申请日2011.12.23
公开(公告)日2012.07.04
IPC分类号C02F1/52; C02F11/02
摘要
本发明提供了一种强化污泥利用的水解反应器及其工艺，包括：反应器筒体，所述反应器筒体内设置有上层布水装置和下层布水装置，形成污泥水解区和固液分离区。本发明通过设置上述两层布水装置，增加污泥停留时间，强化截留污泥水解，污水与污泥同步水解释放的小分子有机物可作为后续脱氮除磷工艺的优质碳源，缓解城市污水脱氮除磷碳源缺乏问题，并实现污泥减量。另外，两层布水，既能使污泥水解区释放的碳源适时迁移至上层，又能够有效降低污泥水解区的上升流速，从而避免了因污泥区水解的小颗粒污泥被出水带走而导致的悬浮颗粒物的去除效果差的问题。
权利要求书
1.一种强化污泥利用的水解反应器，包括：
反应器筒体，所述反应器筒体上设置有进水口，反应器筒体底部设置有排泥口，顶部设置有出水口;
其特征在于，
与所述进水口连接设置有上层布水装置和下层布水装置，所述下层布水装置设置在所述反应器筒体的底部，所述上层布水装置设置在所述下层布水装置的上方，在所述上层布水装置和所述下两层布水装置之间形成污泥水解区，在所述上层布水装置和所述出水口之间形成固液分离区。
2.根据权利要求1或2所述的强化污泥利用的水解反应器，其特征在于，污泥水解区与所述固液分离区的垂直高度之比为1:1-1:2。
3.根据权利要求 1和2所述的强化污泥利用的水解反应器，其特征在于，所述上层布水装置和下层布水装置上的开孔均匀分布在布水装置上且朝向所述反应器的底部设置。
4.根据权利要求3所述的强化污泥利用的水解反应器，其特征在于，在所述上层布水装置和下层布水装置上的开孔下方设置有导流板。
5.根据权利要求1或4所述的强化污泥利用的水解反应器，其特征在于，所述下层布水装置与所述反应器的池底之间的距离为反应器高度的1/40-1/20。
6.一种强化污泥利用的水解工艺，其特征在于，污水在反应器筒体内形成污泥水解区和固液分离区，所述污泥水解区的上升流速小于所述固液分离区的上升流速。
7.根据权利要求6所述的强化污泥利用的水解工艺，包括以下步骤：
(1)污水通过所述进水口和所述上层布水装置、下层布水装置上的开孔进入所述反应器筒体，控制所述污泥水解区内污水的上升流速为0.1-0.6 m/h，所述固液分离区内污水的上升流速为0.6-2.0m/h;
(2)沉降至所述反应器筒体底部的污泥通过所述排泥口排出;在所述固液分离区分离出的清水通过所述出水口流出。
8.根据权利要求6或7所述的强化污泥利用的水解工艺，其特征在于，污水在所述反应器筒体内的停留时间为2-6h，污泥的停留时间为10-30d。
9.根据权利要求6或7所述的强化污泥利用的水解工艺，其特征在于，所述上层布水装置和所述下层布水装置的进水量之比为1.5-4。
10.根据权利要求9所述的强化污泥利用的水解工艺，其特征在于，在步骤(1)中，控制所述污泥水解区内污水的上升流速为0.2-0.4m/h，所述固液分离区内污水的上升流速为1-1.5m/h。
说明书
一种强化污泥利用的水解反应器及其工艺
技术领域
本发明属于污水处理领域，具体涉及一种强化污泥利用的水解反应器及其工艺。
背景技术
随着水体污染的日趋严重，污水处理技术在我国受到了越来越广泛的重视。与发达国家相比，我国城镇污水具有进水碳氮比(BOD5/TN)显著偏低的特点，并由此导致污水在后续的脱氮过程中缺少足够的碳源。据统计，我国城镇污水进水BOD5/TN比值小于3.0的污水处理厂所占比例高达40%，这些污水处理厂总氮的去除率较低，通常在50-80%之间，出水总氮很难稳定达标。为了解决这一问题，本领域技术人员提出了水解酸化处理工艺。
水解酸化处理通常被用作污水的预处理工序之一，在去除污水中悬浮颗粒物的同时还能够分解污水中的有机物。水解酸化的原理是利用水解和产酸微生物，将大分子、难降解的有机物分解为小分子有机物，释放出碳源，为后续脱氮处理创造有利条件。现有技术中，中国专利文献CN10100340 4A公开了一种升流式复合厌氧水解酸化装置，该装置底部设置有进水管，顶部设有集水装置，集水装置连接出水管，该装置自下至上依次分为悬浮污泥区、泥水分离区和生物膜强化区。其中，所述悬浮污泥区设有循环泵，循环泵分别与悬浮污泥区和进水管连接，形成一个循环回路，所述悬浮污泥区还设有排泥口;泥水分离区与悬浮污泥区通过变径接头连接，生物膜强化区内填充有生物载体。该装置占地面积较小，在实际运行时不易堵塞，且能达到较高的水解酸化效率。
但是，上述现有技术中的工艺为：污水由进水管进入后自下而上依次通过悬浮污泥区、泥水分离区和生物膜强化区后进入集水装置，再由出水管流出。为了满足污水处理的需求，所述水解酸化工艺的进水量通常较大，这就使得水流具有较高的上升流速，而较高的上升流速会使得污泥水解区的小颗粒污泥随出水排出，从而导致泥水不易分离，使得水解酸化装置对悬浮颗粒物的去除效率降低，同时还导致小颗粒污泥在污泥水解区的停留时间较短，影响了污泥的水解效果。
发明内容
为了解决现有技术中的水解酸化装置在运行时，为了满足污水处理的需求，所述水解酸化装置的进水量通常较大，这就使得水流具有较高的上升流速，而较高的上升流速会将污泥水解区的小颗粒污泥随出水排出，从而降低水解酸化装置对悬浮颗粒物的去除效率和污泥的水解效果的问题。本发明提供了一种强化污泥利用的水解反应器以及基于该反应器的水解工艺，能够有效提高悬浮颗粒物的去除效率和污泥的水解效果。
本发明所述的强化污泥利用的水解反应器及其工艺的技术方案为：
一种强化污泥利用的水解反应器，包括：
反应器筒体，所述反应器筒体上设置有进水口，反应器筒体底部设置有排泥口，顶部设置有出水口;
与所述进水口连接设置有上层布水装置和下层布水装置，所述下层布水装置设置在所述反应器筒体的底部，所述上层布水装置设置在所述下层布水装置的上方，在所述上层布水装置和所述下两层布水装置之间形成污泥水解区，在所述上层布水装置和所述出水口之间形成固液分离区。
污泥水解区与所述固液分离区的垂直高度之比为1:1-1:2。
所述上层布水装置和下层布水装置上的开孔均匀分布在布水装置上且朝向所述反应器的底部设置。
在所述上层布水装置和下层布水装置上的开孔下方设置有导流板。
所述下层布水装置与所述反应器的池底之间的距离为反应器高度的1/40-1/20。
污水在反应器筒体内形成污泥水解区和固液分离区，所述污泥水解区的上升流速小于所述固液分离区的上升流速。
所述的强化污泥利用的水解工艺，包括以下步骤：
(1)污水通过所述进水口和所述上层布水装置、下层布水装置上的开孔进入所述反应器筒体，控制所述污泥水解区内污水的上升流速为0.1-0.6 m/h，所述固液分离区内污水的上升流速为0.6-2.0m/h;
(2)沉降至所述反应器筒体底部的污泥通过所述排泥口排出;在所述固液分离区分离出的清水通过所述出水口流出。
污水在所述反应器筒体内的停留时间为2-6h，污泥的停留时间为10-30d。
所述上层布水装置和所述下层布水装置的进水量之比为1.5-4。
在步骤(1)中，控制所述污泥水解区内污水的上升流速为0.2-0.4m/h，所述固液分离区内污水的上升流速为1-1.5m/h。
本发明所述的强化污泥利用的水解反应器及其工艺的优点在于：
(1)本发明所述的强化污泥利用的水解反应器，与所述进水口连接设置有上下两层布水装置，在所述上下两层布水装置之间形成污泥水解区，在所述上层布水装置和所述出水口之间形成固液分离区。传统技术中由于只设置一层进水装置，为了满足污水处理的需求，所述水解酸化装置的进水量通常较大，这就使得水流具有较高的上升流速，这样就会使污泥区水解的小颗粒污泥容易被出水带走。本发明通过设置上述两层布水装置，使得进水通过两层布水装置流入所述污泥水解区和固液分离区通过，对进水实现了分流，从而降低了下层布水装置的进水量，能够有效降低污泥水解区的上升流速，从而避免了因污泥区水解的小颗粒污泥容易被出水带走而导致的悬浮颗粒物的去除效率低、污泥水解效果差的问题。
(2)本发明所述的强化污泥利用的水解反应器，设置所述污水水解区与所述固液分离区的垂直高度之比为1:1-1:2。这一比例如果设置的过小，则所述固液分离区的高度较小，使得所述固液分离区的泥水不易被彻底分离;而这一比例如果设置的过大，则所述污泥水解区的高度较小，使得所述污泥水解区内的分解反应不够彻底，影响有机物碳源的释放。本发明通过设置所述污水水解区与所述固液分离区的垂直高度之比为1:1-1:2，有效避免了上述两种情况。
(3)本发明所述的强化污泥利用的水解反应器，设置所述上层布水装置和下层布水装置上的开孔均匀分布在布水装置上且朝向所述反应器的底部设置，原因在于所述开孔朝向所述反应器的底部设置，有利于污泥水解区的污泥保持悬浮状态。作为优选的实施方式，本发明还在所述上层布水装置和下层布水装置上的开孔下方设置有导流板，所述导流板可对所述布水装置的出水起到缓冲的作用。
(4)本发明所述的强化污泥利用的水解反应器，所述下层布水装置与所述反应器的池底之间的距离为150mm～200mm，原因在于由于底层砂粒含量高，所以这一距离基本可以保证布水管不会被泥沙层覆盖，另外布水管的水力作用还可以让下部的污泥保持悬浮状态，有利于污泥的分解。
本发明所述的强化污泥利用的水解工艺，能够强化污泥水解释放碳源，在污泥水解区内微生物的作用下，污泥中的大分子有机物被分解为小分子有机物。所述工艺中，步骤(1)污水通过所述进水口和上下两层布水装置上的开孔进入所述反应器筒体，控制所述污泥水解区内污水的上升流速为0.1-0.6m/h，所述固液分离区内污水的上升流速为0.6-2.0m/h;本发明中污水在所述污泥水解区内的上升流速较低，防止其中的悬浮物颗粒被流水带出，同时提高污泥的水解时间，强化污泥的水解程度，即实现了去除悬浮颗粒物的功能，又能利用污泥水解释放碳源解决后续脱氮工艺碳源不足的问题。但所述污泥水解区内污水的上升流速也不能设置的过低，原因在于下层布水装置进水对污泥水解区内的污泥能起到扰动的作用，从而提高污泥中大分子有机物的分解速度，因此本发明设置所述污泥水解区内污水的上升流速为0.1-0.6m/h。作为优选的实施方式，本发明还进一步设定所述污泥水解区内污水的上升流速为0.2-0.4m/h，所述固液分离区内污水的上升流速为1-1.5m/h。
本发明所述的强化污泥利用的水解工艺，所述上层布水装置和所述下层布水装置的进水量之比为1.5-4，这一比例如果设置的过小，则下层布水装置的进水量相对较大，使得污水在下层的污泥水解区的停留时间较短，不利于污泥的分解;而这一比例如果设置的过大，则下层布水装置的进水量相对较小，这又会使得污泥水解区分解的碳源不易被带出，输出碳源的速度较慢，本发明通过限定所述上层布水装置和所述下层布水装置的进水量之比为1.5-4，在保证污水停留时间的同时，还使得碳源容易被输出。