公布日：2022.11.01
申請(qǐng)日：2022.07.14
分類號(hào)：C02F3/12(2006.01)I
摘要
本發(fā)明提供了一種連續(xù)好氧顆粒污泥篩選工藝及用于該工藝的設(shè)備。所述工藝包括如下步驟：1)通過基質(zhì)濃度選擇壓對(duì)好氧顆粒污泥進(jìn)行培養(yǎng)；以及2)通過沉淀速度選擇壓對(duì)好氧顆粒污泥進(jìn)行篩選并進(jìn)行利用。本發(fā)明無需短時(shí)間內(nèi)高流量進(jìn)出水，極大降低了對(duì)進(jìn)出水泵的要求；可實(shí)現(xiàn)連續(xù)處理污水，無需建造大型蓄水池存儲(chǔ)間歇運(yùn)行時(shí)的大量污水；還可以充分利用現(xiàn)有構(gòu)筑物進(jìn)行工藝改造，省去土建施工，極大降低建設(shè)投資成本。這將極大地推動(dòng)好氧顆粒污泥技術(shù)的工程化應(yīng)用，從而為城市污水處理提供高效處理、高效分離的快速生化處理新技術(shù)，滿足可利用土地緊缺條件下的高標(biāo)準(zhǔn)污水處理需求。
權(quán)利要求書
1.一種連續(xù)好氧顆粒污泥篩選工藝，其特征在于，所述工藝包括如下步驟：1)通過基質(zhì)濃度選擇壓對(duì)好氧顆粒污泥進(jìn)行培養(yǎng)；以及2)通過沉淀速度選擇壓對(duì)好氧顆粒污泥進(jìn)行篩選并進(jìn)行利用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)好氧顆粒污泥篩選工藝，其特征在于，所述通過基質(zhì)濃度選擇壓對(duì)好氧顆粒污泥進(jìn)行培養(yǎng)包括：i)預(yù)處理：對(duì)污水進(jìn)行預(yù)處理；ii)盛宴期：排入經(jīng)過預(yù)處理的污水并使污泥經(jīng)歷盛宴期，在所述盛宴期中污泥對(duì)污水中的污染物進(jìn)行吸附，使吸附有污染物的污泥和剩余污水共同形成混合液；iii)饑餓期：使步驟ii)中的所述混合液經(jīng)歷饑餓期，在所述饑餓期中所述吸附有污染物的污泥與所吸附的所述污染物進(jìn)行反應(yīng)，形成泥水混合物；所述通過沉淀速度選擇壓對(duì)好氧顆粒污泥進(jìn)行篩選并進(jìn)行利用包括：a)泥水分離：對(duì)上述步驟iii)的所述泥水混合物進(jìn)行泥水分離，將分離出的上清液作為處理后的凈水進(jìn)行排放，將分離出的下方的預(yù)篩污泥進(jìn)行沉淀篩選；以及b)沉淀篩選：對(duì)所述預(yù)篩污泥進(jìn)行沉淀及篩選操作，將所述預(yù)篩污泥中沉淀下來的沉淀污泥回流至盛宴期，并將該沉淀篩選步驟中的上層液回流至饑餓期；其中，所述沉淀下來的沉淀污泥即為篩選出的好氧顆粒污泥，并且其中所述饑餓期的持續(xù)時(shí)間大于所述盛宴期的持續(xù)時(shí)間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的連續(xù)好氧顆粒污泥篩選工藝，其特征在于，所述工藝還包括在所述步驟b)的所述沉淀篩選之前對(duì)所述預(yù)篩污泥進(jìn)行濃縮。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的連續(xù)好氧顆粒污泥篩選工藝，其特征在于，所述步驟ii)的所述盛宴期的持續(xù)時(shí)間為0.3-1.0小時(shí)，溶解氧濃度控制在0.5-2.0mg/L，污泥濃度為4000-12000mg/L；并且所述饑餓期的持續(xù)時(shí)間為3.5-11小時(shí)，溶解氧濃度控制在0.8-4.0mg/L，污泥濃度為2300-11150mg/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的連續(xù)好氧顆粒污泥篩選工藝，其特征在于，所述步驟a)中泥水分離出的所述預(yù)篩污泥的比例為原始污泥的20％-100％，并且在所述泥水分離過程中所使用的初始沉降負(fù)荷不低于0.6m/h、且初始沉降時(shí)間不少于30分鐘，分離出的所述上清液中的懸浮物濃度低于50mg/L；所述步驟b)中沉淀篩選得到的沉淀污泥的比例為原始參與所述污泥篩選的所述預(yù)篩污泥的10％-50％，在所述污泥篩選過程中所使用的初始沉降負(fù)荷不低于1.0m/h、且初始沉降時(shí)間不少于1小時(shí)。
6.一種用于根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的連續(xù)好氧顆粒污泥篩選工藝的裝置，其特征在于，所述裝置包括：好氧顆粒污泥培養(yǎng)單元和好氧顆粒污泥分離篩選單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述好氧顆粒污泥培養(yǎng)單元包括污水預(yù)處理池、盛宴期反應(yīng)池和饑餓期反應(yīng)池，所述好氧顆粒污泥分離篩選單元包括泥水分離設(shè)備和沉淀篩選池；其中所述污水預(yù)處理池的上游設(shè)置有泵送裝置；所述盛宴期反應(yīng)池在前端通過管道與所述污水預(yù)處理池聯(lián)通；所述饑餓期反應(yīng)池在前端通過管道與所述盛宴期反應(yīng)池聯(lián)通；所述泥水分離設(shè)備在前端通過管道與所述饑餓期反應(yīng)池聯(lián)通，并且所述泥水分離設(shè)備的底部設(shè)有預(yù)篩污泥排放管線，且所述泥水分離設(shè)備的后端設(shè)有凈水排放管線；并且所述污泥篩選池通過所述預(yù)篩污泥排放管線與所述泥水分離設(shè)備聯(lián)通，并且在所述污泥篩選池的底部設(shè)有連接至所述盛宴期反應(yīng)池的下端的沉淀污泥回流管線，在所述污泥篩選池的側(cè)壁上設(shè)有連接至所述饑餓期反應(yīng)池的上層液回流管線，所述沉淀污泥回流管線和所述上層液回流管線上分別設(shè)置有回流泵；其中所述饑餓期反應(yīng)池的容積大于所述盛宴期反應(yīng)池的容積，使得所述饑餓期的持續(xù)時(shí)間大于所述盛宴期的持續(xù)時(shí)間。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述泥水分離設(shè)備集成在所述饑餓期反應(yīng)池中，所述裝置還包括濃縮裝置，所述濃縮裝置用于將所述預(yù)篩污泥進(jìn)行濃縮。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的裝置，其特征在于，所述盛宴期反應(yīng)池的底部布設(shè)有穿孔曝氣管，前端設(shè)置有推流器；所述饑餓期反應(yīng)池的底部布設(shè)有曝氣器；并且所述污泥篩選池內(nèi)設(shè)置有攪拌裝置、曝氣裝置和折板，所述曝氣裝置位于所述污泥篩選池的前端，且所述折板位于所述曝氣裝置的后端。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述饑餓期反應(yīng)池在左端至右端的方向上通過兩個(gè)隔板劃分為左側(cè)區(qū)、中間區(qū)和右側(cè)區(qū)，所述左側(cè)區(qū)和所述右側(cè)區(qū)的底部布設(shè)有所述曝氣器。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種連續(xù)好氧顆粒污泥篩選工藝及用于該工藝的裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)在連續(xù)流條件下培養(yǎng)好氧顆粒污泥并實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行，可以在現(xiàn)有污水處理設(shè)施的基礎(chǔ)上進(jìn)行原位改造，無需改變?cè)嫉倪B續(xù)流運(yùn)行方式，即可實(shí)現(xiàn)好氧顆粒污泥的培養(yǎng)及后續(xù)運(yùn)行。
基于此，本發(fā)明的第一方面提供了一種連續(xù)好氧顆粒污泥篩選工藝，所述工藝包括如下步驟：
1)通過基質(zhì)濃度選擇壓對(duì)好氧顆粒污泥進(jìn)行培養(yǎng)；以及
2)通過沉淀速度選擇壓對(duì)好氧顆粒污泥進(jìn)行篩選并進(jìn)行利用。
進(jìn)一步地，所述通過基質(zhì)濃度選擇壓對(duì)好氧顆粒污泥進(jìn)行培養(yǎng)包括：
i)預(yù)處理：對(duì)污水進(jìn)行預(yù)處理；
ii)盛宴期：排入經(jīng)過預(yù)處理的污水并使污泥經(jīng)歷盛宴期，在所述盛宴期中污泥對(duì)污水中的污染物進(jìn)行吸附，使吸附有污染物的污泥和剩余污水共同形成混合液；
iii)饑餓期：使步驟ii)中的所述混合液經(jīng)歷饑餓期，在所述饑餓期中所述吸附有污染物的污泥與所吸附的所述污染物進(jìn)行反應(yīng)，形成泥水混合物；
所述通過沉淀速度選擇壓對(duì)好氧顆粒污泥進(jìn)行篩選并進(jìn)行利用包括：
a)泥水分離：對(duì)上述步驟iii)的所述泥水混合物進(jìn)行泥水分離，將分離出的上清液作為處理后的凈水進(jìn)行排放，將分離出的下方的預(yù)篩污泥進(jìn)行沉淀篩選；以及
b)沉淀篩選：對(duì)所述預(yù)篩污泥進(jìn)行沉淀及篩選，將所述預(yù)篩污泥中沉淀下來的沉淀污泥回流至盛宴期，并將該沉淀篩選步驟中的上層液回流至饑餓期；其中，所述沉淀下來的沉淀污泥即為篩選出的好氧顆粒污泥，并且其中
所述饑餓期的持續(xù)時(shí)間大于所述盛宴期的持續(xù)時(shí)間。
進(jìn)一步地，所述工藝還包括在所述步驟b)的所述沉淀篩選之前對(duì)所述預(yù)篩污泥進(jìn)行濃縮。
進(jìn)一步地，所述步驟ii)的所述盛宴期的持續(xù)時(shí)間為0.3-1.0小時(shí)，溶解氧濃度控制在0.5-2.0mg/L，污泥濃度為4000-12000mg/L；并且
所述饑餓期的持續(xù)時(shí)間為3.5-11小時(shí)，溶解氧濃度控制在0.8-4.0mg/L，污泥濃度為2300-11150mg/L。
進(jìn)一步地，所述步驟a)中泥水分離出的所述預(yù)篩污泥的比例為原始污泥的20％-100％，并且在所述泥水分離過程中所使用的初始沉降負(fù)荷不低于0.6m/h、且初始沉降時(shí)間不少于30分鐘，分離出的所述上清液中的懸浮物濃度低于50mg/L；
所述步驟b)中沉淀篩選得到的沉淀污泥的比例為原始參與所述污泥篩選的所述預(yù)篩污泥的10％-50％，在所述污泥篩選過程中所使用的初始沉降負(fù)荷不低于1.0m/h、且初始沉降時(shí)間不少于1小時(shí)。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面提供了一種用于根據(jù)前述方面中任一項(xiàng)所述的連續(xù)好氧顆粒污泥篩選工藝的裝置，所述裝置包括：好氧顆粒污泥培養(yǎng)單元和好氧顆粒污泥分離篩選單元。
進(jìn)一步地，所述好氧顆粒污泥培養(yǎng)單元包括污水預(yù)處理池、盛宴期反應(yīng)池和饑餓期反應(yīng)池，所述好氧顆粒污泥分離篩選單元包括泥水分離設(shè)備和沉淀篩選池；其中
所述污水預(yù)處理池的上游設(shè)置有泵送裝置；
所述盛宴期反應(yīng)池在前端通過管道與所述污水預(yù)處理池聯(lián)通；
所述饑餓期反應(yīng)池在前端通過管道與所述盛宴期反應(yīng)池聯(lián)通；
所述泥水分離設(shè)備在前端通過管道與所述饑餓期反應(yīng)池聯(lián)通，并且所述泥水分離設(shè)備的底部設(shè)有預(yù)篩污泥排放管線，且所述泥水分離設(shè)備的后端設(shè)有凈水排放管線；并且
所述污泥篩選池通過所述預(yù)篩污泥排放管線與所述泥水分離設(shè)備聯(lián)通，并且在所述污泥篩選池的底部設(shè)有連接至所述盛宴期反應(yīng)池的下端的沉淀污泥回流管線，在所述污泥篩選池的側(cè)壁上設(shè)有連接至所述饑餓期反應(yīng)池的上層液回流管線，所述沉淀污泥回流管線和所述上層液回流管線上分別設(shè)置有回流泵；其中
所述饑餓期反應(yīng)池的容積大于所述盛宴期反應(yīng)池的容積，使得所述饑餓期的持續(xù)時(shí)間大于所述盛宴期的持續(xù)時(shí)間。
進(jìn)一步地，所述泥水分離設(shè)備集成在所述饑餓期反應(yīng)池中，所述裝置還包括濃縮裝置，所述濃縮裝置用于將所述預(yù)篩污泥進(jìn)行濃縮。
進(jìn)一步地，所述盛宴期反應(yīng)池的底部布設(shè)有穿孔曝氣管，前端設(shè)置有推流器；所述饑餓期反應(yīng)池的底部布設(shè)有曝氣器；并且所述污泥篩選池內(nèi)設(shè)置有攪拌裝置、曝氣裝置和折板，所述曝氣裝置位于所述污泥篩選池的前端，且所述折板位于所述曝氣裝置的后端。
進(jìn)一步地，所述饑餓期反應(yīng)池在左端至右端的方向上通過兩個(gè)隔板劃分為左側(cè)區(qū)、中間區(qū)和右側(cè)區(qū)，所述左側(cè)區(qū)和所述右側(cè)區(qū)的底部布設(shè)有所述曝氣器。
有益效果：
本發(fā)明提供的一種連續(xù)好氧顆粒污泥篩選工藝及用于該工藝的裝置無需改變當(dāng)前污水處理廠的連續(xù)流運(yùn)行方式。本發(fā)明提供的工藝和裝置無需段時(shí)間內(nèi)的高流量進(jìn)出水，極大程度地降低了對(duì)進(jìn)出水泵的要求；本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)對(duì)污水的連續(xù)處理，無需建造大型蓄水池來存儲(chǔ)間歇運(yùn)行時(shí)的大量污水；本發(fā)明還可以充分利用現(xiàn)有的構(gòu)筑物進(jìn)行工藝改造，省去土建施工，極大程度地降低了建設(shè)投資成本。由此，本發(fā)明提供的工藝和裝置推動(dòng)了好氧顆粒污泥技術(shù)的工程化應(yīng)用，為城市污水提供高效處理、高效分離的快速生化處理新技術(shù)，滿足可利用土地緊缺條件下的高標(biāo)準(zhǔn)污水處理需求。
此外，本發(fā)明提供的連續(xù)好氧顆粒污泥篩選工藝及用于該工藝的裝置可以在培養(yǎng)及篩選好氧顆粒污泥的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)連續(xù)污水處理，通過盛宴期對(duì)污水中污染物的吸附，饑餓期發(fā)生好氧硝化及缺氧反硝化的作用，從而實(shí)現(xiàn)水中COD總值和含氮污染物總值的降低，使得污水能夠在泥水分離過程后上清液作為凈水直接進(jìn)行排放。
利用本工藝，可以將現(xiàn)有污水廠的構(gòu)筑物建造成盛宴期反應(yīng)池和饑餓期反應(yīng)池，將現(xiàn)有的二沉池等沉淀單元改造成泥水分離設(shè)備和污泥篩選池，從而實(shí)現(xiàn)顆粒污泥的快速分離。并且原有二沉池單元的面積可以大大縮減�？罩锰幍亩脸夭糠挚梢圆鸪�，或者將其改造為好氧反應(yīng)池、生物濾池、反硝化濾池等功能單元，實(shí)現(xiàn)污水廠的處理能力擴(kuò)容。
（發(fā)明人：李贇;陳福明;劉淑杰）
