[发明专利]一种接触式水蚯蚓污泥减量反应器及其应用

说明书

技术领域

本发明属于环保技术领域，涉及一种污泥处理工艺的反应器及其应用，具体为一种接触式水蚯蚓污泥减量反应器及其应用，利用水蚯蚓摄食污泥的原理，设计一种对较高浓度污泥进行降解的反应器，达到减少剩余污泥排放的环保目的。

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。焚烧是目前欧洲国家处理污泥的最终选择，然而其成本使该方法难以推广，研发低耗高效的污泥减量技术是目前国内外的前沿课题。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)，经研究发现，微型动物根据其品种以及所处环境状态的不同，可产生不同的污泥减量效果。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，并发现进入捕食反应器中的碳有22％-43％经矿化作用生成CO₂，剩余污泥产量可减少12％。Lee等人采用生物膜作为第二阶段的捕食反应器处理人工合成污水，发现污泥产量为0.05～0.17gSS/gCOD，比传统方法减少30％～50％。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，发现后者比前者少产生20％～30％的污泥量。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也发现了水蚯蚓对于污泥产率减少有显著作用。Rensink等向含有塑料载体的活性污泥系统中投入颤蚓发现剩余污泥产量从0.4gMLSS/gCOD降至0.15gMLSS/gCOD，同时污泥体积指数(SVI)也有下降，污泥的脱水性能有提高。

随着经济的进一步发展，污水处理厂的数量也逐步增多，剩余污泥的产量也与日俱增，其处理问题日益受到关注，污泥减量技术将进一步发展。利用微型动物进行污泥减量的技术是实现污泥源头治理的绿色技术，是目前剩余污泥问题解决的最经济可行的方法，具有良好的发展前景。而该技术的规模工业化应用及其工艺开发仍需进一步的深入研究。

针对污水污泥共同处理的发明有“水蚯蚓-微生物共生系统泥水降解间歇式反应器及其应用”(发明专利申请号20091099944.8)，以及“水蚯蚓-微生物共生系统泥水降解连续流反应器及其应用”(发明专利申请号200910099943.3)。上述两项发明所涉及的反应器都包含了两部分结构“污泥减量反应器”和“污水降解反应器”。其中污泥减量反应器内全部均匀分布填料繁殖水蚯蚓，水中溶解氧由分布于整个反应器底部的曝气装置(可变微孔曝气器)提供，水流处于不稳定的紊流状态，导致水蚯蚓在填料上分布不均匀，并且水蚯蚓的卵会随水流出“污泥减量反应器”，因此需要在“污水降解反应器”设置回流系统，影响了水蚯蚓生长，减弱了污泥减量的能力，适用于低浓度(MLSS2000mg/L)的污水污泥同步处理。

发明内容

本发明为了提高污水处理工艺中污泥减量的能力，使处理设备能有效降解污水处理厂产生的高浓度剩余污泥，如来自于二沉池浓度平均为4000-6000mg/L的污泥，本发明的目的在于提供一种接触式水蚯蚓污泥减量反应器及其应用工艺，本发明所述的接触式水蚯蚓污泥减量工艺可应用于城镇污水处理厂剩余污泥的处理，尤其是适用于已建污水处理厂污泥减量的技术改造。

本发明提供连接于污水处理厂曝气系统二沉池剩余污泥排出口的接触式水蚯蚓污泥减量反应器及其操作方法。

本发明的接触式水蚯蚓污泥减量反应器，所述的污泥是污水处理厂曝气系统二沉池排出的污泥，反应器由接触减量区1、曝气搅拌区2和排泥区3组成一个敞口的长方体容器；在敞口的长方体容器上端的一侧设置进泥口4，长方体容器内靠进泥口4端设置占长方体容器2/3容量区域的接触减量区1，接触减量区1内悬挂弹性填料5，弹性填料5上接种水蚯蚓6；长方体容器另1/3容量区域为曝气搅拌区2，在长方体容器的底板上0.3m处设置曝气器7；接触减量区下部为排泥区3，在距底板0.1m处设置排泥管10，与排泥口11连接；与进泥口4相对的一侧设置滗水器8，连接出水口9。

本发明所述的接触式水蚯蚓污泥减量反应器的使用方法是：按照具体工艺要求设置一定的时序进行“进泥——接触曝气——沉淀——排泥/出水”周期循环运行，具体操作为：污泥由进泥口4进入所述反应器时，曝气器7开始供气，1～2小时后停止进泥，继续保持曝气并搅拌状态，污泥在弹性填料5上的水蚯蚓6的作用下逐渐减量，接触曝气运行一定时间后停止曝气进行短时沉淀；沉淀完成后通过滗水器8从出水口9排出上清液，底部排泥区3排出污泥。