公布日：2022.11.01
申请日：2022.07.14
分类号：C02F3/12(2006.01)I
摘要
本发明提供了一种连续好氧颗粒污泥筛选工艺及用于该工艺的设备。所述工艺包括如下步骤：1)通过基质浓度选择压对好氧颗粒污泥进行培养；以及2)通过沉淀速度选择压对好氧颗粒污泥进行筛选并进行利用。本发明无需短时间内高流量进出水，极大降低了对进出水泵的要求；可实现连续处理污水，无需建造大型蓄水池存储间歇运行时的大量污水；还可以充分利用现有构筑物进行工艺改造，省去土建施工，极大降低建设投资成本。这将极大地推动好氧颗粒污泥技术的工程化应用，从而为城市污水处理提供高效处理、高效分离的快速生化处理新技术，满足可利用土地紧缺条件下的高标准污水处理需求。
权利要求书
1.一种连续好氧颗粒污泥筛选工艺，其特征在于，所述工艺包括如下步骤：1)通过基质浓度选择压对好氧颗粒污泥进行培养；以及2)通过沉淀速度选择压对好氧颗粒污泥进行筛选并进行利用。
2.根据权利要求1所述的连续好氧颗粒污泥筛选工艺，其特征在于，所述通过基质浓度选择压对好氧颗粒污泥进行培养包括：i)预处理：对污水进行预处理；ii)盛宴期：排入经过预处理的污水并使污泥经历盛宴期，在所述盛宴期中污泥对污水中的污染物进行吸附，使吸附有污染物的污泥和剩余污水共同形成混合液；iii)饥饿期：使步骤ii)中的所述混合液经历饥饿期，在所述饥饿期中所述吸附有污染物的污泥与所吸附的所述污染物进行反应，形成泥水混合物；所述通过沉淀速度选择压对好氧颗粒污泥进行筛选并进行利用包括：a)泥水分离：对上述步骤iii)的所述泥水混合物进行泥水分离，将分离出的上清液作为处理后的净水进行排放，将分离出的下方的预筛污泥进行沉淀筛选；以及b)沉淀筛选：对所述预筛污泥进行沉淀及筛选操作，将所述预筛污泥中沉淀下来的沉淀污泥回流至盛宴期，并将该沉淀筛选步骤中的上层液回流至饥饿期；其中，所述沉淀下来的沉淀污泥即为筛选出的好氧颗粒污泥，并且其中所述饥饿期的持续时间大于所述盛宴期的持续时间。
3.根据权利要求2所述的连续好氧颗粒污泥筛选工艺，其特征在于，所述工艺还包括在所述步骤b)的所述沉淀筛选之前对所述预筛污泥进行浓缩。
4.根据权利要求2或3所述的连续好氧颗粒污泥筛选工艺，其特征在于，所述步骤ii)的所述盛宴期的持续时间为0.3-1.0小时，溶解氧浓度控制在0.5-2.0mg/L，污泥浓度为4000-12000mg/L；并且所述饥饿期的持续时间为3.5-11小时，溶解氧浓度控制在0.8-4.0mg/L，污泥浓度为2300-11150mg/L。
5.根据权利要求2或3所述的连续好氧颗粒污泥筛选工艺，其特征在于，所述步骤a)中泥水分离出的所述预筛污泥的比例为原始污泥的20％-100％，并且在所述泥水分离过程中所使用的初始沉降负荷不低于0.6m/h、且初始沉降时间不少于30分钟，分离出的所述上清液中的悬浮物浓度低于50mg/L；所述步骤b)中沉淀筛选得到的沉淀污泥的比例为原始参与所述污泥筛选的所述预筛污泥的10％-50％，在所述污泥筛选过程中所使用的初始沉降负荷不低于1.0m/h、且初始沉降时间不少于1小时。
6.一种用于根据权利要求1-5中任一项所述的连续好氧颗粒污泥筛选工艺的装置，其特征在于，所述装置包括：好氧颗粒污泥培养单元和好氧颗粒污泥分离筛选单元。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述好氧颗粒污泥培养单元包括污水预处理池、盛宴期反应池和饥饿期反应池，所述好氧颗粒污泥分离筛选单元包括泥水分离设备和沉淀筛选池；其中所述污水预处理池的上游设置有泵送装置；所述盛宴期反应池在前端通过管道与所述污水预处理池联通；所述饥饿期反应池在前端通过管道与所述盛宴期反应池联通；所述泥水分离设备在前端通过管道与所述饥饿期反应池联通，并且所述泥水分离设备的底部设有预筛污泥排放管线，且所述泥水分离设备的后端设有净水排放管线；并且所述污泥筛选池通过所述预筛污泥排放管线与所述泥水分离设备联通，并且在所述污泥筛选池的底部设有连接至所述盛宴期反应池的下端的沉淀污泥回流管线，在所述污泥筛选池的侧壁上设有连接至所述饥饿期反应池的上层液回流管线，所述沉淀污泥回流管线和所述上层液回流管线上分别设置有回流泵；其中所述饥饿期反应池的容积大于所述盛宴期反应池的容积，使得所述饥饿期的持续时间大于所述盛宴期的持续时间。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述泥水分离设备集成在所述饥饿期反应池中，所述装置还包括浓缩装置，所述浓缩装置用于将所述预筛污泥进行浓缩。
9.根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述盛宴期反应池的底部布设有穿孔曝气管，前端设置有推流器；所述饥饿期反应池的底部布设有曝气器；并且所述污泥筛选池内设置有搅拌装置、曝气装置和折板，所述曝气装置位于所述污泥筛选池的前端，且所述折板位于所述曝气装置的后端。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述饥饿期反应池在左端至右端的方向上通过两个隔板划分为左侧区、中间区和右侧区，所述左侧区和所述右侧区的底部布设有所述曝气器。
发明内容
本发明提供一种连续好氧颗粒污泥筛选工艺及用于该工艺的装置，能够实现在连续流条件下培养好氧颗粒污泥并实现稳定运行，可以在现有污水处理设施的基础上进行原位改造，无需改变原始的连续流运行方式，即可实现好氧颗粒污泥的培养及后续运行。
基于此，本发明的第一方面提供了一种连续好氧颗粒污泥筛选工艺，所述工艺包括如下步骤：
1)通过基质浓度选择压对好氧颗粒污泥进行培养；以及
2)通过沉淀速度选择压对好氧颗粒污泥进行筛选并进行利用。
进一步地，所述通过基质浓度选择压对好氧颗粒污泥进行培养包括：
i)预处理：对污水进行预处理；
ii)盛宴期：排入经过预处理的污水并使污泥经历盛宴期，在所述盛宴期中污泥对污水中的污染物进行吸附，使吸附有污染物的污泥和剩余污水共同形成混合液；
iii)饥饿期：使步骤ii)中的所述混合液经历饥饿期，在所述饥饿期中所述吸附有污染物的污泥与所吸附的所述污染物进行反应，形成泥水混合物；
所述通过沉淀速度选择压对好氧颗粒污泥进行筛选并进行利用包括：
a)泥水分离：对上述步骤iii)的所述泥水混合物进行泥水分离，将分离出的上清液作为处理后的净水进行排放，将分离出的下方的预筛污泥进行沉淀筛选；以及
b)沉淀筛选：对所述预筛污泥进行沉淀及筛选，将所述预筛污泥中沉淀下来的沉淀污泥回流至盛宴期，并将该沉淀筛选步骤中的上层液回流至饥饿期；其中，所述沉淀下来的沉淀污泥即为筛选出的好氧颗粒污泥，并且其中
所述饥饿期的持续时间大于所述盛宴期的持续时间。
进一步地，所述工艺还包括在所述步骤b)的所述沉淀筛选之前对所述预筛污泥进行浓缩。
进一步地，所述步骤ii)的所述盛宴期的持续时间为0.3-1.0小时，溶解氧浓度控制在0.5-2.0mg/L，污泥浓度为4000-12000mg/L；并且
所述饥饿期的持续时间为3.5-11小时，溶解氧浓度控制在0.8-4.0mg/L，污泥浓度为2300-11150mg/L。
进一步地，所述步骤a)中泥水分离出的所述预筛污泥的比例为原始污泥的20％-100％，并且在所述泥水分离过程中所使用的初始沉降负荷不低于0.6m/h、且初始沉降时间不少于30分钟，分离出的所述上清液中的悬浮物浓度低于50mg/L；
所述步骤b)中沉淀筛选得到的沉淀污泥的比例为原始参与所述污泥筛选的所述预筛污泥的10％-50％，在所述污泥筛选过程中所使用的初始沉降负荷不低于1.0m/h、且初始沉降时间不少于1小时。
根据本发明的第二方面提供了一种用于根据前述方面中任一项所述的连续好氧颗粒污泥筛选工艺的装置，所述装置包括：好氧颗粒污泥培养单元和好氧颗粒污泥分离筛选单元。
进一步地，所述好氧颗粒污泥培养单元包括污水预处理池、盛宴期反应池和饥饿期反应池，所述好氧颗粒污泥分离筛选单元包括泥水分离设备和沉淀筛选池；其中
所述污水预处理池的上游设置有泵送装置；
所述盛宴期反应池在前端通过管道与所述污水预处理池联通；
所述饥饿期反应池在前端通过管道与所述盛宴期反应池联通；
所述泥水分离设备在前端通过管道与所述饥饿期反应池联通，并且所述泥水分离设备的底部设有预筛污泥排放管线，且所述泥水分离设备的后端设有净水排放管线；并且
所述污泥筛选池通过所述预筛污泥排放管线与所述泥水分离设备联通，并且在所述污泥筛选池的底部设有连接至所述盛宴期反应池的下端的沉淀污泥回流管线，在所述污泥筛选池的侧壁上设有连接至所述饥饿期反应池的上层液回流管线，所述沉淀污泥回流管线和所述上层液回流管线上分别设置有回流泵；其中
所述饥饿期反应池的容积大于所述盛宴期反应池的容积，使得所述饥饿期的持续时间大于所述盛宴期的持续时间。
进一步地，所述泥水分离设备集成在所述饥饿期反应池中，所述装置还包括浓缩装置，所述浓缩装置用于将所述预筛污泥进行浓缩。
进一步地，所述盛宴期反应池的底部布设有穿孔曝气管，前端设置有推流器；所述饥饿期反应池的底部布设有曝气器；并且所述污泥筛选池内设置有搅拌装置、曝气装置和折板，所述曝气装置位于所述污泥筛选池的前端，且所述折板位于所述曝气装置的后端。
进一步地，所述饥饿期反应池在左端至右端的方向上通过两个隔板划分为左侧区、中间区和右侧区，所述左侧区和所述右侧区的底部布设有所述曝气器。
有益效果：
本发明提供的一种连续好氧颗粒污泥筛选工艺及用于该工艺的装置无需改变当前污水处理厂的连续流运行方式。本发明提供的工艺和装置无需段时间内的高流量进出水，极大程度地降低了对进出水泵的要求；本发明可实现对污水的连续处理，无需建造大型蓄水池来存储间歇运行时的大量污水；本发明还可以充分利用现有的构筑物进行工艺改造，省去土建施工，极大程度地降低了建设投资成本。由此，本发明提供的工艺和装置推动了好氧颗粒污泥技术的工程化应用，为城市污水提供高效处理、高效分离的快速生化处理新技术，满足可利用土地紧缺条件下的高标准污水处理需求。
此外，本发明提供的连续好氧颗粒污泥筛选工艺及用于该工艺的装置可以在培养及筛选好氧颗粒污泥的基础上，实现连续污水处理，通过盛宴期对污水中污染物的吸附，饥饿期发生好氧硝化及缺氧反硝化的作用，从而实现水中COD总值和含氮污染物总值的降低，使得污水能够在泥水分离过程后上清液作为净水直接进行排放。
利用本工艺，可以将现有污水厂的构筑物建造成盛宴期反应池和饥饿期反应池，将现有的二沉池等沉淀单元改造成泥水分离设备和污泥筛选池，从而实现颗粒污泥的快速分离。并且原有二沉池单元的面积可以大大缩减。空置处的二沉池部分可以拆除，或者将其改造为好氧反应池、生物滤池、反硝化滤池等功能单元，实现污水厂的处理能力扩容。
（发明人：李贇;陈福明;刘淑杰）