申请日2011.12.08
公开(公告)日2012.07.18
IPC分类号C02F11/02
摘要
本发明公开了一种水蚯蚓污泥减量强化生物脱氮反应装置，包括池体、生物载体、搅拌桨和微孔曝气器，所述的池体上设有进水口和出水口，所述池体底部设有排泥口;所述的池体内为消化区，所述的搅拌桨设于消化区中部，所述的微孔曝气器设于消化区底部，所述的生物载体均匀分布于搅拌桨周围。本发明装置在现有的污水处理装置中挂载生物填料以培育水蚯蚓，污水进入反应装置后，由微生物降解污水中的有机物、氮、磷等污染物质，同时，水蚯蚓摄食微生物生长代谢所产生的污泥，使污泥实现减量化。本发明为一种工艺简单、能耗低、环境友好、不产生二次污染的生态污水处理装置。
权利要求书
1.一种水蚯蚓污泥减量强化生物脱氮装置，包括池体(9)、生物载体 (2)、搅拌桨(3)和微孔曝气器(4)，所述的池体上设有进水口(1)和 出水口(5)，所述池体(9)底部设有排泥口(6)，其特征在于：所述的 池体(9)内为消化区，所述的搅拌桨(3)设于消化区中部，所述的微孔 曝气器(4)设于消化区底部。
2.根据权利要求1所述的水蚯蚓污泥减量强化生物脱氮装置，其特征 在于：所述的生物载体(2)为充有针状填料的弹性空心悬浮球填料。
3.根据权利要求2所述的水蚯蚓污泥减量强化生物脱氮装置，其特征 在于：所述的弹性空心悬浮球填料的球形外壳直径为8cm，外壳孔径为5 mm。
4.根据权利要求2所述的水蚯蚓污泥减量强化生物脱氮装置，其特征 在于：所述的弹性空心悬浮球填料内接种水蚯蚓(7)，单位池体水蚯蚓的 投加量为2.5g/L。
5.根据权利要求1所述的水蚯蚓污泥减量强化生物脱氮装置，其特征 在于：所述的生物载体(2)均匀分布于搅拌桨(3)周围。
说明书
一种水蚯蚓污泥减量强化生物脱氮装置
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，尤其涉及一种水蚯蚓污泥减量强化生物 脱氮装置。
背景技术
目前世界上90%的污水处理厂采用了活性污泥处理系统，由此产生了 大量的剩余污泥，其处理与处置费用占污水处理厂总运行费用的20%～ 40%，甚至高达60%。此外，随着污水处理率的提高，作为污水厂附属产 物的污泥产生量也随之增加。如何将产量巨大、增长迅速的污泥进行妥善 安全地处理处置，使其减量化、无害化、资源化，已受到国内外相关政府 部门和环境界学者的高度重视。
传统的污泥处理处置法如土地填埋、焚烧等非但无法从源头上减少污 泥产量，还会增加固体废物的额外处理负荷，增加运行成本，造成二次污 染，与国家提出的节能减排和生态环保的要求背道而驰。近年来，有学者 发现利用水蚯蚓捕食污泥，能从源头上减少污泥产量，是一种低能耗、低 排放，无副产物以及对环境不造成二次污染的“生态环保技术”，紧扣国 家探索中国环保新道路的发展主题。国内外的学者的研究表明水蚯蚓污泥 摄食量十分可观，对污泥减量的潜力较大。
然而，水蚯蚓捕食也会影响到污水生物处理系统的稳定性。相关学者 在进行水蚯蚓污泥减量的研究中，都曾观测到污水生物处理系统因水蚯蚓 捕食污泥而出现出水氮、磷等水质恶化的现象。氮、磷是引起水体富营养 化的主要因素，我国因排放的废水中所含的氮、磷引起的水体富营养化问 题十分严峻。据国家环保总局《2006年环境状况公报》公布，全国地表水 总体水质属中度污染。主要污染指标为高锰酸盐指数、氨氮和石油类等。 大型淡水湖泊均有不同程度的富营养状态，主要污染指标为氮、磷化合物。
因此，从污水生物系统泥水同步降解的技术层面和节能降耗的经济方 面，都迫切需要开发城市污水生物脱氮及污泥同步去除的新型反应装置， 这已成为我国污水处理和污泥处置领域的当务之急，具有极大的社会、环 境和经济效益。
发明内容
本发明的目的是为了解决污水处理厂污泥产量大和出水氨氮、总氮不 达标问题，基于污水处理系统泥水同步降解的技术层面和节能降耗的经济 层面，提出一种水蚯蚓污泥减量强化生物脱氮的新型装置。
一种水蚯蚓污泥减量强化生物脱氮反应装置，包括池体、生物载体、 搅拌桨和微孔曝气器，所述的池体上设有进水口和出水口，所述池体底部 设有排泥口;所述的池体内为消化区，所述的搅拌桨设于消化区中部，所 述的微孔曝气器设于消化区底部。所述的生物载体均匀分布于搅拌桨周 围。
所述的生物载体为多个空心悬浮球填料，优选采用球形外壳直径为8 cm、球面成多孔状、孔径为5mm的空心悬浮球填料。
所述空心悬浮球填料的内部装填针状弹性填料，使生物载体具有通透 性、高比表面积，所述的针状弹性填料内接种水蚯蚓，单位池体水蚯蚓的 投加量为2.5g/L，在最佳的底物条件和环境条件下，利用水蚯蚓与微生物 的复合生化作用，提高污泥处理系统的污泥减量效果，将污泥处置方式从 常规的“末端治理”转移到“源头控制”，于此同时，强化脱氮微生物的 脱氮效能，从而保证污水处理系统出水氨氮、总氮达标排放。
所述的水蚯蚓隶属环节动物门寡毛纲，是多细胞后生动物，对氨氮浓 度较为敏感，氨氮浓度在30～45mg/L时，水蚯蚓的产率系数在0.3左右， 且污泥减量效果最佳，污泥减量率可达30～40%。
本发明的水蚯蚓污泥减量强化生物脱氮反应装置具有良好的污泥减 量和污水生物脱氮效果，其运行方式依次为进水、好氧、缺氧、沉淀和排 水。污水由泵经进水口送入池体的消化区后，在好氧阶段，通过好氧的自 养型硝化和亚硝化菌的作用，污水中的氨氮氧化被为亚硝酸盐氮或硝酸盐 氮，系统采用微孔曝气，空气经气泵和微孔曝气器进入消化区，反应装置 内置生物载体，污水进入后，由于流离和生物粘附作用，污水中的悬浮物 等进入到球形多孔载体内部，并被载体内的水蚯蚓分泌的粘性物质捕获、 积累，具有较高的微生物浓度，有利于时硝化菌的培养和生长，同时，水 蚯蚓摄食微生物生长代谢所产生的污泥，使污泥减量化;在缺氧阶段，反 硝化细菌(脱氮菌)将好氧阶段产生的亚硝酸盐和硝酸盐转化为氮气或氮 氧化物从废水中逸出，从而达到从废水中脱氮的目的，反应装置中水蚯蚓 的存在会提高污水生物脱氮效果，此外，水蚯蚓能够迅速改善活性污泥的 沉降性能，加快污泥固液分离作用，从而进一步提高系统出水水质状态， TN去除率可由之前的25%～30%提高至60%～70%。在整个运行期间，反 应装置最佳温度为25℃～30℃，PH为6.5～8.5，M LSS为2000mg/L左右， 进水NH4+-N最佳为30mg/L左右，其中，好氧阶段生化反应时间由4h延 长至6h，以提高NH4+-N的去除率，并可消除NO2--N的累积现象。
采用本发明装置处理污水，其污泥减量率可达30%～40%，NH4+-N去 除率可达86.7%，TN去除率可达60%～70%。
本发明装置可实现污水处理系统中污泥高效减量及出水氨氮、总氮达 标排放，具有基建投资省、运行成本低、操作简单，不产生二次污染的特 点。
