好氧污泥快速颗粒化的装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种好氧污泥快速颗粒化的装置及其方法，属于废水生物处理技术领域。该装置包括进水单元、反应器主体、曝气单元、出水单元以及控制单元，进水单元为包括基质进水桶、清水进水桶、基质调节池，反应器有机负荷通过位于基质调节池底部的液面传感器调节进水基质体积控制，有机负荷变化通过出水桶中的水质传感器确定。本发明专利技术可实现自动化控制反应器有机负荷，保证反应器有机负荷梯度递减，形成粒径较大、沉速较快、结构稳定、菌群丰富的好氧颗粒污泥，解决了现有技术普遍存在的颗粒化周期长、运行过程易污泥膨胀、系统长期运行不稳定等问题。

Device and method for quick granulation of aerobic sludge

The invention discloses a device for quick granulation of aerobic sludge and a method thereof, which belongs to the field of wastewater biological treatment technology. The device comprises a water inlet unit, the main body of the reactor, the aeration unit, water outlet unit and a control unit, feeding unit is composed of water into the bucket, bucket into the matrix, the matrix adjusting tank reactor organic load influent substrate volume control through the liquid level sensor is located at the bottom of the pond matrix adjustment, organic load change by a water quality sensor in the bucket sure. The invention can realize the automatic control of the reactor to ensure the organic load, decreasing reactor organic load gradient, forming a large particle size, rapidsedimentation rate, stable structure, rich flora of aerobic granular sludge, solves the problem of particle cycle generally existing in the existing technology, process of sludge bulking, system instability etc..

【技术实现步骤摘要】
好氧污泥快速颗粒化的装置及其方法
本专利技术涉及一种好氧污泥快速颗粒化的装置及其方法，属于废水生物处理

技术介绍
好氧颗粒污泥技术具有运行污染负荷高、污泥沉降性能好、抵抗冲击能力强、处理设备占地少等特点，在工业废水、城镇生活污水处理领域具有明显的应用优势。目前，国内外学者已在好氧颗粒污泥理化结构特性、微生物生态、传质模型以及形成机理等方面开展大量研究，并在国内外建立多座中试试验和示范工程，其中荷兰Delft理工大学学利用工艺在荷兰、西班牙、巴西、南非等地建立30余座污水好氧颗粒污泥污水处理工程，用于高效处理乳制品、畜禽养殖等工业废水和城镇生活污水，该工艺可有效缩减处理厂占地面积(缩小至传统的1/4)并显著降低能耗(降低20％-30％)，是一项具有前景的污水生物处理技术。然而，目前好氧颗粒污泥工艺普遍存在低负荷进水条件下颗粒化周期长、长期运行颗粒易失稳的问题，这制约了改工艺在全球范围内的广泛应用。因此，在开发好氧污泥快速颗粒化装置，维持好氧颗粒污泥结构稳定性及污染物去除效率，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好氧污泥快速颗粒化的装置，通过自动化控制自动调节进水负荷，在实现污泥快速颗粒化的同时，保障好氧颗粒污泥反应器长期稳定运行。好氧污泥快速颗粒化的装置，包括进水单元、反应器主体、曝气单元、出水单元；所述的进水单元，包括基质进水桶及用于抽取基质的第一潜水泵，潜水泵通过管道连接基质调节池进水口，基质调节池的出水口通过带电磁阀的管道连接至反应器主体上方的进水口；基质调节池中设有水位传感器；反应器主体上方还通过管道连接置于清水桶中的第二潜水泵，用于向反应器中注入清水；所述的出水单元包括第二电磁阀和出水桶，反应器主体侧壁设有出水口，出水口通过带有第二电磁阀的管道连接至出水桶中，出水桶中还设有水质传感器；所述的曝气单元包括顺次相连的空气泵、转子流量计和多孔曝气头，多孔曝气头设置于反应器主体内底部。作为优选，所述的水质传感器中包含COD、NH4+-N和浊度测量模块。作为优选，还设有控制单元，用于进行中央控制。进一步的，反应器的出水口前端设有微孔板，反应器内出水通过微孔板后进入出水桶。作为优选，反应器中还设有用于感应液位高度的液位计探头。作为优选，所述的出水口有多个，从上到下间隔设置于反应器主体侧壁上。本专利技术的另一目的在于提供一种利用上述任一项所述装置的好氧污泥快速颗粒化的方法，具体为：反应器采用SBR工艺运行，运行前预先接种污泥，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，涵盖了一般城镇污水的COD浓度范围，反应器采用4-8的高径比(有利于颗粒化污泥筛选作用)和30％-70％的排水比；运行周期为4-6小时，分为进水、静置、曝气、沉淀、出水五个阶段，其中沉淀时间为5-15分钟，曝气时间为3-5小时；反应器启动初期的进水OLR控制在4-6kgCODm3d-1，装置运行稳定后每隔1-2天以0.05-0.2kgCODm3d-1的幅度梯度逐步降低进水OLR，最终体系OLR降至2.5-3.5kgCODm3d-1。作为优选，所述的接种污泥取自市政污水处理厂曝气池。因此，本专利技术具有如下有益效果：(1)本专利技术通过对进出水单元的结构进行优化设计，能够实现反馈控制进水有机负荷；(2)该装置能够通过改变进水负荷，实现好氧污泥快速颗粒化，大大加快污泥培养和富集进程。由于本专利技术采用进水OLR梯度降低的运行方式，克服了低负荷启动条件下污泥颗粒化时间长，高负荷启动污泥易发生黏性膨胀最终导致反应器失稳的问题，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％、80％以上)以及长时间的稳定运行。由于采用了进水OLR梯度降低的工艺调控方式，相比较传统SBR法污泥颗粒化时间缩短了15-20天，克服了传统启动方式污泥颗粒化时间长、反应器易失稳的问题，在实际污水处理中具有非常重要的现实意义。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为本专利技术的好氧污泥快速颗粒化的装置的结构示意图；图2为本专利技术中微孔板的结构示意图；图3为实施例1中的反应器不同工艺下OLR的变化曲线；其中R1：OLR梯度升高工艺；R2：OLR梯度降低工艺；R3：OLR恒定工艺；图4为实施例1中不同工艺下颗粒粒径增长情况；其中R1：OLR梯度升高工艺；R2：OLR梯度降低工艺；R3：OLR恒定工艺；图5为实施例1中梯度降低曝气后污染物去除性能的变化图；图6为实施例1的颗粒污泥4X显微照片对比图，其中a.R1的污泥SEM照片；b.R2的污泥SEM照片；c.R3的污泥SEM照片。图中：空气泵1、转子流量计2、控制单元3、第一潜水泵4、基质桶5、基质调节池6、液位传感器7、第一电磁阀8、进水口9、第二潜水泵10、清水桶11、第二电磁阀12、水质传感器13、出水桶14、微孔板15。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步的描述如图1所示，本专利技术的好氧污泥快速颗粒化的装置，其整体结构包括空气泵1、转子流量计2、控制单元3、第一潜水泵4、基质桶5、基质调节池6、液位传感器7、第一电磁阀8、进水口9、第二潜水泵10、清水桶11、第二电磁阀12、水质传感器13、出水桶14、微孔板15。其中进水单元，包括基质进水桶5及放置于基质进水桶5中的第一潜水泵4，用于从基质进水桶5中抽取基质。潜水泵4通过管道连接基质调节池6进水口，基质调节池6的出水口通过带电磁阀8的管道连接至反应器主体上方的进水口9。基质调节池6中设有水位传感器7，用于监控池内水位高度，根据池体横截面大小即可计算出池内的基质体积，达到控制调节基质负荷的功能。反应器本体内还设有用于感应液位高度的液位计探头，当清水注入体积达到预定值时，停止注水。反应器主体上方还设有清水入口，清水入口通过管道连接置于清水桶11中的第二潜水泵10，用于向反应器中注入清水，清水中不含基质。出水单元包括第二电磁阀12和出水桶14，反应器主体侧壁从上到下设有多个出水口，其中一个出水口通过带有第二电磁阀12的管道连接至出水桶14中，当需要调整出水口高度时可以将管道连接至对应高度的出水口，并封堵其他出水口。出水桶14中还设有水质传感器13，包含COD、NH4+-N和浊度等测量模块,可以根据实际需要进行增删。曝气单元包括顺次相连的空气泵1、转子流量计2.1和多孔曝气头2.2，多孔曝气头2.2设置于反应器主体内底部。整个装置由控制单元3进行中央控制，控制单元3可采用为PLC控制器、单片机等方式实现，其与空气泵1、转子流量计2、第一潜水泵4、液位传感器7、第一电磁阀8、第二潜水泵10、第二电磁阀12、水质传感器13分别连接。根据各感应装置，自动控制其他阀门、泵等设备，实现闭环控制。另外，如图2所示，由于需要根据出水桶14中的水质自动反馈控制进水负荷因此必须保证出水水样具有代表性。因此可在出水口前端设有微孔板15，反应器内出水通过微孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种好氧污泥快速颗粒化的装置，其特征在于：包括进水单元、反应器主体、曝气单元、出水单元；所述的进水单元，包括基质进水桶(5)及用于抽取基质的第一潜水泵(4)，潜水泵(4)通过管道连接基质调节池(6)进水口，基质调节池(6)的出水口通过带电磁阀(8)的管道连接至反应器主体上方的进水口(9)；基质调节池(6)中设有水位传感器(7)；反应器主体上方还通过管道连接置于清水桶(11)中的第二潜水泵(10)，用于向反应器中注入清水；所述的出水单元包括第二电磁阀(12)和出水桶(14)，反应器主体侧壁设有出水口，出水口通过带有第二电磁阀(12)的管道连接至出水桶(14)中，出水桶(14)中还设有水质传感器(13)；所述的曝气单元包括顺次相连的空气泵(1)、转子流量计(2.1)和多孔曝气头(2.2)，多孔曝气头(2.2)设置于反应器主体内底部。

【技术特征摘要】
1.一种好氧污泥快速颗粒化的装置，其特征在于：包括进水单元、反应器主体、曝气单元、出水单元；所述的进水单元，包括基质进水桶(5)及用于抽取基质的第一潜水泵(4)，潜水泵(4)通过管道连接基质调节池(6)进水口，基质调节池(6)的出水口通过带电磁阀(8)的管道连接至反应器主体上方的进水口(9)；基质调节池(6)中设有水位传感器(7)；反应器主体上方还通过管道连接置于清水桶(11)中的第二潜水泵(10)，用于向反应器中注入清水；所述的出水单元包括第二电磁阀(12)和出水桶(14)，反应器主体侧壁设有出水口，出水口通过带有第二电磁阀(12)的管道连接至出水桶(14)中，出水桶(14)中还设有水质传感器(13)；所述的曝气单元包括顺次相连的空气泵(1)、转子流量计(2.1)和多孔曝气头(2.2)，多孔曝气头(2.2)设置于反应器主体内底部。2.如权利要求1所述的好氧污泥快速颗粒化的装置，其特征在于，所述的水质传感器(13)中包含COD、NH4+-N和浊度测量模块。3.如权利要求1所述的好氧污泥快速颗粒化的装置，其特征在于，还设有控制单元(3)，用于进行中央控制。4.如权利要求3所述的好氧污泥快速颗粒化的装置，其特征在于，所述的控制单元(3)为PLC控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：张智明，马柯，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