公布日：2024.06.28
申请日：2023.12.25
分类号：C02F3/08(2023.01)I;C02F3/30(2023.01)I
摘要
本发明提供了一种功能性颗粒强化污水处理装置及方法，属于污水处理领域。所述处理装置包括至少一个生物反应区，所述生物反应区内填充有功能性载体颗粒，且所述功能性载体颗粒在所述生物反应区内呈流化状态。本发明通过在生物反应区内使用功能性载体颗粒作为固相，形成均匀悬浮的颗粒流化体系，载体颗粒具有可生物相溶性，材质比较经济环保，避免引入二次污染，且表面易于附载微生物或/和催化剂，既能够为微生物的生长代谢提供营养源，又能够促进微生物的生长代谢，拓宽了污水的处理范围，且增强了体系的耐冲击性。
权利要求书
1.一种功能性颗粒强化污水处理装置，其特征在于，包括至少一个生物反应区，所述生物反应区内填充有功能性载体颗粒，所述的功能性载体颗粒表面易于附载微生物或/和催化剂，且所述功能性载体颗粒在所述生物反应区内呈流化状态。
2.根据权利要求1所述的功能性颗粒强化污水处理装置，其特征在于，所述的载体颗粒材质为天然的高分子生物材料或无机材料，优选为聚羟基脂肪酸酯或硫铁矿颗粒；或者，为人工合成的有机材料、无机材料或复合材料，优选为小麦秸秆塑料颗粒、聚乳酸颗粒或聚丁二酸丁二醇酯颗粒。
3.根据权利要求1所述的功能性颗粒强化污水处理装置，其特征在于，所述载体颗粒的直径为1-10mm，优选直径为1-5mm；和/或，所述载体颗粒的密度为500-2500kg/m3，优选密度为800-1500kg/m3。
4.根据权利要求1所述的功能性颗粒强化污水处理装置，其特征在于，所述生物反应区上方设置有加料器，所述载体颗粒通过加料器连续地或间歇地加入到所述生物反应区内。
5.根据权利要求1所述的功能性颗粒强化污水处理装置，其特征在于，在所述的生物反应区的上部或下部设置一个缓冲溢流区，所述缓冲溢流区的侧壁上设置有排水口，处理后的水从缓冲溢流区侧壁上设置的排水口排出；当使用比待处理污水密度高的载体颗粒作为固相时，所述的载体颗粒在气体或/和液体的作用下向上运动而悬浮，所述的缓冲溢流区设置于生物反应区的上部；当使用比待处理污水密度低的载体颗粒作为固相时，所述的载体颗粒在气体或/和液体的作用下向下运动而流化，所述的缓冲溢流区设置于生物反应区的下部。
6.根据权利要求5所述的功能性颗粒强化污水处理装置，其特征在于，在所述生物反应区的侧壁下部或上部设置有进水口；当缓冲溢流区设置于生物反应区的上部时，进水口设置于生物反应区的侧壁下部；当缓冲溢流区设置于生物反应区的下部时，进水口设置于生物反应区的侧壁上部；上一级生物反应区的排水口通过加压水泵及连通管道与下一级生物反应区的进水口相连通。
7.根据权利要求6所述的功能性颗粒强化污水处理装置，其特征在于，所述生物反应区内还设置有液体分布器，所述液体分布器的设置位于与所述进水口的位置相适应，且与所述进水口相连通。
8.根据权利要求1-7任一项所述的功能性颗粒强化污水处理装置，其特征在于，若生物反应区为好氧区，在所述生物反应区内底部或中部设置气体分布器，气体分布器通过进气管与位于生物反应区外的曝气装置连接。
9.根据权利要求6所述的功能性颗粒强化污水处理装置，其特征在于，所述生物反应区的排水口和进水口之间通过循环泵和循环管道相连通，从生物反应区排出的水一部分通过循环泵和循环管道返回到生物反应区内部，进行自循环。
10.一种功能性颗粒强化污水处理方法，其特征在于，采用如权利要求1-9任一项所述的功能性颗粒强化污水处理装置对污水进行处理，具体为：将污水依次通入到1个或多个串联的生物反应区，经附载于载体颗粒表面以及水体中游离的微生物分解处理，处理后的污水从所述的生物反应区排出。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种功能性颗粒强化污水处理装置及方法，通过向污水处理系统内加入功能性载体颗粒形成均匀的颗粒流化体系，载体颗粒具有生物相溶性，材质比较环保，有效避免了引入二次污染，且载体颗粒表面易于附载微生物或/和催化剂，既能够为微生物的生长代谢提供营养源，又能促进载体颗粒表面形成易于微生物生长的微环境。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明的第一个方面，提供一种功能性颗粒强化污水处理装置，包括至少一个生物反应区，所述生物反应区内填充有功能性载体颗粒，所述的功能性载体颗粒表面易于附载微生物或/和催化剂，且所述功能性载体颗粒在所述生物反应区内呈流化状态。
本发明的进一步改进在于：
所述的载体颗粒材质为天然的高分子生物材料或无机材料，优选为聚羟基脂肪酸酯(PHA)或硫铁矿颗粒；
或者为人工合成的有机材料、无机材料或复合材料，优选为小麦秸秆塑料颗粒、聚乳酸颗粒(PLA)或聚丁二酸丁二醇酯颗粒(PBS)。
本发明的进一步改进在于：
所述载体颗粒的直径为1-10mm，优选直径为1-5mm；和/或，
所述载体颗粒的密度为500-2500kg/m3，优选密度为800-1500kg/m3。
本发明的进一步改进在于：
所述生物反应区上方设置有加料器，所述载体颗粒通过加料器连续地或间歇地加入到所述生物反应区内。
本发明的进一步改进在于：
在所述的生物反应区的上部或下部设置一个缓冲溢流区，所述缓冲溢流区的侧壁上设置有排水口，处理后的水从溢流区侧壁上设置的排水口排出；
当使用比待处理污水密度高的载体颗粒作为固相时，所述的载体颗粒在气体或/和液体的作用下向上运动而悬浮，所述的缓冲溢流区设置于生物反应区的上部；
当使用比待处理污水密度低的载体颗粒作为固相时，所述的载体颗粒在气体或/和液体的作用下向下运动而流化，所述的缓冲溢流区设置于生物反应区的下部。
本发明的进一步改进在于：
在所述生物反应区的侧壁下部或上部设置有进水口；
当缓冲溢流区设置于生物反应区的上部时，进水口设置于生物反应区的侧壁下部；
当缓冲溢流区设置于生物反应区的下部时，进水口设置于生物反应区的侧壁上部；
上一级生物反应区的排水口通过加压水泵及连通管道与下一级生物反应区的进水口相连通。
本发明的进一步改进在于：
所述生物反应区内还设置有液体分布器，所述液体分布器的设置位于与所述进水口的位置相适应，且与所述进水口相连通。
本发明的进一步改进在于：
若生物反应区为好氧区，在所述生物反应区内底部或中部设置气体分布器，气体分布器通过进气管与位于生物反应区外的曝气装置连接。
本发明的进一步改进在于：
所述生物反应区的排水口和进水口之间通过循环泵和循环管道相连通，从生物反应区排出的水一部分通过循环泵和循环管道返回到生物反应区内部，进行自循环。
本发明的第二个方面，提供一种功能性颗粒强化污水处理方法，采用上述功能性颗粒强化污水处理装置对污水进行处理，具体为：
将污水依次通入到1个或多个串联的生物反应区，经附载于载体颗粒表面以及水体中游离的微生物分解处理，处理后的污水从所述的生物反应区排出。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过在生物反应区内使用功能性载体颗粒作为固相，形成均匀悬浮的颗粒流化体系，所述载体颗粒具有可生物相溶性，材质比较经济环保，避免引入二次污染，且载体颗粒表面易于附载微生物或/和催化剂，既能够为微生物的生长代谢提供营养源，又能够促进微生物的生长代谢，拓宽了污水的处理范围，且增强了体系的耐冲击性。
本发明的功能性颗粒强化污水处理装置具有效率高、耐冲击性强、污泥产量少、应用范围广、经济环保等优点。
（发明人：李明;邵媛媛;祝京旭;吴春旭）