[发明专利]一种高浓度活性污泥维持装置及方法

说明书

本发明公开了一种高浓度活性污泥维持装置及方法，属于废水处理领域。装置包括：接种活性污泥的袋体；用于悬挂袋体的悬挂架；用于固定悬挂架的横杆；所述横杆设置于曝气池上方，使装有活性污泥的袋体没入曝气池混合液。应用时，将活性污泥接种至袋体内，实现活性污泥的固定，之后将多个袋体通过悬挂架相连制成一组处理单元，多组单元可水平或竖直交错固定置于曝气池中，用于处理污水。本发明提出的装置及方法可以有效减少活性污泥流失，提高曝气池中的污泥浓度与容积负荷，实现反应器快速启动，同时有利于在袋体中形成缺氧区，提高污泥的反硝化效率，从而实现有机物和总氮的高效去除。

技术领域

本发明属于污水处理及环境工程技术领域，具体涉及一种用在曝气池中保持高浓度活性污泥的装置及方法。

背景技术

活性污泥法是应用最广的污水处理技术之一，但是在活性污泥法的实际应用中，常因污泥沉降性能差、污泥龄较长等因素，导致曝气池中活性污泥流失，污泥浓度与容积负荷难以维持在较高水平，制约了污水处理效率的提升。

对活性污泥进行固定可以解决污泥流失的问题。污泥的固定化一般是通过物理或化学方法将污泥限定于特定的空间区域内，常见的方式有包埋法、交联法和吸附法等。这类固定化方法既可维持反应器内生物量的浓度和活性，使微生物浓度得到极大的提高，并使处理负荷相应提高；且污泥产量低，后续处理的负担较轻，同时处理工艺简单易行，便于维护和运行，投资及运行费用低。基于上述原因，污泥固定化技术逐渐受到人们关注。

目前已有一些污泥固定化的方法和专利，如中国专利文献公开号为CN110697907A的现有技术公开了一种固定化复合菌群材料及其制备方法，利用聚乙烯醇和海藻酸钠对污泥进行包埋，并在外层添加玉米秸秆作为碳源，使厌氧氨氧化菌、反硝化细菌和好氧硝化细菌在系统内维持较高的细菌浓度和生物活性；中国专利文献公开号为CN111747541A的现有技术公开的一种通过胶囊结构对水处理微生物菌剂进行固定的技术方案，通过氯化钙和硼酸混合溶液对污泥进行交联，得了到双层微胶囊结构的微生物菌剂；中国专利文献公开号为CN103805590A的现有技术公开了一种固定化硝化菌及其在处理低温氨氮废水中的应用，以驯化好的低温硝化菌株作为菌剂，以聚胺脂泡沫为生物载体、海藻酸钠为包埋剂、氯化钙为交联剂制作固定化载体，制得固定化低温硝化菌；中国专利文献公开号为CN102181421A的现有技术公开了一种利用聚乙烯醇-海藻酸钠-活性炭包埋强化厌氧氨氧化微生物活性的方法，将聚乙烯醇、海藻酸钠和活性炭按照比例配制成包埋剂；将经处理的厌氧氨氧化污泥与包埋剂按体积比均匀混合，制得固定化小球，再经过培养获得在稳定耦合于活性炭上的厌氧氨氧化微生物。这些专利与方法将活性污泥固定在粒状载体中，一定程度上可以避免污泥流失以及产生污泥膨胀的问题，但固定化载体制作步骤较为繁琐，制备得到的载体机械强度无法长期满足工程应用上的要求，且制备反应条件苛刻，影响到污泥细胞活性，导致污水生物处理系统启动时间长，处理效率低。中国专利文献公开号为CN109748395A的现有技术公开了一种高COD、高氨氮污水生物反应器，反应器中的可移动流化脱氮层内设置有若干个填料袋并填充适合生物脱氮菌生长的载体。该现有技术利用填料袋将载体限制在某一区域，一定程度上避免了常规的污泥固定方法带来的弊端。但是，该系统需要在载体上进行挂膜，启动时间长；填料的存在还会占据袋体中的大量空间，导致系统生物量较少，影响系统运行效率；此外，填料受到袋体的限制无法形成流化状态，严重影响传质效果。综上所述，开发出一种应用方便、条件温和、机械强度足够的高浓度活性污泥固定和维持方法具有重要的意义。

发明内容

1.要解决的问题

针对污水处理曝气池中污泥浓度与容积负荷难以维持在高水平、现有固定化技术反应条件苛刻、污泥启动时间长等问题，本发明提供了一种高浓度活性污泥维持装置及方法，将活性污泥接种至该装置中，实现了污泥的固定，避免因排泥与膨胀造成的污泥流失，可有效提高曝气池中的污泥浓度与容积负荷；同时本装置中污泥由于被固定于袋内，内部可形成缺氧区，为反硝化提供缺氧环境，外部好氧区与内部缺氧区的耦合可以实现硝化与反硝化的同步进行，从而有效提高总氮的去除效率。

2.技术方案