一種處理養殖沼液的好氧顆粒污泥系統構建及運行方法
【技術領域】
[0001]本發明專利為用于好氧生物處理過程中好氧顆粒污泥系統處理養殖沼液的專用反應器，在運行穩定的基礎上主要對溶液中的氫離子濃度、氣體表觀流速等參數進行優化調控，屬于污水生物處理與回用領域，是專門設計的去除養殖沼液中高濃度氨氮污染物的好氧顆粒污泥系統。
【背景技術】
[0002]隨著畜牧業的發展，畜禽的集中飼養造成了畜禽沼液的過度集中，日排放量日益增大，據國家環境保護總局對23個省(市)規模化畜禽養殖業污染狀況的調查，畜禽糞便產生量為工業固體廢棄物產生量的2.4倍，畜禽糞便化學需氧量(COD)遠超我國工業廢水和生活污水化學需氧量排放量之和；且養殖沼液屬高濃度氨氮廢水，排入水體中會引起水體富營養化，造成水生動植物大量死亡。該發明選用好氧生物工藝中的活性污泥法，為保證污水中含有充分的溶解氧含量，采用機械曝氣為污水中的好氧或是兼性微生物提供活動能源，使其在滿足正常的自身代謝同時能夠降解污水中的污染物以達到高效、無害的處理目的。反應器的主體為圓柱體或是長方體，工藝設計共分為進水、反應、沉淀、出水、閑置五個階段，可以很好的實現好氧、缺氧和厭氧的交替運行，在反應器運行過程中，絲狀微生物的異常增殖引起污泥膨脹進而產生粘附性極強的生物泡沫，因泡沫本身粘性極強，大量的好氧顆粒污泥會被包裹在其內。采用普通沙頭曝氣頭曝氣時，這部分存在于泡沫內的好氧顆粒污泥會因曝氣產生的剪切力附著在高于廢水液面的反應器壁上無法參與反應，即這部分好氧顆粒污泥沒有發揮自身的作用，且隨著反應器的運行、結束，這部分好氧顆粒污泥并不會重新回到畜禽養殖廢水中，而是一直粘附在反應器壁上直到最后失去活性。如果這類污泥持續積累，參與反應的好氧顆粒污泥就會表現為數量上的減少、質量上的下降，不僅會阻礙反應器的正常運行甚至產生負面影響。為了解決好氧顆粒污泥流失問題，從進水方式對反應器進行了改造。在此過程中，為了提高反應器對高濃度氨氮污染物的去除效率，通過調節溶液中的氫離子濃度、氣體表觀流速等參數使得功能微生物能夠在養殖沼氣中最適生長，從而保證整個好氧顆粒污泥系統運行更加高效。
[0003]好氧顆粒污泥系統的構建使得好氧微生物(包括兼性微生物)在該環境中最大限度的降解高濃度氨氮養殖沼液。本發明對反應器的進水口和曝氣液面進行了優化設計，進水口設計為水槽形式，曝氣的最高液面設置孔徑范圍在0.05'0.20mm的不銹鋼篩網以攔截好氧顆粒污泥；為了讓好氧顆粒污泥體系中的微生物能夠充分降解高濃度污染物，從溶液中的氫離子濃度、氣體表觀流速兩方面進行研宄，構建了適合處理此類養殖沼液的最優體系。通過實驗得出適應該好氧顆粒污泥系統的最適氫離子濃度和氣體表觀流速，氫離子濃度的調節主要通過自動進酸堿儀的方式實現，氣體表觀流速的調節主要通過控制曝氣量的方式實現。在優化反應器的同時實現了最優體系的參數調節，使得好氧顆粒污泥系統的運行更加高效、方便。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于構建一種處理養殖沼液的好氧顆粒污泥系統并對反應器進行優化設計，提供一種處理養殖沼液的高效便捷方法。
[0005]本發明專利構建的處理養殖沼液的好氧顆粒污泥系統的方法基于實際養殖沼液的高氨氮廢水，在保證該系統能夠穩定運行的同時對也能高效降解高濃度污染物。實際養殖沼液來自廈門市某規模化畜禽養殖場，為高濃度氨氮養殖沼液。為使好氧顆粒污泥系統能夠最大程度的降解養殖沼液內高濃度污染物，從反應器本身著手，解決了反應過程中泡沫的產生、污泥附著于反應器有效液面以上致使污泥量減少等問題。構建的系統為好氧微生物(包括兼性微生物)提供了最適的生長環境，在保證反應器運行穩定的同時，主要研宄溶液中的氫離子濃度、氣體表觀流速兩個參數的最優范圍，其中氫離子濃度的調節主要通過自動進酸堿儀的方式實現，氣體表觀流速的調節主要通過控制曝氣量的方式實現。根據好氧微生物(包括兼性微生物)的最適PH區間以及最低需氧量條件，氫離子濃度范圍10_7~10_8;氣體表觀流速范圍0.7-3.0cm/so通過50天的運行得出好氧顆粒污泥系統穩定且高效的最適條件，所以此方法的構建不僅使得反應器能夠更加穩定的運行且能夠達到更加高效的去除效率。
[0006]本發明的主要特點在于:
(I)好氧顆粒污泥系統的構建采用單獨的圓柱形反應器，再相應地外加PH自動控制器來實時調節PH值，使其在設定的范圍內變化，本方法結構簡單，操作方面，節省人力。
[0007](2)根據好氧顆粒污泥系統所需溶解氧范圍，相應地配置一組可調節溶解氧含量的曝氣裝置，為好氧微生物(包括兼性微生物)提供最適環境。
[0008](3)好氧顆粒污泥系統處理養殖沼液時，因曝氣使得好氧顆粒污泥粘附在反應器內壁上，進水口采用環形水槽式，可以在每個周期開始時將這部分好氧顆粒污泥沖刷至反應主體區域。
[0009](4)本設計采用的進水槽內壁為鋸齒形狀，進水時水流通過相鄰鋸齒縫隙沿壁流入反應器內，使得沖刷面積均勻。
[0010](5)本設計在反應器的有效液面以下5~50cm處設置一層網面用于攔截好氧顆粒污泥，防止粒徑較大的好氧顆粒污泥隨泡沫附著于液面以上。
[0011](6)本設計考慮到處理養殖沼液的好氧顆粒污泥系統中粒徑大小的分布情況，選用孔徑范圍0.05-0.20mm的不銹鋼篩網網面用于攔截好氧顆粒污泥。
[0012](7)本設計排水閥設置于反應器底部約4/5處，保證每次排水量達到60~80%。
[0013]本發明構建的好氧顆粒污泥系統不僅是對反應器主體的優化設計，并通過參數的調控使得去除高濃度養殖沼液污染物能力強，保證了好氧顆粒污泥系統的運行更加穩定、高效、環保。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發明專利的結構