[发明专利]水蚯蚓-微生物共生系统泥水降解间歇式反应器及其应用

说明书

技术领域

本发明属于环保技术领域，涉及一种污水处理工艺装置及其应用，包括生化法处理污水技术，具体为一种利用“水蚯蚓-微生物共生系统”对污水、污泥共降解的间歇式反应器及其处理工艺。

背景技术

城市污水处理工艺普遍采用活性污泥法，但活性污泥法的主要缺点即产生大量的剩余污泥，剩余污泥的处理是当前环境治理的难点问题。利用微型动物的捕食减少剩余污泥是当前非常有效的污泥生物降解治理方法，并引起了越来越多的关注(Huang X et al，2007)。Ratsak等(1994)最早进行了两段式生物捕食反应器污泥减量的技术研究，Rensink等(1996)对某塑料载体上自然生长颤蚓、仙女虫和红斑顠体虫的改进水处理系统进行了研究，Ghyoot等(2000)比较了传统活性污泥系统(CAS)和生物膜反应器系统(MBR)作为捕食反应器处理人工合成污水时的效能，魏源送等(2004；2005)对膜生物反应器中蠕虫污泥减量效果进行了研究，梁鹏等(2004)考察了活性污泥反应器中引入红斑顠体虫的污泥减量效果。但利用微型动物的捕食实现污泥降解的同时确会造成污水处理能力下降，污水处理出水水质转差。Rensink等人(1997)发现，由于捕食者活动引起的矿化作用使得硝酸盐和磷酸盐被大量释放出来。Lee等人(1996)同样得到类似结论，在捕食反应器中由于微型动物的新陈代谢作用，大量硝酸盐(7-13mgN/L)和磷酸盐(2.5-3.7mgP/L)被释放。Wei等人(2008)研究发现通过寡毛类对活性污泥的捕食作用，水中PO₄^3--P、TP、TN都明显升高。

发明内容

本发明目的在于提供一种有效的反应器及其应用工艺，在该反应器内构建达到平衡的“水蚯蚓-微生物共生系统”，在微生物污水处理的同时，利用水蚯蚓摄食作用，实现泥水共降解的目的。

本发明的水蚯蚓-微生物共生系统泥水共处置间歇式反应器，包括下述结构：一个污泥减量反应器3通过第二进水口2和污泥回流管道9与污水降解反应器6相连接；在污泥减量反应器3和污水降解反应器6的上方分别设置空气进口5，在污泥减量反应器3和污水降解反应器6内部的下方分别设置曝气装置8，污泥回流管道9在污泥减量反应器3和污水降解反应器6之间呈回流状连接，出水口13设置在和污水降解反应器6的上段，第一进水口1在污泥减量反应器3的上段；在污泥减量反应器3的内部均匀分布了弹性填料4，在弹性填料4上依附水蚯蚓10；在污水降解反应器6的内部安放含微生物菌群的活性污泥11，搅拌器7，靠出水口13处设置滗水器12。

本发明所述的水蚯蚓-微生物共生系统泥水共处置间歇式反应器应用于含泥污水的处理。

本发明所述的水蚯蚓-微生物共生系统泥水共处置间歇式反应器的使用方法包括以下过程：含污泥的污水由第一进水口1进入污泥减量反应器3中，污水降解反应器6的污泥通过污泥回流管道9进入污泥减量反应器3中，污泥在污泥减量反应器3中被水蚯蚓摄食降解，污泥减量后的污水通过第二进水口2流入污水降解反应器6，利用活性污泥中的微生物降解污水中的有机污染物及氮和磷，出水通过滗水器12过滤，从出水口13外排。

本发明所述的水蚯蚓-微生物共生系统泥水共处置间歇式反应器处理工艺简称TM-SBR，由污泥降解反应器TM和污水降解反应器SBR串联构建而成，共同组成一个可稳定控制平衡的“水蚯蚓-微生物共生系统”。

“水蚯蚓-微生物共生系统”为在污泥/污水生物处理工艺过程中，由污水底物、微生物(细菌、真菌)以及微型动物(原生动物、后生动物、水蚯蚓)所组成的具有污泥减量和污水净化作用的良性循环的共生微型生态系统。在这一系统中，水蚯蚓与微生物相互作用并相互影响，由水蚯蚓降解微生物生长代谢所产生的污泥，由微生物实现污水中有机物及氮、磷的去除；同时水蚯蚓的生长代谢会对污水中碳、氮、磷等污染物的有效去除造成一定的正面影响，污水中底物浓度的变化也会对水蚯蚓的生长代谢形成良性影响。

间歇式反应器由污泥减量反应器TM和污水降解反应器SBR以及进水、回流装置及出水共同串联组成，如图1所示。

污水与SBR反应器产生的污泥间歇回流进入污泥减量反应器，在污泥减量反应器中均匀分布弹性填料，接种水蚯蚓。水蚯蚓在反应器中以污泥作为生长底物维持生长代谢活动从而在反应器中实现污泥减量。水蚯蚓的代谢产物随污水流出进入污水降解反应器SBR。