[发明专利]膜曝气好氧颗粒污泥反应器和其培养好氧颗粒污泥及同步脱氮除碳的方法

说明书

本发明公开了膜曝气好氧颗粒污泥反应器和其培养好氧颗粒污泥及同步脱氮除碳的方法，属于污水处理技术领域。该膜曝气好氧颗粒污泥反应器包括膨胀颗粒污泥床反应器，膜曝气系统，溶解氧在线控制系统，循环旁路，进水管路和出水管路；膨胀颗粒污泥床反应器内培养有好氧颗粒污泥；膜曝气系统包括中空纤维膜，高压纯氧气瓶和输氧管路；溶解氧在线控制系统包括工业级在线溶解氧仪，溶解氧电极和电磁阀。本发明还提供了一种利用该反应器培养好氧颗粒污泥和处理污水的方法。本发明反应器可以应用于好氧颗粒污泥的培养，并且培养效果非常好，培养获得的好氧颗粒污泥和反应器还可以用于同步去除污水中的碳氮污染物。

技术领域

本发明涉及膜曝气好氧颗粒污泥反应器和其培养好氧颗粒污泥及同步脱氮除碳的方法，属于污水处理技术领域。

背景技术

好氧颗粒污泥主要由硝化细菌、反硝化细菌、聚磷菌和聚糖菌组成，因此它具备在一个反应单元中实现同步移除碳氮的性能。对于生物处理系统，生物膜相比悬浮的活性污泥的处理效果更好，而好氧颗粒污泥在一定程度上可以看成是细胞自聚而形成的特殊生物膜，因此其同时具备了生物膜和活性污泥的优势——沉降性能好和生物活性高。良好的沉降性能有助于泥水分离，从而省去污泥二沉池，简化了工艺流程，降低了建筑面积和投资，而高的生物活性则保证了出水水质的处理效果。

但好氧颗粒污泥技术应用于规模化处理污水面临诸多困难，尤其是启动时间长、长期运行过程中好氧颗粒污泥的稳定性下降和受限于间歇运行模式致使建筑物使用率低且管理复杂，这些因素极大地限制了好氧颗粒污泥技术规模化运用。因此，对好氧颗粒污泥处理污水的改进和提高已经越来越受到重视。同时，探究好氧颗粒污泥应用于连续流运行模式处理污水也成为了污水好氧生物处理的研究热点。

好氧颗粒污泥在传统的序批式反应器(SBR，Sequencing Batch Reactor)中存在着工艺及操作要求高、需要复杂的厌氧-好氧培养环境切换装置和建筑使用效率低等各种缺陷，无法满足大规模工业化应用的要求。因此，根据好氧颗粒污泥培养运行所必需的条件调整反应器构型、改变运行模式或许是推动好氧颗粒污泥技术发展的关键。

同时，培养好氧颗粒污泥过程及成熟的好氧颗粒污泥应用于污水或废水的处理过程中，在好氧阶段需要向生物反应区中输入氧气。通常该阶段通过曝气的方式实现，而传统曝气方式多采用多孔或者微孔曝气装置，如曝气头曝气，该种曝气方式为有泡曝气，曝气过程中会产生大量气泡，虽然提供了培养好氧颗粒污泥所需的水力剪切力，但是氧气的传递效率低、曝气成本高。

此外，在相关研究提出厌氧-好氧交替环境应用于培养更紧密的好氧颗粒污泥后，由于必需的水力剪切力由曝气产生的气泡相对运动提供，即在厌氧阶段仍需要曝气作用的存在，因此为在厌氧阶段提供水力剪切力和实现厌氧-好氧环境切换需要额外的装置和更复杂的操作。

发明内容

为解决现有污泥生物反应器在培养过程中溶解氧和水利剪切力均由曝气过程提供，厌氧和好氧环境切换所需的繁琐装置和复杂操作以及现有好氧颗粒污泥运行方式单一且存在曝气效率低、曝气成本高的问题，本发明提供了一种膜曝气好氧颗粒污泥反应器及其培养好氧颗粒污泥和处理污水的方法，采用的技术方案如下：

本发明的目的在于提供一种膜曝气好氧颗粒污泥反应器，该膜曝气好氧颗粒污泥反应器包括膨胀颗粒污泥床反应器1，膜曝气系统，溶解氧在线控制系统，循环旁路6，进水管路9和出水管路10；其中：所述膨胀颗粒污泥床反应器1作为培养好氧颗粒污泥的池体；