申请日2015.02.13
公开(公告)日2016.10.05
IPC分类号C02F3/30
摘要
本发明提出一种实现污泥快速沉降的SBR设备，包括柱形反应器主体、用于待处理污水进水的进水单元、曝气单元、加药单元、序批模式控制单元，进水管进入柱形反应器主体，进气管连接的曝气器设置在柱形反应器主体内;加药单元包括位于柱形反应器主体外的配药箱，配药箱连接有加药计量泵、进药阀及加药管，加药管进入柱形反应器主体。本发明使用具备有机电荷的纳米絮凝剂，将生化反应池及二沉池中的絮状活性污泥迅速凝结成颗粒态，凝聚物依靠纳米晶体的电极作用快速凝聚，从而加快悬浮物的沉降速度，缩短了活性污泥沉淀时间，可提高反应器内污泥浓度，提高了反应器的池容利用率。
权利要求书
1.一种实现污泥快速沉降的SBR设备，其特征在于，包括柱形反应器主体(1)、用于待处理污水进水的进水单元、曝气单元、加药单元、序批模式控制单元，
所述进水单元包括进水泵(2)、带有进水阀(3)的进水管以及均匀布水器(4)，所述进水管进入柱形反应器主体(1)，进水管连接的均匀布水器(4)设置在柱形反应器主体(1)下部;
所述曝气单元包括设置在柱形反应器主体(1)外的鼓风机(5)，鼓风机(5)连接带有进气阀(6)的进气管以及曝气器(7)，所述进气管进入柱形反应器主体(1)，进气管连接的曝气器(7)设置在柱形反应器主体(1)内，位于所述均匀布水器(4)的下方;
所述加药单元包括位于柱形反应器主体(1)外的配药箱(14)，配药箱(14)连接有加药计量泵(13)、进药阀(12)及加药管(11)，所述加药管(11)进入柱形反应器主体(1)内;
所述序批模式控制单元还包括一个电控箱(16)，电控箱内设置双循环数显时间继电器和中间继电器，所述双循环数显时间继电器连接中间继电器，所述中间继电器电连接所述进水阀(3)、进气阀(6)、进药阀(12)。
2.根据权利要求所述的SBR设备，其特征在于，所述的均匀布水器由多根布水管组成，所述布水管布置为网格式、隔栅式、放射形或鱼骨形，布水管朝下布置两排布水孔，布水孔的中心线与铅垂线成45°角;所述曝气器(7)为微孔曝气盘。
3.根据权利要求1所述的SBR设备，其特征在于，所述的配药箱(14)内设置有搅拌器，所述加药管为多孔管，所开的加药孔向下方向布置。
4.根据权利要求1-3任一所述的SBR设备，其特征在于，所述柱形反应器主体(1)上部设置有溢流口阀门(10)，底部设置有排泥阀(15)。
5.根据权利要求1-4任一所述的SBR设备，其特征在于，在所述柱形反应器主体(1)上设置有第一排水比时出水阀(8)和第二排水比时出水阀(9);所述第一排水比时出水阀(8)设置在柱形反应器主体(1)从下向上70-80%高度处，所述第二排水比时出水阀(9)设置在柱形反应器主体(1)40-60%高度处;两个排水阀均与所述中间继电器连接。
6.应用权利要求1-5任一所述的设备处理城市污水的方法，其特征在于，包括：
步骤一，开启进水阀和进水泵，此步骤进水量控制在处理量的55-65%;
步骤二，步骤一进水后，关闭进水阀门和进水泵，同时开启曝气阀门和鼓风机，空气通过反应器底部的微孔曝气器进入反应器，此步骤曝气时间控制为总曝气时间的55-65%;
步骤三，再次开启进水阀和进水泵，与步骤一相同的环境下运行，此次进水量控制在处理量的27-33%;
步骤四，关闭进水阀门和进水泵，同时开启曝气阀门和鼓风机，与步骤二相同的环境下运行，此次曝气时间控制为总曝气时间的27-33%;
步骤五，再次开启进水阀和进水泵，与步骤一相同的环境下运行，此次进水量控制在处理量的8-12%;
步骤六，关闭进水阀门和进水泵，同时开启曝气阀门和鼓风机，与步骤二相同的环境下运行，此次曝气时间控制为总曝气时间的8-12%;
步骤七，关闭鼓风机和曝气阀门，活性污泥在纳米絮凝剂作用下，形成大颗粒絮体，沉淀4-8分钟;
步骤八，开启排水阀，排水并静置4-8分钟，到此完成一个运行周期，之后再重复上述步骤。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤六中，在鼓风机停止曝气前2分钟，开启加药阀门和加药泵，控制1分钟之内加药完成，然后关闭加药泵和加药阀门，所加药剂为絮凝剂。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤七中沉淀时间5分钟。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤八中排水静置5分钟。
10.根据权利要求6-9任一所述的方法，其特征在于，每天控制运行步骤一至八的周期数为2-8个;每个周期内，进水总时间与曝气总时间之比在1:1.5～1:2之间。
说明书
一种实现污泥快速沉降的SBR设备及其应用
技术领域
本发明属于废水处理领域，具体涉及一种序批式活性污泥法废水处理工艺的设备和方法。
背景技术
序批式反应器(SBR)是在同一个反应器内，通过在时间上的交替进水、曝气、沉淀、排水和静置五个工序实现传统活性污泥法的整个过程。SBR法宜用于中、小型城镇污水和工业废水处理工程。据统计，2011年全国已建2716座城镇污水处理厂中，有超过17.7%的污水厂采用了SBR及其变形工艺。大部分的SBR反应器都是变水位运行的，在整个运行周期中SBR反应器内的水位并没有始终处于100%的水平，在进水和滗水及静置期间部分池容是闲置的，从某种程度上说SBR反应器的运行方式降低了反应器使用效率，从而微生物的工作时间效率会更低，最终影响出水水质。
随着我国经济快速发展及生活水平的提高，我多污水水量在日益增加，许多城市污水处理规模不足，污水处理厂普遍处于“超负荷”运转状态。持续超负荷运行使得生物处理单元污泥性能变差，处理效果下降，污泥上浮进而影响污泥的沉降性能，最终导致出水无法稳定达标。同时，我国各级政府对水污染治理标准提出了更高的要求，因此，目前大部分污水处理厂面临工艺改造、提升处理标准的严峻问题。部分污水处理厂采用投加PAM、聚铁、聚铝等化学药剂作为应急手段，实现城镇污水处理厂的污泥快速沉淀，提高出水水质。然而这些传统絮凝剂的投加不仅药剂用量大，增加运行成本;而且增加污泥产生量，进而造成后续污泥处理负荷增大;此外，残留离子浓度较高，可能造成二次污染问题。
发明内容
针对现有技术的不足之处，本发明的目的是提出一种用于城市污水处理的实现污泥快速沉降的SBR设备。
本发明的另一目的是提出应用所述设备处理污水的方法。
实现本发明目的的技术方案为：
一种实现污泥快速沉降的SBR设备，包括柱形反应器主体、用于待处理污水进水的进水单元、曝气单元、加药单元、75%排水比时出水阀、50%排水比时出水阀、序批模式控制单元，
所述进水单元包括进水泵、带有进水阀的进水管以及均匀布水器，所述进水管进入柱形反应器主体，进水管连接的均匀布水器设置在柱形反应器主体下部;
所述曝气单元包括设置在柱形反应器主体外的鼓风机，鼓风机连接带有进气阀的进气管以及曝气器，所述进气管进入柱形反应器主体，进气管连接的曝气器设置在柱形反应器主体内，位于所述均匀布水器的下方;
所述加药单元包括位于柱形反应器主体外的配药箱，配药箱连接有加药计量泵、进药阀及加药管，所述加药管进入柱形反应器主体内，
所述序批模式控制单元还包括一个电控箱，电控箱内设置双循环数显时间继电器和中间继电器，所述双循环数显时间继电器连接中间继电器，所述中间继电器连接所述进水阀、进气阀、进药阀。
其中，所述的均匀布水器由多根布水管组成，所述布水管布置为网格式、隔栅式、放射形或鱼骨形，布水管朝下布置两排布水孔，布水孔的中心线与铅垂线成45°角。
两排布水孔优选为两边对称布置，达到均匀布水。
优选地，所述曝气器为微孔曝气盘。
进一步地，所述的配药箱内设置有搅拌器，所述加药管为多孔管，所开的加药孔向下方向布置。
其中，所述柱形反应器主体上部设置有溢流口阀门，底部设置有排泥阀。
进一步地，在所述柱形反应器主体上设置有第一排水比时出水阀和第二排水比时出水阀;所述第一排水比时出水阀设置在柱形反应器主体从下向上70-80%高度处，所述第二排水比时出水阀设置在柱形反应器主体40-60%高度处;两个排水阀均与中间继电器连接。整个控制系统分自动手动两部分，既能够实现无人值守的全自动运行，也能够调整为手动模式进行检测、修正。
应用本发明所述的设备处理城市污水的方法，包括：
步骤一，开启进水阀和进水泵，此步骤进水量控制在处理量的55-65%;
步骤二，步骤一进水后，关闭进水阀门和进水泵，同时开启曝气阀门和鼓风机，空气通过反应器底部的微孔曝气器进入反应器，此步骤曝气时间控制为总曝气时间的55-65%;
步骤三，再次开启进水阀和进水泵，与步骤一相同的环境下运行，此次进水量控制在处理量的27-33%;
步骤四，关闭进水阀门和进水泵，同时开启曝气阀门和鼓风机，与步骤二相同的环境下运行，此次曝气时间控制为总曝气时间的27-33%;
步骤五，再次开启进水阀和进水泵，与步骤一相同的环境下运行，此次进水量控制在处理量的8-12%;
步骤六，关闭进水阀门和进水泵，同时开启曝气阀门和鼓风机，与步骤二相同的环境下运行，此次曝气时间控制为总曝气时间的8-12%;
步骤七，关闭鼓风机和曝气阀门，活性污泥在纳米絮凝剂作用下，形成大颗粒絮体，沉淀4-8分钟;
步骤八，开启排水阀，排水并静置4-8分钟。到此完成一个运行周期。之后再重复上述步骤。
步骤一中，开启进水阀和进水泵后，污水通过反应器底部均匀布水器进入反应器，以较低的上升速度通过底部活性污泥层，形成厌氧环境，实现反硝化脱氮和厌氧释磷反应。进水量用进水时间控制，进水时间优选控制为总进水时间的60%。
步骤二开启曝气阀门和鼓风机形成好氧环境，实现有机物的去除，氨氮的氧化以及好氧吸磷反应。
所述步骤六中，在鼓风机停止曝气前2分钟，开启加药阀门和加药泵，控制1分钟之内加药完成，然后关闭加药泵和加药阀门，所加药剂为絮凝剂。
所述絮凝剂为纳米絮凝剂，可选自纳米级的粉末状聚丙烯酰胺、纳米壳聚糖、纳米聚硅酸、纳米聚合氯化铝中的一种或多种。实现活性污泥快速沉降同时抑制污泥膨胀;
本发明可达到5分钟内沉淀完成。因此优选地，步骤七中沉淀时间5分钟。
其中，步骤八中排水静置5分钟。
所述的方法，每天控制运行步骤一至八的周期数为2-8个;每个周期内，进水总时间与曝气总时间之比在1:1.5～1:2之间。
本发明的有益效果在于：
本发明中使用具备了特别有机电荷的纳米絮凝剂可以将生化反应池及二沉池中的絮状活性污泥迅速凝结成颗粒态，凝聚物依靠纳米晶体的电极作用快速凝聚，从而加快悬浮物的沉降速度，进而缩短了活性污泥沉淀时间，即缩短了序批式控制模式的反应周期，同时可提高反应器内污泥浓度，提高了反应器的池容利用率;此外，采用脉冲进水，控制厌氧进水、好氧曝气的重复循环，可以将前一个循环的硝化液与原始在厌氧环境下实现反硝化除氮，提高脱氮效果;此外厌氧-好氧环境有利于释磷及吸磷的反应，纳米絮凝剂还可起到化学除磷的作用，因此可实现超负荷条件下持续稳定脱氮除磷的高效处理效果。
