一种基于旋流分选的藻菌污泥快速颗粒化反应器及方法技术

本发明专利技术公开了一种基于旋流分选的藻菌污泥快速颗粒化反应器及方法。反应器从左到右分为旋流分选区、主体反应区；主体反应区最底部设有曝气盘，并通过连接曝气管进行曝气；主体反应区右侧的底端设有排泥口，右侧中心位置设有排水口，并设置多个取样口；主体反应区中心设有固定LED灯源；主体反应区左侧的底端设有进水口，并通过取水口和回流口与旋流分选区相连。旋流分选区主要由旋流进水口、溢流口、底流口、色谱柱、色谱锥组成；旋流分选区的取水和回流都通过相应的取水泵和回流泵辅助完成。本发明专利技术通过旋流提供剪切力，促进藻菌污泥颗粒化，并且通过旋流分选作用进一步筛选出团聚性能好，颗粒密度大的颗粒污泥；通过在本体中心设置LED灯，为藻菌共生污泥颗粒化提供全方位充足的光照，避免了底部光照不足的问题。避免了底部光照不足的问题。避免了底部光照不足的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于旋流分选的藻菌污泥快速颗粒化反应器及方法


[0001]本专利技术属于废水处理领域，尤其涉及一种基于旋流分选的藻菌污泥快速颗粒化反应器及方法。

技术介绍

[0002]由于最近几年经济发展迅速，伴随着环境污染进一步加重，目前采用的污水处理工艺主要是以活性污泥法为基础的悬浮式生物处理技术。活性污泥法自1914年发现以来得到了广泛应用，逐渐成为使用最多的污水处理工艺之一，其工艺原理是通过絮状污泥对有机物以及氮、磷的代谢来处理废水。活性污泥法在实际工程应用中存在以下问题：(1)活性污泥法是以絮状污泥存在反应池中进行反应，其沉淀性能较差，导致了工艺处理时间长、占地面积大等诸多问题；(2)活性污泥工艺需要曝气、沉淀以及污泥回流等，若需要进行脱氮除磷还需要设置缺氧厌氧阶段，这使得工艺处理单元多，操作管理复杂；(3)絮状污泥还有沉淀性能差导致泥水不彻底、不易调控、容易污泥膨胀上浮、剩余污泥的产量大，造成后续的污泥处理处置困难等技术难题；(4)脱氮除磷效率不高、条件复杂也是制约污水处理厂提质增效的一大瓶颈。
[0003]另一方面是能源问题，现行的污水处理采用曝气的方式提供微生物代谢有机物所需的氧气，代谢产物主要是生物质以及二氧化碳，曝气无疑会消耗大量能量，而目前尚未开发一种从污泥中高效回收能源的可行方法，导致污水中的能源被大量浪费。为实现资源可持续利用与发展,加强对废水中氮、磷以及营养物质等资源的回收，减少处理废水时温室气体的排放，藻菌共生颗粒污泥工艺被广泛关注；该工艺通过藻菌的协同作用，可减少曝气的能耗，以及二氧化碳和剩余污泥的排放，便于回收再利用。
[0004]目前，藻菌共生颗粒污泥研究处于起步阶段，对于藻菌颗粒污泥的培养会存在诸多问题，微藻和污泥一部分会处于悬浮状态，难以沉降形成藻菌颗粒污泥；而且上层水体中也会存在少部分藻菌颗粒污泥，通过旋流分离器的辅助，可以使反应器上端水体的微藻与絮状污泥加速颗粒化，并且进一步筛选出颗粒性能好，颗粒密度大的颗粒污泥。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种基于旋流分选的藻菌污泥快速颗粒化反应器。
[0006]一种基于旋流分选的藻菌污泥快速颗粒化反应器，其特征在于反应器从左到右分为旋流分选区、主体反应区；主体反应区最底部设有曝气盘，并通过连接曝气管进行曝气，主体反应区右侧从下到上依次设有排泥口、第一取样口、第二取样口、排水口、第三取样口，排水口位于主体反应区右侧的中间位置；主体反应区左侧从下到上依次设有进水口、回流口、取水口；在主体反应区的中心内部设有LED灯源；旋流分选区的构成包括：溢流管、旋流进水口、色谱柱、色谱锥、底流管；旋流分选区通过取水管道和回流管道与主体反应区相连，旋流分选区的取水和回流通过取水泵和回流泵辅助完成。
[0007]所述的主体反应区的高径比在8～16，有效容积在2～6L，主体反应区的内外径比为5:4，超高系数1.1～1.2。
[0008]所述的主体反应区中心采用悬挂内入式LED灯，主体反应区内的光照强度在4500lux～6000lux。
[0009]所述的主体反应区的进水口、排水口、取样口、排泥口的内径比为1:1:1:1。
[0010]所述的主体反应区通过曝气盘进行曝气的曝气强度在2.0L/(
㎡
·
s)～2.5L/(
㎡
·
s)。
[0011]所述的旋流分选区的柱锥结构的色谱柱的高径比为3:2；色谱锥的锥度为8～10
°
；旋流进水口的高宽比为8:3～2:1。
[0012]所述的旋流分选区的底流管与溢流管的直径比为3:2；溢流管插入柱段部分取消，旋流分选区每次运行时间1～2h。
[0013]所述的整个反应器的运行，通过外加继电器以及相应的电磁阀，对排水口，曝气泵，旋流分选区进行定时控制。
[0014]本专利技术的反应器可用有机玻璃和钢板构建；反应器的具体运行方式为：反应器采用序批式反应器运行模式，以一个周期为时间节点，反应器运行包括四个阶段：进水、反应、出水、沉淀，时间分配为1：40～45：1～3：1。通过水泵将废水从主体反应区底部泵入，打开曝气泵，通过曝气盘对主体反应器中进行曝气供氧，多余气体从反应器上端排出；同时开启LED灯，保证主体反应区内光照强度达到4500lux～6000lux，光暗比为12h:12h；反应器交换比为50％。反应器运行到6～10个周期时，打开取水口通过取水泵，将反应器上层泥水混合物抽入旋流分离器中，利用旋流分离器的离心作用，将团聚性能好的藻菌污泥，以及上层水中大多数的微藻以及活性污泥通过底流管回流至主体反应器中，而沉降性能差的藻菌污泥通过溢流管排出；整个反应器是通过继电器以及电磁阀控制运行。
[0015]本专利技术与现有技术相比具有以下优点：1)能够提供充足的光照，避免底部藻菌颗粒污泥光照不足；2)利于微藻和絮状污泥的沉降；3)能够获得颗粒性能更好的藻菌颗粒污泥4)能够加快藻菌颗粒污泥的形成；5)减少微藻的流失。
附图说明
[0016]图1是一种基于旋流分选的藻菌污泥快速颗粒化反应器的结构示意图；
[0017]图中：曝气管1、曝气盘2、排泥口3、进水口4、第一取样口5、回流口6、排水口7、取水口8、LED灯9、取水泵10、溢流管11、旋流进水口12、色谱柱13、色谱锥14、底流管15、回流泵16、第二取样口17、第三取样口18。
具体实施方式
[0018]如图1所示，一种基于旋流分选的藻菌污泥快速颗粒化反应器，其特征在于反应器从左到右分为旋流分选区、主体反应区；主体反应区最底部设有曝气盘2，并通过连接曝气管1进行曝气，主体反应区右侧从下到上依次设有排泥口3、第一取样口5、第二取样口17、排水口7、第三取样口18，排水口7位于主体反应区右侧的中间位置；主体反应区左侧从下到上依次设有进水口4、回流口6、取水口8；在主体反应区的中心内部设有LED灯源9；旋流分选区的构成包括：溢流管11、旋流进水口12、色谱柱13、色谱锥14、底流管15；旋流分选区通过取
水管道和回流管道与主体反应区相连，旋流分选区的取水和回流通过取水泵10和回流泵16辅助完成。
[0019]所述的主体反应区的高径比在8～16，有效容积在2～6L，主体反应区的内外径比为5:4，超高系数1.1～1.2。
[0020]所述的主体反应区中心设有悬挂内入式LED灯9，主体反应区内的光照强度在4500lux～6000lux。
[0021]所述的主体反应区的进水口4、排水口7、取样口5、排泥口3的内径比为1:1:1:1。
[0022]所述的主体反应区通过曝气盘2进行曝气的曝气强度在2.0L/(
㎡
·
s)～2.5L/(
㎡
·
s)。
[0023]所述的旋流分选区的柱锥结构的色谱柱13的高径比为3:2；色谱锥14的锥度为8～10
°
；旋流进水口12的高宽比为8:3～2:1。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于旋流分选的藻菌污泥快速颗粒化反应器，其特征在于反应器从左到右分为旋流分选区、主体反应区；主体反应区最底部设有曝气盘(2)，并通过连接曝气管(1)进行曝气，主体反应区右侧从下到上依次设有排泥口(3)、第一取样口(5)、第二取样口(17)、排水口(7)、第三取样口(18)，排水口(7)位于主体反应区右侧的中间位置；主体反应区左侧从下到上依次设有进水口(4)、回流口(6)、取水口(8)；在主体反应区的中心内部设有LED灯源(9)；旋流分选区的构成包括：溢流管(11)、旋流进水口(12)、色谱柱(13)、色谱锥(14)、底流管(15)；旋流分选区通过取水管道和回流管道与主体反应区相连，旋流分选区的取水和回流通过取水泵(10)和回流泵(16)辅助完成。2.根据权利要求1所述的一种基于旋流强化的藻菌污泥快速颗粒化反应器，其特征在于所述的主体反应区的高径比为8～16，有效容积为2～6L，主体反应区的内外径比为5:4，超高系数1.1～1.2。3.根据权利要求1所述的一种基于旋流分选的藻菌污泥快速颗粒化反应器，其特征在于所述的LED灯源(9)为悬挂内入式LED灯源，主体反应区内的光照强度在4500lux～6000lux。4.根据权利要求1所述的一种基于旋流分选的藻菌污泥快速颗粒化反应器，其特征在于所述的主体反应区的进水口(4)、排水口(7)、取样口(5)、排泥口(3)的内径比为1:1:1:1。5.根据权利要求1所述的一种基于旋流分选的藻菌污泥快速颗粒化反应器，其特征在于所述的主体反应区通过曝气盘(2)进行曝气，曝气强度在2.0L/(
㎡
·
s)～2.5L/(

【专利技术属性】
技术研发人员：庄金龙，李世琪，李瀚翔，吴兵党，杨晶晶，吴玮，许晓毅，黄天寅，
申请(专利权)人：苏州科技大学，
类型：发明
国别省市：