[发明专利]一种基于旋流分选的藻菌污泥快速颗粒化反应器及方法

说明书

本发明公开了一种基于旋流分选的藻菌污泥快速颗粒化反应器及方法。反应器从左到右分为旋流分选区、主体反应区；主体反应区最底部设有曝气盘，并通过连接曝气管进行曝气；主体反应区右侧的底端设有排泥口，右侧中心位置设有排水口，并设置多个取样口；主体反应区中心设有固定LED灯源；主体反应区左侧的底端设有进水口，并通过取水口和回流口与旋流分选区相连。旋流分选区主要由旋流进水口、溢流口、底流口、色谱柱、色谱锥组成；旋流分选区的取水和回流都通过相应的取水泵和回流泵辅助完成。本发明通过旋流提供剪切力，促进藻菌污泥颗粒化，并且通过旋流分选作用进一步筛选出团聚性能好，颗粒密度大的颗粒污泥；通过在本体中心设置LED灯，为藻菌共生污泥颗粒化提供全方位充足的光照，避免了底部光照不足的问题。

技术领域

本发明属于废水处理领域，尤其涉及一种基于旋流分选的藻菌污泥快速颗粒化反应器及方法。

背景技术

由于最近几年经济发展迅速，伴随着环境污染进一步加重，目前采用的污水处理工艺主要是以活性污泥法为基础的悬浮式生物处理技术。活性污泥法自1914年发现以来得到了广泛应用，逐渐成为使用最多的污水处理工艺之一，其工艺原理是通过絮状污泥对有机物以及氮、磷的代谢来处理废水。活性污泥法在实际工程应用中存在以下问题：(1)活性污泥法是以絮状污泥存在反应池中进行反应，其沉淀性能较差，导致了工艺处理时间长、占地面积大等诸多问题；(2)活性污泥工艺需要曝气、沉淀以及污泥回流等，若需要进行脱氮除磷还需要设置缺氧厌氧阶段，这使得工艺处理单元多，操作管理复杂；(3)絮状污泥还有沉淀性能差导致泥水不彻底、不易调控、容易污泥膨胀上浮、剩余污泥的产量大，造成后续的污泥处理处置困难等技术难题；(4)脱氮除磷效率不高、条件复杂也是制约污水处理厂提质增效的一大瓶颈。

另一方面是能源问题，现行的污水处理采用曝气的方式提供微生物代谢有机物所需的氧气，代谢产物主要是生物质以及二氧化碳，曝气无疑会消耗大量能量，而目前尚未开发一种从污泥中高效回收能源的可行方法，导致污水中的能源被大量浪费。为实现资源可持续利用与发展,加强对废水中氮、磷以及营养物质等资源的回收，减少处理废水时温室气体的排放，藻菌共生颗粒污泥工艺被广泛关注；该工艺通过藻菌的协同作用，可减少曝气的能耗，以及二氧化碳和剩余污泥的排放，便于回收再利用。

目前，藻菌共生颗粒污泥研究处于起步阶段，对于藻菌颗粒污泥的培养会存在诸多问题，微藻和污泥一部分会处于悬浮状态，难以沉降形成藻菌颗粒污泥；而且上层水体中也会存在少部分藻菌颗粒污泥，通过旋流分离器的辅助，可以使反应器上端水体的微藻与絮状污泥加速颗粒化，并且进一步筛选出颗粒性能好，颗粒密度大的颗粒污泥。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种基于旋流分选的藻菌污泥快速颗粒化反应器。

一种基于旋流分选的藻菌污泥快速颗粒化反应器，其特征在于反应器从左到右分为旋流分选区、主体反应区；主体反应区最底部设有曝气盘，并通过连接曝气管进行曝气，主体反应区右侧从下到上依次设有排泥口、第一取样口、第二取样口、排水口、第三取样口，排水口位于主体反应区右侧的中间位置；主体反应区左侧从下到上依次设有进水口、回流口、取水口；在主体反应区的中心内部设有LED灯源；旋流分选区的构成包括：溢流管、旋流进水口、色谱柱、色谱锥、底流管；旋流分选区通过取水管道和回流管道与主体反应区相连，旋流分选区的取水和回流通过取水泵和回流泵辅助完成。

所述的主体反应区的高径比在8～16，有效容积在2～6L，主体反应区的内外径比为5:4，超高系数1.1～1.2。

所述的主体反应区中心采用悬挂内入式LED灯，主体反应区内的光照强度在4500lux～6000lux。

所述的主体反应区的进水口、排水口、取样口、排泥口的内径比为1:1:1:1。

所述的主体反应区通过曝气盘进行曝气的曝气强度在2.0L/(㎡·s)～2.5L/(㎡·s)。