[發(fā)明專利]膜曝氣好氧顆粒污泥反應器和其培養(yǎng)好氧顆粒污泥及同步脫氮除碳的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810825901.2
• 申請日: 2018-07-25
• 公開（公告）號: CN110759465A
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發(fā)明（設計）人: 謝國俊;譚馨;聶文博;范勝強;劉冰峰;邢德峰;丁杰
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業(yè)大學
• 主分類號: C02F3/12
• 分類號: C02F3/12;C02F3/26;C02F3/30
• 代理公司: 23211 哈爾濱市陽光惠遠知識產(chǎn)權代理有限公司
• 代理人: 鄧宇

本發(fā)明公開了膜曝氣好氧顆粒污泥反應器和其培養(yǎng)好氧顆粒污泥及同步脫氮除碳的方法，屬于污水處理技術領域。該膜曝氣好氧顆粒污泥反應器包括膨脹顆粒污泥床反應器，膜曝氣系統(tǒng)，溶解氧在線控制系統(tǒng)，循環(huán)旁路，進水管路和出水管路；膨脹顆粒污泥床反應器內(nèi)培養(yǎng)有好氧顆粒污泥；膜曝氣系統(tǒng)包括中空纖維膜，高壓純氧氣瓶和輸氧管路；溶解氧在線控制系統(tǒng)包括工業(yè)級在線溶解氧儀，溶解氧電極和電磁閥。本發(fā)明還提供了一種利用該反應器培養(yǎng)好氧顆粒污泥和處理污水的方法。本發(fā)明反應器可以應用于好氧顆粒污泥的培養(yǎng)，并且培養(yǎng)效果非常好，培養(yǎng)獲得的好氧顆粒污泥和反應器還可以用于同步去除污水中的碳氮污染物。

技術領域

本發(fā)明涉及膜曝氣好氧顆粒污泥反應器和其培養(yǎng)好氧顆粒污泥及同步脫氮除碳的方法，屬于污水處理技術領域。

背景技術

好氧顆粒污泥主要由硝化細菌、反硝化細菌、聚磷菌和聚糖菌組成，因此它具備在一個反應單元中實現(xiàn)同步移除碳氮的性能。對于生物處理系統(tǒng)，生物膜相比懸浮的活性污泥的處理效果更好，而好氧顆粒污泥在一定程度上可以看成是細胞自聚而形成的特殊生物膜，因此其同時具備了生物膜和活性污泥的優(yōu)勢——沉降性能好和生物活性高。良好的沉降性能有助于泥水分離，從而省去污泥二沉池，簡化了工藝流程，降低了建筑面積和投資，而高的生物活性則保證了出水水質(zhì)的處理效果。

但好氧顆粒污泥技術應用于規(guī)模化處理污水面臨諸多困難，尤其是啟動時間長、長期運行過程中好氧顆粒污泥的穩(wěn)定性下降和受限于間歇運行模式致使建筑物使用率低且管理復雜，這些因素極大地限制了好氧顆粒污泥技術規(guī)模化運用。因此，對好氧顆粒污泥處理污水的改進和提高已經(jīng)越來越受到重視。同時，探究好氧顆粒污泥應用于連續(xù)流運行模式處理污水也成為了污水好氧生物處理的研究熱點。

好氧顆粒污泥在傳統(tǒng)的序批式反應器(SBR，Sequencing Batch Reactor)中存在著工藝及操作要求高、需要復雜的厭氧-好氧培養(yǎng)環(huán)境切換裝置和建筑使用效率低等各種缺陷，無法滿足大規(guī)模工業(yè)化應用的要求。因此，根據(jù)好氧顆粒污泥培養(yǎng)運行所必需的條件調(diào)整反應器構(gòu)型、改變運行模式或許是推動好氧顆粒污泥技術發(fā)展的關鍵。

同時，培養(yǎng)好氧顆粒污泥過程及成熟的好氧顆粒污泥應用于污水或廢水的處理過程中，在好氧階段需要向生物反應區(qū)中輸入氧氣。通常該階段通過曝氣的方式實現(xiàn)，而傳統(tǒng)曝氣方式多采用多孔或者微孔曝氣裝置，如曝氣頭曝氣，該種曝氣方式為有泡曝氣，曝氣過程中會產(chǎn)生大量氣泡，雖然提供了培養(yǎng)好氧顆粒污泥所需的水力剪切力，但是氧氣的傳遞效率低、曝氣成本高。

此外，在相關研究提出厭氧-好氧交替環(huán)境應用于培養(yǎng)更緊密的好氧顆粒污泥后，由于必需的水力剪切力由曝氣產(chǎn)生的氣泡相對運動提供，即在厭氧階段仍需要曝氣作用的存在，因此為在厭氧階段提供水力剪切力和實現(xiàn)厭氧-好氧環(huán)境切換需要額外的裝置和更復雜的操作。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有污泥生物反應器在培養(yǎng)過程中溶解氧和水利剪切力均由曝氣過程提供，厭氧和好氧環(huán)境切換所需的繁瑣裝置和復雜操作以及現(xiàn)有好氧顆粒污泥運行方式單一且存在曝氣效率低、曝氣成本高的問題，本發(fā)明提供了一種膜曝氣好氧顆粒污泥反應器及其培養(yǎng)好氧顆粒污泥和處理污水的方法，采用的技術方案如下：

本發(fā)明的目的在于提供一種膜曝氣好氧顆粒污泥反應器，該膜曝氣好氧顆粒污泥反應器包括膨脹顆粒污泥床反應器1，膜曝氣系統(tǒng)，溶解氧在線控制系統(tǒng)，循環(huán)旁路6，進水管路9和出水管路10；其中：所述膨脹顆粒污泥床反應器1作為培養(yǎng)好氧顆粒污泥的池體；