申請日2014.10.28

　　公開(公告)日2015.03.25

　　IPC分類號C02F3/30

　　摘要

　　一種有效控制低氧條件下以H.hydrossis為優(yōu)勢絲狀菌污泥膨脹的裝置及方法，屬于污水生物處理領(lǐng)域。裝置主體A/O反應(yīng)器V(缺氧區(qū))：V(好氧區(qū))=1:1.5～1.2.0，缺氧區(qū)均分為至少2格，好氧區(qū)均分為至少5。生活污水首先進入缺氧區(qū)，其次進入好氧區(qū)，再由好氧區(qū)最后一格室進入二沉池進行泥水分離，最后上清液排出;二沉池沉淀污泥回流至缺氧1格室，回流比為80%～120%，硝化液由好氧區(qū)最后一格室回流至缺氧1格室，回流比為130%～170%。本發(fā)明通過調(diào)整水流流式及提高溶解氧使以H.hydrossis為優(yōu)勢絲狀菌的污泥惡性膨脹問題得到了有效控制，避免了系統(tǒng)污泥流失，維持了系統(tǒng)的正常運行。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種有效控制低氧條件以H.hydrossis為優(yōu)勢絲狀菌污泥膨脹 的裝置，其特征在于，反應(yīng)器主體為A/O反應(yīng)器，V(缺氧區(qū))：V(好氧區(qū))=1:1.5～1.2.0，缺氧區(qū)均分為至少2格，每格各安裝1套攪拌裝置，好 氧區(qū)均分為至少5格，每格各安裝1套攪拌及曝氣裝置;生活污水首 先依次進入缺氧區(qū)，即依次進入缺氧第一格然后至多格，為防止返混， 缺氧區(qū)最后一格與好氧區(qū)第一格之間完全密閉，缺氧區(qū)最后一格液位 高于好氧區(qū)第一格，混合液通過溢流進入好氧區(qū)第一格，從好氧區(qū)第 一格依次進入好氧區(qū)其他各格室，混合液在各格室之間呈波浪式流 動，然后由好氧區(qū)最后一格室與二沉池連接，好氧區(qū)最后一格室同時 還與缺氧區(qū)第一格連接，二沉池的下端與缺氧區(qū)第一格連接，同時連 接剩余污泥排出管，最后二沉池上清液排出。

　　2.按照權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，V(缺氧區(qū))：V(好氧區(qū))=1：1.75， 缺氧區(qū)均分為2格，好氧區(qū)均分為5格。

　　3.利用權(quán)利要求1或2的裝置對以H.hydrossis為優(yōu)勢絲狀菌的低氧 污泥膨脹控制方法，包括以下步驟：

　　(1)采用pH計、溶解氧探頭、溫度計及其他常規(guī)檢測手段實時檢 測并保證系統(tǒng)其他運行條件如下：MLSS維持在2000～3500mg/L, 平均溫度為22～30℃，pH為污水本身的pH值，有機負荷為 0.25～0.31kgCOD/(kgMLSS·d)，缺氧區(qū)水力停留時間為2.8～3.2h，二沉 池沉淀污泥回流至缺氧區(qū)第一格室的污泥回流比80%～120%，硝化液 由好氧區(qū)最后一格室回流至缺氧區(qū)第一格室的內(nèi)回流比為 130%～170%，好氧區(qū)溶解氧平均為0.3～0.8mg/L，污泥齡為25～30d; 如果系統(tǒng)SVI值達到150ml/g以下控制結(jié)束，如果沒有須進入控制第 二階段;

　　(2)第二階段：通過調(diào)節(jié)好氧區(qū)各格室曝氣量，將好氧區(qū)各個格 室溶解氧提高為0.8～1.5mg/L，使得第二階段的溶解氧高于第一階段， 步驟(1)即為第一階段，進一步抑制H.hydrosis等絲狀菌的過度增殖， 在此過程中密切關(guān)注系統(tǒng)中SVI值及污泥菌群的變化情況，系統(tǒng)的平 均SVI值有所降低，同時由于硝化反硝化作用，總氮的去除率得到了 較大的提高;如果系統(tǒng)SVI值達到150ml/g以下控制結(jié)束，如果沒有 須進入控制第三階段;

　　(3)第三階段：通過系統(tǒng)各指標的分析，為進一步提高污泥的沉 降性能，繼續(xù)提高好氧區(qū)各格室溶解氧為1.5mg/L及以上，使得第三 階段的溶解氧高于第二階段，實時檢測系統(tǒng)中污泥沉降性能，最終污 泥的SVI值穩(wěn)定在150mL/g以下運行并長期維持，污泥膨脹狀態(tài)得到 了長期有效的控制。

　　4.按照權(quán)利要求3的方法，其特征在于，V(缺氧區(qū))：V(好氧區(qū))=1：1.75。

　　5.按照權(quán)利要求3或4的方法，其特征在于，步驟(1)平均溫度為26 ℃;有機負荷為0.28)kgCOD/(kgMLSS·d);缺氧區(qū)水力停留時間為 3.04h;二沉池沉淀污泥回流至缺氧區(qū)第一格室的污泥回流比100%; 硝化液由好氧區(qū)最后一格室回流至缺氧區(qū)第一格室的內(nèi)回流比 150%;好氧區(qū)溶解氧平均為0.5mg/L;污泥齡為28d。

　　6.按照權(quán)利要求5的方法，其特征在于，步驟(2)將好氧區(qū)各個格 室溶解氧提高為1mg/L時，最終使出水中氨氮、總氮和COD各指標平 均值達到國家一級A標準。

　　說明書

　　一種有效控制低氧條件下以H.hydrossis為優(yōu)勢絲狀菌污泥膨脹的裝置及方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明屬于污水生物處理領(lǐng)域，提供一種有效控制低氧條件下以 H.hydrossis為優(yōu)勢絲狀菌污泥膨脹的裝置及方法，為各實際污水處 理廠提污泥膨脹的控制方案。

　　背景技術(shù)

　　目前，由于具有節(jié)約資源及成本的優(yōu)勢，我國大多數(shù)污水處理廠 都采用活性污泥法處理污水，然而活性污泥膨脹是活性污泥處理法中 經(jīng)常出現(xiàn)的一種現(xiàn)象，當污泥膨脹發(fā)生時，污泥的沉降和壓縮性能變 差，污泥流失嚴重，最終導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。活性污泥膨脹大體分為絲狀 菌污泥膨脹和非絲狀菌污泥膨脹兩種類型。且大多數(shù)污泥膨脹問題是 由絲狀微生物過度增殖引起的，并逐漸成為制約脫氮效果的一個重要 難題，已經(jīng)嚴重影響了城市污水處理廠脫氮工藝的運行。因此如何有 效經(jīng)濟地控制絲狀菌污泥膨脹，一直是我國水處理方面的重點和難 點。

　　然而目前國內(nèi)外對于絲狀菌領(lǐng)域相關(guān)研究主要集中于絲狀菌與 絮體形成菌競爭生長條件方面，缺乏針對絲狀菌微生物學(xué)菌群特征及 遷移過程的研究，對于絲狀菌污泥膨脹采用投加藥劑的控制方法不僅 會增加治理成本，也會對系統(tǒng)中菌群結(jié)構(gòu)造成影響，嚴重的還會引起 污泥活性受抑制，系統(tǒng)處理效果下降。其他生物生物選擇器(如缺氧 選擇器、厭氧選擇器、好氧選擇器等)雖然對一部分絲狀菌污泥膨脹 效果較好，但是缺乏針對性，治理過程中往往造成不必要的資源浪費。

　　因此，開發(fā)針對特定優(yōu)勢絲狀菌的有效控制方法十分必要，明確 發(fā)生膨脹的系統(tǒng)優(yōu)勢菌種，充分考察相關(guān)特定菌種的微生物學(xué)生長機 理、生理特性，在此基礎(chǔ)上針對其生理特性提出抑制其優(yōu)勢絲狀菌增 殖的控制方法，從而實現(xiàn)對污泥膨脹的有效防治。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　針對上述研究的不足之處，本發(fā)明提供一種裝置及方法，主要 針對以H.hydrossis為優(yōu)勢絲狀菌的低氧污泥膨脹問題，提供準確有 效的控制方法，以避免系統(tǒng)中的污泥流失，達到維持系統(tǒng)穩(wěn)定運行的 目的。

　　為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供有效控制低氧條件以H.hydrossis 為優(yōu)勢絲狀菌污泥膨脹的裝置：反應(yīng)器主體為A/O反應(yīng)器，V(缺氧區(qū))： V(好氧區(qū))=1:1.5～1.2.0(優(yōu)選1：1.75)，缺氧區(qū)均分為至少2格(優(yōu)選2 格)，每格各安裝1套攪拌裝置，好氧區(qū)均分為至少5格(優(yōu)選5格)， 每格各安裝1套攪拌及曝氣裝置;生活污水首先依次進入缺氧區(qū)，即 依次進入缺氧第一格然后至多格，為防止返混，缺氧區(qū)最后一格與好 氧區(qū)第一格之間完全密閉，缺氧區(qū)最后一格液位高于好氧區(qū)第一格 (優(yōu)選2cm)，混合液通過溢流進入好氧區(qū)第一格，從好氧區(qū)第一格 依次進入好氧區(qū)其他各格室，混合液在各格室之間呈波浪式流動，然 后由好氧區(qū)最后一格室與二沉池連接，好氧區(qū)最后一格室同時還與缺 氧區(qū)第一格連接，二沉池的下端與缺氧區(qū)第一格連接，同時連接剩余 污泥排出管，最后二沉池上清液排出;

　　本發(fā)明同時還提供一種針對以H.hydrossis為優(yōu)勢絲狀菌的低氧 污泥膨脹控制方法，包括以下步驟：

　　(1)首先在保持好氧區(qū)總體積不變的情況下將系統(tǒng)一般好氧區(qū)3 格增加為5格或多格，并采用pH計、溶解氧探頭、溫度計及其他常規(guī) 檢測手段實時檢測保證系統(tǒng)其他運行條件如下：MLSS維持在 2000～3500mg/L,平均溫度為22～30℃(優(yōu)選26℃)，pH為污水本身 的pH值(不需特別調(diào)配)，有機負荷為0.25～0.31(優(yōu)選0.28) kgCOD/(kgMLSS·d)，V(缺氧區(qū))：V(好氧區(qū))=1:1.5～1.2.0(優(yōu)選1：1.75)，缺 氧區(qū)水力停留時間為2.8～3.2h(優(yōu)選3.04h)，二沉池沉淀污泥回流至 缺氧區(qū)第一格室的污泥回流比80%～120%(優(yōu)選100%)，硝化液由好 氧區(qū)最后一格室回流至缺氧區(qū)第一格室的內(nèi)回流比130%～170%(優(yōu) 選150%)，好氧區(qū)溶解氧平均為0.3～0.8mg/L(優(yōu)選0.5mg/L)，污泥 齡為25～30d(優(yōu)選28d)，污泥相比于之前污泥膨脹狀態(tài)，好氧區(qū)格室 數(shù)目的增加，使水流流態(tài)更接近于推流流態(tài)，減弱了系統(tǒng)中絲狀菌(熒 光原位雜交技術(shù)鑒定H.hydrosis絲狀菌為優(yōu)勢菌)的競爭優(yōu)勢，使系 統(tǒng)的平均SVI值由150ml/g以上(膨脹狀態(tài)下，本發(fā)明尤其適用于SVI 值200～800ml/g)有所降低，二沉池污泥沉降性能得到了改善。如果 系統(tǒng)SVI值達到150ml/g以下控制結(jié)束，如果沒有須進入控制第二階 段。

　　(2)第二階段：通過調(diào)節(jié)好氧區(qū)各格室曝氣量，將好氧區(qū)各個格 室溶解氧提高為0.8～1.5mg/L(優(yōu)選1mg/L)，使得第二階段的溶解氧 高于第一階段，步驟(1)即為第一階段，進一步抑制H.hydrosis等絲 狀菌的過度增殖，在此過程中密切關(guān)注系統(tǒng)中SVI值及污泥菌群的變 化情況，系統(tǒng)的平均SVI值有所降低，同時由于硝化反硝化作用，總 氮的去除率得到了較大的提高，最終使出水中氨氮、總氮和COD各指 標平均值達到國家一級A標準;如果系統(tǒng)SVI值達到150ml/g以下控制 結(jié)束，如果沒有須進入控制第三階段;

　　(3)第三階段：通過系統(tǒng)各指標的分析，為進一步提高污泥的沉 降性能，繼續(xù)提高好氧區(qū)各格室溶解氧為1.5mg/L及以上(優(yōu)選 2mg/L)，使得第三階段的溶解氧高于第二階段，實時檢測系統(tǒng)中污 泥沉降性能，最終污泥的SVI值穩(wěn)定在150mL/g以下運行并長期維持， 污泥膨脹狀態(tài)得到了長期有效的控制。

　　與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

　　(1)本發(fā)明提供的以H.hydrossis為優(yōu)勢絲狀菌污泥膨脹的控制裝 置及方法，在不添加任何化學(xué)藥劑的情況下，達到了對此類污泥膨脹 長期有效的控制目的，節(jié)約了化學(xué)藥劑的投加成本。

　　(2)此污泥膨脹的控制裝置及方法采用原位控制，不需要將膨脹 污泥轉(zhuǎn)移到其他處理工藝及反應(yīng)器中進行，且不需要額外設(shè)置選擇 器，節(jié)省了多余的處理環(huán)節(jié)及施工過程，僅通過增加格室數(shù)目及提高 溶解氧進行控制，控制手段簡便易行。

　　(3)此污泥膨脹的控制裝置及方法是前期分析特定優(yōu)勢絲狀菌(H. hydrossis絲狀菌)生理學(xué)特性基礎(chǔ)上開發(fā)的，針對性強且效果顯著， 是一種專門針對H.hydrossis優(yōu)勢絲狀菌污泥膨脹的長期有效控制方 案。

　　(4)本發(fā)明可以根據(jù)污泥膨脹程度進行控制，高度膨脹污泥更 能體現(xiàn)控制效果，并且在過程中出水能達到國家A級標準。