公布日：2023.12.22
申请日：2023.09.27
分类号：C02F3/34(2023.01)I;C12M1/02(2006.01)I;C12M1/00(2006.01)I;C12M1/04(2006.01)I;C02F3/30(2023.01)I;C02F101/16(2006.01)N
摘要
本申请公开了一种生物扩培一体化设备及废水处理工艺，涉及废水处理的技术领域，包括扩培罐、均质池以及生物扩培池，所述扩培罐内具有内腔，所述均质池内具有第一容腔，所述生物扩培池内具有第二容腔，所述均质池与所述生物扩培池连接相通；所述扩培罐与所述生物扩培池连接相通；所述扩培罐上设置有第一搅拌器、布气装置以及加热件；所述均质池上设置有第二搅拌器；所述生物扩培池上设置有曝气装置、第三搅拌器以及若干悬浮填料，所述曝气装置包括主气管以及若干支气管，所述支气管与所述主气管相通，且所述支气管与所述第二容腔相通。本申请能够源源不断为废水处理提供所需的生物菌群，提高生物去除氨氮的效果，从而提高废水处理的效果。
权利要求书
1.一种生物扩培一体化设备，其特征在于，包括扩培罐（1）、均质池（2）以及生物扩培池（3），所述扩培罐（1）内具有供生物菌群初步繁殖的内腔（11），所述均质池（2）内具有供多种物质混合的第一容腔（21），所述生物扩培池（3）内具有供生物菌群大量繁殖的第二容腔（31），所述均质池（2）与所述生物扩培池（3）连接，且所述第一容腔（21）与所述第二容腔（31）相通；所述扩培罐（1）与所述生物扩培池（3）连接，且所述内腔（11）与所述第二容腔（31）相通；所述扩培罐（1）上设置有第一搅拌器（12）、布气装置（13）以及加热件（14），所述第一搅拌器（12）用于对所述内腔（11）中的物质进行搅拌，所述布气装置（13）以及所述加热件（14）均设置于内腔（11）中；所述均质池（2）上设置有第二搅拌器（22），所述第二搅拌器（22）用于对所述第一容腔（21）中的物质进行搅拌；所述生物扩培池（3）上设置有曝气装置（33）、第三搅拌器（32）以及若干悬浮填料（34），所述曝气装置（33）包括主气管（331）以及若干支气管（332），所述主气管（331）位于所述第二容腔（31）的上方，所述支气管（332）的一端与所述主气管（331）可拆卸连接且相通，且所述支气管（332）的另一端位于所述第二容腔（31）中与所述第二容腔（31）相通；所述第三搅拌器（32）用于对所述第二容腔（31）中的物质进行搅拌；所述悬浮填料（34）位于所述第二容腔（31）中且于所述第二容腔（31）中悬浮。
2.根据权利要求1所述的一种生物扩培一体化设备，其特征在于，还包括计量泵（7），所述计量泵（7）的两端分别与所述扩培罐（1）以及所述生物扩培池（3）连接，且所述计量泵（7）的两端分别与所述内腔（11）以及所述第二容腔（31）相通。
3.根据权利要求1所述的一种生物扩培一体化设备，其特征在于，所述布气装置（13）包括第一气管（131）以及若干第二气管（132），所述第一气管（131）位于所述内腔（11）的上方，所述第二气管（132）的一端与所述第一气管（131）连接相通，所述第二气管（132）的另一端靠近所述内腔（11）的底部，且所述第二气管（132）远离所述第一气管（131）的一端开设有若干与所述内腔（11）相通的气孔（1321）；所述第一搅拌器（12）相对于所述内腔（11）居中设置，若干所述第二气管（132）围绕所述第一搅拌器（12）设置。
4.根据权利要求3所述的一种生物扩培一体化设备，其特征在于，所述第一气管（131）为环装，且所述第一气管（131）环绕所述第一搅拌器（12）；所述第一气管（131）与所述扩培罐（1）转动连接，所述第一气管（131）的转动轴线与所述第一搅拌器（12）的轴线重合，且所述第一气管（131）随所述第一搅拌器（12）搅拌而同步反向转动。
5.根据权利要求4所述的一种生物扩培一体化设备，其特征在于，所述第二气管（132）远离所述第一气管（131）的一端设置有翻搅件（15），所述翻搅件（15）包括若干具有弹性形变能力的刷毛（151），所述刷毛（151）与所述内腔（11）底部的腔壁相抵且受挤压弯曲变形。
6.根据权利要求5所述的一种生物扩培一体化设备，其特征在于，所述扩培罐（1）于所述内腔（11）底部的腔壁上具有若干凸起（111），若干所述凸起（111）沿所述翻搅件（15）的移动轨迹分布，且所述翻搅件（15）移动的过程中，所述凸起（111）与所述刷毛（151）接触。
7.根据权利要求6所述的一种生物扩培一体化设备，其特征在于，所述第二气管（132）垂直于所述第一气管（131），所述第二气管（132）与所述第一气管（131）转动连接，且所述第二气管（132）的转动轴线与自身的轴线重合；所述翻搅件（15）与所述凸起（111）接触后，所述凸起（111）对所述翻搅件（15）的作用力驱使所述第二气管（132）转动。
8.一种废水处理工艺，其特征在于，基于如权利要求1-7任意一项所述的一种生物扩培一体化设备，具体步骤如下：S1、废水预处理，减少废水中的杂质；S2、废水进入所述生物扩培一体化设备中与生物菌群混合；S21、往所述扩培罐（1）中投加微生物以及营养物质，使微生物于所述内腔（11）中初步繁殖；S22、废水进入所述均质池（2）中，并往所述均质池（2）中投加营养物质；S23、废水于所述均质池（2）中与其他物质混合后进入所述生物扩培池（3）中，且所述扩培罐（1）中初步繁殖的微生物进入所述生物扩培池（3）中大量繁殖；S3、两级A/O处理系统，降低废水中COD及总氮浓度；S4、超滤系统过滤分离，实现固液分离，且部分污泥回流至所述均质池（2）中；S5、对分离后的固体和液体分别进行处理；S51、膜深度处理，使出水达标；S52、污泥脱水排出。
9.根据权利要求8所述的一种废水处理工艺，其特征在于，S3中两级A/O处理产生的部分硝化液将回流至所述均质池（2）中。
10.根据权利要求8所述的一种废水处理工艺，其特征在于，S2中另将原水超越后的液体与废水一同进入所述生物扩培一体化设备中，使均质池（2）中的物质更适于生物菌群繁殖。
发明内容
本申请提供一种生物扩培一体化设备及废水处理工艺，能够源源不断为废水处理提供所需的生物菌群，提高生物去除氨氮的效果，从而提高废水处理的效果。
一方面，本申请提供一种生物扩培一体化设备，采用如下的技术方案：一种生物扩培一体化设备，包括扩培罐、均质池以及生物扩培池，所述扩培罐内具有供生物菌群初步繁殖的内腔，所述均质池内具有供多种物质混合的第一容腔，所述生物扩培池内具有供生物菌群大量繁殖的第二容腔，所述均质池与所述生物扩培池连接，且所述第一容腔与所述第二容腔相通；所述扩培罐与所述生物扩培池连接，且所述内腔与所述第二容腔相通；所述扩培罐上设置有第一搅拌器、布气装置以及加热件，所述第一搅拌器用于对所述内腔中的物质进行搅拌，所述布气装置以及所述加热件均设置于内腔中；所述均质池上设置有第二搅拌器，所述第二搅拌器用于对所述第一容腔中的物质进行搅拌；所述生物扩培池上设置有曝气装置、第三搅拌器以及若干悬浮填料，所述曝气装置包括主气管以及若干支气管，所述主气管位于所述第二容腔的上方，所述支气管的一端与所述主气管可拆卸连接且相通，且所述支气管的另一端位于所述第二容腔中与所述第二容腔相通；所述第三搅拌器用于对所述第二容腔中的物质进行搅拌；所述悬浮填料位于所述第二容腔中且于所述第二容腔中悬浮。
通过采用上述技术方案，微生物和营养物质投加至扩培罐的内腔中后，由第一搅拌器将其搅拌均匀，同时布气装置以及加热件为微生物的繁殖提供适宜条件，使得微生物能够在内腔中快速稳定实现初步繁殖；均质池中具有从后续步骤产生并回流的污泥等物质，部分生物菌群也将随污泥等物质回到第一容腔中，并另外投加营养物质，废水预处理后进入第一容腔，且第二搅拌器对多种物质进行搅拌混合等待进入生物扩培池中，使生物菌群回到均质池后仍能够保持较高的活性；初步繁殖后的微生物投加进入生物扩培池的第二容腔中，同时第一容腔中的物质也将进入第一容腔中，第三搅拌器使两股来源不同的物质搅拌均匀，同时曝气装置将为生物菌群繁殖提供充足的氧气，且若干悬浮填料为生物菌群繁殖提供了适宜的场所，从而使得生物菌群能够于第二容腔中快速稳定实现大量繁殖；最终使得生物扩培一体化设备能够源源不断地为后续生物去除氨氮提供高活性的生物菌群，提高生物去除氨氮的效果，从而提高最终废水处理的效果；并且能够充分利用废水处理过程中产生的废弃物，循环利用资源，降低成本。
可选的，还包括计量泵，所述计量泵的两端分别与所述扩培罐以及所述生物扩培池连接，且所述计量泵的两端分别与所述内腔以及所述第二容腔相通。
通过采用上述技术方案，计量泵能够根据第二容腔中生物菌群的相关情况，对从扩培罐中进入生物扩培池中的生物菌群的数量进行控制，从而使第二容腔中的生物菌群浓度保持在一定水平，有助于生物菌群于第二容腔中大量繁殖，能够降低生物菌群浓度较低导致繁殖速度较慢以及生物菌群浓度较高导致活性降低的概率。
可选的，所述布气装置包括第一气管以及若干第二气管，所述第一气管位于所述内腔的上方，所述第二气管的一端与所述第一气管连接相通，所述第二气管的另一端靠近所述内腔的底部，且所述第二气管远离所述第一气管的一端开设有若干与所述内腔相通的气孔；所述第一搅拌器相对于所述内腔居中设置，若干所述第二气管围绕所述第一搅拌器设置。
通过采用上述技术方案，能够提高第一搅拌器对内腔中多种物质的搅拌效果，从而提高内腔中多种物质的混合效果，减少内腔中的搅拌死角；若干第二气管围绕第一搅拌器于内腔中布气，能够使布气装置于内腔中的布气效果更加均匀。
可选的，所述第一气管为环装，且所述第一气管环绕所述第一搅拌器；所述第一气管与所述扩培罐转动连接，所述第一气管的转动轴线与所述第一搅拌器的轴线重合，且所述第一气管随所述第一搅拌器搅拌而同步反向转动。
通过采用上述技术方案，第一搅拌器对内腔中的物质进行搅拌的过程中，第一气管随之转动带动若干第二气管活动，若干第二气管活动也能够对内腔中的物质进行搅拌，从而进一步提高多种物质于内腔中的混合效果，帮助生物菌群与其繁殖所需的物质接触，有助于生物菌群初步繁殖；同时，若干第二气管活动能够使布气装置于内腔中的布气效果更加均匀，从而能够进一步帮助生物菌群于内腔中初步繁殖。
可选的，所述第二气管远离所述第一气管的一端设置有翻搅件，所述翻搅件包括若干具有弹性形变能力的刷毛，所述刷毛与所述内腔底部的腔壁相抵且受挤压弯曲变形。
通过采用上述技术方案，第二气管活动的过程中，翻搅件能够对沉积于内腔底部的物质进行翻搅，从而进一步提高多种物质于内腔中混合的效果，减少生物菌群等物质沉底，同时提高生物菌群对其初步繁殖所需物质的利用率。
可选的，所述扩培罐于所述内腔底部的腔壁上具有若干凸起，若干所述凸起沿所述翻搅件的移动轨迹分布，且所述翻搅件移动的过程中，所述凸起与所述刷毛接触。
通过采用上述技术方案，第二气管活动的过程中将带动翻搅件依次与若干凸起接触，刷毛与凸起接触时，凸起将使刷毛进一步弯曲变形；刷毛与凸起分离时，刷毛恢复形变一定程度，此过程中刷毛能够进一步对于内腔中沉底的物质进行翻搅，从而提高翻搅件的翻搅效果。
可选的，所述第二气管垂直于所述第一气管，所述第二气管与所述第一气管转动连接，且所述第二气管的转动轴线与自身的轴线重合；所述翻搅件与所述凸起接触后，所述凸起对所述翻搅件的作用力驱使所述第二气管转动。
通过采用上述技术方案，第二气管活动带动翻搅件依次与若干凸起接触的过程中，第二气管将在凸起的作用力下驱使自身相对于第一气管转动，往内腔中补充的气体将通过若干气孔进入，使得布气效果更加均匀，从而进一步帮助生物菌群与补充的气体接触，进而使得内腔中的环境更加适合生物菌群初步繁殖。
另一方面，本申请还提供一种废水处理工艺，采用如下的技术方案：一种废水处理工艺，基于上述的一种生物扩培一体化设备，具体步骤如下：S1、废水预处理，减少废水中的杂质；S2、废水进入所述生物扩培一体化设备中与生物菌群混合；S21、往所述扩培罐中投加微生物以及营养物质，使微生物于所述内腔中初步繁殖；S22、废水进入所述均质池中，并往所述均质池中投加营养物质；S23、废水于所述均质池中与其他物质混合后进入所述生物扩培池中，且所述扩培罐中初步繁殖的微生物进入所述生物扩培池中大量繁殖；S3、两级A/O处理系统，降低废水中COD及总氮浓度；S4、超滤系统过滤分离，实现固液分离，且部分污泥回流至所述均质池中；S5、对分离后的固体和液体分别进行处理；S51、膜深度处理，使出水达标；S52、污泥脱水排出。
通过采用上述技术方案，在原有的生物去除氨氮的工艺中，增加了生物扩培的步骤，使用于去除氨氮的生物菌群能够源源不断补充至两级A/O处理的过程中，同时能够对活性较高的生物菌群重复利用，提高生物去除氨氮的效果，使两级A/O处理能够保持较高的废水处理效果，对于高浓度的氨氮废水也具有足够的处理能力，从而提高废水处理的效果。
可选的，S3中两级A/O处理产生的部分硝化液将回流至所述均质池中。
通过采用上述技术方案，部分硝化液回流至第一容腔中，能够使预处理后的废水在进入第二容腔之前与其混合，既能够使随污泥回到第一容腔的生物菌群保持活性，使预处理后的污水于第一容腔中即可实现初步减少氨氮，同时也方便后续废水在生物菌群的作用下减少氨氮。
可选的，S2中另将原水超越后的液体与废水一同进入所述生物扩培一体化设备中，使均质池中的物质更适于生物菌群繁殖。
通过采用上述技术方案，能够对均质池中的物质进行调节，使第一容腔中的物质条件更适宜生物菌群繁殖，从而便于第一容腔中的物质进入到第二容腔中后，生物菌群能够于第二容腔中实现大量繁殖。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益效果：1.生物扩培罐可以将有益的微生物菌种扩大培养，接种至生物扩培池中，进行一步的扩大培养；2.由于生物扩培池中悬浮填料表面的生物膜有一定厚度，存在营养物质及溶解氧浓度的梯度分布，悬浮填料可以保存良好的微生物菌种，包括接种的芽孢杆菌群、酵母菌群、乳酸菌群以及生化系统驯化培养的硝化菌/反硝化菌或氨氧化菌/亚硝酸菌氧化菌；3.在生物扩培罐不投加微生物的情况下，生物扩培池中的悬浮填料上生物膜也可以为后端两级A/O系统提供良好的微生物菌种；4.均质池中设置有第二搅拌器，保证投加的营养物质、预处理出水、回流污泥及硝化液能完全混合；5.能够使生物菌群及其繁殖所需物质于扩培罐中分布更加均匀，有助于生物菌群充分与自身繁殖所需的物质接触，进一步帮助其初步繁殖，并提高初步繁殖得到的生物菌群的活性。
（发明人：刘毅勐;高延明;陈新芳;郑力飞;刘信源;邹敏）