專利名稱：序批式反應(yīng)器絮狀污泥快速好氧顆?；姆椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種污水處理方法，尤其涉及一種序批式反應(yīng)器絮狀污泥快速好氧顆 ?；姆椒ā?br> 背景技術(shù)：
根據(jù)生物聚集體的形態(tài)結(jié)構(gòu)，污水生物處理技術(shù)主要分為活性污泥、生物膜及顆 粒污泥技術(shù)。其中，活性污泥系統(tǒng)由于活性污泥絮狀體的結(jié)構(gòu)松散、沉降性能較差從而不易 在系統(tǒng)中滯留足夠的生物量，因此為了滿足出水要求，通常需要較大的構(gòu)筑物體積。生物膜 系統(tǒng)由于微生物附著在填料或載體表面生長，從而克服了活性污泥系統(tǒng)容積負(fù)荷低、污泥 易于膨脹、抗沖擊負(fù)荷能力差等缺點(diǎn)，但因?yàn)樾枰都犹盍匣蜉d體，從而構(gòu)筑物體積較大且 投資費(fèi)用較高。而好氧顆粒污泥則被看作一種無需投加任何載體的特殊生物膜，是微生物 自固定形成的近似球形的生物聚集體，以好氧顆粒污泥為主體的污水生物處理系統(tǒng)一般均 具有以下特點(diǎn)(1)沉降速度快、反應(yīng)活性高、耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。具有高處理能力和良好 的出水水質(zhì)；(2)好氧顆粒污泥可以在很廣的有機(jī)負(fù)荷范圍內(nèi)形成，處理范圍廣，因此其適 用范圍更廣；(3)好氧顆粒污泥是多種、不同功能微生物共生的微生態(tài)系統(tǒng)，可以單獨(dú)或同 時具有脫氮除磷能力。好氧顆粒污泥的早期研究主要在連續(xù)流升流式反應(yīng)器BAS(Biofilm AirliftSuspension)中進(jìn)行，需要在培養(yǎng)過程中添加污泥載體或用純氧曝氣才能形成。然 而近年來的研究結(jié)果表明，采用間歇式反應(yīng)器進(jìn)行好氧顆粒污泥的研究具有獨(dú)特的優(yōu)勢。 SBR j^itt^^ti^iMfe (Sequencing Batch Reactor ActivatedSludge Process) 禾中 以間歇曝氣方式運(yùn)行的活性污泥污水處理技術(shù)，它的主要特征是SBR反應(yīng)器在運(yùn)行上的有 序和間歇操作。生化反應(yīng)的基本工作周期可由進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排水和靜置幾個階段組成。 其中反應(yīng)階段包括好氧、缺氧或厭氧生化反應(yīng)階段。研究指出通過控制SBR反應(yīng)器中的沉 淀時間可以洗出絮狀污泥，認(rèn)為這是影響好氧顆粒污泥形成的主要因素；并指出COD負(fù)荷 和水流剪切力對好氧顆粒污泥形成具有促進(jìn)作用。間歇式反應(yīng)器有如下優(yōu)點(diǎn)設(shè)計、操作 簡單；污泥沉淀發(fā)生在反應(yīng)器中，不需要額外的沉淀池；占地面積?。豢梢苑e累高濃度的污 泥，承受較高的容積負(fù)荷及沖擊負(fù)荷，間歇進(jìn)水可以改善污泥沉淀性能。現(xiàn)代污水生物處理工藝追求的目標(biāo)是高效、節(jié)能、快速啟動、且無二次污染，而好 氧顆粒污泥反應(yīng)器采用絮狀活性污泥為接種污泥，其形成時間一般需要40 60天以上，較 長的啟動時間給好氧顆粒污泥技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用帶來了諸多問題，如運(yùn)行成本的增加，啟動 過程中出水水質(zhì)往往無法達(dá)標(biāo)，對處理效率的影響以及出水排放出路等問題；因此，如何加 速絮狀污泥的顆粒化進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)好氧顆粒污泥技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用成為業(yè)界關(guān)注問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對上述問題，提供一種序批式反應(yīng)器中絮狀污泥快速好氧顆?；姆?法，目的是通過調(diào)整序批式反應(yīng)器的運(yùn)行程序加速絮狀污泥顆粒化進(jìn)程，縮短反應(yīng)器的啟動時間，從而提高了反應(yīng)器的運(yùn)行效率和處理能力，同時大幅度降低了反應(yīng)器的運(yùn)行成本， 為實(shí)現(xiàn)好氧顆粒污泥技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。本發(fā)明的反應(yīng)原理是在序批式反應(yīng)器中交替進(jìn)行兩種運(yùn)行方式，一種為A運(yùn)行方式進(jìn)水_厭氧攪 拌-好氧曝氣-沉淀-排水-靜置；另一種為B運(yùn)行方式進(jìn)水-厭氧攪拌-沉淀-排水-好 氧曝氣-靜置；通過交替改變序批式反應(yīng)器的運(yùn)行方式，一方面刺激微生物胞外聚合物的 有效增長，另一方面B運(yùn)行方式通過厭氧階段后排水可以使剩余有機(jī)基質(zhì)有效降低，從而 抑制好氧階段快速生長微生物的過量生長，使反應(yīng)器中微生物處于低能量的聚集狀態(tài)，從 而加速污泥顆?；M(jìn)程。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種序批式反應(yīng)器絮狀污泥快速好氧顆粒化的方法，其特征如下1)反應(yīng)器及介質(zhì)反應(yīng)器的高度直徑比為2 8 1 ；接種絮狀污泥采用常規(guī)污水 二級生物處理活性污泥，濃度為2000-5000mg/L ；進(jìn)水為城市污水； 2)運(yùn)行模式所述序批式反應(yīng)器在溫度15 37°C下，采用A運(yùn)行方式和B運(yùn)行方 式交替進(jìn)行的運(yùn)行模式，交替方式為每完成5 15個A運(yùn)行方式循環(huán)加入1個B運(yùn)行方 式循環(huán)，進(jìn)行交替運(yùn)行，并隨著反應(yīng)器中好氧顆粒污泥的形成、數(shù)量增加及粒徑的增大，A運(yùn) 行方式循環(huán)數(shù)與B運(yùn)行方式循環(huán)數(shù)的比值增大，直至反應(yīng)器中污泥完全好氧顆?；?，B運(yùn)行 方式終止；其中A運(yùn)行方式為進(jìn)水_厭氧攪拌_好氧曝氣_沉淀_排水_靜置；B運(yùn)行方式為進(jìn)水_厭氧攪拌_沉淀_排水_好氧曝氣_靜置；進(jìn)水時間為5 20分鐘；厭氧攪拌時間為50 120分鐘；好氧曝氣時間為120 300分鐘，控制反應(yīng)器內(nèi)溶解氧濃度為1. 5 5. Omg/L ；沉淀時間為10 30分鐘；排水時間為10 30分鐘，排水體積交換率為60 80% ；靜置時間為10 30分鐘。所述進(jìn)水采用反應(yīng)器底端進(jìn)水方式，且進(jìn)水時間小于等于厭氧反應(yīng)時間的三分之
ο本發(fā)明的有益效果是采用本發(fā)明提供的序批式反應(yīng)器絮狀污泥快速好氧顆?；?的方法，通過交替改變序批式反應(yīng)器的運(yùn)行方式，刺激微生物胞外聚合物的有效增長，實(shí)現(xiàn) 序批式反應(yīng)器中接種的絮狀污泥在15天 30天快速好氧顆?；?。從而，縮短了反應(yīng)器的 啟動時間，提高了反應(yīng)器的運(yùn)行效率和處理能力，同時大幅度降低了反應(yīng)器的運(yùn)行成本，為 實(shí)現(xiàn)好氧顆粒污泥技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。該發(fā)明具有操作簡單，形成顆粒污泥形態(tài) 穩(wěn)定等特點(diǎn)。因此，在污水生物處理微生物形態(tài)特征領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明詳細(xì)說明。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
一種序批式反應(yīng)器絮狀污泥快速好氧顆?；姆椒?，其特征如下1)反應(yīng)器及介質(zhì)，反應(yīng)器為圓桶形，有效體積20升，高度與直徑比為4 1，接 種絮狀污泥采用常規(guī)污水二級生物處理活性污泥，污泥濃度控制在2000mg/L ；采用城市污 水為進(jìn)水，按照國家環(huán)境保護(hù)總局編寫、中國環(huán)境科學(xué)出版社出版的《水和廢水監(jiān)測分析 方法(第四版)》規(guī)定的國家標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行水質(zhì)檢測，以COD計濃度為150-250mg/L，氨氮 20-30mg/L,總氮 25-35mg/L，總磷 2_5mg/L。2)運(yùn)行模式，上述序批式反應(yīng)器在溫度20 25 °C下，采用A運(yùn)行方式和B運(yùn)行方 式交替進(jìn)行的運(yùn)行模式，本實(shí)施例中A運(yùn)行方式為進(jìn)水15分鐘，進(jìn)水采用反應(yīng)器底端進(jìn)水方式-厭氧攪拌90分 鐘_好氧曝氣120分鐘，控制反應(yīng)器內(nèi)溶解氧濃度為1. 5 3. Omg/L-沉淀10分鐘-排水 25分鐘，排水體積交換率為75% -靜置15分鐘；B運(yùn)行方式為進(jìn)水15分鐘，進(jìn)水采用反應(yīng)器底端進(jìn)水方式-厭氧攪拌90分 鐘-沉淀10分鐘-排水25分鐘，排水體積交換率為75 % -好氧曝氣120分鐘，控制反應(yīng)器 內(nèi)溶解氧濃度為1. 5 3. Omg/L-靜置15分鐘；上述進(jìn)水時間小于等于厭氧反應(yīng)時間的三分之一。本實(shí)施例中A運(yùn)行方式與B運(yùn)行方式的交替方式為首先采取每完成5個A運(yùn)行方 式循環(huán)加入1個B運(yùn)行方式循環(huán)，周而復(fù)始進(jìn)行交替運(yùn)行5天，通過顯微鏡觀察反應(yīng)器中出 現(xiàn)小顆粒污泥，5天以后調(diào)整為每完成12個A運(yùn)行方式循環(huán)加入1個B運(yùn)行方式循環(huán)，繼續(xù) 進(jìn)行交替運(yùn)行至第10天顆粒顯著增多，再通過激光粒度儀檢測，顆粒平均粒徑為850 μ m, 繼續(xù)進(jìn)行交替運(yùn)行至第15天，通過激光粒度儀檢測，好氧顆粒污泥平均粒徑達(dá)1500 μ m，并 且反應(yīng)器中的污泥粒徑均大于等于1000 μ m,實(shí)現(xiàn)完全好氧顆粒污泥化，此時終止B運(yùn)行方 式，反應(yīng)器的啟動完成。出水以COD計濃度為15 30mg/L，氨氮0. 2 2mg/L，總氮5 10mg/L，總磷為0. 2 0. 5mg/L?？梢钥闯觯趯?shí)現(xiàn)絮狀污泥快速好氧顆?；耐瑫r，獲得良 好污水處理效果。實(shí)施例2一種序批式反應(yīng)器絮狀污泥快速好氧顆?；姆椒?，其特征如下1)反應(yīng)器及介質(zhì)，反應(yīng)器為圓桶形，有效體積8升，高度與直徑比為8 1，接種 絮狀污泥采用常規(guī)污水二級生物處理活性污泥，污泥濃度控制在3000mg/L ；采用某城市 污水處理廠初沉池出水為進(jìn)水，按照國家環(huán)境保護(hù)總局編寫、中國環(huán)境科學(xué)出版社出版的 《水和廢水監(jiān)測分析方法(第四版)》規(guī)定的國家標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行水質(zhì)檢測，以COD計濃度為 150-200mg/L，氨氮 20_30mg/L，總氮 25_40mg/L，總磷 l_3mg/L。2)運(yùn)行模式，上述序批式反應(yīng)器在溫度15-20°C下，采用A運(yùn)行方式和B運(yùn)行方式 交替進(jìn)行的運(yùn)行模式，本實(shí)施例中A運(yùn)行方式為進(jìn)水5分鐘，進(jìn)水采用反應(yīng)器底端進(jìn)水方式_厭氧攪拌60分鐘-好 氧曝氣240分鐘，控制反應(yīng)器內(nèi)溶解氧濃度為3. 5 5. Omg/L-沉淀20分鐘-排水15分鐘， 排水體積交換率為60% -靜置30分鐘；B運(yùn)行方式為進(jìn)水5分鐘，進(jìn)水采用反應(yīng)器底端進(jìn)水方式_厭氧攪拌60分鐘-沉 淀20分鐘-排水15分鐘，排水體積交換率為60% -好氧曝氣240分鐘，控制反應(yīng)器內(nèi)溶解 氧濃度為3. 5 5. Omg/L-靜置30分鐘；
上述進(jìn)水時間小于等于厭氧反應(yīng)時間的三分之一。本實(shí)施例中A運(yùn)行方式與B運(yùn)行方式的交替方式為首先采取每完成8個A運(yùn)行 方式循環(huán)加入1個B運(yùn)行方式循環(huán)，周而復(fù)始進(jìn)行交替運(yùn)行20天，通過顯微鏡觀察反應(yīng) 器中出現(xiàn)小顆粒污泥，20天以后調(diào)整為每完成12個A運(yùn)行方式循環(huán)加入1個B運(yùn)行方式 循環(huán)，繼續(xù)進(jìn)行交替運(yùn)行至第25天顆粒顯著增多，再通過激光粒度儀檢測，顆粒平均粒徑 為760 μ m，繼續(xù)進(jìn)行交替運(yùn)行至第30天，通過激光粒度儀檢測，好氧顆粒污泥平均粒徑達(dá) 1200 μ m,并且反應(yīng)器中的污泥粒徑均大于等于1000 μ m,實(shí)現(xiàn)完全好氧顆粒污泥化，此時終 止B運(yùn)行方式，反應(yīng)器的啟動完成。出水以COD計濃度為20-30mg/L，氨氮0. 2-lmg/L,總氮 8-12mg/L，總磷為 0. 1-0. 3mg/L?？梢钥闯?，在實(shí)現(xiàn)絮狀污泥快速好氧顆?；耐瑫r，獲得良好污水處理效果。實(shí)施例3一種序批式反應(yīng)器絮狀污泥快速好氧顆?；姆椒ǎ涮卣魅缦?)反應(yīng)器及介質(zhì)，反應(yīng)器為圓桶形，有效體積10升，高度與直徑比為2. 5 1，接 種絮狀污泥采用常規(guī)污水二級生物處理活性污泥，污泥濃度控制在5000mg/L ；采用城市污 水為進(jìn)水，按照國家環(huán)境保護(hù)總局編寫、中國環(huán)境科學(xué)出版社出版的《水和廢水監(jiān)測分析 方法(第四版)》規(guī)定的國家標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行水質(zhì)檢測，以COD計濃度為150-300mg/L，氨氮 30-35mg/L，總氮 40mg/L，總磷 2_4mg/L。2)運(yùn)行模式，上述序批式反應(yīng)器在溫度25-35 °C下，采用A運(yùn)行方式和B運(yùn)行方式 交替進(jìn)行的運(yùn)行模式，本實(shí)施例中A運(yùn)行方式為進(jìn)水20分鐘，進(jìn)水采用反應(yīng)器底端進(jìn)水方式_厭氧攪拌120分 鐘_好氧曝氣300分鐘，控制反應(yīng)器內(nèi)溶解氧濃度為2. 5 4. Omg/L-沉淀30分鐘-排水 10分鐘，排水體積交換率為80% -靜置20分鐘；B運(yùn)行方式為進(jìn)水20分鐘，進(jìn)水采用反應(yīng)器底端進(jìn)水方式_厭氧攪拌120分 鐘_沉淀30分鐘-排水10分鐘，排水體積交換率為80 % -好氧曝氣300分鐘，控制反應(yīng)器 內(nèi)溶解氧濃度為2. 5 4. Omg/L-靜置20分鐘；上述進(jìn)水時間小于等 厭氧反應(yīng)時間的三分之一。本實(shí)施例中A運(yùn)行方式與B運(yùn)行方式的交替方式為首先采取每完成10個A運(yùn)行 方式循環(huán)加入1個B運(yùn)行方式循環(huán)，周而復(fù)始進(jìn)行交替運(yùn)行10天，通過顯微鏡觀察，反應(yīng) 器中出現(xiàn)小顆粒污泥，10天以后調(diào)整為每完成15個A運(yùn)行方式循環(huán)加入1個B運(yùn)行方式 循環(huán)，繼續(xù)進(jìn)行交替運(yùn)行至第15天顆粒顯著增多，再通過激光粒度儀檢測，顆粒平均粒徑 為940 μ m，繼續(xù)進(jìn)行交替運(yùn)行至第20天，通過激光粒度儀檢測，好氧顆粒污泥平均粒徑達(dá) 1640 μ m,并且反應(yīng)器中的污泥粒徑均大于等于1000 μ m,實(shí)現(xiàn)完全好氧顆粒污泥化，此時終 止B運(yùn)行方式，反應(yīng)器的啟動完成。出水以COD計濃度為10-30mg/L，氨氮0. 2-2mg/L，總氮 10-12mg/L，總磷為0. 1-0. 3mg/L?？梢钥闯?，在實(shí)現(xiàn)絮狀污泥快速好氧顆粒化的同時，獲得 良好污水處理效果在以各上實(shí)施例中，進(jìn)水采用反應(yīng)器底端進(jìn)水方式，一方面可以使反應(yīng)器中污泥 與進(jìn)水基質(zhì)充分接觸混合，另一方面可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)水對反應(yīng)器中污泥的水力學(xué)沖刷促進(jìn)顆粒 的形成。進(jìn)水時間小于等于厭氧反應(yīng)時間的三分之一，有利于保持進(jìn)水造成的瞬間有機(jī)負(fù) 荷，促進(jìn)微生物胞外代謝產(chǎn)物的產(chǎn)生，加速污泥顆?；M(jìn)程。
以上所述，僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明的內(nèi)容作任何形式上的 限制。凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均 仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種序批式反應(yīng)器絮狀污泥快速好氧顆?；姆椒?，其特征如下1)反應(yīng)器及介質(zhì)反應(yīng)器的高度直徑比為2～8∶1；接種絮狀污泥采用常規(guī)污水二級生物處理活性污泥，濃度為2000 5000mg/L；進(jìn)水為城市污水；2)運(yùn)行模式所述序批式反應(yīng)器在溫度15～37℃下，采用A運(yùn)行方式和B運(yùn)行方式交替進(jìn)行的運(yùn)行模式，交替方式為每完成5～15個A運(yùn)行方式循環(huán)加入1個B運(yùn)行方式循環(huán)，進(jìn)行交替運(yùn)行，并隨著反應(yīng)器中好氧顆粒污泥的形成、數(shù)量增加及粒徑的增大，A運(yùn)行方式循環(huán)數(shù)與B運(yùn)行方式循環(huán)數(shù)的比值增大，直至反應(yīng)器中污泥完全好氧顆粒化，B運(yùn)行方式終止；其中A運(yùn)行方式為進(jìn)水 厭氧攪拌 好氧曝氣 沉淀 排水 靜置；B運(yùn)行方式為進(jìn)水 厭氧攪拌 沉淀 排水 好氧曝氣 靜置；進(jìn)水時間為5～20分鐘；厭氧攪拌時間為50～120分鐘；好氧曝氣時間為120～300分鐘，控制反應(yīng)器內(nèi)溶解氧濃度為1.5～5.0mg/L；沉淀時間為10～30分鐘；排水時間為10～30分鐘，排水體積交換率為60～80％；靜置時間為10～30分鐘。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的序批式反應(yīng)器絮狀污泥快速好氧顆粒化的方法，其特征在于 所述進(jìn)水采用反應(yīng)器底端進(jìn)水方式，且進(jìn)水時間小于等于厭氧反應(yīng)時間的三分之一。
全文摘要
本發(fā)明涉及序批式反應(yīng)器絮狀污泥快速好氧顆粒化的方法，特征是反應(yīng)器高度直徑比為2～8∶1；接種絮狀污泥為常規(guī)污水二級生物處理活性污泥，濃度2000-5000mg/L；進(jìn)水為城市污水；序批式反應(yīng)器在溫度15～37℃下，采用A、B運(yùn)行方式交替進(jìn)行的運(yùn)行模式，A運(yùn)行方式進(jìn)水-厭氧攪拌-好氧曝氣-沉淀-排水-靜置；B運(yùn)行方式進(jìn)水-厭氧攪拌-沉淀-排水-好氧曝氣-靜置；每5～15個A運(yùn)行方式循環(huán)加入1個B運(yùn)行方式循環(huán)，隨著好氧顆粒污泥的形成、數(shù)量增加及粒徑的增大，A、B運(yùn)行方式循環(huán)數(shù)的比值增大，直至完全好氧顆?；?，B運(yùn)行方式終止。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是縮短反應(yīng)器啟動時間，提高運(yùn)行效率，降低運(yùn)行成本。
文檔編號C02F3/12GK101962222SQ20101054519
公開日2011年2月2日 申請日期2010年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月15日
發(fā)明者張斌, 李君文, 王新為, 王景峰, 諶志強(qiáng), 邱志剛, 金敏, 陳照立 申請人:中國人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院衛(wèi)生學(xué)環(huán)境醫(yī)學(xué)研究所