一种好氧颗粒污泥培养系统及其运行方法与流程

本发明属于污泥培养，具体涉及一种好氧颗粒污泥培养系统及其运行方法。

背景技术：

1、当前在污水处理领域，特别是在采用活性污泥法的传统工艺流程中，存在着若干关键的技术挑战，这些挑战限制了好氧颗粒污泥的成功培养及其高效稳定运行。

2、首先，传统工艺在进水方式上无法有效促进好氧颗粒污泥的快速形成和长期稳定性。通常情况下，污水通过廊道或管道自流方式进入生化池，导致污水与已有的微生物群落快速混合，这种快速混合不利于颗粒污泥内核菌种如聚磷菌(pao)等的优选生长和颗粒化进程。一旦小颗粒污泥形成，由于进水方式的局限性，它们往往难以优先获取足够的有机物以进一步增大尺寸，最终影响整个系统的处理效率和稳定性。

3、其次，传统的曝气方式在控制溶解氧浓度及曝气量方面存在不足，难以营造出颗粒污泥内部厌氧、外部好氧的理想分层结构。过高的溶解氧导致颗粒污泥内部结构破坏，致使颗粒解体，丧失其优异的沉降和处理性能。同时，传统曝气系统在工作过程中容易产生大量冷凝水，由于没有有效的排出机制，不仅造成能源消耗的增加，还进一步影响到颗粒污泥的正常形成和维护。

4、最后，传统污水处理工艺中的排泥环节并未充分考虑对颗粒污泥和絮状污泥的有效筛选和分离。由于缺乏专门的污泥筛分系统，无论是尚未成熟的小颗粒污泥还是已形成的优质颗粒污泥，都在排泥过程中被一同排出，极大地削弱了污泥中颗粒污泥的积累和循环利用。这样既造成了资源的浪费，也不利于颗粒污泥在系统中的积累和稳定运行。

技术实现思路

1、(一)要解决的技术问题

2、鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种好氧颗粒污泥培养系统及其运行方法，通过对进水排水、曝气和排泥等环节进行技术创新和优化，以实现颗粒污泥的高效培养、维持其稳定性和提高污水处理的整体效能。

3、(二)技术方案

4、为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

5、1、一种好氧颗粒污泥培养系统，系统包括进水系统、污泥处理系统、曝气系统以及多个独立的颗粒污泥池培养系统，曝气系统包括曝气分配单元和多个曝气均匀器单元，多个曝气均匀器单元各自安装在相应的颗粒污泥池培养系统内部中，颗粒污泥池培养系统包括颗粒污泥池，所述颗粒污泥池从下至上依次间隔布置曝气均匀器单元、布水均质器单元、污泥促进器单元和排水稳定单元，其中，曝气均匀器单元将曝气系统分配来的气体均匀分散至池体中，以保证颗粒污泥的良好供氧条件；布水均质器单元使预处理后的进水均匀分布至池内，实现废水与微生物的有效接触；进水系统与布水均质器单元连通，以便经预处理后的废水能均匀进入颗粒污泥池培养系统，污泥促进器单元与污泥处理系统入口端相连，有效收集并传输处理过程中产生的污泥，污泥处理系统输出端设置多条支回流管线，其中，至少一条支路用于排放絮状污泥，其余支路与进水系统或颗粒污泥池培养系统连通。

6、可选地，曝气系统还包括多个排气器单元，排气器单元与曝气均匀器单元连通。

7、可选地，污泥处理系统包括污泥缓冲池和颗粒筛选器单元，污泥缓冲池的入口与污泥促进器单元连通，污泥缓冲池的出口与颗粒筛选器单元连通，污泥缓冲池还设置有污泥分质单元和出水口。

8、可选地，进水系统包括进水缓冲单元和进水分配单元，进水缓冲单元出水口通过管路与进水分配单元的入水口连通，进水分配单元的出水口与布水均质器单元连通。

9、可选地，颗粒筛选器单元设置多个用于输出污泥的支路，至少一支路用于排放絮状污泥，其余支路与颗粒污泥池培养系统连通，用于将筛选出来的颗粒污泥直接或间接回送到颗粒污泥池。

10、可选地，还包括加药系统，加药系统分别与颗粒污泥池和进水分配单元连通。

11、一种好氧颗粒污泥培养系统的运行方法，该方法包括：

12、s1、进水排水阶段：

13、待处理污水经进水分配单元分配和布水均质器单元引导，以推流式的形式注入各个颗粒污泥池培养系统；随着污水连续注入，各颗粒污泥池液位上升，污水中的悬浮物在颗粒污泥的吸附与生物降解作用下发生沉降，上清液随着液位的升高，液位超出设定阈值通过排水单元排出；

14、此阶段暂停曝气，促使颗粒污泥池内发生厌氧发酵和反硝化反应；

15、s2、排泥阶段：

16、进水排水程序完成后，污泥促进器单元将颗粒污泥池内絮状污泥和少量颗粒污泥排到污泥缓冲池中，此过程伴随着液面下降，使排水稳定单元脱离液面暴露在外；

17、s3、曝气生化反应阶段：

18、排泥完毕后，空气通过曝气分配单元进入各个颗粒污泥池培养系统内部的曝气均匀器单元，对颗粒污泥池培养系统均匀曝气，同时排气器单元对曝气过程中的空气进行调控；

19、在此阶段，未排放的絮状污泥在曝气剪切力作用下转化为颗粒污泥且颗粒污泥粒径增长至0.2mm及以上，并在此过程中实现磷的吸附去除、有机污染物的生物降解以及硝化反应，以达到污水的净化目标；

20、s4、污泥循环利用阶段：

21、在曝气反应阶段，污泥缓冲池内的污泥通过污泥分质单元进行泥水分离作业，分离所得的上清液与颗粒污泥池的排水合并排至下游进行深度处理，泥水分离后的剩余污泥排放到颗粒筛选器单元中，经颗粒筛选器单元处理，将筛选出的优质颗粒污泥重新返回至颗粒污泥污池或进水缓冲单元以向颗粒污泥池内补充颗粒污泥，同时将絮状污泥排出至后续污泥处理工序；

22、s5、沉降稳定阶段：

23、曝气阶段终止后，颗粒污泥沉降至颗粒污泥池底部，以备接受新一轮的污水注入。

24、可选地，还包括加药操作，在监测到进水碳氮比失调(c/n比小于5)或颗粒污泥池中总氮去除效率降低时(出水总氮和排放限值差值在1mg/l内)，由加药系统向进水分配单元或颗粒污泥池添加乙酸钠；

25、当监测到在颗粒污泥池对磷去除效果下降时，由加药系统向颗粒污泥池或进水分配单元添加聚合氯化铝。除磷药剂投加是一种应急手段，当污水处理厂处于高峰供排期间，水量陡增，由加药系统向颗粒污泥池或进水分配单元添加聚合氯化铝，使出水ss和总磷达标处理，减轻深度处理工段压力。

26、可选地，进水排水阶段、排泥阶段、曝气生化反应阶段、沉降稳定阶段的耗时比例为1-1.5：0.01-0.1:1-2.5:0.1-1。

27、可选地，经过颗粒化污泥培养后s4步骤的的污水，其排水的cod为5-30mg/l、氨氮小于1mg/l、总磷为0.1-0.5mg/l、总氮小于15mg/l和悬浮固体小于10mg/l；排泥阶段排放的污泥中颗粒化污泥的粒径控制在0.2mm以下，颗粒筛选器单元中筛选回收的颗粒污泥粒径为0.1mm以上。

28、(三)有益效果

29、本发明通过曝气系统中的曝气分配单元和曝气均质器单元，确保了颗粒污泥池内气体分布均匀，有效提高供氧效率和颗粒污泥的生物活性。

30、设计了颗粒污泥池内的结构层次，如曝气均匀器单元和布水均质器单元的顺序布置，保证了废水与微生物的良好接触，有助于提高污水处理效率和颗粒污泥的形成与沉降。

31、污泥处理系统包括污泥缓冲池和颗粒筛选器单元，可以对产生的污泥进行有效收集、分类和回流利用，减少了污泥排放的同时，提高了系统内污泥的颗粒化质量和数量。

32、排泥阶段通过污泥促进器单元将絮状污泥和部分颗粒污泥转移到污泥缓冲池，并通过颗粒筛选器单元回收优质颗粒污泥，优化了污泥循环利用过程。

33、进水系统包括进水缓冲单元和进水分配单元，确保预处理后的废水能稳定均匀地进入颗粒污泥池培养系统，避免了水质波动对处理效果的影响。

34、引入加药系统，根据实时监测的水质参数，适时添加乙酸钠和聚合氯化铝化学试剂，以调节碳氮比、提高总氮去除效率和强化磷的去除。

35、定义了进水排水、排泥、曝气、沉降等多个运行阶段，并明确给出了各阶段之间的理想时间比例关系，确保了系统运行的科学性和高效性。

36、通过该系统和运行方法处理后的污水，各项水质指标(cod、氨氮、总磷、总氮、排水悬浮固体)明显优于现有技术处理方式，达到了高标准的排放要求，污水处理效果显著。

37、总之，本发明通过整体设计和精细调控，不仅提升了好氧颗粒污泥处理系统的运行效能，还实现了对废水中有害物质的高效去除以及污泥资源的最大化利用，解决了传统污水处理系统中出现的供氧不均、污泥品质差、处理效率低等问题。

38、说明书附图

39、图1为本发明一种好氧颗粒污泥培养系统布置方案。