一种用于污水处理的轻颗粒系统及其方法技术方案

本发明专利技术提出了一种用于污水处理的轻颗粒系统及其方法，包括接触器，所述接触器内包括气液固三相区，所述气液固三相区包括气相、液相和固相，所述液相为连续相，所述固相为轻颗粒，所述轻颗粒至少能够通过其表面携带微生物，所述轻颗粒的密度小于所述液相密度。本发明专利技术的轻颗粒系统应用于污水处理不仅能够使微生物浓度得到极大的提高，耐冲击负荷增强，剩余污泥产量小，无污泥膨胀，而且通过气液共同作用使得轻颗粒悬浮的方式可以更多的降低能耗。因此该系统具有效率高、能耗低的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种用于污水处理的轻颗粒系统及其方法
本专利技术属于污水处理领域，尤其是涉及一种用于污水处理的轻颗粒系统。
技术介绍
随着人口的增长和经济的发展，我国对水资源的需求会越来越大，废水排放量也随之增加，这些造成了我国的水资源形势岌岌可危。目前，越来越多的企业开始运用绿色技术，尽量减少废物产生，以此来提高水质质量，但其效果仍未太明显。为了使得水资源能够可持续发展，必须对排放的废水进行处理，将废水变为可用水，由此可见，废水处理技术是非常重要的，尤其现今的就地废水处理技术太少，不能使得废水及时有效地被处理，从而使得水污染日益增重，水质质量逐渐降低。废水主要来源于生活废水、工业废水、畜禽养殖场废水及农业废水等，废水的主要指标为化学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)、氨氮以及总磷等，其中含有能促进水生植物生长的各种营养物质、能致病的病原体微生物以及可能致癌或基因突变的有毒化合物，因此，从保护人类健康和保护环境角度出发，在废水重新利用或直接排入环境之前，必须对其进行处理。处理废水的方法有很多，按其作用原理可分为物理法、化学法、物理化学法、生物法四种，处理废水时可同时运用这些方法，其中生物法是最经济有效的处理方法，因而被广泛采用。固体流态化技术是一种新型的污水处理工艺，它将传统的活性污泥法和生物膜法有机结合并引入化工流态化技术，具有高负荷、高效率等特点。固体颗粒上附着微生物，通过流态手段使固体颗粒悬浮于污水系统中，由于颗粒具有较大的比表面积可有效地提高系统中微生物的浓度，从而提高水处理效率，整个体系中污泥产量低，有机负荷高。在流态化应用中，固体颗粒的选择是影响污水处理效率的关键因素之一，传统的固体流态化体系一般选用密度大于水的重颗粒作为固相，若要维持重颗粒的流化需要消耗较多的能量，液体回流比大。因此现今需要找到合适的固体颗粒应用到流态化污水处理中，从而节约能量。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种用于污水处理的轻颗粒系统，以克服现有技术的不足。在污水处理系统中通入气体，使气液混合流体的平均比重下降，当混合流体的平均比重与轻颗粒接近或相当时，气体流动的少许搅动，即可使轻颗粒被分散在液相中，利于气液固三相充分接触，且节省能耗。为达到上述目的，本专利技术公开了如下技术方案：一种用于污水处理的轻颗粒系统，其特征在于：包括接触器，所述接触器内包括气液固三相区，所述气液固三相区包括气相、液相和固相，所述液相为连续相，所述固相为轻颗粒，所述轻颗粒至少能够通过其表面携带微生物，所述轻颗粒的密度小于所述液相密度。相对于现有技术，本专利技术具有以下优势：在液相中通入气体，通过降低气液两相流体的混合密度，使轻颗粒分散在液相中，轻颗粒较大的比表面积，为微生物附着提供足够的空间，有利于微生物充分与污水接触，促进生化反应的进行。其含有的轻颗粒系统应用于污水处理不仅能够使微生物浓度得到极大的提高，耐冲击负荷增强，剩余污泥产量小，无污泥膨胀，而且通过气液共同作用使得轻颗粒悬浮的方式可以更多的降低能耗。因此该系统具有效率高、能耗低的特点。附图说明图1为本专利技术的轻颗粒悬浮系统结构示意图；图2-图4为本专利技术的轻颗粒污水处理系统示意图。具体实施方式为了更好的理解此箱笼式颗粒分布小系统，下面结合实施例进行阐述该装置。在一个实施例中，本专利技术公开了一种用于污水处理的轻颗粒系统，包括接触器，所述接触器内包括气液固三相区，所述气液固三相区包括气相、液相和固相，所述液相为连续相，所述固相为轻颗粒，所述轻颗粒至少能够通过其表面携带微生物，所述轻颗粒的密度小于所述液相密度。容易理解，所述系统用于污水处理时，所述接触器与所述轻颗粒悬浮系统所作用的污水存在接触，以便实施污水处理。对于该实施例而言，其创造性的结合了气液固三相的充分接触、轻颗粒容易在液相中悬浮、以及轻颗粒能够至少通过其表面携带微生物这三者的特点，使得：当系统用于污水处理时，颗粒较大的比表面积为微生物附着提供足够的空间，由于微生物在悬浮颗粒介质的表面生长与脱落，不断更新，可有效地提高系统中微生物的浓度，从而很容易对有机污染物进行代谢降解反应，和/或对氨氮进行硝化反硝化反应，和/或对磷进行释放磷和吸收磷的反应，从而提高污水处理效率。此外，该实施例可以根据具体污水的特点，对应的选择微生物。上述系统中通入气体或液体(容易理解的，也可以是气体和液体两者都有)，系统内的轻颗粒在液体或气液混合相流体的作用下，更易于处于流态化，从而均匀分散在系统中。与此伴随的，颗粒上覆载的微生物随着颗粒的运动各处游走从而处理周围的污水。容易理解，此处的气体或液体是主要用来使得所述颗粒流动，所述液体可以是待处理的污水，也可以是待处理的污水之外的其他液体，只要该液体不妨碍或者没有不利于污水处理即可。如果微生物含量越高、且系统越容易被控制的话，那么就越容易提高系统处理污水的能力。此外，对于轻颗粒的密度而言，同等体积下所述轻颗粒与所述液相密度差太大，需要更大的动力才能克服轻颗粒本身的浮力，能耗过大，轻颗粒的密度与所述液相密度越接近，越容易在所述液相中悬浮。鉴于专利技术人所发现的这一点，所述的轻颗粒的尺寸可大可小，颗粒的材料和形状各式各样，如聚乙烯、聚丙烯、发泡的聚苯乙烯、中空玻璃球等等不排除其他颗粒，优选比表面积大，形状类似球形，密度接近于液体，导液体性好的颗粒，应用于污水处理时则尽量选择表面适合微生物生长的颗粒。更特别的，所述轻颗粒还可以包括一个或多个微孔，预先或在污水处理过程中在微孔中富集微生物。更进一步的，所述轻颗粒还可以在包括微孔的同时，包括一个或多个与微孔连通的空腔，空腔内部预先富集微生物，并在污水处理过程中通过微孔与污水接触、传质。所述微生物可以是处理污水前由颗粒预先携带的，也可以是处理污水时富集、携带自污水中本身存在的。进一步的，在另一个实施例中，若要维持系统内的颗粒处于悬浮状态，系统内流体的速度需大于颗粒的最小流化速度且小于颗粒的最小带出速度。此处颗粒的最小带出速度是床层由流化床向输送床转变的速度。在另一个实施例中，所述接触器的环境为厌氧环境、缺氧环境或好氧环境。不同的环境下可以处理不同的污染物。如果能够组合厌氧环境、缺氧环境，以及好氧环境，那么也可以将本系统应用于不同组合的环境中。在另一个实施例中，所述接触器内还包括液固区，所述液固区包括液相和固相。由于可能面临气液固三相体系会出现没有气相的情形，在该实施例中，所述接触器还包括液固区。特别是当污水处理针对厌氧环境和/或缺氧环镜时，或者所述气体并非连续供应，而是采用间歇曝气或不曝气，那么参照前述实施例那样，该实施例所述液固区的固相同样可以为轻颗粒，此处轻颗粒外表面同样载有微生物，此处轻颗粒的密度同样小于所述液相密度。在另一个实施例中，所述气相连续或间歇地自下而上流动。对于该实施例而言，这使得气相和液相混合后的流体密度降低，从而所述轻颗粒尽可能的分散于所述液相中。轻颗粒分散于所述液相中，有利于微生物充分与污水接触，促进生化反应的进行。气相连续或间歇地通入系统中，可根据污水处理系统的需氧情况进行曝气，节省能耗，提高反应效率。进一步的，在所述的一种用于污水处理的轻颗粒系统中，所述轻颗粒的密度大于等于所述液相密度的80％且小于所述液相密度。若轻颗粒的密度低于所述液相密度的80％，同等体积下所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于污水处理的轻颗粒系统，其特征在于：包括接触器，所述接触器内包括气液固三相区，所述气液固三相区包括气相、液相和固相，所述液相为连续相，所述固相为轻颗粒，所述轻颗粒至少能够通过其表面携带微生物，所述轻颗粒的密度小于所述液相密度。

【技术特征摘要】
1.一种用于污水处理的轻颗粒系统，其特征在于：包括接触器，所述接触器内包括气液固三相区，所述气液固三相区包括气相、液相和固相，所述液相为连续相，所述固相为轻颗粒，所述轻颗粒至少能够通过其表面携带微生物，所述轻颗粒的密度小于所述液相密度。2.根据权利要求1所述的一种用于污水处理的轻颗粒系统，其特征在于，优选的，所述接触器内还包括液固区，所述液固区包括液相和固相。3.根据权利要求1所述的一种用于污水处理的轻颗粒系统，其特征在于：所述接触器的环境为厌氧环境、缺氧环境或好氧环境。4.根据权利要求1所述的一种用于污水处理的轻颗粒系统，其特征在于：所述气相连续或间歇地自下而上流动，所述轻颗粒分散于所述液相中。5.根据权利要求1所述的一种用于污水处理的轻颗粒系统，其特征在于：所述轻颗粒的密度大于等于所述液相密度的80％且小于所述液相密度。6.根据权利要求1所述的一种用于污水处理的轻颗粒系统，其特征在于：在所述气液固三相区中，所述气相的体积分率小于等于25％。7.根据权利要求1所述的一种用于污水处理的轻颗粒系统，其特征在于：所述接触器的形状是规则壳体或不规则壳体，优选的，规则壳体为长方壳体，所述长方壳体的上端面全封闭、部分封闭或全部开放。8.根据权利要求1-7任一项所述的一种用于污水处理的轻颗粒系统，其特征在于：所述接触器内还设有微通道，所述微通道包括若干层填料，每层所述填料包括若干通道单元，每层的所述通道单元交错设置，优选的，所述微通道设置在接触器的下部。9.根据权利要求8所述的一种用于污水处理的轻颗粒系统，其特征在于：所述通道单元为立方体形通道，长方体形通道，或其它类型的通道。10.根据权利要求1-6任一项所述的一种用于污水处理的轻颗粒系统，其特征在于：所述气相通过设置在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝京旭，邵媛媛，
申请(专利权)人：天津西敦津洋环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12