CN108996690B - 一种基于柔性悬浮填料的生物反应***及运行控制方法 - Google Patents

Abstract

一种基于柔性悬浮填料的生物反应***及运行控制方法，生物反应器包含A池和O池，由隔墙隔开，并设置进水口和出水口，O池内填充柔性悬浮填料，依次设置挡水墙和筛网；O池底部分区均布旋流曝气器；筛网配备冲刷管和气提装置；气提装置配备进料口、气管填料回流管、硝化液回流管和料液分离器。料液分离器配备喇叭口、漏斗和网格板。旋流曝气器均布于在O池底，流量联动控制阀门的方式控制各组旋流曝气器曝气量，通过气提装置回流柔性悬浮填料和混合液，实现硝化液的内循环，由液分离装置分离填料及混合液分别进入A池和O池。本***利用柔性悬浮填料提高了硝化效率和氧利用率，可达到提高处理能力、降低能耗、污泥减量的目的。

Description

一种基于柔性悬浮填料的生物反应***及运行控制方法

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，涉及生物反应池，具体涉及一种基于柔性悬浮填料的生物反应***及运行控制方法。

背景技术

A²/O方法广泛应用于生活污水处理工程。好氧工艺段常采用固定填料或悬浮填料增加生物载体的方式来增加好氧池微生物保有量，近年来尤以悬浮填料工艺为多。曝气***常采用曝气盘对水体进行充氧曝气。但工程经验对悬浮填料及曝气盘的组合方式，有难挂膜、难维护、使用寿命短、易堵塞等缺点。

近期在某生活污水处理项目中采用了一种PPC材质的柔性悬浮填料作为好氧生物载体。PPC好氧生物载体，又称为聚氨酯多孔凝胶载体，是由聚氨酯和其他高分子材料复合而成，合成后的PPC生物载体相比普通聚氨酯填料由明显区别，PPC生物载体具有独特的墙体结构，增加了载体比表面积，同时使载体耐磨性增强，寿命更长久。PPC载体具有亲水性凝胶，弹性好且微生物更易附着挂膜，同时较高的孔隙率保证了载体内外传质通畅，微生物生长环境极佳。

发明内容

为了克服现有悬浮填料及曝气盘的组合方式所造成有难挂膜、难维护、使用寿命短、易堵塞等缺点，本发明的目的是提供一种基于柔性悬浮填料的生物反应***及运行控制方法，采用了一种PPC材质的柔性悬浮填料作为好氧生物载体，曝气释放器采用旋流曝气器。经实际应用，发现此种组合的A²/O方法比常规A²/O可以具有更好的处理效果，同时具有降低运行能耗和减少污泥产生量的作用。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于柔性悬浮填料的生物反应***，包括生物反应池由A池与O池组成， A池在前，O池在后，由隔墙隔开，A池前端设置进水口，O池底部分布旋流曝气器，O池末端布有挡水墙，底部联通，使柔性悬浮填料及泥水混合物从挡水墙下进入O池末端分离区域，挡水墙后方设有筛网，筛网下设冲刷管，筛网后设有O池出水口，筛网后O池底部设有气提装置，气提装置辅助配备进料口、填料回流管、料液分离装置、硝化液回流管，填料回流管连接气提装置和料液分离装置，且位于O池上方，料液分离装置分离出的柔性悬浮填料回流入O池，分离出的泥水混合物则由硝化液回流管回流至A池；O池内填充柔性悬浮填料；

所述的隔墙为钢筋混凝土结构，用以区分A池和O池；

所述的气提装置为钢构非标设备，下端与进料口相连，上端接填料回流管，气管进气口与风机出口相连，气管出气口伸入填料回流管，连接部位全密封；气提装置用来回流柔性悬浮填料和混合液，以保证柔性悬浮填料的保有量，同时，实现硝化液的内循环，实现脱氮目的。

所述的料液分离装置为钢构非标设备，填料回流管末端连接喇叭口，喇叭口下方设有漏斗，漏斗***硝化液回流管，漏斗与喇叭口接触面设有网格板，网格板与喇叭口形成倾斜面；料液分离装置辅助配备柔性悬浮填料挤压***，通过挤压，使柔性悬浮填料里的无机污泥和陈旧污泥脱落，进入后续沉淀***得以去除。

所述的筛网为梯形，用于拦截柔性悬浮填料，防止柔性悬浮填料随出水进入后端***。

所述的挡水墙与水流方向呈105°角。

所述的旋流曝气器分为若干组，各组旋流曝气器进气管道都有独立电动阀门控制。

所述的柔性悬浮填料为PPC材质，柔性悬浮填料投加比为10-50%，作为活性污泥载体。

一种基于柔性悬浮填料的生物反应***的运行控制方法，包括以下步骤：

1）旋流曝气器均布于在O池底，分区设置总阀，以流量联动控制阀门的方式控制各组旋流曝气器曝气量；

2）根据O池溶解氧的高低，组合采用分时间歇曝气、连续曝气；分时间歇曝气为分组在某时间段曝气，连续曝气为所有曝气器持续曝气；

所述的曝气方式，均需要同步使用电动阀门对各个区域曝气量进行控制，保证O池整体溶解氧浓度，以及通过曝气量的控制实现柔性悬浮填料的均匀分布；

3）气提装置配合筛网、挡水墙、冲刷管以及料液分离装置实现柔性悬浮填料与硝化液的分离，同时避免筛网的堵塞。气提装置间歇或连续运行，气管电动阀门控制空气量，从而控制气提装置回流量，硝化液回流管设置有流量计，保证硝化液回流量在100-400%之间；

4）料液分离装置设置于填料回流管末端，用以分离柔性悬浮填料和混合液，兼具柔性悬浮填料的挤压作用，以实现柔性悬浮填料的陈旧污泥脱膜。

本发明的优势在于：

1）本方法特点是通过采用柔性悬浮填料作为污泥载体，辅助配备旋流曝气器、筛网及气提装置等设备。组成完整的具备内回流的生物处理工艺***，并利用设备的设置特点使得本工艺具备比普通工艺更好的去除效率，还具有降低运行费用、减少污泥产生量的作用。

2）本方法中采用的柔性悬浮填料，具有较大的比表面积。相比于PE或者其他填料，柔性悬浮填料具有的独特内部墙体结构和特性，可以承载更多的生物量，在保证运行控制合理的基础上可以使得柔性悬浮填料充分均匀悬浮于污水中，保证和池内污水充分接触，提高氧利用效率。相对于PE填料，柔性悬浮填料具有较长的使用寿命和较低的运行能耗。

3）本方法采用气提装置回流填料和混合液，将后端混合液回流到A池，相比于普通混合液回流泵回流的方式，气提装置回流方式只需要使用少量气体，不需要使用其他能源。同时气提装置在吸吐柔性悬浮填料的过程中，可以对柔性悬浮填料形成揉压效应，将柔性悬浮填料内老化的污泥及时排出，有利于柔性悬浮填料中微生物的更新，保持良好的污泥活性比。相对于混合液回流泵，气提装置回流可以节省大量能源，同时保证好氧池中微生物活性。

4）本方法在O池末端设置筛网，用于防止柔性悬浮填料进入后端***。同时在紧贴筛网的下部，设置冲刷管。冲刷管产生的冲洗气体不断冲刷筛网，在筛网上形成表面气膜，可以有效避免柔性悬浮填料或生物吸附等造成的筛网孔道堵塞。

5）本方法在筛网前设置挡水墙。挡水墙与水平线形成105°夹角，改变普通的水流流态。相比于不受控制的水流流态，这种人为控制水、填料、污泥的水流流态方式，再配合使用气提装置，可有效避柔性悬浮填料以及活性污泥的局部堆积。

6）该方法解决了常规悬浮填料易碎、挂膜慢的缺点。

7）该方法解决了滤网容易堵塞的缺点。

8）该方法大大降低了运行能耗，用电量减少约10-20%。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为本发明的结构示意图。

图3为本发明气提装置的局部示意图。

图4为本发明料液分离装置的局部示意图。

图5为实施例柔性悬浮填料投放前后实例图。

图6为柔性悬浮填料与其他载体不同曝气状态下对比图。

图7为柔性悬浮填料内部墙体结构图。

其中，1为生化反应池，2为隔墙；3为A池，4为O池；5为旋流曝气器；6为挡水墙；7为筛网；8为出水口；9为气提装置；10为填料回流管；11为料液分离装置；12为硝化液回流管；13为进料口；14为喇叭口；15为漏斗；16为网格板；17为进水口；18为冲刷管；19为填料；20为气管。

具体实施方式

以下结合具体实例对本发明的技术方案进一步介绍。

如图1、2所示，一种基于柔性悬浮填料的生物反应***，包括生物反应池1由A池3与O池4组成，A池3在前，O池4在后，由隔墙2隔开，A池3前端设置进水口17，O池4底部分布旋流曝气器5，O池4末端布有挡水墙6，底部联通，使柔性悬浮填料19及泥水混合物从挡水墙6下进入O池4末端分离区域，挡水墙6后方设有筛网7，筛网7下设冲刷管18，筛网7后设有O池4出水口8，筛网7后O池4底部设有气提装置9，气提装置9辅助配备进料口13、填料回流管10、料液分离装置11、硝化液回流管12，填料回流管10连接气提装置9和料液分离装置11，且位于O池4上方，料液分离装置11分离出的柔性悬浮填料19回流入O池4，分离出的泥水混合物则由硝化液回流管12回流至A池3；O池内填充柔性悬浮填料19；

所述的隔墙(2)为钢筋混凝土结构，用以区分A池3和O池4；

如图3所示，所述的气提装置9为钢构非标设备，下端与进料口13相连，上端接填料回流管10，气管20进气口与风机出口相连，气管20出气口伸入填料回流管10，连接部位全密封；气提装置9用来回流柔性悬浮填料19和混合液，以保证柔性悬浮填料19的保有量，同时，实现硝化液的内循环，实现脱氮目的。

如图4所示，所述的料液分离装置11为钢构非标设备，填料回流管10末端连接喇叭口14，喇叭口14下方设有漏斗15，漏斗15***硝化液回流管12，漏斗15与喇叭口14接触面设有网格板16，网格板16与喇叭口14形成倾斜面；料液分离装置11辅助配备柔性悬浮填料19挤压***，通过挤压，使柔性悬浮填料19里的无机污泥和陈旧污泥脱落，进入后续沉淀***得以去除。

所述的筛网7为梯形，用于拦截柔性悬浮填料19，防止柔性悬浮填料19随出水进入后端***。

所述的挡水墙6与水流方向呈105°角。

所述的旋流曝气器5分为若干组，各组旋流曝气器5进气管道都有独立电动阀门控制。

所述的柔性悬浮填料19为PPC材质，柔性悬浮填料19投加比为10-50%，作为活性污泥载体。

一种基于柔性悬浮填料的生物反应***的运行控制方法，包括以下步骤：

1）旋流曝气器5均布于在O池4底，分区设置总阀，以流量联动控制阀门的方式控制各组旋流曝气器5曝气量；

2）根据O池4溶解氧的高低，组合采用分时间歇曝气、连续曝气；分时间歇曝气为分组在某时间段曝气，连续曝气为所有曝气器持续曝气；

所述的曝气方式，均需要同步使用电动阀门对各个区域曝气量进行控制，保证O池4整体溶解氧浓度，以及通过曝气量的控制实现柔性悬浮填料19的均匀分布；

3）气提装置9配合筛网7、挡水墙6、冲刷管18以及料液分离装置11实现柔性悬浮填料19与硝化液的分离，同时避免筛网7的堵塞。气提装置9间歇或连续运行，气管20电动阀门控制空气量，从而控制气提装置9回流量，硝化液回流管12设置有流量计，保证硝化液回流量在100-400%之间；

4）料液分离装置11设置于填料回流管10末端，用以分离柔性悬浮填料19和混合液，兼具柔性悬浮填料19的挤压作用，以实现柔性悬浮填料19的陈旧污泥脱膜。

通过气提装置用来回流柔性悬浮填料和混合液，以保证柔性悬浮填料的保有量，同时，实现硝化液的内循环，实现脱氮目的，由液分离装置11分离填料及混合液分别进入A池3和O池4，同时辅助配备柔性悬浮填料挤压***，通过挤压，使柔性悬浮填料里的无机污泥和陈旧污泥脱落，进入后续沉淀***得以去除。

本发明通过在O池中投加柔性悬浮填料19，并配套设置旋流曝气器、气提装置、分离装置、筛网、挡水墙，辅以运行控制方式，使得生物反应***具有较好的处理效率的同时，降低了总投资费用，减少了剩余污泥产生量，并降低了运行能耗。

如图7所示，本发明中采用的填料为PPC材质的柔性悬浮填料19，其具有非常大的比表面积，可作为生物载体，相比普通悬浮填料，大大增加了生物量，从而增加了污染物的去除效率，同时也减少了剩余污泥的产生量。

本发明中采用旋流曝气器和料液分离装置，通过控制曝气量的运行方式使柔性悬浮填料均匀分布于O池，避免形成局部堆积，同时对柔性悬浮填料有挤压作用，可以促进柔性悬浮填料内陈旧污泥的脱膜，保持微生物的活性，延长柔性悬浮填料的使用寿命。

本发明中采用气提装置回流填料和硝化液，保证填料的保有率，也实现了硝化液的回流，以实现脱氮的目的，同时也降低了运行能耗。

实例1

本方法主要为生物反应***的运行方法，可应用于市政污水处理厂和工业污水处理厂的新建及改扩建工程。

如图1、2、5、6所示，本实例采用常规A2/O+过滤工艺，针对A池和O池，采用本发明工艺。

O池中，投加PPC材质的柔性悬浮填料19，采用旋流曝气器5供氧，旋流曝气器5沿水流方向分区布置，空气量预先设置逐渐递增，递增量为5-15%。在O池末端设置筛网，并设置冲刷管吹脱，筛网前设置挡水墙，挡水墙与水流方向呈105°角。筛网后设置气提装置，通过料液分离装置分离柔性悬浮填料和硝化液，其中柔性悬浮填料回流至好氧池，硝化液回流至缺氧池。

A池停留时间为4h，O池停留时间为6h。A池段采用常规搅拌机搅拌，保证污泥和水充分混合。

进出水水质

设计出水标准为《污水综合排放标准》（GB18918-2002）一级A标准。进出水指标见表4，生化段进出水指标见表5，运行参数见表6：

表4

表5

表6

Claims (6)

1.一种基于柔性悬浮填料的生物反应***，包括生物反应池（1）由A池（3）与O池（4）组成，其特征在于，A池（3）在前，O池（4）在后，由隔墙（2）隔开，A池（3）前端设置进水口（17），O池（4）底部分布旋流曝气器（5），O池（4）末端布有挡水墙（6），底部联通，使柔性悬浮填料（19）及泥水混合物从挡水墙（6）下进入O池（4）末端分离区域，挡水墙（6）后方设有筛网（7），筛网（7）下设冲刷管（18），筛网（7）后设有O池（4）出水口（8），筛网（7）后O池（4）底部设有气提装置（9），气提装置（9）辅助配备进料口（13）、填料回流管（10）、料液分离装置（11）、硝化液回流管（12），填料回流管（10）连接气提装置（9）和料液分离装置（11），且位于O池（4）上方，料液分离装置（11）分离出的柔性悬浮填料（19）回流入O池（4），分离出的泥水混合物则由硝化液回流管（12）回流至A池（3）；O池内填充柔性悬浮填料（19）；

所述的隔墙(2)为钢筋混凝土结构，用以区分A池（3）和O池（4）；

所述的气提装置（9）为钢构非标设备，下端与进料口（13）相连，上端接填料回流管（10），气管（20）进气口与风机出口相连，气管（20）出气口伸入填料回流管（10），连接部位全密封；气提装置（9）用来回流柔性悬浮填料（19）和混合液，以保证柔性悬浮填料（19）的保有量，同时，实现硝化液的内循环，实现脱氮目的；

所述的料液分离装置（11）为钢构非标设备，填料回流管（10）末端连接喇叭口（14），喇叭口（14）下方设有漏斗（15），漏斗（15）***硝化液回流管（12），漏斗（15）与喇叭口（14）接触面设有网格板（16），网格板（16）与喇叭口（14）形成倾斜面；料液分离装置（11）辅助配备柔性悬浮填料（19）挤压***，通过挤压，使柔性悬浮填料（19）里的无机污泥和陈旧污泥脱落，进入后续沉淀***得以去除。

2.根据权利要求1所述的一种基于柔性悬浮填料的生物反应***，其特征在于，所述的筛网（7）为梯形，用于拦截柔性悬浮填料（19），防止柔性悬浮填料（19）随出水进入后端***。

3.根据权利要求1所述的一种基于柔性悬浮填料的生物反应***，其特征在于，所述的挡水墙（6）与水流方向呈105°角。

4.根据权利要求1所述的一种基于柔性悬浮填料的生物反应***，其特征在于，所述的旋流曝气器（5）分为若干组，各组旋流曝气器（5）进气管道都有独立电动阀门控制。

5.根据权利要求1所述的一种基于柔性悬浮填料的生物反应***，其特征在于，所述的柔性悬浮填料（19）为PPC材质，柔性悬浮填料（19）投加比为10-50%，作为活性污泥载体。

6.一种根据权利要求1所述的基于柔性悬浮填料的生物反应***的运行控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）旋流曝气器（5）均布于在O池（4）底，分区设置总阀，以流量联动控制阀门的方式控制各组旋流曝气器（5）曝气量；

2）根据O池（4）溶解氧的高低，组合采用分时间歇曝气、连续曝气；分时间歇曝气为分组在某时间段曝气，连续曝气为所有曝气器持续曝气；

所述的曝气方式，均需要同步使用电动阀门对各个区域曝气量进行控制，保证O池（4）整体溶解氧浓度，以及通过曝气量的控制实现柔性悬浮填料（19）的均匀分布；

3）气提装置（9）配合筛网（7）、挡水墙（6）、冲刷管（18）以及料液分离装置（11）实现柔性悬浮填料（19）与硝化液的分离，同时避免筛网（7）的堵塞。气提装置（9）间歇或连续运行，气管（20）电动阀门控制空气量，从而控制气提装置（9）回流量，硝化液回流管（12）设置有流量计，保证硝化液回流量在100-400%之间；

4）料液分离装置（11）设置于填料回流管（10）末端，用以分离柔性悬浮填料（19）和混合液，兼具柔性悬浮填料（19）的挤压作用，以实现柔性悬浮填料（19）的陈旧污泥脱膜。