申请日2015.01.09
公开(公告)日2016.08.03
IPC分类号C02F3/30
摘要
本发明涉及一种具有脱氮作用的好氧颗粒污泥污水处理方法及专用设备，该方法包括活性污泥的培养与驯化，处理目标污水，污泥处置步骤。专用设备包括塔体，塔体分为塔底反应区、中部好氧硝化区、顶部三相分离区。本发明的有益效果是污水处理效果好，塔式设计占地面积小，污泥颗粒形成效果好，脱氮效果好，而且硝化液循环与污泥循环不用外用动力，节约成本。
权利要求书
1.一种具有脱氮作用的好氧颗粒污泥污水处理方法，其特征在于：按照下面步骤进行：
(1)活性污泥的培养与驯化
将活性污泥菌种加入反应器中，另加入含有有机物、氮、磷养分的培养液，15-35摄氏度条件下，开始曝气反应，曝气气速维持在5-15m/h之间，进行培养和驯化，采用营养液培养驯化3-5天，培养驯化过程中应跟踪测试营养液的pH值，使其维持在6.5-8.5之间，维持好氧硝化区溶解氧在2mg/L以上，其进水化学需氧量维持在300-500mg/L之间，3-5天后，颗粒污泥初步成型;
(2)处理目标污水
反应器正常的条件为：水温为15-35摄氏度，曝气气速维持在5-15m/h之间，好氧硝化区溶解氧维持在2.0mg/L以上，塔底反应区溶解氧在0.3-0.5mg/L之间，污泥浓度在1g/L-5g/L之间，污泥半小时沉降率在5-30%之间，镜检存在钟虫、累枝虫、线虫指示性微生物，污泥呈颗粒状，污泥颗粒大小在0.2-4mm之间;
将目标污水通入到运行状态良好的反应器中，进水流量按照水力停留时间为3-7小时设定，在曝气器上升气流的带动下，进入塔底反应区中的污水与污泥通过泥水循环上升管下端的孔进入，并上升至中部好氧硝化区内塔中，继而通过三相分离器进行污水、污泥与气体的分离，分离的结果是污水在内塔与外塔空隙中向下流动，继而通过泥水循环缝在内外塔之间循环流动，污泥在内外塔中空隙底部区域发生沉淀，部分随水在内塔与外塔中循环流动，气体通过三相分离器顶部排气管排出，三相分离区顶部设出水堰，沉淀后的处理水通过塔顶出水堰流出，再由集水槽汇集，从出水口排出，三向分离器上端的污水通过硝化液回流管流到塔底反应区，进行反硝化反应，污泥通过污泥回流管流到塔底反应区，实现污泥与污水接触混合，进而筛选污泥中的适宜该种废水的微生物，提高污泥降解污水中有机污染物的效率;
进入反应器的污水化学需氧量控制在200mg/L-12000mg/L之间，总氮在5mg/L-100mg/L之间，悬浮物颗粒尝试10-1000mg/L，污水5日生化需氧量与化学需氧量之比大于0.25，即可实现污水的处理;
(3)污泥处置
污泥通过污泥排放管排出，本方法污泥排出量小，每天排出剩余污泥量仅为300-500g/m3污水。
2.根据权利要求1所述的具有脱氮作用的好氧颗粒污泥污水处理方法，其特征在于：所述培养液选用城市生活和食品行业生化需氧量与化学需氧量之比大于0.3的污水。
3.根据权利要求1所述的具有脱氮作用的好氧颗粒污泥污水处理方法，其特征在于：所述培养液采用自配溶液进行，自配溶液含有以下成份，葡萄糖0.3g/L，硝酸钾0.06g/L，蛋白胨0.1g/L，乙酸铵0.1g/L，磷酸二氢钾0.05g/L。
4.根据权利要求1所述的具有脱氮作用的好氧颗粒污泥污水处理方法，其特征在于：
(1)活性污泥的培养与驯化
将活性污泥菌种加入反应器中，另加入含有有机物、氮、磷养分的培养液，19摄氏度条件下，开始曝气反应，曝气气速维持在5-15m/h之间，进行培养和驯化，采用营养液培养驯化3-5天，培养驯化过程中应跟踪测试营养液的pH值，使其维持在7.9之间，维持好氧硝化区溶解氧在2mg/L以上，其进水化学需氧量维持在300-500mg/L之间，3-5天后，颗粒污泥初步成型;
(2)处理目标污水
反应器正常的条件为：水温为15-35摄氏度，曝气气速维持在6m/h之间，好氧硝化区溶解氧维持在2.0mg/L以上，塔底反应区溶解氧在0.3-0.5mg/L之间，污泥浓度在1g/L-5g/L之间，污泥半小时沉降率在5-30%之间，镜检存在钟虫、累枝虫、线虫指示性微生物，污泥呈颗粒状，污泥颗粒大小在0.2-4mm之间;
将目标污水通入到运行状态良好的反应器中，进水流量按照水力停留时间为小时设定，在曝气器上升气流的带动下，进入塔底反应区中的污水与污泥通过泥水循环上升管下端的孔进入，并上升至中部好氧硝化区内塔中，继而通过三相分离器进行污水、污泥与气体的分离，分离的结果是污水在内塔与外塔空隙中向下流动，继而通过泥水循环缝在内外塔之间循环流动，污泥在内外塔中空隙底部区域发生沉淀，部分随水在内塔与外塔中循环流动，气体通过三相分离器顶部排气管排出，三相分离区顶部设出水堰，沉淀后的处理水通过塔顶出水堰流出，再由集水槽汇集，从出水口排出，三向分离器上端的污水通过硝化液回流管流到塔底反应区，进行反硝化反应，污泥通过污泥回流管流到塔底反应区，实现污泥与污水接触混合，进而筛选污泥中的适宜该种废水的微生物，提高污泥降解污水中有机污染物的效率;
进入反应器的污水化学需氧量控制在554mg/L之间，总氮在84mg/L之间，悬浮物颗粒尝试10-1000mg/L，污水5日生化需氧量与化学需氧量之比大于0.25，即可实现污水的处理;
(3)污泥处置
污泥通过污泥排放管排出，本方法污泥排出量小，每天排出剩余污泥量仅为300-500g/m3污水。
5.一种用于权利要求1所述的具有脱氮作用的好氧颗粒污泥污水处理方法的专用设备，其特征在于：包括塔体，塔体分为塔底反应区、中部好氧硝化区、顶部三相分离区，塔体总径高比在1:6至1:15之间，塔底反应区、中部好氧硝化区、顶部三相分离区体积比为1:3:1。
6.根据权利要求5所述的好氧颗粒污泥污水处理专用设备，其特征在于：所述塔底反应区与中部好氧硝化区之间设有隔离板，塔底反应区包括与隔离板连接并穿过隔离板伸向内塔的泥水循环上升管，泥水循环上升管下端设有供污水通过的孔，泥水循环上升管内设有曝气器，中部好氧硝化区设有内塔和外塔，内塔下端设有泥水循环缝，顶部三相分离区内设有倒漏斗形状三相分离器，顶部三相分离区顶部设有出水堰，塔顶周围设有出水槽，出水槽上设有出水口，内塔上端伸到三向分离器内，内塔上端塔壁上设有空隙，塔底反应区连接污水进水管，中部好氧硝化区下端设有污泥排放管。
7.根据权利要求6所述的好氧颗粒污泥污水处理专用设备，其特征在于：所述顶部三相分离区与塔底反应区之间设有硝化液回流管，中部好氧硝化区底部与塔底反应区之间设有污泥回流管。
说明书
一种具有脱氮作用的好氧颗粒污泥污水处理方法及专用设备
技术领域
本发明属于一种利用好氧微生物方法处理有机污染污水的设备，具体地说是一种具有脱氮作用的好氧颗粒污泥污水处理方法及其专用设备。
背景技术
随着经济的发展和社会的进步，各种有机工业废水的水质发生了根本的变化，变得更加难以处理，因此其有效处理和利用成为人们普遍关注的问题。近年来，国家对环境管理日趋规范，污水排放标准不断提高，同时对能耗、物耗要求也逐渐提高，这使企业对自身用水的处理也重视起来，迫切需要相应的污水处理技术和设备，为节能减排，污水治理及其回用服务。
众多污水处理工艺中，好氧微生物处理技术具有处理费用低，出水效果好等特点一直是有机污水处理的主要技术之一。而其中的好氧颗粒污泥(aerobicgranularsludge)处理技术是近几年发展起来的废水处理技术。好氧颗粒污泥是在一定水力剪切力作用下源于微生物的一种聚集体颗粒，具有不规则的外形、密实的结构、优良的沉降性能，耐冲击负荷较高，在对废水中的有机物、氨氮、总磷、难降解的有毒物质、重金属等的处理中，具有反应器占地面积小，微生物量大且丰富，处理效果好等特点，从而可以应用于处理高浓度有机废水、有毒有害废水等，具有广泛的工业应用前景，已经成为国内水污染治理领域研究的热点。
但是目前的研究和市场上销售的好氧颗粒污泥水处理设备是一种用于处理有机物污染污水的设备，该产品主要由反应池、曝气设备等装置组成。该产品的缺点是占地面积大，好氧颗粒污泥培养时间长，单独污水处理不具有脱氮效果，需要配合沉淀池进行泥水分离等，致使设备的投资和运行费用高。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的缺点，提供一种好氧颗粒污泥培养快速、污水处理效果好的好氧颗粒污泥污水处理方法;提供上述处理方法的专用设备，该设备占地面积小、单独使用具有脱氮效果、硝化液循环与污泥循环无需外加动力、具有泥水分离作用从而可省略二次沉淀池。
本发明的目的是这样实现的：
该具有脱氮作用的好氧颗粒污泥污水处理方法，其特征在于：按照下面步骤进行：
(1)活性污泥的培养与驯化
将活性污泥菌种加入反应器中，另加入含有有机物、氮、磷养分的培养液，15-35摄氏度条件下，开始曝气反应，曝气气速维持在5-15m/h之间，进行培养和驯化，采用营养液培养驯化3-5天，培养驯化过程中应跟踪测试营养液的pH值，使其维持在6.5-8.5之间，维持好氧硝化区溶解氧在2mg/L以上，其进水化学需氧量维持在300-500mg/L之间，3-5天后，颗粒污泥初步成型;
(2)处理目标污水
反应器正常的条件为：水温为15-35摄氏度，曝气气速维持在5-15m/h之间，好氧硝化区溶解氧维持在2.0mg/L以上，塔底反应区溶解氧在0.3-0.5mg/L之间，污泥浓度在1g/L-5g/L之间，污泥半小时沉降率在5-30%之间，镜检存在钟虫、累枝虫、线虫指示性微生物，污泥呈颗粒状，污泥颗粒大小在0.2-4mm之间;
将目标污水通入到运行状态良好的反应器中，进水流量按照水力停留时间为3-7小时设定，在曝气器上升气流的带动下，进入塔底反应区1中的污水与污泥通过泥水循环上升管5下端的孔进入，并上升至中部好氧硝化区2内塔9中，继而通过三相分离器10进行污水、污泥与气体的分离，分离的结果是污水在内塔9与外塔8空隙中向下流动，继而通过泥水循环缝在内外塔之间循环流动，污泥在内外塔中空隙底部区域发生沉淀，部分随水在内塔9与外塔8中循环流动，气体通过三相分离器10顶部排气管排出，三相分离区顶部设出水堰，沉淀后的处理水通过塔顶出水堰流出，再由集水槽12汇集，从出水口11排出，三向分离器上端的污水通过硝化液回流管流到塔底反应区，进行反硝化反应，污泥通过污泥回流管流到塔底反应区，实现污泥与污水接触混合，进而筛选污泥中的适宜该种废水的微生物，提高污泥降解污水中有机污染物的效率;
进入反应器的污水化学需氧量控制在200mg/L-12000mg/L之间，总氮在5mg/L-100mg/L之间，悬浮物颗粒尝试10-1000mg/L，污水5日生化需氧量与化学需氧量之比大于0.25，即可实现污水的处理;
(3)污泥处置
污泥通过污泥排放管排出，本方法污泥排出量小，每天排出剩余污泥量仅为300-500g/m3污水。
所述培养液选用城市生活和食品行业生化需氧量与化学需氧量之比大于0.3的污水，
所述培养液采用自配溶液进行，自配溶液含有以下成份，葡萄糖0.3g/L，硝酸钾0.06g/L，蛋白胨0.1g/L，乙酸铵0.1g/L，磷酸二氢钾0.05g/L。
用于权利要求1所述的具有脱氮作用的好氧颗粒污泥污水处理方法的专用设备，包括塔体，塔体分为塔底反应区、中部好氧硝化区、顶部三相分离区，塔体总径高比在1:6至1:15之间，塔底反应区、中部好氧硝化区、顶部三相分离区体积比为1:3:1。
所述塔底反应区与中部好氧硝化区之间设有隔离板，塔底反应区包括与隔离板连接并穿过隔离板伸向内塔的泥水循环上升管，泥水循环上升管下端设有供污水通过的孔，泥水循环上升管内设有曝气器，中部好氧硝化区设有内塔和外塔，内塔下端设有泥水循环缝，顶部三相分离区内设有倒漏斗形状三相分离器，顶部三相分离区顶部设有出水堰，塔顶周围设有出水槽，出水槽上设有出水口，内塔上端伸到三向分离器内，内塔上端塔壁上设有空隙，塔底反应区连接污水进水管，中部好氧硝化区下端设有污泥排放管。
所述顶部三相分离区与塔底反应区之间设有硝化液回流管，中部好氧硝化区底部与塔底反应区之间设有污泥回流管。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
1.好氧颗粒污泥因其结构特点及优良的沉降性、微生物量大且丰害，使得污水处理效果好。好氧硝化区内塔与外塔结构使得污泥随水循环流动，通过水力剪切作用可快速形成好氧颗粒污泥。本方法污泥排出量小，每天排出剩余污泥量仅为300-500g/m3污水，处理高浓度废水可以1个月不排污泥，也不会影响处理效果。
2.塔式结构反应器与普通反应池相比具有占地面积小的优点，同时塔顶三相分离区设置可以省去后续二次沉淀池单元，使得工艺占地面积大幅度缩减，节约土地基建成本。
3.塔底反应区兼有微生物选择作用和反硝化作用，可以提高反应器有机物去除效果，提高脱氮效率。
4.好氧硝化区内塔与外塔循环能够增加污水的质量传递效率，增加氧气溶解效果，提高微生物溶解氧利用率，提高污水处理效果。
5.气体驱动污水循环流动，同时靠气体上升产生的压力差，驱动硝化液循环和污泥循环，实现硝化液循环与污泥循环无额外动力消耗，省去硝化液回流泵和污泥循环泵，节约投资成本和运行成本。