CN102603067A

CN102603067A - 好氧颗粒污泥处理设施与方法

Info

Publication number: CN102603067A
Application number: CN2012100796799A
Authority: CN
Inventors: 孔令勇; 贾万新; 李祖鹏; 苏蕊
Original assignee: North China Municipal Engineering Design and Research Institute Co Ltd
Current assignee: North China Municipal Engineering Design and Research Institute Co Ltd; CSCEC Aecom Consultant Co Ltd
Priority date: 2012-03-23
Filing date: 2012-03-23
Publication date: 2012-07-25

Abstract

好氧颗粒污泥处理设施，包括矩形反应池，污水进水管，排污管；矩形水池设有隔板，隔板将矩形反应池分为进水区和反应区，污水进水管的出水口位于进水区底部，进水区和反应区分别放置相互大致平行的数个框架网板，隔板与框架网板大致垂直，隔板上设有数量众多的进水孔，进水区和反应区的底部均设有曝气头，排污管位于进水区底部，反应区末端装有虹吸式滗水器，虹吸式滗水器的进水端位于反应区末端的上部，虹吸式滗水器的出水端位于排水渠。本发明使絮状活性污泥颗粒化，处理效能大幅度提升，从而提高了净化效能，节约了资源能源；降低工程造价和运营成本20%以上，能耗降低10%以上，降低污泥处理、处置费用10%左右。

Description

好氧颗粒污泥处理设施与方法

技术领域

本发明属于城乡污水处理和工业废水处理领域，是一种有利于形成好氧颗粒污泥的污水处理构筑物，具体地说是一种好氧颗粒污泥处理设施。

背景技术

活性污泥法生物处理技术，主要是依靠活性污泥这种微生物絮状体来净化污水的，可是现行活性污泥的生物量偏低，种群数量偏小，以致处理效能不高，运行不够稳定。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种活性污泥生物量高、种群数量大、处理效能高及运行稳定的好氧颗粒污泥处理设施。该处理设施的容积小，工程造价低。

本发明要解决的另一技术问题在于提供一种好氧颗粒污泥处理方法。

本发明解决的技术问题采取的技术方案如下：一种好氧颗粒污泥处理设施，包括矩形反应池，污水进水管，排污管；其特征在于：矩形水池设有隔板，隔板将矩形反应池分为进水区和反应区，污水进水管的出水口位于进水区底部，进水区和反应区分别放置相互大致平行的数个框架网板，隔板与框架网板大致垂直，隔板上设有数量众多的进水孔，进水区和反应区的底部均设有曝气头，排污管位于进水区底部，反应区末端装有虹吸式滗水器，虹吸式滗水器的进水端位于反应区末端的上部，虹吸式滗水器的出水端位于排水渠。

本发明从种群选育、絮凝动力、进水方法、运行工况、设施构形和水流控制等方面为颗粒污泥的形成创造有利条件，兹分述如下：

1、微生物的种群选育：在活性污泥微生物中，菌胶团在生物絮凝和颗粒污泥形成中有着重要作用，胶团菌分泌的胞外多聚物（EPS）以生物凝胶的形式把细菌细胞胶结的密不可分。是生物絮凝的凝聚剂。在胶团菌中，聚磷菌、聚糖原菌、和硝化菌则更易絮结成长为颗粒污泥，它不仅有利于污水的除磷脱氮，还可以降低耗氧量，改善能耗。聚磷菌等微生物种群在厌氧条件下，可将污水中的有机污染物转化为聚β羟基丁酸酯（PHB）等胞内聚合物，有助于颗粒污泥的形成和稳定。因此，聚磷菌作为形成好氧颗粒污泥的优良种群，要采取措施进行培育，使之成为反应器中的优势种群。而对丝状菌，则要控制其增殖发展，以改善颗粒污泥的沉淀性能。

2、生物絮凝的动力学条件：微生物个体只有碰撞接触，才能产生絮凝现象。研究证明，在污水反应池的流动条件下，微生物的碰撞接触，是由水中微小涡旋体的推动而实现的。发明者多年的研究表明，在水流的过水断面上设置一道道网板，便能在水中产生大量微涡体。微生物在涡旋的卷带推动下互相接触碰撞。接触后的微生物被胞外多聚物胶连成为初生絮体。初生絮体在网板后的紊流流场作用下不断成长变大，最后成为颗粒污泥。研究还显示，流动水体的水力剪切力能激发微生物分泌胞外多聚物，而促进絮凝。剪切力还可增大氧的利用率，提高细胞表面疏水性，随着剪切力的增大，形成的好氧颗粒污泥越趋紧密，稳定性越好。

网板的设置使反应池的流速分布由平滑的对数曲线，变成锯齿状的波形曲线，水力梯度和由此而致的剪切力大大增加，有利于好氧颗粒污泥的形成与发展。

3、进水方式：反应器的进水方式直接影响着微生物的生命活动。也关系着优良菌种能否得到保护性培育。在进水点，有机物浓度很大，聚磷菌等优良菌种在厌氧条件下可将丰富的易降解有机物转化为聚β羟基丁酸酯（PHB），并在好氧条件下以分解PHB来强化代谢，从而成为优势种群。与此同时，其他竞争性异养菌，包括丝状菌则处于劣势，因此，进水时维持一定时段的厌氧环境有利于颗粒污泥菌种的培育保护。

4、运行工况：微生物间的絮凝胶联与胞外多聚(EPS)的分泌有关、而细菌只有在减速增长期和内源呼吸期时才大量分泌EPS，采用厌氧——好氧周期循环的运行工况能形成微生物从旺盛增殖到不断衰减的往复循环过程。为此，本案采用序批式的运行模式，即：进水（厌氧）——曝气反应——沉淀——排放的往复循环形式。当采用多池***时，可酌情在排放工序后面加一闲置段。

5、设施构形：为强化生物絮体形成，反应器设置专门的进水区，进水区的上、下都装设网板。污水从进水区底部进池后，经过网板再流入主反应区。

6、水流控制，反应池因池体较大，一般都存在水流不均匀、短流、滞留现象，经发明者研究，在过水断面上加装网板后，容积利容系数显著提高使反应池与理想推流式反应池的相似程度达到96%以上。网板的加设，不仅改善了水流状况，还促进了絮凝。试验表明：经十余分钟的网板反应，90%颗粒的絮体沉速均达到0.4mm/s，而无网板对照组仅0.013mm/s，是对照组的32倍。一般用d₆₀/d₁₀来表征生成絮体的不均匀程度，称不均匀系数。加网板后，不均匀系数降低至原来的1/10，使生成的生物絮体更加均匀，便于沉淀去除。另外装设网板还为生物膜提供了生长载体，生物膜泥龄长，生物种群丰富。生物膜的形成不仅为颗粒污泥提供了初生絮体，还为污水净化的同步除磷脱氮设置了一道生物屏障。

本发明解决另一技术问题采取的技术方案是：提供一种好氧颗粒污泥处理方法：污水由进水管导入进水区底部，利用底部污泥浓度高，生物量大以及新鲜污水底物营养丰富的优势进行生物选育；在进水开始后的第一个小时，不进行曝气，使进水区处于厌氧状态；在厌氧条件下，活性污泥中的聚磷菌PAD_S反硝化聚磷菌DPB等种群以体内聚磷分解为能量，迅速将污水中的挥发性脂肪酸转化为聚β羟基丁酸盐PHB储存在体内；厌氧条件使丝状菌受抑；厌氧过程结束后进行曝气，之后继续进行沉淀和排水的工艺过程，完成污水净化的处理流程。

本发明依照絮凝动力学和颗粒污泥的成长要素，从污水处理的各个环节入手，形成一套活性污泥颗粒化举措，使好氧颗粒污泥能在反应器设施中稳定形成，使絮状活性污泥颗粒化，处理效能大幅度提升，从而提高了净化效能，节约了资源能源；降低工程造价和运营成本20%以上，能耗降低10%以上，降低污泥处理、处置费用10%左右。其有益效果详尽分析如下：

1、在反应池中加设网板，实现了生物膜法与活性污泥法的有机结合，完成了使固体停留时间SRT与水力停留时间HRT的分离，不仅增大了微生物量还使微生物种群得以增多从而使碳源污染物与氮、磷污染达到同步去除的目的。提高了污水净化效能，缩短水力停留时间，可降低工程造价和运营成本20%以上。

2、厌氧进水的运营方式使生长速率较慢的微生物聚磷菌等微生物种群得以优先发展。这些微生物在溶解氧饱和度较低（如40~60%）的情况下，仍能顺利形成颗粒污泥，从而使能耗降低10%以上。

3、采用厌氧进水和序批式的运行模式，在反应池中创造了厌氧——好氧——缺氧反复循环的微生物生存环境，有利于除磷脱氮，使污水处理设施在改善水环境的功能方面得到进一步提升。

4、所采用的多项举措可使好氧颗粒污泥快速形成，在提高净化效能，缩短停留时间的同时，可有效降低剩余污泥产量。能相应降低污泥处理、处置费用10%左右。

附图说明

图1是本发明的平面结构示意图，

图2是图1的A—A剖面示意图。

图中：1—污水进水管，2—进水区，3—空气管，4—框架网板，5—虹吸式滗水器，6—排水渠，7—曝气头，8—排污管，9—排气阀，10—隔板，11—进水孔，12—出水管，13—反应区，

具体实施方式

设施实施例如图1与图2所示：本发明提供的一种好氧颗粒污泥处理设施，包括矩形反应池，污水进水管1，排污管8；矩形水池设有隔板10，隔板10将矩形反应池分为进水区2和反应区13，将进水区从反应池分割出来，目的在于强化生物选育，污水进水管1的出水口位于进水区2底部，进水区2和反应区13分别放置相互大致平行的数个框架网板4，框架网板4与隔板10大致垂直，隔板10上设有数量众多的进水孔11，进水区2和反应区13的底部均设有曝气头7，排污管8位于进水区2底部，反应区13末端装有虹吸式滗水器5，虹吸式滗水器5的进水端位于反应区13末端的上部，虹吸式滗水器5的出水端位于排水渠6。

进水区2整个区域设置框架网板4，反应区13在污泥沉淀区的上部设置框架网板4。

框架网板4用丙纶（pp）绳编制成0.2×0.2m的方形网孔，框架网板4之间的垂直间距为0.5m。

反应区13末端的上部设置出水管12，为了均匀出水，出水管12设有多个通孔，出水管12出水端与虹吸式滗水器5连接。

安装排气阀9，就可启动虹吸式滗水器5。

方法实施例

一种好氧颗粒污泥处理方法：污水由进水管导入进水区底部，利用底部污泥浓度高，生物量大以及新鲜污水底物营养丰富的优势进行生物选育；在进水开始后的第一个小时，不进行曝气，使进水区处于厌氧状态；在厌氧条件下，活性污泥中的聚磷菌PAD_S反硝化聚磷菌DPB等种群以体内聚磷分解为能量，迅速将污水中的挥发性脂肪酸转化为聚β羟基丁酸盐PHB储存在体内；丝状菌是好氧菌群，厌氧条件使丝状菌受抑；厌氧过程结束后进行曝气，全池曝气的好氧条件又使其他异养菌因营养缺乏而受到抑制，这样，聚磷菌等种群便能迅速增殖发展，为后续的生化反应和颗粒污泥形成提供了生物保障；曝气结束后继续进行沉淀和排水的工艺过程，完成污水净化的处理流程。

本发明进水区装设的网板是微生物附着生长的良好载体。发明者的前期试验表明，网板可很快挂膜形成密度较大的生物膜。随着生物膜增殖发展，网孔的过水断面不断压缩变小，剪切力不断增大，也不断有生物膜在剪切力作用下剥落进入水体，成为活性污泥颗粒化的凝聚核心。在进水和曝气反应的过程中，全池都处于上向流的流动状态。网板的装设不仅像梳篦一样对水气和活性污泥的混合液流动进行整流，提高容积利用效率，而且网板还使微涡体在水流中密集出现，促进了好氧颗粒污泥的形成，提高了生化反应效能。

Claims

1.一种好氧颗粒污泥处理设施，包括矩形反应池，污水进水管，排污管；其特征在于：所述矩形水池设有隔板（10），所述隔板（10）将所述矩形反应池分为进水区（2）和反应区（13），所述污水进水管（1）的出水口位于所述进水区（2）底部，所述进水区（2）和所述反应区（13）分别放置相互大致平行的数个框架网板（4），所述框架网板（4）与隔板（10）大致垂直，所述隔板（10）上设有数量众多的进水孔（11），所述进水区（2）和所述反应区（13）的底部均设有曝气头（7），所述排污管（8）位于所述进水区（2）底部，所述反应区（13）末端装有虹吸式滗水器（5），所述虹吸式滗水器（5）的进水端位于所述反应区（13）末端的上部，所述虹吸式滗水器（5）的出水端位于排水渠（6）。

2. 如权利要求1所述的一种好氧颗粒污泥处理设施，其特征在于：所述进水区（2）整个区域设置所述框架网板（4），所述反应区（13）在污泥沉淀区的上部设置框架网板（4）。

3.如权利要求1所述的一种好氧颗粒污泥处理设施，其特征在于：所述框架网板（4）用丙纶绳编制成0.2×0.2m的方形网孔，所述框架网板（4）之间的垂直间距为0.5m。

4. 如权利要求1、2或3所述的一种好氧颗粒污泥处理设施，其特征在于：所述反应区（13）末端的上部设置出水管（12），所述出水管（12）设有多个通孔，所述出水管（12）出水端与所述虹吸式滗水器（5）连接。

5. 如权利要求4所述的一种好氧颗粒污泥处理设施，其特征在于：所述虹吸式滗水器（5）设有排气阀（9）。

6.应用权利要求1所述的好氧颗粒污泥处理设施的方法：污水由进水管导入进水区底部，利用底部污泥浓度高，生物量大以及新鲜污水底物营养丰富的优势进行生物选育；在进水开始后的第一个小时，不进行曝气，使进水区处于厌氧状态；在厌氧条件下，活性污泥中的聚磷菌PAD_S反硝化聚磷菌DPB等种群以体内聚磷分解为能量，迅速将污水中的挥发性脂肪酸转化为聚β羟基丁酸盐PHB储存在体内；厌氧条件使丝状菌受抑；厌氧过程结束后进行曝气，之后继续进行沉淀和排水的工艺过程，完成污水净化的处理流程。