CN108609728A

CN108609728A - 一种利用溶解氧改性污泥丝状菌膨胀的系统及控制方法

Info

Publication number: CN108609728A
Application number: CN201810535944.7A
Authority: CN
Inventors: 郭玉玲; 张珊; 司晓娜; 郑爱民; 赵福生
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-05-30
Filing date: 2018-05-30
Publication date: 2018-10-02

Abstract

本发明涉及一种利用溶解氧改性污泥丝状菌膨胀的系统及控制方法，该系统包括调节水箱、SBR反应器、支撑件、自动控制系统和溶解氧监测系统；该控制方法包括以下步骤：1将污水厂膨胀污泥加入SBR反应器；2利用自动控制系统，控制调节水箱向SBR反应器进水10min；3再次控制搅拌装置搅拌120min；4再次控制曝气装置曝气180min；5再次控制污泥沉淀30min；6再次控制SBR反应器出水阀向外排水10min；7再次控制SBR反应器闲置10min，步骤2‑7总耗时360min，每日重复步骤2‑7为1‑4次；步骤4中利用溶解氧监测系统，手动调节曝气量，前90min控制SBR反应器内溶解氧0.1‑1.5mg·L^‑1，后90min控制溶解氧1.5‑5mg·L^‑1；本方法工艺简单、改性污泥性状稳定、系统结构合理等优点，用于污泥处理具有较高的社会和经济效益。

Description

一种利用溶解氧改性污泥丝状菌膨胀的系统及控制方法

技术领域

本发明涉及污水生物处理技术领域，尤其涉及一种利用溶解氧改性污泥丝状菌膨胀的系统及控制方法。

背景技术

随着中国经济的迅猛发展，伴随而来的水污染问题逐渐成为人们关注的焦点，在生物处理中，活性污泥良好的絮凝性和沉降性是污水处理厂沉淀池出水达标的保障。由于某些原因污泥沉降性能恶化，SVI值不断增大，沉淀池污泥难于沉降，造成污泥随出水流失，导致出水水质恶化，曝气池污泥浓度降低，最终破坏正常的污水生物处理的现象为污泥膨胀。而污泥丝状菌膨胀容易出现在工艺运行负荷低，污泥龄较长,氮磷丰富的污水中，并且一直困扰着城市污水处理厂。因此，有必要开发一项运行成本低、能耗低、运行效果好的新系统和控制方法克服污泥丝状菌膨胀的问题。

目前，对于污泥丝状菌膨胀的处理方法主要有两种：一是常用方法，包括加入臭氧、絮凝剂、过氧化氢、氯气等，破坏丝状菌的效果，从而实现控制污泥膨胀的目的。二是特殊方法，包括增加负荷、设置生物选择器等吸附部分有机物、消除有机酸的同时控制有效抑制丝状菌的生长，控制污泥膨胀。但丝状菌种类复杂，这些方法存在着成本高、效率低、运行复杂等问题，污泥丝状菌膨胀的控制研究至今尚未取得突破性进展。因此，开发一种利用溶解氧改性污泥丝状菌膨胀的系统及控制方法，具有重要的现实意义。

发明内容

鉴于以上所述现有技术存在的缺点，本发明的目的在于提供一种利用溶解氧改性污泥丝状菌膨胀的系统及控制方法，其具有工艺简单、改性污泥性状稳定、系统结构合理等优点，用于污泥处理能够解决现有技术中存在的诸多问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明通过如下技术方案实现：

利用溶解氧改性污泥丝状菌膨胀的系统，其特征在于：所述系统包括调节水箱、SBR反应器、支撑件、自动控制系统和溶解氧监测系统；其中，所述SBR反应器固定设置在支撑件上，调节水箱通过第一管道与SBR反应器连接，第一管道上设置有第一输送泵、SBR反应器进水阀；所述SBR反应器通过第二管道排水至系统外，第二管道上设置有SBR反应器出水阀；所述SBR反应器包括搅拌装置、曝气装置，搅拌装置通过支撑件与SBR反应器固定，曝气装置通过第三管道与SBR反应器连接；第三管道上设置的曝气装置包括第二输送泵、流量计和曝气器；所述自动控制系统包括时间控制器，时间控制器分别与SBR反应器进水阀、SBR反应器出水阀连接；所述溶解氧监测系统包括溶解氧探头和主机在线系统。

作为上述方案的进一步优化，所述第一输送泵为离心潜水泵，所述第二输送泵为空气泵；所述SBR反应器进水阀为电动阀，SBR反应器出水阀为电磁阀。

作为上述方案的进一步优化，所述搅拌装置设置于SBR反应器本体中，搅拌桨叶设置距SBR反应器本体底端20-40cm处；所述曝气器设置在SBR反应器底端1-10cm处，第二输送泵和流量计设置在SBR反应器本体外部底端。

作为上述方案的进一步优化，所述第二输送泵为空气泵，空气泵的功率为200W-1000W，流量计为玻璃转子流量计或涡街流量计，流量计气量为25-3000L·h^-1，曝气器为微孔曝气盘或穿孔曝气管，通气量每个为1-3000L·h^-1。

作为上述方案的进一步优化，所述SBR反应器为圆筒体反应器，其中圆筒体的高度和直径比值为1:5-1:10，圆筒体的材质采用合金钢材质或有机玻璃材质。

作为上述方案的进一步优化，所述自动控制系统还包括防水电控箱、设置在防水电控箱内的控制电路板，所述自动控制系统还包括防水电控箱、设置在防水电控箱内的控制电路板，所述控制电路板上设置有中央控制器模块、驱动装置的驱动模块、电源模块；其中，中央控制器模块分别与驱动模块、电源模块控制连接，所述驱动模块与第一输送泵、SBR反应器进水阀、第二输送泵、搅拌装置、SBR反应器出水阀控制连接；电源模块与外接供电电源相连接；防水电控箱上还设置有与中央控制模块的输入模块相连接的触摸输入屏，通过手动触摸输入屏选择电源模块的供电或断开、第一输送泵、SBR反应器进水阀、第二输送泵、搅拌装置、SBR反应器出水阀的启闭。

作为上述方案的进一步优化，所述溶解氧监测系统包括溶解氧探头和主机在线系统，其中溶解氧探头为WTW 溶解氧传感器，型号为FDO700IQ，主机在线系统为WTW变送器，型号MIQ/TC2020XT-MOD；所述WTW变送器与WTW 溶解氧传感器连接，设置WTW溶解氧传感器在SBR反应器中，距SBR反应器侧壁20-40cm；所述WTW变送器内部设置专门的计算芯片，将WTW溶解氧传感器中产生的光电信号转化成实时变化的溶解氧浓度，并将该浓度在WTW变送器外部的显示器上显示，实时快速监测SBR反应器中溶解氧浓度。

利用溶解氧改性污泥丝状菌膨胀系统的控制方法，其特征在于：所述控制方法包括以下步骤：1）将污水处理厂的膨胀污泥加入SBR反应器；2）利用自动控制系统，控制调节水箱通过第一管道向SBR反应器进水10min；3）再次控制搅拌装置向SBR反应器厌氧搅拌120min；4）再次控制曝气装置通过第三管道向SBR反应器好氧曝气180min；5）再次控制SBR反应器沉淀污泥30min；6）再次控制SBR反应器出水阀通过第二管道向SBR反应器外排水10min；7）再次控制SBR反应器闲置10min；所述步骤2）至步骤7）总耗时360min，每日重复上述步骤2）至步骤7）为1-4次。

作为上述方案的进一步优化，所述步骤4）控制曝气装置通过第三管道向SBR反应器好氧曝气180min内，利用溶解氧监测系统，手动调节流量计控制曝气器气量，其中前90min控制SBR反应器内溶解氧0.1-1.5mg·L^-1，后90min控制SBR反应器内溶解氧1.5-5mg·L^-1。

作为上述方案的进一步优化，所述步骤1）污水处理厂的膨胀污泥加入SBR反应器前需进行预处理，将膨胀污泥加入SBR反应器连续曝气24-48h，膨胀污泥的沉降指数SVI值为110-300mL·g^-1；污泥丝状菌膨胀经过所述控制方法，污泥沉降指数SVI值由 110-300mL·g^-1降低至70-110 mL·g^-1。

利用溶解氧改性污泥丝状菌膨胀的系统及控制方法，具有以下有益效果：

（1）结构设计更加合理，通过调节水箱、SBR反应器、和支撑件的设计，配合自动化控制系统和溶解氧监测系统进行控制，实现了整体自动化程度高，并且运行可靠，有效提高了处理效率，并且操作简便，后期维护成本较低。

（2）依据溶解氧监测系统实时反馈，通过曝气装置手动调节气量控制溶解氧浓度，控制污泥丝状菌膨胀，粒径增大的污泥絮体一方面促进内部的同步硝化反硝化，另一方面有利于二次沉淀池中对悬浮污染颗粒物的卷扫和网捕，污水处理厂出水水质提升。

（3）系统进水水质为城市生活污水，水质接近污水处理厂初次沉淀池出水，改性后的污泥性状稳定，污泥沉降性良好，能够有效去除城市生活污水中COD、氨氮等污染物质，更好的现实应用意义。

附图说明

图1显示为本发明一种利用溶解氧改性污泥丝状菌膨胀的系统（侧视图）。

图2显示为应用例污泥沉降性能和污泥浓度的变化情况。

图3显示为应用例污泥对污染物的去除效果变化情况。

附图1中各个附图标记的具体含义如下表1：

表1 各附图标记的含义

1	调节水箱	11	SBR反应器出水阀
				2	SBR反应器	12	第二管道
3	第一输送泵	13	时间控制器
				4	第一管道	14	主机在线系统
5	SBR反应器进水阀	15	溶解氧探头
				6	搅拌装置	16	支撑件
7	第二输送泵	17	自动控制系统
				8	流量计	18	溶解氧监测系统
9	第三管道	19	曝气装置
				10	曝气器

具体实施方式

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如 “底”、“侧” “中”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

下面结合附图1-3对本发明利用溶解氧改性污泥丝状菌膨胀的系统及控制方法进行详细说明。

利用溶解氧改性污泥丝状菌膨胀的系统，其特征在于：所述系统包括调节水箱1、SBR反应器2、支撑件16、自动控制系统17和溶解氧监测系统18；其中，所述SBR反应器固定设置在支撑件上，调节水箱通过第一管道4与SBR反应器连接，第一管道上设置有第一输送泵3、SBR反应器进水阀5；所述SBR反应器通过第二管道12排水至系统外，第二管道上设置有SBR反应器出水阀11；所述SBR反应器包括搅拌装置6、曝气装置19，搅拌装置通过支撑件与SBR反应器固定，曝气装置通过第三管道9与SBR反应器连接；第三管道上设置的曝气装置包括第二输送泵7、流量计8和曝气器10；所述自动控制系统包括时间控制器13，时间控制器分别与SBR反应器进水阀、SBR反应器出水阀连接；所述溶解氧监测系统包括溶解氧探头15和主机在线系统14。所述第一输送泵为离心潜水泵，所述第二输送泵为空气泵；所述SBR反应器进水阀为电动阀，SBR反应器出水阀为电磁阀；所述搅拌装置设置于SBR反应器本体中，搅拌桨叶设置距SBR反应器本体底端20-40cm处；所述曝气器设置在SBR反应器底端1-10cm处，第二输送泵和流量计设置在SBR反应器本体外部底端；所述第二输送泵为空气泵，空气泵的功率为200W-1000W，流量计为玻璃转子流量计或涡街流量计，流量计气量为25-3000L·h^-1，曝气器为微孔曝气盘或穿孔曝气管，通气量每个为1-3000L·h^-1；所述SBR反应器为圆筒体反应器，其中圆筒体的高度和直径比值为1:5-1:10，圆筒体的材质采用合金钢材质或有机玻璃材质；所述自动控制系统还包括防水电控箱、设置在防水电控箱内的控制电路板，所述控制电路板上设置有中央控制器模块、驱动装置的驱动模块、电源模块；其中，中央控制器模块分别与驱动模块、电源模块控制连接，所述驱动模块与第一输送泵、SBR反应器进水阀、第二输送泵、搅拌装置、SBR反应器出水阀控制连接；电源模块与外接供电电源相连接；防水电控箱上还设置有与中央控制模块的输入模块相连接的触摸输入屏，通过手动触摸输入屏选择电源模块的供电或断开、第一输送泵、SBR反应器进水阀、第二输送泵、搅拌装置、SBR反应器出水阀的启闭；所述溶解氧监测系统包括溶解氧探头和主机在线系统，其中溶解氧探头为WTW 溶解氧传感器，型号为FDO700IQ，主机在线系统为WTW变送器，型号MIQ/TC2020XT-MOD；所述WTW变送器与WTW 溶解氧传感器连接，设置WTW溶解氧传感器在SBR反应器中，距SBR反应器侧壁20-40cm；所述WTW变送器内部设置专门的计算芯片，将WTW溶解氧传感器中产生的光电信号转化成实时变化的溶解氧浓度，并将该浓度在WTW变送器外部的显示器上显示，实时快速监测SBR反应器中溶解氧浓度；利用溶解氧改性污泥丝状菌膨胀系统的控制方法，其特征在于：所述控制方法包括以下步骤：1）将污水处理厂的膨胀污泥加入SBR反应器；2）利用自动控制系统，控制调节水箱通过第一管道向SBR反应器进水10min；3）再次控制搅拌装置向SBR反应器厌氧搅拌120min；4）再次控制曝气装置通过第三管道向SBR反应器好氧曝气180min；5）再次控制SBR反应器沉淀污泥30min；6）再次控制SBR反应器出水阀通过第二管道向SBR反应器外排水10min；7）再次控制SBR反应器闲置10min；所述步骤2）至步骤7）总耗时360min，每日重复上述步骤2）至步骤7）为1-4次；所述步骤4）控制曝气装置通过第三管道向SBR反应器好氧曝气180min内，利用溶解氧监测系统，手动调节流量计控制曝气器气量，其中前90min控制SBR反应器内溶解氧0.1-1.5mg·L^-1，后90min控制SBR反应器内溶解氧1.5-5mg·L^-1；所述步骤1）污水处理厂的膨胀污泥加入SBR反应器前需进行预处理，将膨胀污泥加入SBR反应器连续曝气24-48h，膨胀污泥的沉降指数SVI值为110-300mL·g^-1；污泥丝状菌膨胀经过所述控制方法，污泥沉降指数SVI值由 110-300mL·g^-1降低至70-110 mL·g^-1。

为了进一步验证本发明在现场试验中取得的有益效果，现以某污水处理厂的丝状菌膨胀污泥为例进行试验。具体试验的情况如下：

取自某污水处理厂的丝状菌膨胀污泥，该污泥沉降性差，污泥沉降性能SVI值150-200mL·g^-1，致使出水水质差，污泥浓度MLSS值3.0-3.4 g·L^-1。

利用溶解氧改性污泥丝状菌膨胀的系统及控制方法运行后，污泥沉降性能得到有效改善，SVI值70-110 mL·g^-1，污泥浓度值2.5-3.0 g·L^-1；该改性的污泥性状稳定，生活污水经该改性污泥处理后，出水COD浓度为30-40 mg·L^-1，出水氨氮浓度为0.5-1 mg·L^-1，COD、氨氮的平均去除效率85%-90%、99%。

综上所述，本发明利用溶解氧改性污泥丝状菌膨胀的系统及控制方法，有效的控制污泥丝状菌膨胀，并且有效去除生活污水中COD、氨氮等污染物质。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种利用溶解氧改性污泥丝状菌膨胀的系统，其特征在于：所述系统包括调节水箱、SBR反应器、支撑件、自动控制系统和溶解氧监测系统；其中，所述SBR反应器固定设置在支撑件上，调节水箱通过第一管道与SBR反应器连接，第一管道上设置有第一输送泵、SBR反应器进水阀；所述SBR反应器通过第二管道排水至系统外，第二管道上设置有SBR反应器出水阀；所述SBR反应器包括搅拌装置、曝气装置，搅拌装置通过支撑件与SBR反应器固定，曝气装置通过第三管道与SBR反应器连接；第三管道上设置的曝气装置包括第二输送泵、流量计和曝气器；所述自动控制系统包括时间控制器，时间控制器分别与SBR反应器进水阀、SBR反应器出水阀连接；所述溶解氧监测系统包括溶解氧探头和主机在线系统。

2.根据权利要求1所述的利用溶解氧污泥丝状菌膨胀的系统，其特征在于：所述第一输送泵为离心潜水泵，所述第二输送泵为空气泵；所述SBR反应器进水阀为电动阀，SBR反应器出水阀为电磁阀。

3.根据权利要求1所述的利用溶解氧改性污泥丝状菌膨胀的系统，其特征在于：所述搅拌装置设置于SBR反应器本体中，搅拌桨叶设置距SBR反应器本体底端20-40cm处；所述曝气器设置在SBR反应器底端1-10cm处，第二输送泵和流量计设置在SBR反应器本体外部底端。

4.根据权利要求3所述的利用溶解氧改性污泥丝状菌膨胀的系统，其特征在于：所述第二输送泵为空气泵，空气泵的功率为200W-1000W，流量计为玻璃转子流量计或涡街流量计，流量计气量为25-3000L·h^-1，曝气器为微孔曝气盘或穿孔曝气管，通气量每个为1-3000L·h^-1。

5.根据权利要求1所述的利用溶解氧改性污泥丝状菌膨胀的系统，其特征在于：所述SBR反应器为圆筒体反应器，其中圆筒体的高度和直径比值为1:5-1:10，圆筒体的材质采用合金钢材质或有机玻璃材质。

6.根据权利要求1所述的利用溶解氧改性污泥丝状菌膨胀的系统，其特征在于：所述自动控制系统还包括防水电控箱、设置在防水电控箱内的控制电路板，所述控制电路板上设置有中央控制器模块、驱动装置的驱动模块、电源模块；其中，中央控制器模块分别与驱动模块、电源模块控制连接，所述驱动模块与第一输送泵、SBR反应器进水阀、第二输送泵、搅拌装置、SBR反应器出水阀控制连接；电源模块与外接供电电源相连接；防水电控箱上还设置有与中央控制模块的输入模块相连接的触摸输入屏，通过手动触摸输入屏选择电源模块的供电或断开、第一输送泵、SBR反应器进水阀、第二输送泵、搅拌装置、SBR反应器出水阀的启闭。

7.根据权利要求1所述的利用溶解氧改性污泥丝状菌膨胀的系统，其特征在于：所述溶解氧监测系统包括溶解氧探头和主机在线系统，其中溶解氧探头为WTW 溶解氧传感器，型号为FDO700IQ，主机在线系统为WTW变送器，型号MIQ/TC2020XT-MOD；所述WTW变送器与WTW溶解氧传感器连接，设置WTW溶解氧传感器在SBR反应器中，距SBR反应器侧壁20-40cm；所述WTW变送器内部设置专门的计算芯片，将WTW溶解氧传感器中产生的光电信号转化成实时变化的溶解氧浓度，并将该浓度在WTW变送器外部的显示器上显示，实时快速监测SBR反应器中溶解氧浓度。

8.一种利用溶解氧改性污泥丝状菌膨胀系统的控制方法，其特征在于：所述控制方法包括以下步骤：1）将污水处理厂的膨胀污泥加入SBR反应器；2）利用自动控制系统，控制调节水箱通过第一管道向SBR反应器进水10min；3）再次控制搅拌装置向SBR反应器厌氧搅拌120min；4）再次控制曝气装置通过第三管道向SBR反应器好氧曝气180min；5）再次控制SBR反应器沉淀污泥30min；6）再次控制SBR反应器出水阀通过第二管道向SBR反应器外排水10min；7）再次控制SBR反应器闲置10min；所述步骤2）至步骤7）总耗时360min，每日重复上述步骤2）至步骤7）为1-4次。

9.根据权利要求8所述的利用溶解氧改性污泥丝状菌膨胀系统的控制方法，其特征在于：所述步骤1）控制曝气装置通过第三管道向SBR反应器好氧曝气180min内，利用溶解氧监测系统，手动调节流量计控制曝气器气量，其中前90min控制SBR反应器内溶解氧0.1-1.5mg·L^-1，后90min控制SBR反应器内溶解氧1.5-5mg·L^-1。

10.根据权利要求8或9所述的利用溶解氧改性污泥丝状菌膨胀系统的控制方法，其特征在于：所述步骤4）污水处理厂的膨胀污泥加入SBR反应器前需进行预处理，将膨胀污泥加入SBR反应器连续曝气24-48h，膨胀污泥的沉降指数SVI值为110-300mL·g^-1；污泥丝状菌膨胀经过所述控制方法，污泥沉降指数SVI值由 110-300mL·g^-1降低至70-110 mL·g^-1。