申請日2015.05.15

　　公開(公告)日2015.09.02

　　IPC分類號C02F103/20; C02F3/12

　　摘要

　　本發(fā)明提出了一種處理養(yǎng)殖沼液的好氧顆粒污泥系統(tǒng)的構(gòu)建方法，并對其運行參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)控;屬于污水生物處理與回用領(lǐng)域。該處理養(yǎng)殖沼液的反應(yīng)器主體為好氧顆粒污泥系統(tǒng)，反應(yīng)器利用好氧顆粒污泥處理畜禽養(yǎng)殖沼液，通過對進(jìn)水方式的優(yōu)化以及運行時外加配套孔目篩網(wǎng)網(wǎng)面，構(gòu)建出適合好氧顆粒污泥系統(tǒng)的專用反應(yīng)器，反應(yīng)器裝置包括：pH計、蠕動泵、溶解氧檢測儀、電磁式空氣泵、玻璃轉(zhuǎn)子流量計、篩網(wǎng)網(wǎng)面和鋸齒形進(jìn)水槽。在該處理養(yǎng)殖沼液的好氧顆粒污泥系統(tǒng)穩(wěn)定運行的前提下，通過調(diào)控溶液中的氫離子濃度、氣體表觀流速等參數(shù)為功能微生物提供適合環(huán)境。該裝置具有耗費資源少、操作簡單、運行穩(wěn)定、處理效率高等優(yōu)點。

　　權(quán)利要求書

　　1.本發(fā)明專利涉及一種處理養(yǎng)殖沼液的好氧顆粒污泥系統(tǒng)的構(gòu)建及運行方法，該發(fā)明主要包括：一，好氧顆粒污泥系統(tǒng)的構(gòu)建即反應(yīng)器的優(yōu)化設(shè)計;二，在系統(tǒng)構(gòu)建后主要對對溶液中的氫離子濃度、氣體表觀流速等運行參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)控，其中氫離子濃度的調(diào)節(jié)主要通過自動進(jìn)酸堿儀的方式實現(xiàn)，氣體表觀流速的調(diào)節(jié)主要通過控制曝氣量的方式實現(xiàn)。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1，該好氧顆粒污泥系統(tǒng)處理養(yǎng)殖沼液時，采用反應(yīng)器為圓柱體或是立方體時，將反應(yīng)器的進(jìn)水口設(shè)置為相應(yīng)形狀的水槽，其特征在于水槽內(nèi)徑為鋸齒狀，水流可通過鋸齒之間的縫隙均勻沿壁流下，對反應(yīng)器內(nèi)壁有明顯的沖刷作用。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1，該好氧顆粒污泥系統(tǒng)處理養(yǎng)殖沼液時，采用反應(yīng)器為圓柱形或是立方體時，在反應(yīng)器的有效液面以下5~50cm處設(shè)置一層不銹鋼網(wǎng)面用于攔截好氧顆粒污泥，防止好氧顆粒污泥隨泡沫附著于液面以上。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求3，該好氧顆粒污泥系統(tǒng)處理養(yǎng)殖沼液時，用于攔截好氧顆粒污泥的網(wǎng)面孔目根據(jù)實際好氧顆粒污泥的粒徑大小選擇0.05~0.20mm。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1，該好氧顆粒污泥系統(tǒng)處理養(yǎng)殖沼液時，運行參數(shù)氫離子濃度為10-7~10-8;氣體表觀流速0.7~3.0cm/s;外加排水比60~80%;污泥濃度8000~14000mg/L;運行周期曝氣時間6~10小時。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求5，該好氧顆粒污泥系統(tǒng)處理養(yǎng)殖沼液時，溶液中的氫離子濃度由pH值表現(xiàn)，其通過pH自動控制器控制，人為設(shè)定酸堿的變化范圍，控制器根據(jù)pH計玻璃探頭感應(yīng)并由蠕動泵自動添加酸堿，使監(jiān)測的溶液維持在設(shè)定的pH值范圍內(nèi);氣體表觀流速通過溶解氧儀實時監(jiān)測，并通過調(diào)節(jié)玻璃轉(zhuǎn)子流量計來控制。

　　說明書

　　一種處理養(yǎng)殖沼液的好氧顆粒污泥系統(tǒng)構(gòu)建及運行方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明專利為用于好氧生物處理過程中好氧顆粒污泥系統(tǒng)處理養(yǎng)殖沼液的專用反應(yīng)器,在運行穩(wěn)定的基礎(chǔ)上主要對溶液中的氫離子濃度、氣體表觀流速等參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)控，屬于污水生物處理與回用領(lǐng)域，是專門設(shè)計的去除養(yǎng)殖沼液中高濃度氨氮污染物的好氧顆粒污泥系統(tǒng)。

　　背景技術(shù)

　　隨著畜牧業(yè)的發(fā)展，畜禽的集中飼養(yǎng)造成了畜禽沼液的過度集中，日排放量日益增大，據(jù)國家環(huán)境保護(hù)總局對23個省(市)規(guī)�；�畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染狀況的調(diào)查，畜禽糞便產(chǎn)生量為工業(yè)固體廢棄物產(chǎn)生量的2.4倍，畜禽糞便化學(xué)需氧量(COD)遠(yuǎn)超我國工業(yè)廢水和生活污水化學(xué)需氧量排放量之和;且養(yǎng)殖沼液屬高濃度氨氮廢水，排入水體中會引起水體富營養(yǎng)化，造成水生動植物大量死亡。該發(fā)明選用好氧生物工藝中的活性污泥法，為保證污水中含有充分的溶解氧含量，采用機(jī)械曝氣為污水中的好氧或是兼性微生物提供活動能源，使其在滿足正常的自身代謝同時能夠降解污水中的污染物以達(dá)到高效、無害的處理目的。反應(yīng)器的主體為圓柱體或是長方體，工藝設(shè)計共分為進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、出水、閑置五個階段，可以很好的實現(xiàn)好氧、缺氧和厭氧的交替運行，在反應(yīng)器運行過程中，絲狀微生物的異常增殖引起污泥膨脹進(jìn)而產(chǎn)生粘附性極強的生物泡沫，因泡沫本身粘性極強，大量的好氧顆粒污泥會被包裹在其內(nèi)。采用普通沙頭曝氣頭曝氣時，這部分存在于泡沫內(nèi)的好氧顆粒污泥會因曝氣產(chǎn)生的剪切力附著在高于廢水液面的反應(yīng)器壁上無法參與反應(yīng)，即這部分好氧顆粒污泥沒有發(fā)揮自身的作用，且隨著反應(yīng)器的運行、結(jié)束，這部分好氧顆粒污泥并不會重新回到畜禽養(yǎng)殖廢水中，而是一直粘附在反應(yīng)器壁上直到最后失去活性。如果這類污泥持續(xù)積累，參與反應(yīng)的好氧顆粒污泥就會表現(xiàn)為數(shù)量上的減少、質(zhì)量上的下降，不僅會阻礙反應(yīng)器的正常運行甚至產(chǎn)生負(fù)面影響。為了解決好氧顆粒污泥流失問題，從進(jìn)水方式對反應(yīng)器進(jìn)行了改造。在此過程中，為了提高反應(yīng)器對高濃度氨氮污染物的去除效率，通過調(diào)節(jié)溶液中的氫離子濃度、氣體表觀流速等參數(shù)使得功能微生物能夠在養(yǎng)殖沼氣中最適生長，從而保證整個好氧顆粒污泥系統(tǒng)運行更加高效。

　　好氧顆粒污泥系統(tǒng)的構(gòu)建使得好氧微生物(包括兼性微生物)在該環(huán)境中最大限度的降解高濃度氨氮養(yǎng)殖沼液。本發(fā)明對反應(yīng)器的進(jìn)水口和曝氣液面進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，進(jìn)水口設(shè)計為水槽形式，曝氣的最高液面設(shè)置孔徑范圍在0.05`0.20mm的不銹鋼篩網(wǎng)以攔截好氧顆粒污泥;為了讓好氧顆粒污泥體系中的微生物能夠充分降解高濃度污染物，從溶液中的氫離子濃度、氣體表觀流速兩方面進(jìn)行研究，構(gòu)建了適合處理此類養(yǎng)殖沼液的最優(yōu)體系。通過實驗得出適應(yīng)該好氧顆粒污泥系統(tǒng)的最適氫離子濃度和氣體表觀流速，氫離子濃度的調(diào)節(jié)主要通過自動進(jìn)酸堿儀的方式實現(xiàn)，氣體表觀流速的調(diào)節(jié)主要通過控制曝氣量的方式實現(xiàn)。在優(yōu)化反應(yīng)器的同時實現(xiàn)了最優(yōu)體系的參數(shù)調(diào)節(jié)，使得好氧顆粒污泥系統(tǒng)的運行更加高效、方便。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的在于構(gòu)建一種處理養(yǎng)殖沼液的好氧顆粒污泥系統(tǒng)并對反應(yīng)器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，提供一種處理養(yǎng)殖沼液的高效便捷方法。

　　本發(fā)明專利構(gòu)建的處理養(yǎng)殖沼液的好氧顆粒污泥系統(tǒng)的方法基于實際養(yǎng)殖沼液的高氨氮廢水，在保證該系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運行的同時對也能高效降解高濃度污染物。實際養(yǎng)殖沼液來自廈門市某規(guī)�；�畜禽養(yǎng)殖場，為高濃度氨氮養(yǎng)殖沼液。為使好氧顆粒污泥系統(tǒng)能夠最大程度的降解養(yǎng)殖沼液內(nèi)高濃度污染物，從反應(yīng)器本身著手，解決了反應(yīng)過程中泡沫的產(chǎn)生、污泥附著于反應(yīng)器有效液面以上致使污泥量減少等問題。構(gòu)建的系統(tǒng)為好氧微生物(包括兼性微生物)提供了最適的生長環(huán)境，在保證反應(yīng)器運行穩(wěn)定的同時，主要研究溶液中的氫離子濃度、氣體表觀流速兩個參數(shù)的最優(yōu)范圍，其中氫離子濃度的調(diào)節(jié)主要通過自動進(jìn)酸堿儀的方式實現(xiàn)，氣體表觀流速的調(diào)節(jié)主要通過控制曝氣量的方式實現(xiàn)。根據(jù)好氧微生物(包括兼性微生物)的最適pH區(qū)間以及最低需氧量條件，氫離子濃度范圍10-7~10-8;氣體表觀流速范圍0.7~3.0cm/s。通過50天的運行得出好氧顆粒污泥系統(tǒng)穩(wěn)定且高效的最適條件，所以此方法的構(gòu)建不僅使得反應(yīng)器能夠更加穩(wěn)定的運行且能夠達(dá)到更加高效的去除效率。

　　本發(fā)明的主要特點在于：

　　(1) 好氧顆粒污泥系統(tǒng)的構(gòu)建采用單獨的圓柱形反應(yīng)器，再相應(yīng)地外加pH自動控制器來實時調(diào)節(jié)pH值，使其在設(shè)定的范圍內(nèi)變化，本方法結(jié)構(gòu)簡單，操作方面，節(jié)省人力。

　　(2) 根據(jù)好氧顆粒污泥系統(tǒng)所需溶解氧范圍，相應(yīng)地配置一組可調(diào)節(jié)溶解氧含量的曝氣裝置，為好氧微生物(包括兼性微生物)提供最適環(huán)境。

　　(3) 好氧顆粒污泥系統(tǒng)處理養(yǎng)殖沼液時，因曝氣使得好氧顆粒污泥粘附在反應(yīng)器內(nèi)壁上，進(jìn)水口采用環(huán)形水槽式，可以在每個周期開始時將這部分好氧顆粒污泥沖刷至反應(yīng)主體區(qū)域。

　　(4) 本設(shè)計采用的進(jìn)水槽內(nèi)壁為鋸齒形狀，進(jìn)水時水流通過相鄰鋸齒縫隙沿壁流入反應(yīng)器內(nèi)，使得沖刷面積均勻。

　　(5) 本設(shè)計在反應(yīng)器的有效液面以下5~50cm處設(shè)置一層網(wǎng)面用于攔截好氧顆粒污泥，防止粒徑較大的好氧顆粒污泥隨泡沫附著于液面以上。

　　(6) 本設(shè)計考慮到處理養(yǎng)殖沼液的好氧顆粒污泥系統(tǒng)中粒徑大小的分布情況，選用孔徑范圍0.05~0.20mm的不銹鋼篩網(wǎng)網(wǎng)面用于攔截好氧顆粒污泥。

　　(7) 本設(shè)計排水閥設(shè)置于反應(yīng)器底部約4/5處，保證每次排水量達(dá)到60~80%。

　　本發(fā)明構(gòu)建的好氧顆粒污泥系統(tǒng)不僅是對反應(yīng)器主體的優(yōu)化設(shè)計，并通過參數(shù)的調(diào)控使得去除高濃度養(yǎng)殖沼液污染物能力強，保證了好氧顆粒污泥系統(tǒng)的運行更加穩(wěn)定、高效、環(huán)保。