申请日2020.09.22
公开（公告）日2021.02.26
IPC分类号C02F3/28
摘要
本实用新型提供一种间歇式空气搅拌污水水解酸化反应器，包括以下步骤：将池体注入污水和厌氧污泥；同时打开池体污水注水口和出水口的阀门，启动泥水分离器；启动空气搅拌器；停止空气搅拌器工作，吸附了污染物质的污泥与水分离；启动排泥口的阀门将池体底部的剩余污泥排出。通过间歇搅拌，使污泥与污水发生间歇性接触，在接触时污泥与污水充分混合，污水中的大分子、胶体态及颗粒性物质易被污泥吸附，而溶解性的小分子物质不易被污泥吸附，这样进水中的小分子物质以及厌氧水解产生的挥发酸类小分子物质保留在污水中，由此实现对大分子物质厌氧水解酸化的同时，保留小分子物质，从而提高污水的可生化性，不减少可供脱氮除磷利用的碳源的总量。
权利要求书
1.一种间歇式空气搅拌污水水解酸化反应器，适用于一种间歇式空气搅拌污水水解酸化方法，其特征在于，包括：池体、进水口、出水口和排泥口，
所述池体的其中一侧上方设有进水口，远离所述进水口的一侧间隔设有出水口和排泥口，
所述进水口用于注入污水，所述出水口用于排出水解酸化后的污水，所述排泥口用于排出所述池体内底部的污泥；
所述池体靠近所述出水口的一侧设有泥水分离器。
2.如权利要求1所述的一种间歇式空气搅拌污水水解酸化反应器，其特征在于，
所述池体内间隔设有多个空气搅拌器，所述空气搅拌器的进气端依次通过管道连接空气管，所述空气管远离所述空气搅拌器的一端伸出所述池体并延伸至所述池体的外部。
3.如权利要求2所述的一种间歇式空气搅拌污水水解酸化反应器，其特征在于，所述池体靠近所述出水口的一侧设有缓冲槽，所述缓冲槽从所述池体的一侧向外延伸，且所述缓冲槽远离所述池体的一面底端设为斜面，所述缓冲槽的侧壁用于连接所述出水口；
所述缓冲槽远离所述出水口的一侧间隔设置所述泥水分离器。
4.如权利要求1所述的一种间歇式空气搅拌污水水解酸化反应器，其特征在于，还包括间歇排泥机构，所述池体上间隔设有多个排泥口，且所述池体靠近所述排泥口的一侧设有间歇排泥机构，所述池体的开口上方架设有电机，所述电机通过驱动杆驱动所述间歇排泥机构，所述驱动杆远离所述电机的一端设有锥齿轮，所述间歇排泥机构上的第一转轴其中一端也设有锥齿轮，所述驱动杆锥齿轮和所述第一转轴的锥齿轮相互啮合设置。
5.如权利要求4所述的一种间歇式空气搅拌污水水解酸化反应器，其特征在于，所述间歇排泥机构包括：立板、挡板和第一齿轮，所述立板架设在所述池体内壁，所述立板上设有出泥通道，所述出泥通道用于将所述池体内底部的泥排向所述排泥口；所述立板远离所述排泥口的一侧设有第一滑槽，所述挡板滑动设在所述第一滑槽上，
所述立板上还设有支架，所述支架设为U型结构，所述U型结构的两端相对设有延伸端，所述延伸端用于固定在所述立板的第一滑槽的一侧；所述支架上设有第二滑槽，所述第二滑槽内设有第一滑块，所述第一滑块的两侧设有限位板；所述支架的U型结构形成第一贯穿槽口，所述第一转轴贯穿两个所述限位板，且所述第一转轴的其中一端延伸至所述支架的第一贯穿槽口内；所述挡板靠近所述支架的一面设有环形结构的第一活动槽，所述第一转轴的端部在所述第一活动槽内往复运动，所述挡板上还间隔均布有多个立柱；所述第一转轴上设有第一齿轮，所述第一齿轮的齿牙与各所述立柱相互啮合设置。
6.如权利要求5所述的一种间歇式空气搅拌污水水解酸化反应器，其特征在于，所述第一转轴经由轴承转动设在所述第一滑块和限位板上。
说明书
一种间歇式空气搅拌污水水解酸化反应器
技术领域
本实用新型涉及污水处理技术领域，特别涉及一种间歇式空气搅拌污水水解酸化反应器。
背景技术
水解酸化是一种传统的废水处理技术，针对一个具体的项目，水解酸化应用成功的关键是对水解酸化原理结合实际情况的合理应用。以实际情况出发，合理的应用水解酸化反应原理，因地制宜的选择、设计和使用水解酸化反应器，才能做到既高效又经济的利用水解酸化。一般用污水的生化需氧量与化学需氧量的比值(BOD:COD，简写为B:C)来表示污水可被微生物法降解的难易程度，称为污水的可生化性。一般认为污水中的B:C≤0.3为生物难降解污水，即这种污水采用生物法处理，其中的一些物质不易被生物降解。对低浓度含有难降解有机污染物的废水来说，采用水解酸化预处理，可提高废水的可生化性(提高B:C值)，降低废水生物毒性，有利于后续的好氧生化处理，保障出水的最终达标，并减少污泥的产生。市政综合污水处理厂，往往体量大，污染物浓度不高，而对出水排放标准要求较高，近几年一些环境敏感地区对出厂水要求CODcr排放浓度不高于30mg/L，同时要兼顾脱氮除磷。如果有工业废水排入市政污水厂，可能会存在一些难生化降解的有机污染物，这就要求市政污水厂要么具备水解酸化，将难降解有机物转化成可降解有机物，要么采用铁碳微电解、FENTON、臭氧等高级氧化甚至采用活性炭吸附手段来保证对难降解有机物的去除。
采用厌氧水解酸化不论是在投资还是运行成本上都具有更好的经济性。市政污水采用厌氧水解酸化处理，关键点是既能有效分解难降解有机物提高污水的可生化性，又不减少可供脱氮除磷利用的碳源总量，这两方面往往是矛盾的，也是市政污水厂不能普及水解酸化技术的问题所在。
这是因为传统的水解酸化采用的是连续机械搅拌或水力搅拌反应形式，污泥中的厌氧微生物(对污水中的有机污染物起到水解酸化作用的微生物，在污水中与其它颗粒物混合聚结成团，工程中称其为厌氧生化污泥，以下简称污泥)与污水中的有机物持续反应，不但对大分子难降解的有机物发生水解酸化作用，还会将进水中的及大分子降解产生的小分子有机物进一步转化成甲烷，这样造成碳源流失不利于后续的脱氮除磷。
因此，缺少一种既能有效分解难降解有机物提高污水的可生化性，又不减少可供脱氮除磷利用的碳源总量的装置。
实用新型内容
本实用新型提供一种间歇式空气搅拌污水水解酸化反应器，用以通过间歇搅拌，使污泥与污水发生间歇性接触，在接触时污泥与污水充分混合，污水中的大分子、胶体态及颗粒性物质易被污泥吸附，而溶解性的小分子物质不易被污泥吸附，这样小分子物质保留在污水中，基本不发生厌氧水解作用，而被吸附在污泥中的物质，在污泥中的厌氧水解微生物的作用下发生水解酸化作用而生成为小分子物质(一般是挥发性脂肪酸，简称挥发酸)，这些小分子物质在下一次搅拌的过程中脱离污泥的束缚转移到污水中，从而减少被进一步厌氧降解，由此实现通过减少厌氧降解的同时，保证有效分解难降解有机物提高污水的可生化性，又不减少可供脱氮除磷利用的碳源总量的装置。
本实用新型提供一种间歇式空气搅拌污水水解酸化反应器，适用于一种间歇式空气搅拌污水水解酸化方法，包括：池体、进水口、出水口和排泥口，所述池体的其中一侧上方设有进水口，远离所述进水口的一侧间隔设有出水口和排泥口，所述进水口用于注入污水，所述出水口用于排出水解酸化后的污水，所述排泥口用于排出所述池体内的剩余污泥；所述池体靠近所述出水口的一侧设有泥水分离器。
优选地，所述池体内间隔设有多个空气搅拌器，所述空气搅拌器的进气端依次通过管道连接空气管，所述空气管远离所述空气搅拌器的一端伸出所述池体并延伸至所述池体的外部。
优选地，所述池体靠近所述出水口的一侧设有缓冲槽，所述缓冲槽从所述池体的一侧向外延伸，且所述缓冲槽远离所述池体的一面底端设为斜面，所述缓冲槽的侧壁用于连接所述出水口；所述缓冲槽远离所述出水口的一侧间隔设置所述泥水分离器。
本实用新型提供一种间歇式空气搅拌污水水解酸化方法，包括以下步骤：
步骤一，将池体注入污水和厌氧污泥；
步骤二，同时打开池体污水注水口和出水口的阀门，并设定所述注水口和出水口的水力停留时间；
步骤三，启动污水分离器；
步骤四，预定时间后，启动空气搅拌器，使厌氧池体内的污泥悬浮，厌氧污泥与污水接触；
步骤五，预定时间后，停止空气搅拌器工作，吸附了污染物质的污泥与水分离；
步骤六，多次重复步骤一至五后，启动排泥口的阀门将池体底部的剩余污泥排出。
优选地，所述步骤二中，所述注水口和出水口的排量一致；
优选地，所述步骤二中还包括，所述注水口的进水为间断或持续；对应的，所述出水口的出水也为间断或持续。
优选地，所述污染物质为污水中的大分子、胶体物质和颗粒物质。
优选地，所述水力停留时间为3～36小时。
本实用新型的目的在于提供一种采用间歇式空气搅拌使污水发生水解酸化的技术。间歇搅拌，使污泥与污水发生间歇性接触，在接触时污泥与污水充分混合，污水中的大分子、胶体态及颗粒性物质易被污泥吸附，而溶解性的小分子物质不易被污泥吸附，这样小分子物质保留在污水中，基本不发生厌氧水解作用，而被吸附在污泥中的物质，在污泥中的厌氧水解微生物的作用下发生水解酸化作用而生成为挥发酸等小分子物质，这些小分子物质在下一次搅拌的过程中脱离污泥的束缚转移到污水中，从而避免被进一步厌氧降解。采用空气搅拌，因空气中含有氧气，在空气搅拌时对厌氧系统充氧，可以抑制甲烷菌的生长。甲烷菌是一类将挥发酸进一步降解转化为甲烷的微生物，是严格的厌氧菌，如果有氧气的存在就会影响甲烷菌的活性。而水解酸化菌是兼性菌，就是可以在厌氧环境和好氧环境都能生存的微生物，空气搅拌产生的充氧作用不会抑制其生长。这样采用间歇性的空气搅拌，既能使大分子、胶体态及颗粒性物质被污泥吸附而在污泥中产生水解酸化作用，同时制造一个间歇性的充氧环境，不会对水解酸化菌产生影响，但会抑制甲烷菌的生长，从而避免水解酸化产生的挥发酸被降解而保留在污水中，被后续的脱氮除磷利用。
为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种间歇式空气搅拌水解酸化反应器，包括有池体、进水口、出水口、空气管，在池体底部安装有空气搅拌器，空气搅拌器与空气管连接，在池体的出水端有泥水分离器，在池体的下部设有排泥口。
间歇式空气搅拌水解酸化反应器工作过程如下：(1)池体内装满污水，并接种一定量的厌氧水解酸化污泥，池体可连续进水也可间断进水，出水与进水步调一致，在出水的同时经泥水分离器的作用污水与污泥分离，污水被排出池体，污泥留在池体内；(2)到达设定时间开启空气搅拌，使厌氧污泥悬浮与污水充分接触，污水中的大分子、胶体物质、颗粒物质被污泥吸附，污水中溶解性的小分子物质保留在水中；(3)停止搅拌，吸附了污染物质的污泥在反应器内沉降；(4) 污泥中的水解酸化微生物将吸附的污染物质水解酸化成小分子挥发酸；(5)不断循环(1)～(4)过程；(6)在微生物的增殖作用下，池体内的污泥浓度不断提高，通过排泥口定期排出一定比例的污泥以保持池体内的污泥浓度在合理的范围。
提供空气的鼓风机可以采用离心风机、罗茨风机等多种风机形式，风机受PLC控制可以设置循环开启和停止时间。
污水从进水口进入池体到从出水口排出池体，所需要的时间称为水力停留时间(HRT)。
水解反应器内的污泥一方面不断增殖，另一方面随着出水被带出一部分，要采用合理的泥水分离器，使得增殖的污泥量大于被带出的污泥量，这样反应器的污泥浓度才不至于降低，污泥浓度在不断提高，随着污泥浓度提高也要定期排出部分老化污泥，保持污泥活性。这样反应器内的污泥总量除以每天被排出的污泥量(随着出水带走和定期从底部排出之和)，称为污泥停留时间(也被称为污泥龄，SRT)。
间歇式空气搅拌水解酸化反应器，一般HRT的范围为3～36小时，一般SRT的范围为5～50天。
间歇式空气搅拌水解酸化反应器，可以采用穿孔管空气搅拌、旋流空气搅拌，每立方米池容一般采用0.5～1.5立方米/小时的搅拌空气量。
间歇式空气搅拌水解酸化反应器，每1～5小时空气搅拌一次，每次搅拌时长1～30分钟。
间歇式空气搅拌水解酸化反应器，泥水分离器一般采用专利申请“201910857823”中所述的斜板斜管沉淀装置，斜板间距一般为 50～100mm，一般采用聚乙烯或不锈钢材质。
间歇式空气搅拌水解酸化反应器，反应器内的污泥浓度一般为 2000mg/L～8000mg/L。
采用间歇式空气搅拌水解酸化反应器对污水进行水解酸化处理后，污水的B:C可由低于0.3提高到0.3以上，污水的可生化性提高，从而使得污水中的有机污染物在后续生物处理过程中易被生物降解。
本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
（发明人：李建）