一种连续流藻菌颗粒污泥光生物反应器制造技术

本实用新型专利技术提供一种连续流藻菌颗粒污泥光生物反应器。反应器包括池体、饱食饥饿条件区、选择压力区、进水区(1)、出水区(12)以及光源，其中饱食饥饿条件区由三组曝气区(2、3、5)(包括：升流区(6、6

【技术实现步骤摘要】
一种连续流藻菌颗粒污泥光生物反应器


[0001]本技术应用于污水处理领域，具体涉及一种连续流藻菌颗粒污泥光生物反应器。

技术介绍

[0002]目前有大量的污水处理工艺将污水中的有机质分解为CO2排入大气，随着城市化的推进和污水处理量的增加，污水处理碳排量问题将日益凸显。因此，如何实现污水处理过程中降低碳排放量是实现低碳目标迫切需要解决的问题之一。研发“低能耗、减碳排、资源化”的城市污水处理系统绿色技术事关国计民生、势在必行。
[0003]好氧颗粒污泥工艺作为一种新型污水处理技术，具有结构致密、生物量大、剩余污泥产量少、沉降性能优异、利用传质差异同步脱氮除磷、抗冲击负荷能力强、占地小等活性污泥法不可比拟的优点。但存在处理低浓度市政污水启动时间长、颗粒结构稳定性有待提高等技术瓶颈。藻菌颗粒污泥工艺是在一定光照条件下，利用好氧颗粒污泥与功能性微藻耦合共生的污水处理工艺，除了兼具好氧颗粒污泥的优点外，还能利用“微藻光合作用—细菌有氧呼吸”形成O2‑
CO2循环以及微藻固氮来减少曝气和碳排放(CO2和N2O)，微藻产生的O2和小分子有机代谢产物有可能解决处理低浓度污水时颗粒内部传质及营养缺乏问题，从而促进颗粒污泥稳定性。目前已经在序批式反应器(Sequencing Batch Reactor,SBR)中成功培养出藻菌颗粒污泥，但是尚未见真正意义上的连续流反应器的尝试。相比于SBR(进水
‑
曝气
‑
沉淀
‑
出水)来说，连续流系统更易于操作和控制，并且当前的污水处理基础设施主要采用连续流系统。采用连续流反应器培养颗粒污泥的设计难度在于如何形成饱食饥饿条件、引入基于沉降速度的选择压力以及防止压碎颗粒的回流装备。因此，开展适用于藻菌颗粒的连续流生物反应器设计和优化，是研发针对低浓度市政污水实现稳定可控的颗粒污泥技术及污水处理系统实现碳减排的关键环节。

技术实现思路

[0004]为达到上述目的，本技术采用如下具体技术方案：一种连续流藻菌颗粒污泥光生物反应器，包括反应器池体、饱食饥饿条件区、选择压力区、进水区、出水区及光源。所述的反应器池体为氧化沟型池体，其截面设置梯形复式截面；所述饱食饥饿条件区包括三组曝气区(2、3、5)、环形导流板(4、14)和推流器(13、13
’
)，所述曝气区(2、3、5)由升流区(6、6
’
、6”)、降流区(7、7
’
、7”)和微孔曝气盘(8、8
’
、8”)组成，所述升流区(6、6
’
、6”)和降流区(7、7
’
、7”)由两块上端挡板和一块下端挡板构成；所述选择压力区由筛选区(10)和固液分离区(11)组成，所述筛选区(10)设有一块可移动挡板(9)，可筛选沉降性能较好的颗粒污泥回到沟内，所述固液分离区(11)与筛选区(10)相连，为沟内式沉淀池；所述进水区(1)与第一组曝气区(2)相连；所述出水区(13)与固液分离区(11)相连，设置出水堰为梯形堰；所述光源利用太阳光光纤导入器收集太阳光，并利用通体发光光纤在反应器内均匀分布光。
[0005]进一步地，所述梯形复式截面，截面梯形部分高为1/10d(d为单直沟道宽)，梯形底
角夹角为45
°
。
[0006]进一步地，所述曝气区(2、3、5)设置在中央挡板两侧，一侧设置两组(第一组(2)和第二组(3))，另一侧设置一组(第三组(5))，第一组曝气区(2)与左侧弯道衔接处间隔1/10L(L为反应器直沟道长)，第二组曝气区(3)与第一组曝气区(2)间隔3/10L，第三组曝气区(5)与右侧弯道衔接处间隔1/10L，并在第一组曝气(2)和第三组曝气区(5)末端设置防短流挡板。
[0007]进一步地，所述上端挡板和下端挡板的水平距离为1/10L，上端挡板的下边缘距反应器底部高度为1/4H(H为反应器水深)，下端挡板的上边缘距水面高度为1/4H。
[0008]进一步地，所述微孔曝气盘(8、8
’
、8”)设置在曝气区(2、3、5)的升流区(6、6
’
、6”)底部，每组设三个。
[0009]进一步地，所述环形导流板(4、14)包括左侧环形导流板(14)和右侧环形导流板(4)，分别设置在反应器两侧半圆形弯道，环形导流板(4、14)半径为半圆形弯道半径的1/2，偏心距为半圆形弯道半径的1/20。
[0010]进一步地，所述推流器(13、13
’
)设置在直沟道两侧的末端，转轮中心到水面的距离为0.55H。
[0011]进一步地，所述可移动挡板(9)调节适应的沉淀速度范围为14～22m/h，可移动挡板(9)的下边缘距反应器底部高度为1/4H。
[0012]进一步地，所述固液分离区(11)与筛选区(10)相连，为沟内式沉淀池，上部设置直径为80mm的斜管填料，下端为60
°
坡度的泥斗，沉淀池底部距反应器底部高度为1/4H。
[0013]进一步地，所述通体发光光纤设置在中央挡板两侧、反应器外壁内侧及环形导流板两侧，其直径为4mm，每束光纤横向间隔约40cm，提供光照强度为100～500μmol/(m2·
s)。
[0014]本技术的优点及有益效果：
[0015]本反应器主要从基于沉降速度的选择压、饱食饥饿条件以及光源设置三方面考虑进行设计。利用梯形复式断面实现改善反应器流场以及减少污泥沉降的效果。利用挡板形成升流区(6、6
’
、6”)和降流区(7、7
’
、7”)，可在增加反应器高径比的同时增加流体的路径，有助于强化反应器内的推流，同时在升流区(6、6
’
、6”)设置微孔曝气盘(8、8
’
、8”)，为颗粒提供升流动力以及颗粒污泥形成所需的剪切力，并具备CO2捕获功能；设置环形导流板(4、14)，有效改善反应器直道及弯道的水流流态，提升底部流速，减小回流区范围；利用推流装置(13、13
’
)对沟内的水流起到推动和搅拌作用，可有效减小反应器底部的低速区域，减少污泥堆积。在曝气区(2、3、5)、环形导流板(4、14)及推流器(13、13
’
)的作用下，实现进水富底物及出水贫底物的饱食饥饿条件，同时实现藻菌颗粒污泥在反应器内循环流动。利用筛选区(10)的可移动挡板(9)调节该区域的截面积，改变该区域的升流流速，使得沉降性能较好的颗粒污泥回到沟内，而轻质絮状体及沉淀性能较差的颗粒污泥会进入固液分离区(11)，从而实现基于沉淀速度的选择压。利用固液分离区(11)沟内式结构，有效减小建设费用及占地面积。利用太阳光光纤导入器的凸透镜、光导纤维、太阳自动跟踪系统，实现对太阳光的稳定采集与导入，并利用通体发光光纤，实现反应器内光的均匀分布。同时，采用光强监测装置对光强进行在线监测并根据监测结果进行光强调整，提供有利于藻菌颗粒污泥生长和稳定的条本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种连续流藻菌颗粒污泥光生物反应器，其特征在于：包括反应器池体、饱食饥饿条件区、选择压力区、进水区、出水区以及光源，所述进水区与饱食饥饿区相连，进水通过进水区流入反应器，顺次流经饱食饥饿区、选择压力区，最后从与选择压力区相连的出水区流出反应器；所述光源置于反应器池体内部。2.根据权利要求1所述连续流藻菌颗粒污泥光生物反应器，其特征在于：所述反应器池体为氧化沟池体，设置截面为梯形复式断面，截面梯形部分高为直沟单道宽的1/10，梯形底角夹角为45
°
。3.根据权利要求1所述连续流藻菌颗粒污泥光生物反应器，其特征在于：所述饱食饥饿条件区由三组曝气区(2、3、5)、环形导流板(4、14)和推流器(13、13
’
)构成，所述曝气区(2、3、5)设置在中央挡板两侧，一侧设置两组(第一组(2)和第二组(3))，另一侧设置一组(第三组(5))，第一组曝气区(2)与左侧弯道衔接处间距为反应器直沟道长的1/10，第二组曝气区(3)与第一组曝气区(2)间距为反应器直沟道长的3/10，第三组曝气区(5)与右侧弯道衔接处间距为反应器直沟道长的1/10，单组曝气区由升流区(6、6
’
、6”)、降流区(7、7
’
、7”)和微孔曝气盘(8、8
’
、8”)组成，所述升流区(6、6
’
、6”)和降流区(7、7
’
、7”)由两块上端挡板和一块下端挡板构成，上端挡板和下端挡板的水平距离为反应器直沟道长的1/10，上端挡板的下边缘距反应器底部高度为反应器水深的1/4，下端挡板的上边缘距水面高度为反应器水深的1/4，所述微孔曝气盘(8、8
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李安婕，陈天民，王丹阳，
申请(专利权)人：北京师范大学，
类型：新型
国别省市：