[發(fā)明專利]一種好氧顆粒污泥序批式反應(yīng)器及其工作方法

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• 申請日: 2018-04-12
• 公開（公告）號: CN108467107A
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周淑珍;盧譽遠;熊慶明;林應(yīng)強;林葉俊龍
• 申請（專利權(quán)）人: 南寧綠智環(huán)保科技有限公司
• 主分類號: C02F3/12
• 分類號: C02F3/12
• 代理公司: 廣西南寧公平知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 45104
• 代理人: 覃現(xiàn)凱

一種好氧顆粒污泥序批式反應(yīng)器，該反應(yīng)器的曝氣器系統(tǒng)安裝在罐體內(nèi)部，曝氣器系統(tǒng)上方是硝化區(qū)，曝氣器系統(tǒng)下方是反硝化區(qū)，反硝化區(qū)下方至罐底的空間為布水混合區(qū)；氣水分離器安裝在罐體頂部，上回流管一端連接在氣水分離器底部，上回流管另一端位于硝化區(qū)并安裝有多個上回流噴頭；下回流管一端連接在氣水分離器底部，下回流管另一端接至第一十字管，第一十字管上安裝有多個下回流噴頭；集氣罩安裝在曝氣器系統(tǒng)上方，集氣管下端連接在集氣罩的錐頂上端通過水平管連接進入氣水分離器。反應(yīng)器通過水力與傳質(zhì)的合理設(shè)計，提高水力剪切力和溶解氧利用率，合理設(shè)置硝化與反硝化的功能分區(qū)，提高反應(yīng)器生物總量，增強反應(yīng)器硝化與反硝化同步功能區(qū)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種生物好氧顆粒污泥反應(yīng)器，屬于生物好氧顆粒污泥技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種好氧顆粒污泥序批式反應(yīng)器(Aerobic granular sludge sequence batchreactor，AGS-SBR反應(yīng)器)。

技術(shù)背景

好氧顆粒污泥(Aerobic Granular Sludge，AGS)是通過微生物自凝聚作用形成的顆粒狀活性污泥，與普通活性污泥相比，它具有不易發(fā)生污泥膨脹、抗沖擊能力強、能承受高有機負荷，集不同性質(zhì)的微生物(好氧、兼氧和厭氧微生物)于一體等特點。微生物的自凝聚過程是一個復(fù)雜的物理、化學(xué)和生物過程，其顆粒化受多種環(huán)境因素影響，為微生物的自凝聚提供合適的水力剪切力通常采用高徑比大的反應(yīng)器以及較大的曝氣量，反應(yīng)器太高又造成曝氣的能耗增加，這制約了好氧顆粒污泥(AGS)技術(shù)在實際工程的應(yīng)用。

序批式工藝采用時間分割的操作方式替代空間分割的操作方式，非穩(wěn)定生化反應(yīng)替代穩(wěn)態(tài)生化反應(yīng)，靜置理想沉淀替代傳統(tǒng)的動態(tài)沉淀。污染物的降解在時間上是一個推流過程，而微生物則處于好氧、缺氧、厭氧周期性變化之中，從而達到對污染物去除作用，同時還具有脫氮、除磷功能。它的主要特征是在運行上的有序和間歇操作，序批式工藝集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一體，無污泥回流系統(tǒng)。其工作過程可分為曝氣、沉淀、潷水、閑置四個階段，周期循環(huán)進行。

傳統(tǒng)的生物脫氮工藝為一個完整生物脫氮過程，包括氨化作用，硝化作用和反硝化作用構(gòu)成，是好氧硝化過程與缺氧反硝化相繼或交替完成，由氨化菌的作用將有機氮氧化分解為NH⁴⁺-N；然后由自養(yǎng)型硝化細菌將NH⁴⁺-N氧化成NO^2--N和NO^3--N；接著NO^2--N和NO^3--N在反硝化細菌的作用下還原為N₂或其它氮氧化物，最后N₂釋放到大氣中，從而達到脫氮的目的。在全程硝化過程中，耗氧當(dāng)量為2.86g O₂/gNO₃-N，為滿足完全硝化反應(yīng)所需的曝氣，其過程大大增加了污水處理過程的整體能耗和運行費用。

國內(nèi)外研究短程硝化反硝化工藝較多，其原理是利用氨氧化菌和亞硝酸鹽氧化菌氮素轉(zhuǎn)化的差異性，將氨氮氧化控制在NO₂-N階段，省去了傳統(tǒng)生物脫氮中由亞硝酸鹽氧化成硝酸鹽，再還原成亞硝酸鹽，短程硝化反硝化工藝耗氧當(dāng)量為1.71gO₂/gNO₃-N，大幅度降低了污水處理過程的整體能耗和運行費用。但是工程化應(yīng)用鮮有實例，形成一體化裝備應(yīng)用的更少。

目前，傳統(tǒng)序批式生物好氧工藝有CASS和SBR工藝，多為砼結(jié)構(gòu)的池體，池體深度一般小于8米，占地面積大，氧的利用率低，供氧能耗較高，絮狀泥運行，工藝系統(tǒng)無法提供形成好氧顆粒污泥(AGS)所需要的水力剪切力，容易造成負荷沖擊，碳源不足，污泥膨脹等問題。因此，在現(xiàn)行序批式生物好氧工藝上，結(jié)合鼓風(fēng)機的曝氣工況，通過水力與傳質(zhì)的合理設(shè)計，提高水力剪切力和溶解氧利用率，合理設(shè)置功能分區(qū)，提高反應(yīng)器生物總量，增強反應(yīng)器硝化與反硝化同步功能區(qū)，利用絮狀污泥啟動并快速形成好氧顆粒污泥，發(fā)明具有脫氮功能的好氧顆粒污泥序批式運行生物反應(yīng)器是必要的。

發(fā)明內(nèi)容