一種高效脫氮好氧顆粒污泥反應(yīng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種高效脫氮好氧顆粒污泥反應(yīng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著城鎮(zhèn)化發(fā)展，我國水體污染已由COD為代表的“有機(jī)物污染”向氮素污染的“富營養(yǎng)化污染”轉(zhuǎn)化。水體環(huán)境中氮素污染嚴(yán)重，氮素超標(biāo)所導(dǎo)致的湖泊藻類爆發(fā)及沿?！俺喑薄鳖l頻發(fā)生，但我國目前較多的傳統(tǒng)活性污泥法污水處理廠工藝仍不具有高效的脫氮能力，污水處理廠尾水達(dá)標(biāo)排放成為迫切需要解決的問題。傳統(tǒng)活性污泥工藝對總氮去除效率較低，為提高脫氮效果，在傳統(tǒng)活性污泥工藝的基礎(chǔ)上開發(fā)了強(qiáng)化脫氮工藝(如厭氧-缺氧-好氧工藝)，通過設(shè)置具有不同溶解氧含率的反應(yīng)單元來實(shí)現(xiàn)微生物功能分區(qū)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)反硝化脫氮。由于需要建設(shè)獨(dú)立反應(yīng)單元及污泥回流，強(qiáng)化脫氮工藝增加了建設(shè)及運(yùn)行費(fèi)用。另一方面，市政污水尤其是小城鎮(zhèn)生活污水具有COD低氨氮高的特點(diǎn)，往往需要在反硝化過程中投加碳源，從而增加了脫氮的成本。
[0003]好氧顆粒污泥具有致密的結(jié)構(gòu)，良好的沉降性能，抗沖擊能力及良好的污染物處理能力。其內(nèi)部由于傳質(zhì)阻力對溶解氧的限制，具有由外向內(nèi)形成好氧區(qū)-缺氧區(qū)結(jié)構(gòu)，為脫氮微生物群落提供了合適的生存環(huán)境，顆粒內(nèi)部存在同步硝化反硝化作用，使好氧顆粒污泥具有良好的脫氮效果，且無須額外設(shè)置反硝化池及外碳源投加。由于好氧顆粒污泥工藝無需獨(dú)立設(shè)置二沉池及反硝化池，其減少了 75%的占地面積及50%的能耗。
[0004]目前好氧顆粒污泥法主要應(yīng)用于屠宰，釀造等高強(qiáng)度廢水處理(容積負(fù)荷3kg/COD.m3.(!以上)，具有良好的污染物脫除效果。但在低強(qiáng)度進(jìn)水條件(容積負(fù)荷1.5 kg/COD -Hi3-Cl以下)下，好氧顆粒污泥存在總氮去除效果處理差的問題。目前，我國大多數(shù)市政污水處理廠進(jìn)水濃度及負(fù)荷均較低(進(jìn)水COD小于500mg/L，容積負(fù)荷小于1.5 kg/COD.m3.d)，對好氧顆粒污泥工藝的應(yīng)用造成了制約。高強(qiáng)度進(jìn)水條件下，好氧顆粒污泥生長速率快，從而形成粒徑較大的致密顆粒(平均粒徑可達(dá)Icm以上)。傳質(zhì)阻力的限制使溶解氧無法滲透入顆粒內(nèi)部，在顆粒結(jié)構(gòu)中形成了由外向內(nèi)的好氧-缺氧區(qū)，為脫氮微生物群落提供了合適的生存環(huán)境，從而具有良好同步脫氮效果。而在低強(qiáng)度進(jìn)水條件下，好氧顆粒污泥生長變慢，形成的顆粒粒徑小(平均粒徑小于0.5mm)，傳質(zhì)阻力低，使溶解氧能滲透進(jìn)入顆粒內(nèi)部。同時(shí)，低強(qiáng)度進(jìn)水條件下COD及氨氮被迅速氧化，使反應(yīng)器中溶解氧含量迅速回升，進(jìn)一步促進(jìn)了溶解氧在顆粒內(nèi)部的傳質(zhì)，抑制了同步硝化反硝化作用。通過降低曝氣強(qiáng)度能降低溶解氧含量，但同時(shí)降低了水力剪切。研究表明高水力剪切有利于胞外聚合物的產(chǎn)生，其作用是提高了好氧顆粒污泥的疏水性，降低了表面吉布斯自由能，增強(qiáng)了污泥親和力，進(jìn)而促進(jìn)顆?；?。當(dāng)水力剪切降低時(shí)，好氧顆粒污泥的穩(wěn)定性迅速下降，容易導(dǎo)致顆粒污泥失穩(wěn)解體。因此在低COD高氨氮的低強(qiáng)度進(jìn)水條件下，如何提升好氧顆粒污泥脫氮效果成為主要研究問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本實(shí)用新型的目的在于設(shè)計(jì)提供一種高效脫氮好氧顆粒污泥反應(yīng)器的技術(shù)方案，其通過降低反應(yīng)器底部溶解氧產(chǎn)生缺氧分區(qū)，限制溶解氧在顆粒內(nèi)部的滲透從而形成好氧-缺氧區(qū)，強(qiáng)化低強(qiáng)度進(jìn)水條件下同步脫氮及總氮去除效果。
[0006]所述的一種高效脫氮好氧顆粒污泥反應(yīng)器，其特征在于包括用于接種好氧顆粒污泥的反應(yīng)器主體，反應(yīng)器主體底部設(shè)置進(jìn)水口、頂部設(shè)置液位計(jì)，反應(yīng)器主體中部設(shè)置出水口，反應(yīng)器主體腔體內(nèi)設(shè)置曝氣裝置，曝氣裝置設(shè)置在反應(yīng)器主體總高度1/3-1/4位置，反應(yīng)器主體底部與曝氣裝置之間每隔反應(yīng)器主體總高度1/8-1/10位置設(shè)置一個(gè)環(huán)狀導(dǎo)流槽，環(huán)狀導(dǎo)流槽固定在反應(yīng)器主體內(nèi)壁上，曝氣裝置通過進(jìn)氣管與鼓風(fēng)機(jī)連接，進(jìn)水口通過進(jìn)水管與進(jìn)水栗連接，進(jìn)水栗與污水配水池連接；還包括控制器，控制器與進(jìn)水栗、鼓風(fēng)機(jī)、液位計(jì)控制連接。
[0007]所述的一種高效脫氮好氧顆粒污泥反應(yīng)器，其特征在于反應(yīng)器主體的高度和內(nèi)徑的比值為5-7:1。
[0008]所述的一種高效脫氮好氧顆粒污泥反應(yīng)器，其特征在于曝氣裝置設(shè)置在反應(yīng)器主體總高度1/3-1/4位置，使得反應(yīng)器主體腔體上部成為好氧區(qū)，腔體下部成為缺氧區(qū)。
[0009]所述的一種高效脫氮好氧顆粒污泥反應(yīng)器，其特征在于所述的環(huán)狀導(dǎo)流槽向反應(yīng)器主體腔體內(nèi)傾斜設(shè)置，環(huán)狀導(dǎo)流槽與水平面的夾角為40-50度，環(huán)狀導(dǎo)流槽的寬度為反應(yīng)器主體內(nèi)徑的1/9-1/11。
[0010]所述的一種高效脫氮好氧顆粒污泥反應(yīng)器，其特征在于反應(yīng)器主體底部與曝氣裝置之間每隔反應(yīng)器主體總高度1/9位置設(shè)置一個(gè)環(huán)狀導(dǎo)流槽。
[0011]上述一種高效脫氮好氧顆粒污泥反應(yīng)器，通過調(diào)節(jié)曝氣裝置高度，降低反應(yīng)器底部溶解氧，產(chǎn)生缺氧分區(qū)強(qiáng)化低COD高氨氮進(jìn)水條件下的污染物去除效果；使出水COD及氨氮去除率達(dá)90%以上，總氮去除率達(dá)80%以上；同時(shí)，提高曝氣裝置高度降低了好氧區(qū)體積，使曝氣所需能耗降低了 25%-35% ;本實(shí)用新型具有污染物去除效率高、工藝成本低、占地面積小、產(chǎn)泥量低、易于大規(guī)模的應(yīng)用等特點(diǎn)。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為實(shí)施例1的MLSS (混合液懸浮固體濃度)及SVI (污泥體積指數(shù))隨時(shí)間變化趨勢圖；
[0014]圖3為實(shí)施例1的反應(yīng)器COD去除效果圖；
[0015]圖4為實(shí)施例1的反應(yīng)器氨氮及總氮去除效果圖；
[0016]圖5為實(shí)施例1的反應(yīng)器中水力條件模擬圖；
[0017]圖6為實(shí)施例1的反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行周期內(nèi)污染物及DO隨時(shí)間變化趨勢圖；
[0018]圖7為本實(shí)用新型反應(yīng)器主體的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖中:1-液位計(jì)、2-反應(yīng)器主體、3-出水口、4-曝氣裝置、5-環(huán)狀導(dǎo)流槽、6-進(jìn)水口、7-水配水池、8-進(jìn)水栗、9-控制器、10-鼓風(fēng)機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下結(jié)合具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0021]實(shí)施例1
[0022]該高效脫氮好氧顆粒污泥反應(yīng)器，包括用于接種好氧顆粒污泥的反應(yīng)器主體2，反應(yīng)器主體2底部設(shè)置進(jìn)水口 6、頂部設(shè)置液位計(jì)I，反應(yīng)器主體2中部設(shè)置出水口 3，反應(yīng)器主體2腔體內(nèi)設(shè)置曝氣裝置4，曝氣裝置4設(shè)置在反應(yīng)器主體2總高度1/3位置，反應(yīng)器主體2底部與曝氣裝置4之間每隔反應(yīng)器主體2總高度1/9位置設(shè)置一個(gè)環(huán)狀導(dǎo)流槽5，環(huán)狀導(dǎo)流槽5固定在反應(yīng)器主體2內(nèi)壁上，曝氣裝置4通過進(jìn)氣管與鼓風(fēng)機(jī)10連接，進(jìn)水口6通過進(jìn)水管與進(jìn)水栗8連接，進(jìn)水栗8與污水配水池7連接；還包括控制器9，控制器9與進(jìn)水