粒污泥制備方法及反應器還通過設置第一回流裝置和第二回流裝置,并由第一回流裝置將好氧區的處理后廢水回流至厭氧區、由第二回流裝置將好氧區的顆粒污泥回流至兼氧區,從而可使厭氧顆粒污泥和好氧顆粒污泥聯合,并在實現高效脫氮除磷的同時保證脫氮除磷處理能夠長期循環且穩定的運行,最后借助該流動循環機制強化顆粒污泥結構和水處理工藝凈化效率。(發明人李海波;黎昌漢;楊偉明;王廣志;譚宇昂)

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