專利名稱：利用兩段式生物反應(yīng)器實現(xiàn)污泥減量化的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對城市生活污水和工業(yè)廢水進行生物處理并減少剩余污泥量的工藝方法，特別是一種利用兩段式生物反應(yīng)器實現(xiàn)污泥減量化的工藝。
背景技術(shù)：
在發(fā)達國家，以活性污泥法為代表的生物污水處理技術(shù)已相當(dāng)成熟，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于城市生活污水和工業(yè)廢水處理中。但活性污泥法最致命的弱點是大量剩余污泥的產(chǎn)生，污泥治理已成為難以解決的關(guān)鍵問題。各種污泥處理與處置方法需要的資金巨大，如在歐美，污泥處理基建費用占污水處理廠總基建費用的比例高達60％-70％，隨著城市生活污水處理量和處理率的增加，污泥產(chǎn)生量也將急劇增加。同時，據(jù)統(tǒng)計全球約有1/3的活性污泥處理設(shè)施存在污泥沉降性差的問題。而近年來迅速發(fā)展的好氧顆粒污泥污水處理技術(shù)則克服了這個缺點，同時提高了處理負荷及污染物降解速率，并且減小了反應(yīng)器和沉淀池容積。
近年來膜生物反應(yīng)器(Membrane Bioreactor，簡稱MBR)工藝作為一種新型高效的生物處理技術(shù)，由于其處理效率高、出水水質(zhì)穩(wěn)定、管理操作簡便等優(yōu)點，得到了人們越來越多的重視。該工藝集生物反應(yīng)器的生物凈化和膜的高效分離作用為一體，可提高對水中污染物的去除效果，保證出水水質(zhì)的優(yōu)質(zhì)和穩(wěn)定，達到中水回用的目的。
兩段式生物反應(yīng)器是上世紀90年代以來剛剛研究和開發(fā)的一項污水生物處理新技術(shù)，它對自然生態(tài)系統(tǒng)中的食物鏈和微生物群落之間的捕食過程進行人工模擬，在此基礎(chǔ)上對傳統(tǒng)活性污泥工藝進行改進和優(yōu)化。在傳統(tǒng)的兩段法中，第一階段為分散細菌培養(yǎng)階段，目的是促進分散細菌的生長。第二階段為捕食者階段，通過原生動物對分散細菌的大量捕食，一方面大幅度削減了剩余污泥產(chǎn)量，另一方面也提高了出水的質(zhì)量。經(jīng)過捕食階段以后，混合液進行泥水分離得到出水，分離后的污泥除小部分以剩余污泥的形式排出系統(tǒng)以外，大部分回流入捕食反應(yīng)器，以維持足夠的原生動物數(shù)量。在反應(yīng)器的第一階段，既要避免分散細菌流失，又要防止細菌結(jié)團和捕食微生物的生長，常規(guī)工藝很難實現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種利用兩段式生物反應(yīng)器實現(xiàn)污泥減量化的工藝，本發(fā)明工藝剩余污泥產(chǎn)生量少、運行周期短、處理水量大、運行費用及單位水量處理費用相對較低，同時，處理效果好，出水水質(zhì)穩(wěn)定，可達到處理水回收利用的目的。
一種利用兩段式生物反應(yīng)器實現(xiàn)污泥減量化的工藝，設(shè)置序批式好氧顆粒污泥生物反應(yīng)器和膜生物反應(yīng)器兩個生物反應(yīng)器，第一階段在序批式好氧顆粒污泥生物反應(yīng)器內(nèi)對污水進行處理，通過好氧顆粒污泥的培養(yǎng)實現(xiàn)有機物的高效去除，在此過程中產(chǎn)生少量的剩余污泥，同時，隨出水被洗出的分散細菌作為第二個階段原、后生動物的養(yǎng)分；第二階段在膜生物反應(yīng)器內(nèi)對污水進行進一步處理，實現(xiàn)對第一階段有機物的進一步降解，提高出水水質(zhì)，同時原、后生動物捕食細菌，實現(xiàn)剩余污泥減量化；具體工藝步驟為(1)由攪拌器將待處理污水充分攪拌后，通過水泵將待處理污水打入序批式好氧顆粒污泥生物反應(yīng)器，由空氣壓縮機經(jīng)空氣流量計和電磁閥，通過底部設(shè)置的微孔曝氣器對序批式好氧顆粒污泥生物反應(yīng)器曝氣以進行生物降解，以0.012-0.02米/秒的表面氣體流速曝氣，經(jīng)過2-3小時后停止曝氣，顆粒污泥進行沉降；待沉降到好氧顆粒污泥與處理水出現(xiàn)界面后，從反應(yīng)器中部經(jīng)電磁閥排水至調(diào)節(jié)水箱；(2)調(diào)節(jié)水箱的水通過水泵打入第二階段的膜生物反應(yīng)器中，由空氣壓縮機經(jīng)空氣流量計和電磁閥，通過底部設(shè)置的微孔曝氣器對膜生物反應(yīng)器曝氣，控制溶解氧的濃度在1mg/L以上，對第一階段有機物進一步降解，提高出水水質(zhì)，同時原、后生動物捕食細菌，實現(xiàn)剩余污泥減量化；(3)對膜生物反應(yīng)器間歇曝氣，控制溶解氧的濃度在1mg/L以下，提高對有機物的進一步降解效果，去除水中含氮量；(4)通過水泵將處理好的水從膜生物反應(yīng)器中排出。
處理過程由繼電器控制。
采用兩段式生物反應(yīng)器工藝處理城市生活污水，穩(wěn)定運行后化學(xué)需氧量COD去除率可以達到95％以上，出水氨氮基本維持在1mg/L以下，同時還可以實現(xiàn)總氮的去除和剩余污泥的減量化，具有良好的經(jīng)濟和環(huán)境效益。
本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于城市生活污水和工業(yè)廢水的處理，污染物的去除和出水的水質(zhì)均有了明顯的提高，同時還實現(xiàn)了剩余污泥的減量化，具有良好的環(huán)境和經(jīng)濟效益。


圖1是本發(fā)明的兩段式生物反應(yīng)器工藝裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1、進水箱，2、攪拌器，3、水泵，4、繼電器，5、空壓機，6、流量計，7、電磁閥，8、序批式好氧顆粒污泥生物反應(yīng)器，9、調(diào)節(jié)水箱，10、液位控制器，11、膜生物反應(yīng)器，12、膜組件，13、壓差計。
具體實施方式
實施例1一種利用兩段式生物反應(yīng)器實現(xiàn)污泥減量化的工藝，設(shè)置序批式好氧顆粒污泥生物反應(yīng)器8和膜生物反應(yīng)器11兩個生物反應(yīng)器，第一階段在序批式好氧顆粒污泥生物反應(yīng)器8內(nèi)對污水進行處理，通過好氧顆粒污泥的培養(yǎng)實現(xiàn)有機物的高效去除，在此過程中產(chǎn)生少量的剩余污泥，同時，隨出水被洗出的分散細菌作為第二個階段原、后生動物的養(yǎng)分；第二階段在膜生物反應(yīng)器11內(nèi)對污水進行進一步處理，實現(xiàn)對第一階段有機物的進一步降解，提高出水水質(zhì)，同時原、后生動物大量捕食細菌，實現(xiàn)剩余污泥減量化；具體工藝步驟為(1)由攪拌器1將待處理污水充分攪拌后，通過水泵3A將待處理污水打入序批式好氧顆粒污泥生物反應(yīng)器8，由空氣壓縮機5經(jīng)空氣流量計6和電磁閥7，通過底部設(shè)置的微孔曝氣器對序批式好氧顆粒污泥生物反應(yīng)器8曝氣以進行生物降解，以0.012米/秒的表面氣體流速曝氣，經(jīng)過2.0小時后停止曝氣，顆粒污泥進行沉降；待沉降到好氧顆粒污泥與處理水出現(xiàn)界面后，從反應(yīng)器8的中部經(jīng)電磁閥7B排水至調(diào)節(jié)水箱9；(2)調(diào)節(jié)水箱9的水通過水泵3B打入第二階段的膜生物反應(yīng)器11中，由空氣壓縮機5經(jīng)空氣流量計6和電磁閥7，通過底部設(shè)置的微孔曝氣器對膜生物反應(yīng)器11曝氣，控制溶解氧的濃度在1mg/L以上，對第一階段有機物進一步降解，捕食細菌，提高出水水質(zhì)，實現(xiàn)剩余污泥減量化；(3)對膜生物反應(yīng)器11間歇曝氣，控制溶解氧的濃度在1mg/L以下，提高對有機物的進一步降解效果，去除水中含氮量；(4)通過水泵3C將處理好的水從膜生物反應(yīng)器11中排出。
處理過程由繼電器4控制。
實施例2一種利用兩段式生物反應(yīng)器實現(xiàn)污泥減量化的工藝，工藝與實施例1相同，不同之處在于，在工藝步驟(1)中，通過底部設(shè)置的微孔曝氣器對序批式好氧顆粒污泥生物反應(yīng)器8曝氣以進行生物降解，以0.016米/秒的表面氣體流速曝氣，經(jīng)過2.5小時后停止曝氣，顆粒污泥進行沉降。
實施例3一種利用兩段式生物反應(yīng)器實現(xiàn)污泥減量化的工藝，工藝與實施例1相同，不同之處在于，在工藝步驟(1)中，通過底部設(shè)置的微孔曝氣器對序批式好氧顆粒污泥生物反應(yīng)器8曝氣以進行生物降解，以0.02米/秒的表面氣體流速曝氣，經(jīng)過3.0小時后停止曝氣，顆粒污泥進行沉降。
采用兩段式生物反應(yīng)器工藝處理城市生活污水，穩(wěn)定運行后化學(xué)需氧量COD去除率可以達到95％以上，出水氨氮基本維持在1mg/L以下，同時還可以實現(xiàn)總氮的去除和剩余污泥的減量化，具有良好的經(jīng)濟和環(huán)境效益。
權(quán)利要求
1.一種利用兩段式生物反應(yīng)器實現(xiàn)污泥減量化的工藝，其特征在于，設(shè)置序批式好氧顆粒污泥生物反應(yīng)器和膜生物反應(yīng)器兩個生物反應(yīng)器，第一階段在序批式好氧顆粒污泥生物反應(yīng)器內(nèi)對污水進行處理，通過好氧顆粒污泥的培養(yǎng)實現(xiàn)有機物的高效去除，在此過程中產(chǎn)生少量的剩余污泥，同時，隨出水被洗出的分散細菌作為第二個階段原、后生動物的養(yǎng)分；第二階段在膜生物反應(yīng)器內(nèi)對污水進行進一步處理，實現(xiàn)對第一階段有機物的進一步降解，提高出水水質(zhì)，同時原、后生動物大量捕食細菌，實現(xiàn)剩余污泥減量化；具體工藝步驟為(1)由攪拌器將待處理污水充分攪拌后，通過水泵將待處理污水打入序批式好氧顆粒污泥生物反應(yīng)器，由空氣壓縮機經(jīng)空氣流量計和電磁閥，通過底部設(shè)置的微孔曝氣器對序批式好氧顆粒污泥生物反應(yīng)器曝氣以進行生物降解，以0.012-0.02米/秒的表面氣體流速曝氣，經(jīng)過2-3小時后停止曝氣，顆粒污泥進行沉降；待沉降到好氧顆粒污泥與處理水出現(xiàn)界面后，從反應(yīng)器中部經(jīng)電磁閥排水至調(diào)節(jié)水箱；(2)調(diào)節(jié)水箱的水通過水泵打入第二階段的膜生物反應(yīng)器中，由空氣壓縮機經(jīng)空氣流量計和電磁閥，通過底部設(shè)置的微孔曝氣器對膜生物反應(yīng)器曝氣，控制溶解氧的濃度在1mg/L以上，對第一階段有機物進一步降解，提高出水水質(zhì)，同時原、后生動物捕食細菌，實現(xiàn)剩余污泥減量化；(3)對膜生物反應(yīng)器間歇曝氣，控制溶解氧的濃度在1mg/L以下，提高對有機物的進一步降解效果，去除水中含氮量；(4)通過水泵將處理好的水從膜生物反應(yīng)器中排出。
2.如權(quán)利要求1所述的利用兩段式生物反應(yīng)器實現(xiàn)污泥減量化的工藝，其特征在于，處理過程由繼電器控制。
全文摘要
利用兩段式生物反應(yīng)器實現(xiàn)污泥減量化的工藝，設(shè)置序批式好氧顆粒污泥生物反應(yīng)器和膜生物反應(yīng)器兩個生物反應(yīng)器，第一階段在序批式好氧顆粒污泥生物反應(yīng)器內(nèi)對污水進行處理，通過好氧顆粒污泥的培養(yǎng)實現(xiàn)有機物的高效去除，在此過程中產(chǎn)生少量的剩余污泥，同時，隨出水被洗出的分散細菌作為第二個階段原、后生動物的養(yǎng)分；第二階段在膜生物反應(yīng)器內(nèi)對污水進行進一步處理，實現(xiàn)對第一階段有機物的進一步降解，提高出水水質(zhì)，同時原、后生動物大量捕食細菌，實現(xiàn)剩余污泥減量化；本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于城市生活污水和工業(yè)廢水的處理，污染物的去除和出水的水質(zhì)均有了明顯的提高，同時還實現(xiàn)了剩余污泥的減量化，具有良好的環(huán)境和經(jīng)濟效益。
文檔編號C02F3/12GK1765771SQ20051004455
公開日2006年5月3日 申請日期2005年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月8日
發(fā)明者王曙光, 張棟華, 李久義, 劉賢偉, 鞏文信, 孫遜, 岳欽艷, 高寶玉 申請人:山東大學(xué)