一种连续流态下好氧颗粒污泥的自培养系统及其应用

本发明属于水处理。更具体地，涉及一种连续流态下好氧颗粒污泥的自培养系统及其应用。

背景技术：

1、当前污水处理厂去除污染物及氮磷等物质所采用的方法绝大多数是活性污泥法及其改良技术，但随着其长期运行，诸多弊端也开始显现。例如，在处理过程中会产生大量剩余污泥，且随着处理水量的增加而增多；占地面积大，土地资源利用效率低；容积负荷低、耐冲击负荷能力差、丝状菌膨胀等。

2、好氧颗粒污泥(ags)技术利用微生物在好氧环境下自凝聚形成的颗粒状聚集体，通过生物化学反应去除污水中的污染物。与悬浮活性污泥相比，好氧颗粒污泥是由微生物自凝聚而成的球形微生物团体，本身便具有好氧、缺氧、厌氧依次递进的分层区域，在水质净化上更具有优势。另外该技术也存在一些需要继续改进的地方，如缩短培养周期和提升好氧颗粒污泥稳定性等。

3、膜生物反应器(mbr)是生物处理技术与膜分离技术相结合的废水处理系统。可以提供更优质的出水水质，减少剩余污泥产量，并便于操作管理。但也面临一些挑战，为了维持膜的正常运行和保证出水水质，必须对mbr系统提供稳定的能源供应，这也意味着较高的运行成本。此外在mbr运行过程中，膜污染问题普遍存在，随着运行时间的延长，膜表面可能会积累污泥和污染物，导致膜通量下降，需要定期的清洗和维护以恢复膜的性能。

4、现有技术cn118239600a公开了一种水力驱动连续流好氧颗粒污泥-膜过滤一体化装置，该装置耗电部件较多，培养好氧颗粒污泥的培养周期较长，需30天；此外，厌氧区设置多个纵向呈45°角度倾斜的导流板，水力循环过程中存在构筑物的阻拦，环流速度较慢，易形成环流死区；污水净化后水质只能达到地表水iv类标准。

技术实现思路

1、基于上述现有的技术问题，本发明的首要目的是提供一种连续流态下好氧颗粒污泥的自培养系统。

2、本发明另一目的是提供一种污水处理方法。

3、本发明上述目的通过以下技术方案实现：

4、本发明请求保护一种连续流态下好氧颗粒污泥的自培养系统，包括：

5、膜生物反应器主体，所述膜生物反应器主体包括外筒和内筒，所述内筒上半部为反应区，下半部为曝气储泥区，所述反应区包括好氧颗粒污泥好氧反应区、膜分离区；所述曝气储泥区靠近反应区的一端为曝气区，远离反应区的一端为储泥区；所述好氧颗粒污泥好氧反应区的顶部与所述外筒相连通，所述曝气区的内筒侧壁上设有环流口；污水可以从好氧颗粒污泥好氧反应区的顶部进入外筒，且从环流口进入曝气区；所述膜分离区设置有处理污水的膜组件；

6、曝气组件，为所述曝气区和所述反应区提供气体；

7、进水组件，所述进水组件与所述外筒相连通；

8、排水组件，所述排水组件与所述膜组件相连通。

9、本发明将好氧颗粒污泥(ags)技术与膜生物反应器(mbr)结合，提供了一种连续流态下好氧颗粒污泥的自培养系统，采用无障碍垂直竖向环流模式，在好氧区由曝气提供水推动力进行升流，而进入缺氧-厌氧区后则由污水自身重力带动垂直下沉，经过环流口，再经曝气筛选后，质量较大的死泥块进入柱形储泥区沉淀，污水在曝气推动下升流，参与新的循环。

10、在曝气推动下污泥进行厌氧-好氧-缺氧交替环流运动期间，借助水力剪切力作用可快速形成颗粒并同步进行脱氮、除磷，水力循环过程中无构筑物的阻拦，环流速度快，不存在环流死区；由于该系统为连续的环流模式，缺氧-厌氧区是相对意义上的，因此好氧区所需溶解氧比标准值要低，溶解氧约为1-1.5mg/l，采用小功率曝气即可；在培养好氧颗粒污泥期间，无曝气系统外的其他高能耗源，更具节能效果。

11、此外，本发明提供的系统在具体应用中，在13天内便可快速造粒成功，大大减缓了膜生物反应器启动时间，且颗粒能稳定存在四个月才进入裂解期，运行周期在3个月以上，且排水水质可达一级排放标准具备优异的稳定性。本发明提供的连续流态下好氧颗粒污泥的自培养系统，结构设计简单，占地面积小，耐冲击负荷能力强，还能有效减少膜污染，可广泛应用于一些分散式污水处理场合，处理各类污水，具有较好的应用前景。

12、优选地，进水组件包括依次连接的进水泵、进水管和进水单向阀，所述进水单向阀的一侧与所述外筒相连通。

13、优选地，排水组件包括依次连接的出水泵和出水管，所述出水管的一端与所述膜组件相连通。

14、优选地，所述外筒和内筒的顶部敞口，所述内筒设置于外筒的内腔中，且所述内筒和外筒同轴设置。

15、优选地，膜生物反应器主体上端腔体的高径比为1.5～4：1。

16、优选地，外筒壁比内筒壁高10～20cm。

17、优选地，所述外筒的内腔从上往下依次包括相连通的好氧颗粒污泥缺氧-厌氧反应区和污泥导流区，所述好氧颗粒污泥缺氧-厌氧反应区与好氧颗粒污泥好氧反应区相连通。

18、优选地，好氧颗粒污泥好氧反应区与好氧颗粒污泥缺氧-厌氧反应区的容积比为1：2～1：3。

19、优选地，所述内筒的内腔中设置有支撑部，所述支撑部上放置有膜组件架，膜组件设置在膜组件架内，膜组件架和膜组件形成膜分离区。

20、优选地，膜组件架可固定1～4个中空纤维膜或帘式膜。

21、优选地，所述系统还包括排泥组件，所述排泥组件与所述储泥区相连通。

22、优选地，所述曝气组件包括依次相连接的气源、曝气单向阀、曝气节流阀和微孔曝气盘组；其中，微孔曝气盘组设置于曝气区中。

23、优选地，所述内筒的外壁靠近环流口的上方环绕设置有曝气导流装置，曝气导流装置朝向外筒的方向延伸设置。曝气导流装置朝向外筒的方向与水平面的夹角为30～70°。

24、优选地，曝气导流装置的长度为2～5cm。

25、优选地，环流口上下沿的高度差为8～20cm。

26、进一步地，本发明请求保护一种污水处理方法，将污水通入上述连续流态下好氧颗粒污泥的自培养系统。

27、具体地，所述污水处理的过程中，膜生物反应器的腔体运行温度为10～30℃，腔内液体的ph为6.0～9.0，好氧区曝气强度为0.5～4.2m3/h，水力停留时间为2～24h，反应器的膜组件的出水通量为5～30l/m2·h。

28、本发明具有以下有益效果：

29、本发明提供了一种连续流态下好氧颗粒污泥的自培养系统，在曝气推动下污泥进行厌氧-好氧-缺氧交替环流运动期间，借助水力剪切力可快速形成好氧颗粒污泥并同步进行脱氮、除磷。所述系统水力循环过程中无构筑物的阻拦，环流速度快，不存在环流死区；所需溶解氧比标准值要低，采用小功率曝气即可，更具节能效果。所述系统造粒速度快，且颗粒能稳定存在四个月才进入裂解期，稳定运行周期长，具备优异的稳定性；出水水质好，可达一级排放标准。

技术特征：

1.一种连续流态下好氧颗粒污泥的自培养系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述外筒(22)和内筒(23)的顶部敞口，所述内筒(23)设置于外筒(22)的内腔中，且所述内筒(23)和外筒(22)同轴设置。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述外筒(22)的内腔从上往下依次包括相连通的好氧颗粒污泥缺氧-厌氧反应区(9)和污泥导流区(2)，所述好氧颗粒污泥缺氧-厌氧反应区(9)与好氧颗粒污泥好氧反应区(4)相连通。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，好氧颗粒污泥好氧反应区(4)与好氧颗粒污泥缺氧-厌氧反应区(9)的容积比为1：2～1：3。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述内筒(23)的内腔中设置有支撑部，所述支撑部上放置有膜组件架(8)，膜组件(7)设置在膜组件架(8)内，膜组件架(8)和膜组件(7)形成膜分离区(5)。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括排泥组件，所述排泥组件与所述储泥区(15)相连通。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述曝气组件包括依次相连接的气源(13)、曝气单向阀(11)、曝气节流阀(12)和微孔曝气盘组(14)；其中，微孔曝气盘组(14)设置于曝气区中。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述内筒(12)的外壁靠近环流口(231)的上方环绕设置有曝气导流装置(18)，曝气导流装置(18)朝向外筒(22)的方向延伸设置。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述内筒(23)的内腔设有内筒支撑柱(19)。

10.一种污水处理方法，其特征在于，将污水通入权利要求1～9任一项所述连续流态下好氧颗粒污泥的自培养系统。

技术总结本发明公开了一种连续流态下好氧颗粒污泥的自培养系统及其应用，属于水处理技术领域。所述系统包括膜生物反应器主体、进水组件、排水组件和曝气组件；其中，膜生物反应器主体包括外筒和内筒；内筒包括好氧颗粒污泥好氧反应区、膜分离区、曝气区及设置于内筒底部的储泥区，膜分离区设置有处理污水的膜组件，曝气区的内筒侧壁上设有环流口；污水从好氧颗粒污泥好氧反应区的顶部进入外筒，且从环流口进入曝气区；曝气组件，为曝气区和反应区提供气体；进水组件与外筒相连通；排水组件与膜组件相连通。所述系统在水力循环过程中无构筑物的阻拦，环流速度快；造粒速度快，且颗粒能稳定存在四个月才进入裂解期，具备优异的稳定性。技术研发人员：汤兵,戴腾龙,宾丽英,陈欣义,温尚龙受保护的技术使用者：广东工业大学技术研发日：技术公布日：2024/11/18