高新絮狀污泥顆�；�化裝置

公布日：2022.04.08

申請日：2021.12.30

分類(lèi)號：C02F3/28(2006.01)I

摘要

本發(fā)明涉及絮狀污泥顆�；�技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種絮狀污泥顆�；�方法與裝置，該方法包括污泥接種、流態(tài)調整、靜置換水、連續培養、顆粒形成及顆粒培養步驟；且該裝置包括反應器，所述反應器連接有進(jìn)水系統、出水系統及流態(tài)調節回路系統，進(jìn)水系統位于反應器中下部，出水系統位于反應器上部，流態(tài)調節回路系統用于調整流態(tài)Re值；其以雷諾數作為流態(tài)的評價(jià)指標，通過(guò)調整流體流態(tài)，實(shí)現絮狀污泥的顆�；�，并改善反應器內的傳質(zhì)效率。

權利要求書(shū)

1.一種絮狀污泥顆�；�方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)污泥接種：在反應器中接種絮狀污泥，采用序批式進(jìn)水模式，以實(shí)驗室人工配水為進(jìn)水，進(jìn)水COD濃度在500-3000mg/L，營(yíng)養元素COD:N:P＝400-600:5:1，pH維持在7～8；(2)流態(tài)調整：開(kāi)啟流態(tài)調節低液位閥與變頻泵，調整流速計算Re值，使流態(tài)調節回路中2300<Re<4000；此時(shí)，進(jìn)入回路中的絮狀污泥處于過(guò)度流態(tài)；(3)靜置換水：當反應器內COD去除率達到70％后關(guān)閉循環(huán)泵，停止循環(huán)；靜置30min以上，開(kāi)啟中部進(jìn)水閥，以每小時(shí)0.25～2倍反應器有效容積的流速進(jìn)水；當進(jìn)水量達到反應器有效容積量的70％后關(guān)閉進(jìn)水閥門(mén)，停止進(jìn)水；(4)連續培養：重復步驟(2)和步驟(3)，并逐步提升進(jìn)水COD濃度至5000mg/L；隨著(zhù)絮狀污泥濃度提高，逐步將換水階段進(jìn)水流速提高至每小時(shí)2倍反應器有效體積的流速，以洗出沉降性能差的懸浮污泥；(5)顆粒形成：當流態(tài)管路中觀(guān)察到輪廓明顯的顆粒形成，將流態(tài)調節低液位閥關(guān)閉并開(kāi)啟流態(tài)調節高液位閥切換至高液位進(jìn)行循環(huán)，并開(kāi)啟底部進(jìn)水閥并關(guān)閉中部進(jìn)水閥，反應器改用底部連續進(jìn)水模式對顆粒進(jìn)行連續培養；培養過(guò)程保證COD去除率在70％以上，有機負荷不大于5kgCOD/m3·d；(6)顆粒培養：隨著(zhù)顆粒變大，開(kāi)啟流態(tài)調節高液位閥進(jìn)行循環(huán)，調整變頻泵逐漸加快流態(tài)調節管路內流速至Re>4000，使回路內處于湍流狀態(tài)；同時(shí)，反應器采用底部連續進(jìn)水方式，當顆粒增長(cháng)變慢、大小穩定，表明顆粒培養完成。

2.根據權利要求1所述的一種絮狀污泥顆�；�方法，其特征在于，步驟(1)接種的絮狀污泥污泥濃度為15～30g/L；污泥接種溫度設定在35±2C°。

3.一種絮狀污泥顆�；�裝置，包括反應器，其特征在于，所述反應器連接有進(jìn)水系統、出水系統、出氣系統及流態(tài)調節回路系統，進(jìn)水系統位于反應器中下部，出水系統位于反應器上部，流態(tài)調節回路系統用于調整流態(tài)Re值。

4.根據權利要求3所述的一種絮狀污泥顆�；�裝置，其特征在于，進(jìn)水系統包括底部進(jìn)水管路及中部進(jìn)水管路，中部進(jìn)水管路的進(jìn)水口位于反應器有效容積的30％±5％處，且底部進(jìn)水管路和中部進(jìn)水管路上分別安裝有底部進(jìn)水閥和中部進(jìn)水閥。

5.根據權利要求3所述的一種絮狀污泥顆�；�裝置，其特征在于，流態(tài)調節回路系統包括流態(tài)調節高液位出水管路、流態(tài)調節低液位出水管路及流態(tài)調節回水管路，所述流態(tài)調節高液位出水管路與流態(tài)調節低液位出水管路并列設置并均與流態(tài)調節回水管路連通。

6.根據權利要求5所述的一種絮狀污泥顆�；�裝置，其特征在于，所述流態(tài)調節高液位出水管路位于反應器有效容積的60％±5％處，流態(tài)調節低液位出水管路位于反應器有效容積的30％±5％處，流態(tài)調節回水管路位于反應器底部。

7.根據權利要求6所述的一種絮狀污泥顆�；�裝置，其特征在于，所述流態(tài)調節高液位出水管路和流態(tài)調節低液位出水管路分別安裝有流態(tài)調節高液位閥和流態(tài)調節低液位閥。

8.根據權利要求6所述的一種絮狀污泥顆�；�裝置，其特征在于，所述流態(tài)調節回水管路上安裝有變頻泵和流量計，以控制并檢測回水流量。

9.根據權利要求8所述的一種絮狀污泥顆�；�裝置，其特征在于，所述流態(tài)調節回水管路上位于變頻泵前還設有多條流態(tài)調節分流管路，多條流態(tài)調節分流管路并列設置，用以控制回水流量。10.根據權利要求3-9中任一項所述的一種絮狀污泥顆�；�裝置，其特征在于，還包括回流系統，所述回流系統包括位于反應器頂部的回流罐及與進(jìn)水系統連通的回流管路。

發(fā)明內容

針對現有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種絮狀污泥顆�；�方法與裝置，以雷諾數作為流態(tài)的評價(jià)指標，通過(guò)調整流體流態(tài)，實(shí)現絮狀污泥的顆�；�，并改善反應器內的傳質(zhì)效率。

為了實(shí)現上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種絮狀污泥顆�；�方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)污泥接種：在反應器中接種絮狀污泥，采用序批式進(jìn)水模式，以實(shí)驗室人工配水為進(jìn)水，進(jìn)水COD濃度在500-3000mg/L，營(yíng)養元素COD:N:P＝400-600:5:1，pH維持在7～8；

(2)流態(tài)調整：開(kāi)啟流態(tài)調節低液位閥與變頻泵，調整流速計算Re值，使流態(tài)調節回路中2300<Re<4000；此時(shí)，進(jìn)入回路中的絮狀污泥處于過(guò)度流態(tài)；

(3)靜置換水：當反應器內COD去除率達到70％后關(guān)閉循環(huán)泵，停止循環(huán)；靜置30min以上，開(kāi)啟中部進(jìn)水閥，以每小時(shí)0.25～2倍反應器有效容積的流速進(jìn)水；當進(jìn)水量達到反應器有效容積量的70％后關(guān)閉進(jìn)水閥門(mén)，停止進(jìn)水；

(4)連續培養：重復步驟(2)和步驟(3)，并逐步提升進(jìn)水COD濃度至5000mg/L；隨著(zhù)絮狀污泥濃度提高，逐步將換水階段進(jìn)水流速提高至每小時(shí)2倍反應器有效體積的流速，以洗出沉降性能差的懸浮污泥；

(5)顆粒形成：當流態(tài)管路中觀(guān)察到輪廓明顯的顆粒形成，將流態(tài)調節低液位閥關(guān)閉并開(kāi)啟流態(tài)調節高液位閥切換至高液位進(jìn)行循環(huán)，并開(kāi)啟底部進(jìn)水閥并關(guān)閉中部進(jìn)水閥，反應器改用底部連續進(jìn)水模式對顆粒進(jìn)行連續培養；培養過(guò)程保證COD去除率在70％以上，有機負荷不大于5kgCOD/m3·d；

(6)顆粒培養：隨著(zhù)顆粒變大，開(kāi)啟流態(tài)調節高液位閥進(jìn)行循環(huán)，調整變頻泵逐漸加快流態(tài)調節管路內流速至Re>4000，使回路內處于湍流狀態(tài)；同時(shí)，反應器采用底部連續進(jìn)水方式，當顆粒增長(cháng)變慢、大小穩定，表明顆粒培養完成。

其中，雷諾數可通過(guò)管路直徑、流體粘度、流速、流體密度等參數計算獲得，即

式中：d為管路直徑，u為流速，ρ為流體密度，μ為流動(dòng)粘度；

因此，在管路直徑與流體粘滯力一定的情況下，從而通過(guò)調整流速計算Re值。

通過(guò)低液位調整流體流態(tài)使2300<Re<4000，絮狀污泥處于過(guò)度流態(tài)提高污泥微生物之間發(fā)生碰撞與纏繞的機率促進(jìn)微生物團聚形成顆粒內核，此時(shí)Re值過(guò)大或者過(guò)小都不利于初期內核形成。

靜置換水階段，在顆粒形成初期中部進(jìn)水可使沉降性能好的絮狀污泥保留在反應器底部，洗出沉降性能差的污泥。

觀(guān)察到有顆粒形成后，隨著(zhù)反應器內污泥量增多，結合高液位調整流體流態(tài)使Re>4000，使污泥微生物處于湍流流態(tài)，有利于形成結構緊密，大小穩定的顆粒污泥。

作為優(yōu)選，步驟(1)接種的絮狀污泥污泥濃度為15～30g/L；污泥接種溫度設定在35±2℃。

一種絮狀污泥顆�；�裝置，包括反應器，所述反應器連接有進(jìn)水系統、出水系統及流態(tài)調節回路系統，進(jìn)水系統位于反應器中下部，出水系統位于反應器上部，流態(tài)調節回路系統用于調整流態(tài)Re值。

作為優(yōu)選，進(jìn)水系統包括底部進(jìn)水管路及中部進(jìn)水管路，中部進(jìn)水管路的進(jìn)水口位于反應器有效容積的30％±5％處，且底部進(jìn)水管路和中部進(jìn)水管路上分別安裝有底部進(jìn)水閥和中部進(jìn)水閥。

作為優(yōu)選，流態(tài)調節回路系統包括流態(tài)調節高液位出水管路、流態(tài)調節低液位出水管路及流態(tài)調節回水管路，所述流態(tài)調節高液位出水管路與流態(tài)調節低液位出水管路并列設置并均與流態(tài)調節回水管路連通；所述流態(tài)調節高液位出水管路位于反應器有效容積的60％±5％處，流態(tài)調節低液位出水管路位于反應器有效容積的30％±5％處，流態(tài)調節回水管路位于反應器底部。

作為優(yōu)選，所述流態(tài)調節高液位出水管路和流態(tài)調節低液位出水管路分別安裝有流態(tài)調節高液位閥和流態(tài)調節低液位閥；所述流態(tài)調節回水管路上安裝有變頻泵和流量計，以控制并檢測回水流量。

作為優(yōu)選，還包括回流系統，所述回流系統包括位于反應器頂部的回流管及與進(jìn)水系統連通的回流管路。

與現有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明的方法基于流體在湍流狀態(tài)內部各質(zhì)點(diǎn)運動(dòng)軌跡紊亂的特性，以雷諾數作為流態(tài)的評價(jià)指標，通過(guò)調整流體流態(tài)，使絮狀污泥微生物處于湍流流態(tài)，進(jìn)而提高污泥微生物之間易發(fā)生碰撞與纏繞機率，有利于形成顆粒內核與污泥顆粒，實(shí)現絮狀污泥的顆�；�，并改善反應器內的傳質(zhì)效率；

采用本申請的方法實(shí)現絮狀污泥的顆�；�，并改善反應器內的傳質(zhì)效率，且不需要額外添加Ca2+等金屬離子或顆�；�助劑，工藝更為簡(jiǎn)單，并減少了絮狀污泥顆�；�的成本。

由于采用流態(tài)調整回路與序批式培養洗出沉降性差的污泥，培養過(guò)程不用考慮傳統反應器中上升流速與高徑比的影響；且操作簡(jiǎn)單，適用于多種廢水的厭氧污泥顆�；�；流態(tài)調整回路設置簡(jiǎn)單，可應用于現有UASB或EGSB等反應器，使已有反應器內絮狀污泥顆�；�，進(jìn)而提高已有反應器處理能力。

（發(fā)明人：黃赫;凌明;郭慧;姚海勇）