專利名稱：基于污泥活性再生的生物造粒流化床污水處理工藝及反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生活污水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于污泥活性再生的生物造粒流化床污水處理工藝及反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
目前，生活污水的主流處理方式為污水收集管網(wǎng)-城市污水廠集中處理模式，該方式具有處理效率高、系統(tǒng)穩(wěn)定性好以及運行操作簡便等優(yōu)點，適合在大中城市、人口密集區(qū)等地應(yīng)用，可以充分發(fā)揮其規(guī)模效應(yīng)。但該方式由于配套收集管網(wǎng)基建投資大、處理工藝流程復(fù)雜、停留時間較長(12 16h)等原因，在遠離城區(qū)、人口居住分散處應(yīng)用時巨額的基建投資、復(fù)雜的處理流程以及專業(yè)的操作人員成為制約該模式應(yīng)用的瓶頸。目前，我國大中城市的污水收集率普遍低于70%，大量生活污水直接排入自然水體中，對環(huán)境造成巨大危害。究其原因:一是城市污水處理廠處理規(guī)模有限，二是城市邊緣地帶基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)滯后，污水收集管網(wǎng)不完整，無力進行全面積收集。因此，如何經(jīng)濟、高效的解決城市邊緣地帶污水處理、排放問題，對自然環(huán)境保護和居民生活環(huán)境改善等問題意義重大。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種基于污泥活性再生的生物造粒流化床污水處理工藝及反應(yīng)器，適用于污水量小、無條件大規(guī)模收集情況下的就地處理。通過對特定區(qū)域內(nèi)的污水進行收集，應(yīng)用活性污泥再生型生物造粒流化床污水處理工藝及配套的反應(yīng)器，在該反應(yīng)器內(nèi)利用顆粒污泥的吸附作用以及污泥內(nèi)微生物的代謝作用在短時間內(nèi)(3.5h)同步實現(xiàn)污水中的SS、C0D、B0D、N、P等營養(yǎng)物質(zhì)的去除，處理水中SS、C0D、B0D、P等指標可穩(wěn)定達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)中的一級A標準，TN、NH3-N指標達到一級B標準，大大減小污水中污染物向環(huán)境中的排放量。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種基于污泥活性再生的生物造粒流化床污水處理工藝，包括如下步驟:將污水與來自反應(yīng)器污泥儲存筒的回流污泥一起送入污泥活性再生筒；

在污泥活性再生筒中充分曝氣使污泥活性再生，同時向其中投加PAM ；將出污泥活性再生筒的污水/污泥混合物送入反應(yīng)器核心筒底部生物造粒區(qū)，生物造粒區(qū)內(nèi)有顆粒污泥層；在生物造粒區(qū)內(nèi)進行攪拌，使污水/污泥混合物自上而下通過顆粒污泥層，此時混合物中的污泥形成新的顆粒污泥；通過在反應(yīng)器核心筒內(nèi)壁設(shè)置排泥孔將多余的顆粒污泥排入反應(yīng)器污泥儲存筒;通過顆粒污泥層的污水繼續(xù)向上流動，先通過反應(yīng)器核心筒的固液分離區(qū)去除污水中細小污泥顆粒，之后進入清水區(qū)，并由出水管排出。
所述PAM的投加量為:每升污水中投加2 5mgPAM。所述反應(yīng)器污泥儲存筒的污泥回流比為50% 80%。所述污水在反應(yīng)器內(nèi)的總停留時間為3.5小時，其中污泥活性再生筒停留時間為
2.5小時，反應(yīng)器核心筒停留時間為I小時。本發(fā)明同時提供了一種基于污泥活性再生的生物造粒流化床污水處理反應(yīng)器，包括反應(yīng)器核心筒6、反應(yīng)器污泥儲存筒7和污泥活性再生筒8，所述反應(yīng)器核心筒6內(nèi)部自上而下分為:清水區(qū)、固液分離區(qū)和生物造粒區(qū)，反應(yīng)器攪拌裝置5的攪拌葉片位于生物造粒區(qū)，生物造粒區(qū)處的反應(yīng)器核心筒6內(nèi)壁開有通往反應(yīng)器污泥儲存筒7的核心筒排泥孔16，出反應(yīng)器污泥儲存筒7的污泥通過污泥回流泵9和回流污泥管道10回流至污泥活性再生筒8，出污水調(diào)節(jié)池I的污水通過污水提升泵2和污水管路3也送入污泥活性再生筒8，鼓風(fēng)機11通過空氣管路12接位于污泥活性再生筒8底部的曝氣裝置，污泥活性再生筒8的底部與反應(yīng)器核心筒6底部連通。所述污泥活性再生筒8與反應(yīng)器核心筒6的底部連通管道上設(shè)置有管道混合器15，加藥裝置13通過加藥管路14接所述管道混合器15。所述固液分離區(qū)應(yīng)用斜管沉淀原理。所述生物造粒區(qū)中有一層顆粒污泥層，核心筒排泥孔16位于顆粒污泥層上方。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:(I)本發(fā)明的處理工藝流程簡便，在一個反應(yīng)器內(nèi)同時完成污水中SS、COD、BOD、N、P等污染物的去除。(2)本發(fā)明的·水力停留時間短(約3.5h)，僅為目前主流污水生物處理工藝(水力停留時間12 16h)的20 30%，處理設(shè)施占地面積小。(3)本發(fā)明的處理工藝所產(chǎn)生的剩余污泥含水率可低至97%，與主流污水生物處理工藝的剩余污泥(含水率約99 99.9%)相比，污泥量大幅減少。(4)本發(fā)明的反應(yīng)器可以進行模塊化制作，并進行規(guī)?；a(chǎn)，針對不同規(guī)模的污水量，僅需增加相應(yīng)的處理模塊，大大縮短工程建設(shè)周期。(5)本發(fā)明的污水處理方法所使用的設(shè)備簡單，經(jīng)過簡單培訓(xùn)一般工人即可掌握操作方法，無需專業(yè)操作人員、便于使用。


圖1是本發(fā)明反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例詳細說明本發(fā)明的實施方式。如圖1所示，一種基于污泥活性再生的生物造粒流化床污水處理反應(yīng)器，反應(yīng)器4總體上包括反應(yīng)器核心筒6、反應(yīng)器污泥儲存筒7和污泥活性再生筒8，所述反應(yīng)器核心筒6內(nèi)部自上而下分為:清水區(qū)、固液分離區(qū)和生物造粒區(qū)，反應(yīng)器攪拌裝置5的攪拌葉片位于生物造粒區(qū)，生物造粒區(qū)處的反應(yīng)器核心筒6內(nèi)壁開有通往反應(yīng)器污泥儲存筒7的核心筒排泥孔16，出反應(yīng)器污泥儲存筒7的污泥通過污泥回流泵9和回流污泥管道10回流至污泥活性再生筒8，出污水調(diào)節(jié)池I的污水通過污水提升泵2和污水管路3也送入污泥活性再生筒8，鼓風(fēng)機11通過空氣管路12接位于污泥活性再生筒8底部的曝氣裝置，污泥活性再生筒8的底部與反應(yīng)器核心筒6底部連通，并在連通管道上設(shè)置有管道混合器15，加藥裝置13通過加藥管路14接所述管道混合器15?；谝陨戏磻?yīng)器，本發(fā)明的的污水處理工藝如下:利用污水提升泵2從污水調(diào)節(jié)池I中抽取污水，通過污水管路3送入污泥活性再生筒8，同時利用污泥回流泵9從反應(yīng)器污泥儲存筒7抽取回流污泥，通過回流污泥管道10也送入污泥活性再生筒8。在污泥活性再生筒8中，利用鼓風(fēng)機11通過空氣管路12向底部的曝氣裝置鼓入氣體進行曝氣，在充分曝氣的情況下，使回流污泥活性再生，并提高待處理污水的溶解氧水平，隨后污水/污泥混合物從污泥活性再生筒8的底部通過連通管路自流進入反應(yīng)器核心筒6。在該連通管路中投加藥劑聚丙烯酰胺(PAM)，每升污水中投加2 5mg，用管道混合器15使得藥劑與待處理污水混合均勻。打開反應(yīng)器攪拌裝置5，待處理污水首先進入到反應(yīng)器核心筒6底部的生物造粒區(qū)，生物造粒區(qū)內(nèi)有一層濃度很高的顆粒污泥層，污水自下而上流過顆粒污泥層時，活性再生后的污泥在混凝劑和由反應(yīng)器攪拌裝置5產(chǎn)生的水力剪切共同作用下形成新的顆粒污泥，在此過程中污水中的SS、C0D、B0D、N、P等營養(yǎng)物質(zhì)被吸附到顆粒污泥上，通過污泥內(nèi)的微生物的代謝作用將其去除；顆粒污 泥的吸附作用及微生物代謝作用會引起的顆粒污泥層的增長，通過在核心筒排泥孔16將多余的顆粒污泥排入反應(yīng)器污泥儲存筒7，可以將反應(yīng)器核心筒6內(nèi)的顆粒污泥層控制在特定高度，以保證系統(tǒng)的正常運行。通過顆粒污泥層的污水繼續(xù)向上流動，水中細小的污泥顆粒經(jīng)固液分離區(qū)去除后進入清水區(qū)，并由出水管排出。排入反應(yīng)器污泥儲存筒7的顆粒污泥內(nèi)含有大量未被生物降解的有機污染物，生物活性處于較低水平，一部分污泥作為剩余污泥被排出系統(tǒng)，其余部分污泥經(jīng)污泥回流泵9加壓回流至污泥活性再生筒8，污泥回流比為50% 80%。污泥活性再生后，隨污水再次進入反應(yīng)器核心筒6完成生物造粒作用并去除水中污染物。污水在反應(yīng)器內(nèi)的總停留時間為3.5小時，其中污泥活性再生筒停留時間為2.5小時，反應(yīng)器核心筒停留時間為I小時。
權(quán)利要求
1.一種基于污泥活性再生的生物造粒流化床污水處理工藝，其特征在于，包括如下步驟: 將污水與來自反應(yīng)器污泥儲存筒的回流污泥一起送入污泥活性再生筒； 在污泥活性再生筒中充分曝氣使污泥活性再生，同時向其中投加PAM ； 將出污泥活性再生筒的污水/污泥混合物送入反應(yīng)器核心筒底部生物造粒區(qū)，生物造粒區(qū)內(nèi)有顆粒污泥層； 在生物造粒區(qū)內(nèi)進行攪拌，使污水/污泥混合物自上而下通過顆粒污泥層，此時混合物中的污泥形成新的顆粒污泥； 通過在反應(yīng)器核心筒內(nèi)壁設(shè)置排泥孔將多余的顆粒污泥排入反應(yīng)器污泥儲存筒； 通過顆粒污泥層的污水繼續(xù)向上流動，先通過反應(yīng)器核心筒的固液分離區(qū)去除污水中細小污泥顆粒，之后進入清水區(qū)，并由出水管排出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理工藝，其特征在于，所述PAM的投加量為:每升污水中投加2 5mgPAM。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理工藝，其特征在于，所述反應(yīng)器污泥儲存筒的污泥回流比為50% 80%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理工藝，其特征在于，所述污水在反應(yīng)器內(nèi)的總停留時間為3.5小時，其中污泥活性再生筒停留時間為2.5小時，反應(yīng)器核心筒停留時間為I小時。
5.基于污泥活性再生的生物造粒流化床污水處理反應(yīng)器，包括反應(yīng)器核心筒(6)、反應(yīng)器污泥儲存筒(7)和污泥活性再生筒(8)，其特征在于，所述反應(yīng)器核心筒(6)內(nèi)部自上而下分為:清水區(qū)、固液分離區(qū)和生物造粒區(qū)，反應(yīng)器攪拌裝置(5)的攪拌葉片位于生物造粒區(qū)，生物造粒區(qū)處的反應(yīng)器核心筒(6)內(nèi)壁開有通往反應(yīng)器污泥儲存筒(7)的核心筒排泥孔(16)，出反應(yīng)器污泥儲存筒(7)的污泥通過污泥回流泵(9)和回流污泥管道(10)回流至污泥活性再生筒(8)，出污水調(diào)節(jié)池(I)的污水通過污水提升泵(2)和污水管路(3)也送入污泥活性再生筒(8)，鼓風(fēng)機(11)通過空氣管路(12)接位于污泥活性再生筒(8)底部的曝氣裝置，污泥活性再生筒(8 )的底部與反應(yīng)器核心筒(6 )底部連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述污泥活性再生筒(8)與反應(yīng)器核心筒(6)的底部連通管道上設(shè)置有管道混合器(15)，加藥裝置(13)通過加藥管路(14)接所述管道混合器(15)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述固液分離區(qū)采用斜管沉淀。
8.根據(jù) 權(quán)利要求5所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述生物造粒區(qū)中有一高濃度的顆粒污泥層，核心筒排泥孔(16)位于顆粒污泥層上方。
全文摘要
一種基于污泥活性再生的生物造粒流化床污水處理工藝，將污水與來自反應(yīng)器污泥儲存筒的回流污泥一起送入污泥活性再生筒，在污泥活性再生筒中充分曝氣使污泥活性再生，同時向其中投加PAM，然后送入反應(yīng)器核心筒底部有顆粒污泥層的生物造粒區(qū)，攪拌使其自上而下通過顆粒污泥層，通過在反應(yīng)器核心筒內(nèi)壁的排泥孔將多余的顆粒污泥排入反應(yīng)器污泥儲存筒，污水繼續(xù)向上流動，通過固液分離區(qū)去除細小污泥顆粒，之后進入清水區(qū)由出水管排出，本發(fā)明同時提供了一種實現(xiàn)該工藝的反應(yīng)器，本發(fā)明處理工藝流程簡便，在一個反應(yīng)器內(nèi)同時完成污水中SS、COD、BOD、N、P等污染物的大幅削減。本發(fā)明的水力停留時間短，處理設(shè)施占地面積小。
文檔編號C02F9/14GK103241831SQ20131020250
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月28日
發(fā)明者金鵬康, 王曉昌, 任武昂 申請人:西安建筑科技大學(xué)