[实用新型]一种自循环式厌氧反应器及使用该反应器的污水处理装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种污水处理设备和装置，尤其是涉及自循环式厌氧反应器及污水处理装置。

背景技术

剩余污泥处理和处置所需的投资和运行费用可占整个污水处理厂投资和运行费用的25％-65％，已成为废水生物处理技术面临的一大难题。高泥龄的处理流程经常被用于减少污泥的生长，但该处理流程可导致污泥沉降性能恶化，并增加曝气成本。在污泥回流段中如果加入化学(臭氧、酸或碱)或物理(热处理、超声破碎或机械处理)处理单元，剩余污泥可减少60％以上，甚至可以完全去除，但化学或物理处理的成本高昂，同时会增加曝气池有机负荷和曝气能耗，影响工艺的实用性。另有一种方法是加入解偶联剂，控制微生物新陈代谢，从而达到剩余污泥减量的目的，减量率在50％-80％，且能耗水平低，但该方法所投加的解偶联剂可能会对微生物造成过度的毒害作用，影响工艺本身的污染物处理性能，另外解偶联剂需大量购买，增加了运行成本。因此开发不降低(影响)污水处理效果，实现剩余污泥量最小化的废水生物处理工艺，是解决污水生化处理工艺中污泥问题较理想的途径。

目前出现了一种好氧-沉淀-厌氧(OSA)工艺的污水处理装置，其OSA装置实质是由传统活性污泥工艺中的曝气池和沉淀池以及在两者之间插入的一个污泥厌氧池组成，沉淀池底部的污泥抽出进入厌氧池内，在厌氧条件下反应一段时间，然后将厌氧池内的泥水混合液补入曝气池内，实现好氧-沉淀-厌氧的循环。这种方式，即不需要通过物理或化学手段进行预处理，也不需要添加任何化学药剂，能在不影响出水水质的前提下，可以减少剩余污泥产量的20％-60％，同时改善了污泥沉降性能，即可对传统的活性污泥工艺进行改造，使得基建和运行成本较低。对于日后解决我国日后大幅增长的污泥量有着重要意义。

由于OSA工艺污泥厌氧好氧耦合，好氧池中原生动物和后生动物非常少见，因此生物捕食对污泥减量的影响非常少。目前主要存在2种OSA污泥减量理论：一种理论认为OSA工艺通过能量解偶联理论实现污泥减量。OSA工艺中交替厌氧——好氧环境，使微生物在好氧阶段通过氧化外源有机底物合成的ATP，不能用于合成新细胞，而是在厌氧段作为维持细胞生命活动的能量被消耗。当微生物回到食物充足的好氧反应器时，重新进行能量储备，用于维持厌氧段细胞的基本代谢。这种交替好氧——厌氧循环，刺激微生物分解代谢与合成代谢相分离，从而达到污泥减量的效果；另一种污泥衰减理论认为，OSA工艺中厌氧污泥浓缩池污泥浓度高，停留时间长，厌氧污泥浓缩池中发生污泥衰减、污泥水解或消散是OSA工艺污泥减量的主要原因。曝气池污泥进入厌氧环境，底物消耗殆尽，好氧微生物则因为缺氧而死亡，厌氧和兼氧微生物处于饥饿状态，开始内源代呼吸。微生物将污泥絮体甚至自身一部分细胞物质氧化分解，内源呼吸代谢产生的能量用来维持各项生命功能。长期的内源呼吸会导致细胞死亡，导致微生物生长率的降低甚至生物固体量的减少，从而达到了污泥减量的效果。

厌氧反应池是OSA工艺污泥减量的关键环节。与生物脱氮除磷功能的厌氧区相比，OSA工艺厌氧段主要特点是污泥浓度高，可溶解性有机物浓度低。经过沉淀池浓缩后的污泥进入厌氧池，污泥浓度是传统厌氧区污泥浓度的2倍以上；易好氧降解的有机物经过曝气池和沉淀池已基本被降解，使得随污泥进入厌氧段的可溶解性有机物浓度相当低，因此存在显著的污泥衰减现象。