申请日2019.03.19
公开(公告)日2019.05.17
IPC分类号C02F3/02; C02F3/28
摘要
本发明涉及一种颗粒污泥培育床，其包括培育槽，在所述培育槽内设有填料架，填料架上设有填料;填料架或填料受一个激振装置驱动，使填料架或填料在所述培育槽内发生机械振动;培育槽还设有进水口、出水口和设于底部的排空口。所述培育床能高效且低能耗地培育好氧或厌氧颗粒污泥，还可以作为临时或小型的污水处理设备。本发明是通过振动的方式培育填料上的微生物，微生物在振动的状态下逐渐布满填料架，覆盖堆叠，最后在不同的振动强度下(比如提高振动幅度或频率)，填料表面会形成特有的颗粒状结构，随着振动的持续，这部分颗粒脱落形成颗粒状物。本发明还涉及包含所述颗粒污泥培育床的培育系统、以及应用所述污泥培育系统的颗粒污泥培育方法。
权利要求书
1.一种颗粒污泥培育床，其特征在于，其包括：
培育槽，在所述培育槽内设有填料架，所述填料架上设有填料;所述填料架或填料受一个激振装置驱动，使所述填料架或填料在所述培育槽内发生机械振动;所述培育槽设有进水口、出水口和设于底部的排空口。
2.根据权利要求1所述的一种颗粒污泥培育床，其特征在于，所述培育槽还连接有盛装酸碱度调节药剂的pH调节罐。
3.根据权利要求1所述的一种颗粒污泥培育床，其特征在于，所述培育槽内侧设有填料架基座，所述填料架基座通过弹性支撑杆支撑和连接所述填料架;所述激振装置通过传振杆与所述填料架连接;所述激振装置为偏心振动电机;
或者，所述填料架和/或填料为含有磁体或能被磁体作用的金属体组成，所述激振装置设于所述培育槽外部，为能够提供交替变化磁场的装置，使所述填料架能被所述培育槽外部的激振装置驱动而发生机械振动;
其中，所述填料架基座设于所述培育槽的底部、侧壁或顶部。
4.根据权利要求1所述的一种颗粒污泥培育床，其特征在于，所述填料架上的填料为柔性填料或刚性填料。
5.根据权利要求1所述的一种颗粒污泥培育床，其特征在于，所述培育槽内设有曝气装置，所述曝气装置为曝气管或曝气盘。
6.根据权利要求1所述的一种颗粒污泥培育床，其特征在于，包括多个所述培育槽，所述多个培育槽之间以串联或并联方式连接。
7.一种颗粒污泥培育系统，其特征在于，其包括：
至少一个培育床，所述培育床为权利要求1-6任一项所述的培育床;所述培育床的培育槽出水口连接一个分离器，所述分离器包括一个分离塔，所述分离塔内部的上方设有搅拌叶轮，所述分离塔底部设有排泥口。
8.根据权利要求7所述的一种颗粒污泥培育系统，其特征在于，所述分离塔内设有一个集絮罩，所述集絮罩下端设有开口部，所述搅拌叶轮设于所述集絮罩的内侧;所述分离塔包括入水口和排水口，所述入水口位于所述分离塔的下部，所述排水口位于所述分离塔的上部。
9.根据权利要求7或8所述的一种颗粒污泥培育系统，其特征在于，所述培育槽和/或分离塔内设有温度调节管，所述温度调节管内通入热媒或冷媒以调节所述培育槽和/或分离塔内的温度条件。
10.一种颗粒污泥培育方法，其特征在于，采用权利要求7-9所述的颗粒污泥培育系统，且包含如下步骤：
S1:向培育槽内加入一定量要培育成颗粒污泥的原始絮状污泥，向进水口注入自来水，并向培育槽中加含有易降解有机质及氮磷源的预配制水进行初期培育，使填料架和填料上挂泥;
S2:开启激振装置，并向培育槽内注入污泥营养剂，控制培育槽内水的溶氧度提供好氧或厌氧环境;在这个过程中培育槽内的生物絮体发生碰撞结合，并在填料表面形成生物膜;
S3:随着激振装置的振动强度增大或振动时间延长，一些生物膜碎片从填料上脱落形成颗粒污泥，其中密度较大的颗粒污泥直接沉降在培育槽底部，部分漂浮态的颗粒污泥离开随水流入分离器，在分离器中再次沉降，少量漂浮在上部的污泥被搅拌叶轮破碎后沉降到分离器底部;
S4:在培育槽底部的排空口和分离器底部的排泥口收集颗粒污泥。
说明书
一种颗粒污泥培育床、培育系统及颗粒污泥培育方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，特别涉及一种颗粒污泥培育床、培育系统及颗粒污泥培育方法。
背景技术
当今工业发展迅速，相应而来的环境问题也在困扰着人们的生活。各个工厂中源源不断的排放着废水、废气、废渣等。而水，作为生命之源，水质的污染对人类健康和自然生态环境带来严重威胁。为了控制成本，保证出水可以满足环境的排放指标，生物水处理法正广泛地应用在城市污水和工业污水的处理过程中。近年来，好氧颗粒污泥、厌氧颗粒污泥法也受到人们的广泛关注。好氧/厌氧污泥因具有高效，稳定的处理能力，而使得其有着极为广阔的应用前景。厌氧颗粒可以有效降解水体中难降解的有机质，并产生可以被回收再利用的可燃气体，这些可燃气体在偏远山村地区亦可作为燃料提供。好氧颗粒可高效彻底地降解一些有机质，从而使难降解水可得到有效处理。
然而，颗粒污泥虽可有效处理污水，但如何培育颗粒污泥是一个比较困难且高能耗的过程。比如厌氧氨氧化颗粒污泥，通常需要在高回流比的反应器中，经过近一年以上的运行才会有一定量的颗粒形成，而部分好氧颗粒污泥也是如此。在这个漫长的过程中，泵的能耗很高，且由于反应器的内部空间构型，会存在流动死区，导致部分污泥堆叠在死角内难以被利用。在高流速下，许多污泥又会随着水流流失。反应器的容积通常较小且结构较为复杂，当反应内污泥较多时还会出现各种复杂和不稳定的状态。在实际的工程应用中，颗粒污泥量太少的情况下难以启动大型的污水处理设备/系统。因此，如何高效且低能耗地培育出颗粒污泥已变得尤为重要。
发明内容
(一)要解决的技术问题
为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种颗粒污泥培育床，能高效且低能耗地培育好氧或厌氧颗粒污泥，还可以作为临时或小型的污水处理设备。本发明还涉及包含所述颗粒污泥培育床的培育系统、以及应用所述污泥培育系统的颗粒污泥培育方法。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
一种颗粒污泥培育床，其包括：
培育槽，在所述培育槽内设有填料架，所述填料架上设有填料;所述填料架或填料受一个激振装置驱动，使所述填料架或填料在所述培育槽内发生机械振动;所述培育槽设有进水口、出水口和设于底部的排空口。
在本发明一个较佳实施例中，所述培育槽还连接有盛装酸碱度调节药剂的pH调节罐。调节培育池内的pH，保证进水pH值在5.6-9之内，更优选为6.5-7.5。
在本发明一个较佳实施例中，所述进水口设于所述培育槽下部，所述出水口设于所述培育槽上部;或者所述进水口设于所述培育槽上部，所述出水口设于所述培育槽下部。
在本发明一个较佳实施例中，所述培育槽内侧设有填料架基座，所述填料架基座通过弹性支撑杆支撑和连接所述填料架;所述激振装置通过传振杆与所述填料架连接;所述激振装置为偏心振动电机;
或者，所述填料架和/或填料为含有磁体或能被磁体作用的金属体组成，所述激振装置设于所述培育槽外部，为能够提供交替变化磁场的装置，使所述填料架能被所述培育槽外部的激振装置驱动而发生机械振动;
其中，所述填料架基座设于所述培育槽的底部、侧壁或顶部。
优选地，当所述填料架基座为设于所述培育槽底部时，还可使所述填料架基座设置为筛网，通过筛网将符合特定尺寸要求的颗粒污泥从所述筛网底部漏出，从培育槽底部的排空口排出。
在本发明一个较佳实施例中，所述填料架上的填料为柔性填料或刚性填料。优选地，所述填料为柔性网格填料，如塑料拉制柔网，也可以为化纤或棉质柔性材质制成的编织网布，还可以是化纤或棉质柔性材质配以刚性骨架制成的柔网。
在本发明一个较佳实施例中，所述培育槽底部呈锥体角度设置，以便汇集并导出颗粒污泥。
在本发明一个较佳实施例中，所述培育槽内设有曝气装置，所述曝气装置为曝气管或曝气盘。
在本发明一个较佳实施例中，包括多个所述培育槽，所述多个培育槽之间以串联或并联方式连接。
一种颗粒污泥培育系统，其包括：
至少一个培育床，所述培育床为以上任一较佳实施例中所述的培育床;所述培育床的培育槽出水口连接一个分离器，所述分离器包括一个分离塔，所述分离塔内部的上方设有搅拌叶轮，所述分离塔底部设有排泥口。
在本发明一个较佳实施例中，所述分离塔内设有一个集絮罩，所述集絮罩下端设有开口部，所述搅拌叶轮设于所述集絮罩的内侧;所述分离塔包括入水口和排水口，所述入水口位于所述分离塔的下部，所述排水口位于所述分离塔的上部。
在本发明一个较佳实施例中，所述分离塔底部呈锥体角度设置，以便汇集并导出颗粒污泥。
在本发明一个较佳实施例中，所述培育槽和/或分离塔内设有温度调节管，所述温度调节管内通入热媒或冷媒以调节所述培育槽和/或分离塔内的温度条件。
本发明还提供一种颗粒污泥培育方法，其是采用上述颗粒污泥培育系统，且包含如下步骤：
S1:向培育槽内加入一定量要培育成颗粒污泥的原始絮状污泥，向进水口注入自来水，并向培育槽中加含有易降解有机质及氮磷源的预配制水进行初期培育，使填料架和填料上挂泥;
S2:开启激振装置，并向培育槽内注入污泥营养剂(加常规的污泥营养剂即可，比如主要成分为葡萄糖或乙酸钠，并含有少量铵盐等复合物)，控制培育槽内水的溶氧度提供好氧或厌氧环境;在这个过程中培育槽内的生物絮体发生碰撞结合，并在填料表面形成生物膜;
S3:随着激振装置的振动强度增大或振动时间延长，一些生物膜碎片从填料上脱落形成颗粒污泥，其中密度较大的颗粒污泥直接沉降在培育槽底部，部分漂浮态的颗粒污泥离开随水流入分离器，在分离器中再次沉降，少量漂浮在上部的污泥被搅拌叶轮破碎后沉降到分离器底部;
S4:在培育槽底部的排空口和分离器底部的排泥口收集颗粒污泥。
(三)有益效果
本发明的有益效果是：
(1)本发明的颗粒污泥培育系统，可用于培育好氧或厌氧颗粒污泥。在培育过程中，由于激振装置可驱动填料架振动，使原始絮状污泥之间相互碰撞，这就为絮状污泥附着在填料上提供条件，同时为絮状污泥的絮凝提供了碰撞结合的条件，使填料上很快有生物膜附着。本发明是通过振动的方式培育填料上的微生物，微生物在振动的状态下逐渐布满填料架，覆盖堆叠，最后在不同的振动强度下(比如提高振动幅度或频率)，填料表面会形成特有的颗粒状结构，随着振动的持续，这部分颗粒脱落形成颗粒状物。与高回流反应器所需的泵能耗相比，振动的能耗很低，且对微生物的活性有着很好的促进作用，生物膜上的污泥生长速度很快，同时培育槽内不会有死区，传质效果良好，培育槽内各部位都处于一个很好的运行工况下。
(2)本发明的颗粒污泥培育系统中所设置的激振装置，通过调节其振动强度，可以控制颗粒污泥最终的粒径大小，使生产出的颗粒污泥可适应污水处理过程中不同的工艺参数，处理不同类型的污水。
(3)激振装置驱动填料架振动，使培育槽内的水产生细小的旋涡体，原始絮状泥会很快絮结长大成颗粒污泥。由于填料架上的填料来回振动，不仅有利于填料上生物膜的剥落，还会让颗粒污泥成长得更加密实。
(4)本发明的颗粒污泥培育系统，解决了传统颗粒污泥培育的诸多问题，简化了传统培育颗粒污泥反应器的结构，提升了反应器的操作性，可高效且低能耗地培育颗粒污泥，以提供大型的污水处理设备/系统使用。本发明的颗粒污泥培育系统还可以作为一般的临时废水处理系统，临时应用于小型的污水处理场合，亦可作小型设备在小试和中试中使用。每个培育槽可单独使用，也可以通过接续串联、并联等方式使用。
(5)本发明的的颗粒污泥培育系统，颗粒污泥培育效率高、周期短、能耗低、对外界环境无特殊要求、占地面积和空间很小，设备体积最小可做至0.001立方米以内(底面积不到0.01平方米，高不超过0.1m)，最大无上限。
(6)本发明的颗粒污泥培育系统，可维持很高的微生物量下运转，无需回流等辅助设备，且一经启动可以连续产出颗粒，不需要二次启动，可随时启停，抗冲击性强。使用本发明污泥培育系统培育出来的颗粒密度大、沉降性好，可根据需要调控污泥的平均粒径。
