有效控制好氧颗粒污泥体系溶解氧的反应器装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种有效控制好氧颗粒污泥体系溶解氧的反应器装置及方法。该装置反应器主体顶部的法兰盖上连接两路排气管道，其中一路由第三转子流量计控制直接排入大气中，另一路通过引风机回流至第二转子流量计的进气口。本发明专利技术采用气体回流控制溶解氧的运行方式，克服了高曝气量导致的高溶解氧条件下颗粒污泥内部厌氧、缺氧区减少，兼性厌氧微生物生态位不足的问题，可促进脱氮除磷等功能微生物的有效富集，实现反应器长期稳定运行。

Reactor device and method for effectively controlling dissolved oxygen in aerobic granular sludge system

The present invention discloses a reactor device and method for effectively controlling dissolved oxygen in aerobic granular sludge system. The main body of the reactor flange device at the top of the cover is connected with two exhaust pipes, one routing control of third rotor flowmeter directly into the atmosphere, another way through the fan back to the second rotor flow meter inlet. The invention adopts the operation mode of gas reflux control of dissolved oxygen, overcome the reduced granular sludge anaerobic and anoxic zone of high dissolved oxygen conditions lead to high aeration rate under facultative anaerobic microbial ecological problem, can promote the effective function of microbial rich nitrogen and phosphorus removal in the set for a long-term stable operation of the reactor.

【技术实现步骤摘要】
有效控制好氧颗粒污泥体系溶解氧的反应器装置及方法
本专利技术涉及一种有效控制好氧颗粒污泥体系溶解氧的反应器装置及方法，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。2005年在德国慕尼黑召开的第一届好氧颗粒污泥研讨会对其做出明确定义，认为好氧颗粒污泥作为一种微生物聚集体，其颗粒不随水力剪切力的降低而凝聚并具有相比絮体污泥较快的沉降速度并认为好氧颗粒污泥技术是一项有发展前途的污水处理新技术。此后，研究热点主要集中在好氧颗粒污泥的形成机理、培养条件以及主要影响因素并加速其工程化应用。研究表明，好氧颗粒污泥由于溶解氧的传质阻力由内向外可形成厌氧-缺氧-好氧区，为多种功能微生物提供适宜的生态位，作用于好氧颗粒污泥体系的水力剪切力主要通过曝气提供，较大的水力剪切力是实现好氧污泥从絮状到颗粒状转化的重要条件，并能保证好氧颗粒污泥反应器长期稳定运行。然而，目前为提供足够的水力剪切力以促进污泥颗粒化和稳定，SBR反应器多采用较高表面气速以促进疏水性胞外多聚物的分泌进一步强化污泥聚集形成高强度颗粒，较高表面气速的维持需要较高曝气量，这引起曝气阶段能源浪费并由于高曝气量引起的体系高溶解氧浓度使好氧颗粒污泥内部缺氧、厌氧区相对减少，不利于反硝化、除磷等兼性厌氧功能微生物的聚集和发挥作用，降低体系污染物去除性能。因此，在控制体系溶解氧的同时保证足够的水力剪切力在维持好氧颗粒污泥结构稳定的前提下提高了颗粒污泥内部缺氧、厌氧区，使大量脱氮除磷功能菌群持留，对体系高效脱氮除磷、降低运行能耗具有重要实际意义。
技术实现思路
本专利技术涉及一种有效控制好氧颗粒污泥体系溶解氧的反应器装置，在控制体系溶解氧的同时保证足够的水力剪切力，实现好氧颗粒污泥结构稳定、污染物高效去除并降低运行能耗。本专利技术具体采用的技术方案如下：有效控制好氧颗粒污泥体系溶解氧的反应器装置，包括反应器主体、进水单元、曝气单元以及出水单元；所述的反应器主体侧面设置有进水口和出水口，顶部通过法兰盖密封；反应器主体内液面以下设有连接至溶解氧在线监测仪表的溶解氧探头；所述的曝气单元包括空气泵、第一转子流量计、第二转子流量计、第三转子流量计和多孔曝气头，多孔曝气头位于反应器主体的底部，并通过气管顺次连接第二转子流量计、第一转子流量计和空气泵，反应器主体顶部的法兰盖上连接两路排气管道，其中一路由第三转子流量计控制直接排入大气中，另一路通过引风机回流至第二转子流量计的进气口；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，包括与反应器主体上部的进水口顺次相连的液体止回阀和潜水泵，潜水泵设置于进水桶内。作为优选，所述的出水单元，包括蠕动泵与出水桶，蠕动泵两端分别通过管道连接出水口和出水桶。作为优选，所述的反应器主体侧面由上至下在不同高度处设有若干个出水口。作为优选，所述的反应器主体内还设有用于感应液位高度的液位计探头。作为优选，还设有控制单元，用于进行中央控制。进一步的，所述的控制单元采用PLC控制器。作为优选，所有管线穿过法兰盖进入反应器主体的开孔处，均利用石蜡进行密封。本专利技术的另一目的在于提供一种利用上述任一方案中的装置的培养好氧颗粒污泥的方法，具体为：在反应器主体内以SBR工艺对废水进行处理，运行前先接种污泥，接种MLSS为4-6g/L；进水基质为城镇污水，进水COD浓度为300-800mg/L，运行过程中维持有机负荷1.5-3.0kgCOD·m-3·d-1；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、曝气、沉淀、出水四个阶段，其中沉淀时间为5-60min；曝气时间为3-5h，在曝气过程中，通过控制第三转子流量计调节直接排入大气的空气量，使反应器中部分已经过曝气的气体重新回流至多孔曝气头中，为颗粒污泥体系提供足够的水力剪切力的同时控制溶解氧浓度。本专利技术的有益效果：由于本专利技术采用气体回流控制溶解氧的运行方式，克服了高曝气量导致的高溶解氧条件下颗粒污泥内部厌氧、缺氧区减少，兼性厌氧微生物生态位不足的问题，可促进脱氮除磷等功能微生物的有效富集，实现反应器长期稳定运行。由于采用气体回流控制溶解氧的运行方式，相比传统SBR法在保证水力剪切力的同时可有效降低曝气量，实现好氧颗粒污泥工艺的进一步节能降耗。附图说明图1为有效控制好氧颗粒污泥体系溶解氧的反应器装置的结构示意图；图2位本专利技术中法兰盖上开孔位置示意图。其中：空气泵1、第一转子流量计2.1、第二转子流量计2.2、第三转子流量计2.3、微孔曝气头2.4、控制单元3、潜水泵4、进水桶5、止回阀6、液位计探头7、蠕动泵8、出水桶9、出水口10、溶解氧探头11、溶解氧在线监测仪表12、气体回流孔13、进气口14、排气口15、监测孔16、控制孔17。具体实施方式以下通过实施例和附图对专利技术进一步说明。如图1所示，一种有效控制好氧颗粒污泥体系溶解氧的反应器装置，包括进水单元、反应器主体、曝气单元、出水单元以及控制单元。反应器主体为圆柱形，侧面上方设置进水口，侧面从上至下设置有多个间隔排布的出水口10，实际使用时可以选择其中一个出水。反应器主体顶部通过法兰盖密封，底部设置排泥口。如图2所示，法兰盖上开设有5个通孔，分别为气体回流孔13、进气口14、排气口15、监测孔16和控制孔17，用于穿设不同的管路，为了保证反应器内部的密闭环境，所有管线穿过法兰盖进入反应器主体的开孔处，均利用石蜡进行密封。反应器主体内液面以下设有溶解氧探头11，并通过监测孔16连接至溶解氧在线监测仪表12，用于实时显示反应器内废水的溶解氧浓度(DO)。进水单元和出水单元分别用于反应器主体的进水和出水，其中进水单元，包括与反应器主体上部的进水口顺次相连的液体止回阀6和潜水泵4，潜水泵4设置于进水桶5内，进水桶5中存储有待处理的废水；出水单元，包括蠕动泵8与用于收集出水的出水桶9，蠕动泵8两端分别通过管道连接出水口10和出水桶9。曝气单元包括空气泵1、第一转子流量计2.1、第二转子流量计2.2、第三转子流量计2.3和多孔曝气头2.4，多孔曝气头2.4位于反应器主体的底部，并通过气管穿过进气口14后顺次连接第二转子流量计2.2、第一转子流量计2.1和空气泵1。空气泵1通过多孔曝气头2.4将含氧空气鼓入废水中，以调节水中的DO。反应器主体顶部的法兰盖上连接两路排气管道，其中一路穿过排气口15直接排入大气中，该管路由第三转子流量计2.3控制流通气量。另一路穿过气体回流孔13后通过引风机2.5回流至第二转子流量计2.2的进气口，然后通过多孔曝气头2.4重新对废水进行曝气。反应器整体由控制单元3进行中央控制，控制单元3可采用单片机、PLC等实现。控制单元3连接空气泵1、第一转子流量计2.1、第二转子流量计2.2、第三转子流量计2.3、微孔曝气头2.4、潜水泵4、液位计探头7、蠕动泵8，对各设备进行自动化控制。另外，也可以连接溶解氧在线监测仪表12，针对溶解氧数据进行闭环控制。该反应器装置的运行工作流程如下:利用潜水泵4将进水桶5中的废水基质抽入反应器中，当液位计探头7探测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有效控制好氧颗粒污泥体系溶解氧的反应器装置，其特征在于：包括反应器主体、进水单元、曝气单元以及出水单元；所述的反应器主体侧面设置有进水口和出水口(10)，顶部通过法兰盖密封；反应器主体内液面以下设有连接至溶解氧在线监测仪表(12)的溶解氧探头(11)；所述的曝气单元包括空气泵(1)、第一转子流量计(2.1)、第二转子流量计(2.2)、第三转子流量计(2.3)和多孔曝气头(2.4)，多孔曝气头(2.4)位于反应器主体的底部，并通过气管顺次连接第二转子流量计(2.2)、第一转子流量计(2.1)和空气泵(1)，反应器主体顶部的法兰盖上连接两路排气管道，其中一路由第三转子流量计(2.3)控制直接排入大气中，另一路通过引风机(2.5)回流至第二转子流量计(2.2)的进气口；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】
1.一种有效控制好氧颗粒污泥体系溶解氧的反应器装置，其特征在于：包括反应器主体、进水单元、曝气单元以及出水单元；所述的反应器主体侧面设置有进水口和出水口(10)，顶部通过法兰盖密封；反应器主体内液面以下设有连接至溶解氧在线监测仪表(12)的溶解氧探头(11)；所述的曝气单元包括空气泵(1)、第一转子流量计(2.1)、第二转子流量计(2.2)、第三转子流量计(2.3)和多孔曝气头(2.4)，多孔曝气头(2.4)位于反应器主体的底部，并通过气管顺次连接第二转子流量计(2.2)、第一转子流量计(2.1)和空气泵(1)，反应器主体顶部的法兰盖上连接两路排气管道，其中一路由第三转子流量计(2.3)控制直接排入大气中，另一路通过引风机(2.5)回流至第二转子流量计(2.2)的进气口；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所述的有效控制好氧颗粒污泥体系溶解氧的反应器装置，其特征在于，所述的进水单元，包括与反应器主体上部的进水口顺次相连的液体止回阀(6)和潜水泵(4)，潜水泵(4)设置于进水桶(5)内。3.如权利要求1所述的有效控制好氧颗粒污泥体系溶解氧的反应器装置，其特征在于，所述的出水单元，包括蠕动泵(8)与出水桶(9)，蠕动泵(8)两端分别通过管道连接出水口(10)和出水桶(9)。4.如权利要求1所述的有效控制好氧颗粒污泥体系溶解氧的反应器装置，其特征在于，所...

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