活性污泥的自动驯化装置及其制备活性污泥的方法

　　申请日2018.10.08

　　公开(公告)日2019.01.22

　　IPC分类号C02F3/12; C02F11/02

　　摘要

　　本发明公开了一种活性污泥的自动驯化装置及其制备活性污泥的方法，本发明装置包括配水池、驯化反应池、进水机构、排水机构、曝气机构、温控机构和PLC控制单元。本发明方法是将黑臭污泥与特定的营养液通过本发明装置的驯化获得高效活性污泥。本发明装置和方法为活性污泥培养提供了一种新的思路，其可以利用黑臭河涌的黑臭污泥培养具有高效去除氨氮的活性污泥，不仅为黑臭污泥找到了利用途径，同时解决了污水厂活性污泥获取麻烦等问题，本发明装置或方法降解氨氮及COD效果突出，可用在河涌水污染治理工程上，在一定程度上实现水质及底泥的原位修复。

　　权利要求书

　　1.一种活性污泥的自动驯化装置，其特征在于，包括

　　配水池;

　　驯化反应池，驯化反应池设有排泥口;

　　进水机构，能够将配水池的营养液送入驯化反应池;所述进水机构包括进水管和进水泵;排水机构，能够将驯化反应池内的液体排出;

　　曝气机构，能够向驯化反应池内鼓入气体;所述曝气机构包括曝气管和曝气泵;

　　温控机构，能够调节经进水机构送入驯化反应池内的营养液的温度，以及经曝气机构鼓入驯化反应池内的气体的温度;

　　PLC控制单元，所述进水泵、曝气泵、温控机构均与所述PLC控制单元连接;

　　所述驯化反应池底部设有锥形底，排泥口位于锥形底底部。

　　2.根据权利要求1所述的活性污泥的自动驯化装置，其特征在于，所述曝气管的出气端伸入驯化反应池底部，曝气管的出气端设有若干曝气头。

　　3.根据权利要求1所述的活性污泥的自动驯化装置，其特征在于，还包括搅拌装置，搅拌装置包括设在驯化反应池内的搅拌桨以及能够驱动所述搅拌桨运动的搅拌泵。

　　4.根据权利要求1所述的活性污泥的自动驯化装置，其特征在于，包括装置本体，装置本体设有配水区、机电及电控区、污泥培养区，所述配水池位于配水区，进水泵、曝气泵和PLC控制单元均位于机电及电控区，驯化反应池位于污泥培养区。

　　5.根据权利要求1所述的活性污泥的自动驯化装置，其特征在于，所述排水机构包括虹吸排水管和在驯化反应池底部的泄水口，泄水口外设排水槽，排水槽上设有排水口。

　　6.一种利用权利要求1～5任一项所述自动驯化装置制备活性污泥的方法，其特征在于，包括以下步骤：

　　1)将初期营养液置于配水池中，取黑臭污泥置于驯化反应池，启动进水机构，将初期营养液送入驯化反应池，同时启动搅拌装置，使黑臭污泥与初期营养液按1：2.5～3.5的体积比混合，闷曝，再启动曝气机构使溶解氧DO控制在2～6mg/L;所述初期营养液中含有90～110mg/L COD、4.5～5.5mg/L氨氮、0.8～1.2mg/L总P;

　　2)闷曝2～4h后关闭曝气机构和搅拌装置，静置，将上清液及漂浮的杂质通过排水机构除去，再通过进水机构往驯化反应池中补加等量的初期营养液;重复此操作1～2次后，将上清液排出驯化反应池，得预处理的黑臭污泥;

　　3)再通过进水机构往驯化反应池中补加初期营养液，使预处理的黑臭污泥与初期营养液按1：2.5～3.5的体积比混合，闷曝，控制pH为7～8.5，通过曝气机构使DO为2～6mg/L，通过温控机构控制加入的初期营养液和气体温度为25～30℃，每23～25h为一个周期，其中曝气22.5～23.5h后关闭曝气机构和搅拌装置，静置分层，通过排水机构排出上清，再通过进水机构往驯化反应池中补加初期营养液;

　　4)按步骤3)相同的动行条件运行2个周期以上，静置分层，通过排泥口排掉底部30%～40%的污泥;往配水池中换入新营养液，同时通过进水机构往驯化反应池补回等量的新营养液，新营养液中氨氮含量高于5mg/L，但不超过25mg/L，新营养液中COD及总P含量仍分别为90～110mg/L、0.8～1.2mg/L;

　　5)将上述体系继续进行闷曝，每23～25h为一个周期，通过曝气机构控制DO 2～6mg/L、pH 7～8.5，通过温控机构控制温度在25～30℃之间，其中曝气22.5～23.5h后静置分层，通过排水机构排出上清，再通过进水机构补加营养液;每日观察MLSS，当MLSS增长至10000mg/L以上，并且每个周期末氨氮的降解率都稳定在99%以上后，则往配水池中换入氨氮含量更高的新营养液，使氨氮含量高于25mg/L，但不超过40mg/L，COD及总P含量仍保持不变;

　　6)将上述加入氨氮含量更高的新营养的体系再继续进行闷曝，每23～25h为一个周期，控制DO 2～6mg/L、pH 7～8.5，温度控制在25～30℃之间，其中曝气22.5～23.5h后静置分层排出上清，往配水池中换入新营养液，同时通过进水机构往驯化反应池补入新营养液，新营养液中氨氮含量高于40mg/L，但不超过70mg/L，保持COD及总P含量仍分别为90～110mg/L、0.8～1.2mg/L;

　　7)将上述体系进行间歇式曝气，11～13h为一次周期，其中曝气机构曝气时间不低于8h，周期末自动停止曝气，静置分层，将上清液排水机构排出，所得下层污泥即为活性污泥。

　　7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述黑臭污泥选取黑臭河涌底泥中离泥床上表面1/4～1/2距离之间位置的黑臭污泥。

　　8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤2)中静置的时间为25～45min;

　　步骤4)中，静置的时间为45～65min;

　　步骤7)中，间歇式曝气周期中，停止曝气机构曝气期间需启动搅拌装置，使泥水混合。

　　9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤7)中，将获得的活性污泥再通过进水机构加入新营养液，新营养液中氨氮含量超过70mg/L，COD及总P含量仍分别为90～110mg/L、0.8～1.2mg/L;再进行1～3个周期的间歇式曝气，周期末自动停止曝气，静置分层，将上清液排水机构排出，所得下层污泥为活性污泥。

　　10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤7)中，间歇式曝气过程中通过曝气机构控制DO 2～6mg/L，且调节pH为7～8.5，通过温控机构控制加入的营养液和气体温度为25～30℃之间。

　　说明书

　　一种活性污泥的自动驯化装置及其制备活性污泥的方法

　　技术领域

　　本发明属于活性污泥驯化领域，具体涉及一种活性污泥的自动驯化装置及其制备活性污泥的方法。

　　背景技术

　　现阶段，随着社会经济的不断发展，人们生活质量的提高，城市环境污染愈加严重，华南地区河涌分布复杂、水容量较小、水体流动性差，污水的大量排放导致河涌水质恶化，尤其是污染物质集中沉积在底泥，导致水体环境发生改变，长期的厌氧环境导致底泥发黑发臭，成为黑臭污泥。黑臭污泥通常称之为黑臭河道的底部淤泥，色黑，带有刺激性气味，黑臭污泥由于长时间沉积黑臭河道的污染物质，底泥污染物质含量为其上覆水含量的1000-1000倍，污染物质包括：过量的有机物、N、P，Mn、Fe、Ni等重金属，含量根据河涌污染情况来确定，黑臭污泥处于极度厌氧环境，一般DO低于0.1mg/L，ORP低于-300mV。黑臭污泥极大的影响了人们的生活环境，也增大了黑臭河涌的治理难度。

　　现阶段对于黑臭底泥的处理思路较为单一，最切实可行的方式即为脱水填埋，资源化处理难以实现。

　　活性污泥大多用于污水处理厂及一体化设备，在培养专性降解氨氮的活性污泥，一般都采用污水厂二沉池的活性污泥进行驯化，存在优质活性污泥获取麻烦，获取量少等问题。现阶段，用黑臭污泥培养活性污泥国内外相关研究甚少，不仅急需一种使黑臭污泥变废为宝的利用方法，也需为解决污水厂活性污泥获取麻烦等问题另辟蹊径。

　　发明内容

　　本发明的目的之一在于提供一种活性污泥的自动驯化装置。

　　本发明的另一目的在于提供一种利用上述自动驯化装置制备活性污泥的方法。

　　本发明所采取的技术方案是：

　　一种活性污泥的自动驯化装置，包括

　　配水池;

　　驯化反应池，驯化反应池设有排泥口;

　　进水机构，能够将配水池的营养液送入驯化反应池;所述进水机构包括进水管和进水泵;

　　排水机构，能够将驯化反应池内的液体排出;

　　曝气机构，能够向驯化反应池内鼓入气体;所述曝气机构包括曝气管和曝气泵;

　　温控机构，能够调节经进水机构送入驯化反应池内的营养液的温度，以及经曝气机构鼓入驯化反应池内的气体的温度;

　　PLC控制单元，所述进水泵、曝气泵、温控机构均与所述PLC控制单元连接;

　　所述驯化反应池底部设有锥形底，排泥口位于锥形底底部。

　　进一步的，所述曝气管的出气端伸入驯化反应池底部，曝气管的出气端设有若干曝气头。

　　进一步的，上述自动驯化装置还包括搅拌装置，搅拌装置包括设在驯化反应池内的搅拌桨以及能够驱动所述搅拌桨运动的搅拌泵。

　　进一步的，上述自动驯化装置包括装置本体，装置本体设有配水区、机电及电控区、污泥培养区，所述配水池位于配水区，进水泵、曝气泵和PLC控制单元均位于机电及电控区，驯化反应池位于污泥培养区。

　　进一步的，所述排水机构包括虹吸排水管和在驯化反应池底部的泄水口，泄水口外设排水槽，排水槽上设有排水口。

　　一种利用上述任一项所述自动驯化装置制备活性污泥的方法，包括以下步骤：

　　进一步的，所述黑臭污泥选取黑臭河涌底泥中离泥床上表面1/4～1/2距离之间位置的黑臭污泥。

　　进一步的，步骤2)中静置的时间为25～45min;步骤4)中，静置的时间为45～65min。

　　进一步的，步骤7)中，停止曝气机构曝气期间需启动搅拌装置，使泥水混合。

　　进一步的，步骤7)中，将获得的活性污泥再通过进水机构加入新营养液，新营养液中氨氮含量超过70mg/L，COD及总P含量仍分别为90～110mg/L、0.8～1.2mg/L;再进行1～3个周期的间歇式曝气，周期末自动停止曝气，静置分层，将上清液排水机构排出，所得下层污泥为活性污泥。

　　进一步的，步骤7)中，间歇式曝气过程中通过曝气机构控制DO 2～6mg/L，且调节pH为7～8.5，通过温控机构控制加入的营养液和气体温度为25～30℃之间。

　　本发明的有益效果是：

　　本发明装置或方法为活性污泥培养提供了一种新的思路，其可以利用黑臭河涌的黑臭污泥培养具有高效去除氨氮的活性污泥，不仅为黑臭污泥找到了利用途径，同时解决了污水厂活性污泥获取麻烦等问题，本发明装置或方法降解氨氮及COD效果突出，可用在河涌水污染治理工程上，在一定程度上实现水质及底泥的原位修复。