具有强化好氧颗粒污泥稳定运行的排泥装置的反应器及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种具有强化好氧颗粒污泥稳定运行的排泥装置的反应器及方法。该装置包括进水单元、反应器主体、曝气单元、排泥单元、出水单元，其中排泥单元包括第一电磁阀、污泥收集池和第一蠕动泵，反应器主体中部的出泥口通过带有第一电磁阀的管道连接污泥收集池；污泥收集池中设置有用于检测液位高度的液位计，池内靠近液面位置设有第一浊度传感器，池底设有第二浊度传感器；污泥收集池底部的泥水出口通过管道分为两路，一路通过带有第二电磁阀的管道直接外排，另一路通过第一蠕动泵后从反应器主体底部回流进入反应器。本发明专利技术的排泥单元能够判断泥水是否已经充分澄清，从而实现剩余污泥上清液二次处理，能够有效控制泥龄，高效富集功能微生物。

Reactor and method for sludge discharging device with stable operation of aerobic granular sludge

The present invention discloses a reactor and method for sludge discharging device with stable operation of aerobic granular sludge. The device comprises a water inlet unit, the main body of the reactor, the aeration unit, sludge discharge unit, a water outlet unit, wherein the mud unit comprises a first electromagnetic valve, a sludge collecting pond and the first peristaltic pump, the main body of the central reactor sludge outlet through a pipeline with a first electromagnetic valve is connected with the sludge collecting pond; sludge collecting pond is provided in the for the height of the liquid level detection meter, turbidity sensor is provided with a first pool near the position of the liquid level, the bottom of the pool is provided with second turbidity sensor; slurry outlet at the bottom of the sludge collecting tank through the pipeline is divided into two, all the way through the pipeline with second electric magnetic valve directly outside the row, another way through the first peristaltic pump from the bottom of the reactor the main flow into the reactor. The sludge discharging unit of the invention can judge whether the slurry has been fully clarified, so as to realize the two treatment of the residual sludge supernatant, effectively control the mud age, and efficiently enrich the functional microorganisms.

【技术实现步骤摘要】
具有强化好氧颗粒污泥稳定运行的排泥装置的反应器及方法
本专利技术涉及一种具有强化好氧颗粒污泥稳定运行的排泥装置的反应器及方法，属于废水生物处理

技术介绍
好氧颗粒污泥是在好氧条件下自发形成的微生物自固定形式，具有优异的沉降性能、较高的生物持留量、较低的污泥产率以及抗有机负荷冲击性能，大大弥补了传统活性污泥法的不足。1997年Morgenroth等在序批式反应器(SequenceBatchReactor，SBR)中，利用较短的水力停留时间和沉降排水时间排出沉降性能差的絮体污泥，并保持反应器内溶解氧浓度在2mg/L以上，经过40d培养成功培养出大量稳定的获得好氧颗粒污泥(AGS)，开启了好氧颗粒污泥SBR反应器研究篇章。此后，研究热点主要集中在AGS的形成机理、培养条件以及主要影响因素。研究报道，多功能菌群的持留和互营有利于好氧颗粒化的进程。在好氧颗粒污泥技术应用方面，荷兰Delft、澳大利亚Queensland等大学，先后实施了好氧颗粒污泥处理食品、食用油、啤酒、畜禽养殖以及市政等废水处理中试试验和工程示范。目前，相对成熟的好氧颗粒污泥工艺是荷兰Nereda工艺，其在荷兰Epe市政污水厂等地建设的改造工艺，污染物去除高效稳定、用地面积和能耗节约75％。然而，目前在SBR反应器中运行的好氧颗粒污泥由于功能微生物不能得到有效持留，反应器运行后期大量功能菌群洗出，导致体系微生物代谢紊乱，硝化和反硝化作用受到抑制，影响颗粒结构稳定性，进一步引起反应器发生不可逆失稳现象，制约了其工业化的应用。因此，在控制泥龄的同时保证体系中功能微生物的有效持留以及较高的污染物去除效率，具有非常重要的实际应用意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有强化好氧颗粒污泥稳定运行的排泥装置的反应器，在控制反应器污泥泥龄的同时，保障体系中功能微生物的有效持留以促进好氧颗粒污泥反应器长期稳定运行。本专利技术所采用的具体技术方案如下：具有强化好氧颗粒污泥稳定运行的排泥装置的反应器，包括进水单元、反应器主体、曝气单元、排泥单元以及出水单元；所述的排泥单元，包括第一电磁阀、污泥收集池和第一蠕动泵，反应器主体中部的出泥口通过带有第一电磁阀的管道连接污泥收集池；污泥收集池中设置有用于检测液位高度的液位计，池内靠近液面位置设有第一浊度传感器，池底设有第二浊度传感器；污泥收集池底部的泥水出口通过管道分为两路，一路通过带有第二电磁阀的管道直接外排，另一路通过第一蠕动泵后从反应器主体底部回流进入反应器；所述的曝气单元包括顺次连接的空气泵、转子流量计和多孔曝气头，多孔曝气头位于反应器主体内底部；所述的进水单元和出水单元分别用于反应器主体的进水和出水。作为优选，所述的进水单元包括与反应器主体顶部的进水口相连接的潜水泵以及进水桶，潜水泵位于进水桶中。作为优选，所述的出水单元，包括出水桶与第二蠕动泵，第二蠕动泵连通反应器主体侧壁上的出水口以及出水桶。作为优选，还设有控制单元，用于进行中央控制。作为优选，所述的控制单元采用PLC控制器。本专利技术的另一目的在于提供一种利用上述反应器的强化好氧颗粒污泥的方法，其步骤如下：采用SBR工艺运行反应器，运行前预先接种污泥，接种MLSS为4-6g/L；进水COD负荷为1.6-3.5kgCOD·m-3·d-1；反应器采用4-8的高径比和30％-70％的排水比；SBR运行周期为4-6h，分为进水、静置、曝气、排泥、沉淀、出水六个阶段；在每个运行周期的曝气阶段初期排出恒定量污泥，排泥时间1-2min，沉淀时间为5-60min，曝气时间为3-5h。作为优选，每个反应周期的排泥时间点为曝气阶段COD浓度降至最低值附近但NH4+-N浓度仍位于最高值附近的时间范围；排泥时间1-2min，排泥流量控制在80-110mL/min。根据活性污泥代谢特征，当有机物浓度较高时，降解COD的异养菌降解有机物实现自身生长，此时降解NH4+-N、NO2—N等无机物的自养菌生长受明显抑制而生长缓慢，当有机物浓度较低时，则异养菌因基质不足而生长缓慢，自养菌依靠NH4+-N、NO2—N为能源大量繁殖，因此SBR反应器运行前期异养菌增长迅速，运行后期自养菌增长迅速，故当反应器运行过程中COD降至最低时，新增长的微生物以异养菌为主。故排泥时间点控制在COD浓度降至最低值附近但NH4+-N浓度仍位于最高值附近的时间范围内，可以在保证泥龄的同时富集较多的自养菌。一般由于COD在曝气阶段能够迅速被降解，而NH4+-N的硝化过程则较为缓慢，因此排泥时间点可选择在曝气阶段开始后的5～15min钟内。而且当反应器运行稳定后，一般各周期内的污染物去除曲线基本一致，因此可以预先在开始的若干周期内确定最佳的排泥时间点后，后续周期中沿用该时间点。作为优选，沉淀阶段中，间隔2-3天根据污泥层沉淀至出水口下方2-3cm高度所需的时间调节沉淀时间，使出水保持澄清状态。作为优选，所述的接种污泥取自市政污水处理厂曝气池。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术通过设置一个特殊的排泥单元，能够判断泥水是否已经充分澄清；从而实现剩余污泥上清液二次处理；(2)本专利技术通过将浓缩污泥进行回流，能够有效控制泥龄，高效富集功能微生物；(3)由于本专利技术采用的在反应器运行周期前期均匀排泥的运行方式，在保证泥龄的同时富集较多的自养菌，克服了传统运行情况下序批式反应器(SBR)容易失稳的问题，可赋予反应器较高的污染物去除效率(NH4+-N、COD和TN去除率分别维持在90％、95％、75％以上)以及长时间的稳定运行。(4)由于采用了反应器运行周期前期均匀排泥的工艺调控方式，相比较传统SBR法，颗粒粒径显著增大，在运行第90天粒径大于200μm颗粒所占比例提高了3％-5％，TN去除率提高了5％-10％，克服了传统SBR工艺颗粒化时间长、颗粒易失稳的问题，在实际污水处理中具有非常重要的现实意义。(5)本专利技术培养的好氧颗粒污泥为淡黄色球形颗粒，平均粒径为0.2mm，粒径呈分布正态，颗粒结构紧实、表面有沟壑保障溶解氧(DO)以及营养物质传质；相比普通活性污泥，颗粒污泥中的微生物团聚紧密，含有较高比例的菌胶团，且富集有小月菌属、陶厄氏菌和硝化螺菌属等功能菌群。附图说明图1为本专利技术的实施例1中使用的装置结构示意图。其中：空气泵1、转子流量计2.1、多孔曝气头2.2、控制单元3、潜水泵4、进水桶5、第一电磁阀6、液位计7、第一浊度传感器8、第二浊度传感器9、污泥收集池10、第二电磁阀11、第一蠕动泵12、出泥口13、出水口14、第二蠕动泵15、出水桶16；图2为实施例1中SBR运行周期内污染物变化曲线图3为实施例1中的反应器污泥粒径变化图；图4为实施例1中R2工艺污染物去除性能的变化图；图5为实施例1的颗粒污泥4X显微照片对比图；a.传统SBR工艺R1好氧颗粒污泥显微照片；b.曝气起始阶段排泥工艺R2好氧颗粒污泥显微照片；c.曝气后期排泥工艺R3好氧颗粒污泥显微照片。具体实施方式以下通过实施例和附图对本专利技术做进一步的说明。如图1所示，一种具有强化好氧颗粒污泥稳定运行的排泥装置的反应器，其整体结构可以划分为进水单元、反应器主体、曝气单元、排泥单元、出水单元及控制单元。反应器主体为圆柱形结构，采用4-8的高径比。排泥单元，包括第一电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有强化好氧颗粒污泥稳定运行的排泥装置的反应器，其特征在于，包括进水单元、反应器主体、曝气单元、排泥单元以及出水单元；所述的排泥单元，包括第一电磁阀(6)、污泥收集池(10)和第一蠕动泵(12)，反应器主体中部的出泥口(13)通过带有第一电磁阀(6)的管道连接污泥收集池(10)；污泥收集池(10)中设置有用于检测液位高度的液位计(7)，池内靠近液面位置设有第一浊度传感器(8)，池底设有第二浊度传感器(9)；污泥收集池(10)底部的泥水出口通过管道分为两路，一路通过带有第二电磁阀(11)的管道直接外排，另一路通过第一蠕动泵(12)后从反应器主体底部回流进入反应器；所述的曝气单元包括顺次连接的空气泵(1)、转子流量计(2.1)和多孔曝气头(2.2)，多孔曝气头(2.2)位于反应器主体内底部；所述的进水单元和出水单元分别用于反应器主体的进水和出水。

【技术特征摘要】
1.一种具有强化好氧颗粒污泥稳定运行的排泥装置的反应器，其特征在于，包括进水单元、反应器主体、曝气单元、排泥单元以及出水单元；所述的排泥单元，包括第一电磁阀(6)、污泥收集池(10)和第一蠕动泵(12)，反应器主体中部的出泥口(13)通过带有第一电磁阀(6)的管道连接污泥收集池(10)；污泥收集池(10)中设置有用于检测液位高度的液位计(7)，池内靠近液面位置设有第一浊度传感器(8)，池底设有第二浊度传感器(9)；污泥收集池(10)底部的泥水出口通过管道分为两路，一路通过带有第二电磁阀(11)的管道直接外排，另一路通过第一蠕动泵(12)后从反应器主体底部回流进入反应器；所述的曝气单元包括顺次连接的空气泵(1)、转子流量计(2.1)和多孔曝气头(2.2)，多孔曝气头(2.2)位于反应器主体内底部；所述的进水单元和出水单元分别用于反应器主体的进水和出水。2.如权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述的进水单元包括与反应器主体顶部的进水口相连接的潜水泵(4)以及进水桶(5)，潜水泵(4)位于进水桶(5)中。3.如权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述的出水单元，包括出水桶(16)与第二蠕动泵(15)，第二蠕动泵(15)连通反应器主体侧壁上的出水口(14)以及出水桶(16)。4.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：张智明，俞卓栋，朱亮，徐向阳，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33