一种常温下处理生活污水的连续流好氧颗粒污泥的培养运行方法

摘要

本发明公开一种常温下处理生活污水的连续流好氧颗粒污泥的培养运行方法，本发明先以SBR运行模式用污水处理厂普通絮状污泥迅速启动好氧颗粒污泥工艺，利用逐步缩短饱食饥饿期中的饥饿时长来促进颗粒形成，运行稳定后转为连续流模式运行，实现常温下生活污水的脱氮除磷，其装置能实现SBR与连续流模式的相互转化，操作简便快捷，颗粒污泥培养速度比单纯连续流运行更快，又由于转化运行模式时不需要另外拆装反应器，可以减少颗粒污泥的流失，保持高污泥浓度，且当连续流下好氧颗粒污泥性能恶化时其装置也可以转化回SBR运行模式对颗粒污泥性能进行迅速恢复。

权利要求

1.一种常温下处理生活污水的连续流好氧颗粒污泥的培养运行方法，其特征是：以絮状污泥进行好氧颗粒污泥工艺的启动，启动期间以SBR模式运行，不安装内置沉淀管，城市生活污水从储水箱中由蠕动泵通过主体SBR反应器的进水口进入主体SBR反应器，经过一个周期运行后，每个周期中厌氧进水1小时，好氧曝气5～7小时，经过3～5分钟沉降，反应器出水从主体SBR反应器的出水口中排入排水箱，换水比为2/3，曝气阶段由包边曝气饼对主体SBR反应器内混合液进行曝气；产生的剩余污泥在好氧曝气阶段末期从主体SBR反应器的出水口排出；

启动时第一阶段曝气时间为7小时，出水COD连续三天低于100mg/L，脱氮效率达到60％以上，除磷效率达到50以上％，即进入下一阶段；第二阶段曝气时间为6小时，出水COD连续三天低于60mg/L，脱氮效率达到75％以上，除磷效率达到80％以上，即进入下一阶段；第三阶段曝气时间为5小时；待出水COD在50mg/L以下，脱氮效率达到85％以上，除磷效率达到

90％以上，且颗粒粒径达到400μm以上时即视为污泥颗粒化效果好，且好氧颗粒污泥工艺启动成功，此时转化为连续流模式运行；

连续流模式运行时须安装内置沉淀管，城市生活污水从储水箱中由蠕动泵通过主体SBR反应器的进水口进入主体SBR反应器，颗粒污泥与城市生活污水在曝气和搅拌机的作用下完全混合，从内置沉淀管管壁下部进入内置沉淀管，由于内置沉淀管底面的阻挡，气泡不进入沉淀管内，因此颗粒污泥能在沉淀管内进行沉淀，并滑入主体SBR反应器的主反应区内，出水则沿沉淀管出水口流入排水箱；

当出水脱氮除磷效果连续一周不达标时即视为运行效果下降，需要将连续流运行模式转化为SBR运行模式对颗粒性能进行恢复，此时拆除内置沉淀管，运行方法如上述SBR模式的运行方法；运行过程中由搅拌机对反应器内混合液进行搅拌，通过溶解氧pH测定仪对反应器内溶解氧和pH值进行监测；

SBR模式下，在反应器内进行污泥接种，要求接种污泥MLSS不小于3000mg/L，运行过程中通过排泥将MLSS控制在2500～4000mg/L，好氧阶段溶解氧为5～6mg/L即可；连续流模式下，对反应器内混合液进行全程曝气，连续进水连续出水，水力停留时间为2.5‑4小时，曝气强度为2L/min，溶解氧控制为4～5mg/L；SBR运行模式和连续流运行模式下均需保持pH值为

6～8。

说明书

一种常温下处理生活污水的连续流好氧颗粒污泥的培养运行

方法

技术领域：

[0001] 本发明适用于污水生物处理领域，尤其适用于连续流好氧颗粒污泥工艺的启动、常温下城市生活污水的同步脱氮除磷及颗粒污泥性能的恢复。
背景技术：

[0002] 好氧颗粒污泥是一种结构密实、沉降性能良好、微生物多样化程度高的生物聚集体；由于好氧颗粒污泥中微生物分层生长，在好氧条件下可以同时存在好氧、缺氧、厌氧微
环境，具有实现好氧条件下同时脱氮除磷等传统活性污泥无法比拟的众多优点，被认为是
极具发展前景的废水生物处理技术；以连续流方式运行的好氧颗粒污泥工艺具有运行控制
简单、体积负荷高、节省占地面积等优点，但是连续流运行缺少沉淀过程，生物选择压作用
不明显，没有饱食饥饿过程，因此难以筛选沉降性能好的颗粒污泥，启动时期污泥在其中难
以形成颗粒，运行过程中容易影响颗粒污泥沉降性能，而且在连续流中常常污泥浓度不高，
脱氮除磷性能很容易恶化且不容易恢复，没有以SBR启动好氧颗粒污泥迅速；以及一般认为
对于连续流反应器来说沉淀区非常重要，而通过外加沉淀区转化反应器运行方式的做法比
较繁琐，会增加占地面积，而且改造反应器的过程也会对颗粒污泥的性能产生不良影响。目
前，现有工艺启动连续流好氧颗粒污泥工艺时都需接种成熟好氧污泥颗粒，或者调控碳氮
磷比启动，实际应用范围较窄，且颗粒污泥解体后无法恢复，对如上述能快速启动好氧颗粒
污泥的工艺，与不需大幅度改装就可使SBR反应器与连续流反应器相互转化的装置报道较
少。所以，急需一种能利用颗粒污泥饱食饥饿特性以普通絮状污泥迅速启动连续流好氧颗
粒污泥工艺的方法，和其对应的节省占地面积，能实现运行模式之间高效转化的、且能在颗
粒污泥性能下降后对其进行恢复的一体化好氧颗粒污泥反应器。
发明内容：

[0003] 为了解决上面所描述的问题，本发明提出一种好氧颗粒污泥的培养运行工艺，该好氧颗粒污泥的培养运行方式是以SBR模式启动好氧颗粒污泥工艺，之后将装置转化为连
续流运行模式长期运行，在常温下处理城市生活污水时效果良好；该颗粒污泥培养运行方
式装置可通过拆装内置沉淀管的方式完成反应器的SBR运行方式与连续流运行方式的相互
转化。沉淀池是连续流工艺的一个重要组成部分，对好氧颗粒污泥的形成具有很强的影响，
通常将SBR反应器转化为连续流运行时需要外加沉淀区，但外加沉淀区会增加反应器占地
面积，而且操作非常繁琐、不灵活，耗费人力和时间，而本发明将沉淀装置设计为可拆装的，
并且置于反应器内部，使转化过程变得更加灵活、易于操作，不仅可以将SBR反应器转化为
连续流反应器，还可使连续流反应器恢复为SBR反应器便于对颗粒污泥性能进行恢复，更加
符合实际运行需求，拓宽了装置的应用范围。

[0004] 本发明专利的技术解决方案如下：

[0005] 一种常温下处理生活污水的连续流好氧颗粒污泥的培养运行方法，其特征是：以絮状污泥进行好氧颗粒污泥工艺的启动，启动期间以SBR模式运行，不安装内置沉淀管，城
市生活污水从储水箱中由蠕动泵通过主体SBR反应器的进水口进入主体SBR反应器，经过一
个周期运行后，每个周期中厌氧进水1小时，好氧曝气5～7小时，经过3～5分钟沉降，反应器
出水从主体SBR反应器的出水口中排入排水箱，换水比为2/3，曝气阶段由包边曝气饼对主
体SBR反应器内混合液进行曝气；产生的剩余污泥在好氧曝气阶段末期从主体SBR反应器的
出水口排出；

[0006] 启动时第一阶段曝气时间为7小时，出水COD连续三天低于100mg/L，脱氮效率达到60％以上，除磷效率达到50以上％，即进入下一阶段；第二阶段曝气时间为6小时，出水COD
连续三天低于60mg/L，脱氮效率达到75％以上，除磷效率达到80％以上，即进入下一阶段；
第三阶段曝气时间为5小时；待出水COD在50mg/L以下，脱氮效率达到85％以上，除磷效率达
到90％以上，且颗粒粒径达到400μm以上时即视为污泥颗粒化效果好，且好氧颗粒污泥工艺
启动成功，此时转化为连续流模式运行；

[0007] 连续流模式运行时须安装内置沉淀管，城市生活污水从储水箱中由蠕动泵通过主体SBR反应器的进水口进入主体SBR反应器，颗粒污泥与城市生活污水在曝气和搅拌机的作
用下完全混合，从内置沉淀管管壁下部进入内置沉淀管，由于内置沉淀管底面的阻挡，气泡
不进入沉淀管内，因此颗粒污泥可在沉淀管内进行沉淀，并滑入主体SBR反应器的主反应区
内，出水则沿沉淀管出水口流入排水箱；

[0008] 当出水脱氮除磷效果连续一周不达标时即视为运行效果下降，需要将连续流运行模式转化为SBR运行模式对颗粒性能进行恢复，此时拆除内置沉淀管，运行方法如上述SBR
模式的运行方法；运行过程中由搅拌机对反应器内混合液进行搅拌，通过溶解氧pH测定仪
对反应器内溶解氧和pH值进行监测；

[0009] SBR模式下，在反应器内进行污泥接种，要求接种污泥MLSS不小于3000mg/L，运行过程中通过排泥和补充种泥的方式将MLSS控制在2500～4000mg/L，好氧阶段溶解氧为5～
6mg/L即可；连续流模式下，对反应器内混合液进行全程曝气，连续进水连续出水，水力停留
时间为2.5‑4小时，曝气强度为2L/min，溶解氧控制为4～5mg/L；SBR运行模式和连续流运行
模式下均需保持pH值为6～8。

[0010] 一种常温下处理生活污水的连续流好氧颗粒污泥的培养运行方法，其内置高效沉淀管(发明公开号为CN 107010720 A)包括圆柱形沉淀管主体1；沉淀管壁上的出水口(取样
口)2；内置高效沉淀管底面3；沉淀管壁下部锯齿形弧槽4；主体SBR反应器进水口5；主体SBR
反应器6；包边曝气饼7；主体SBR反应器出水口(取样口)8；还包括储水箱9；蠕动泵10；空气
压缩机11；排水箱12；气体流量计13；搅拌机14；溶解氧pH测定仪15。内置高效沉淀管的高度
为850.0mm，直径为40.0mm，管底距主反应器底150.0mm,底部为向上凸起的球面，能有效的
阻止气体进入沉淀管，可以实现反应器在连续流的运行条件下进行污水处理，靠近器壁的
位置内切于反应器主体的器壁，并且沿相切处由上至下分布八个外径为8.0mm的出水口(取
样口)，间距为100.0mm，内置高效沉淀管管底与管壁接触的进水口设计成底边为80mm，高度
为50mm的锯齿形弧槽。

[0011] 其特点及使用方式为：沉淀管通过插接固定在SBR反应器主体的侧壁上，通过拆装内置沉淀管可以完成主体反应器从SBR向连续流的相互转化。除此之外，进水口设计成锯齿
形弧槽状，切面呈45度斜切面，使沉淀管的底部的进水口具有口小内部空间大的特点，抑制
气体进入的同时更有利于颗粒污泥流出沉淀管，能够更好地进行泥水分离。

[0012] 与内置高效沉淀管适配的主体SBR反应器高度为1000.0mm，直径为180.0mm。主体SBR反应器的侧壁上设置有与进水系统、排水系统对应的进水口、出水口(取样口)，所描述
的出水口(取样口)8在如图1在反应器的器壁的两侧由上至下均匀排列，都可以根据实际需
要调节尺寸，但必须保证出水口(取样口)8内径与内置高效沉淀管出水口外径相等，与内置
高效沉淀管出水口间距相等，略低于反应液的工作高度，所描述的曝气系统的包边曝气饼7
直径为100.0mm，置于主体SBR反应器内腔底部与内置高效沉淀管相反的一侧。

[0013] 包边曝气饼7的周围具有高于曝气饼5.0mm的包边。

[0014] 其特点为：包边曝气饼7能够使气体定向流动，不会向四周扩散，可以有效的防止曝气产生大气泡进入内置高效沉淀管装置从而影响沉淀效果。

[0015] 本发明专利设置多个出水口(取样口)，可以根据反应器污泥浓度及处理水的效果合理安排排泥位置，排泥从相应取样口进行。
附图说明：

[0016] 图1为本发明的结构图

[0017] 图2为内置高效沉淀管的主视图、俯视图和侧视图

[0018] 图3为内置高效沉淀管与主反应器插接的具体工艺

[0019] 图中1——内置高效沉淀管圆柱体管壁 2——内置高效沉淀管出水口(取样口) 3——内置高效沉淀管底面 4——内置高效沉淀管管壁下部的锯齿形弧槽 5——主体SBR
反应器进水口 6——主体SBR反应器 7——包边曝气饼 8——主体SBR反应器的出水口(取
样口) 9——储水箱 10——蠕动泵 11——空气压缩机 12——排水箱 13——气体流量计 
14——搅拌机 15——溶解氧pH测定仪

[0020] 图4为本发明的内置高效沉淀管的底部细节图

[0021] 图5为内置高效沉淀管管底的具体设计操作方法

[0022] 说明：在管壁上找一点A，沿ABC面切内置高效沉淀管管壁，找到A点对应的D点以同样的方法切管壁，将曲面ABC和曲面DBC去除，即为内置高效沉淀管的管底。

[0023] 图6为内置高效沉淀管开口的进一步优化

[0024] 说明：将内置高效沉淀管的管壁的一部分截出来作具体说明，因为管壁有一定的厚度，所以在切的时候可以用激光沿HK的方向，即斜上方45度切割管壁，切出的面为HIJK,
这种切割方式所具有的优势为：管底开口处具有口小内部空间大的特点，能够更好地避免
气体进入内部高效沉淀管，使颗粒污泥更好地流出沉淀管。
具体实施方式：

[0025] 如图1所示，本发明为一种常温下处理生活污水的连续流好氧颗粒污泥的培养运行方法，其装置包括内置高效沉淀管的圆柱体管壁1；管壁上在与主体反应器相切处自上而
下均匀分布八个出水口(取样口)2；还包括内置高效沉淀管底面3，内置高效沉淀管底设计
成向上凸起的半径为60mm的球面的一部分，球切面的直径为60mm，靠近器壁的位置内切于
反应器主体的器壁，能有效的阻止气体进入沉淀管；管壁上沿与主反应器相切处由上至下
分布八个外径为8.0mm的出水口(取样口)8，间距为100.0mm；内置高效沉淀管管底与管壁接
触的进水口设计成底边为80mm，高度为50mm的锯齿形弧槽4，切面为45度斜切面，斜切面使
气体更不易进入沉淀管内；主体SBR反应器6的外直径为180.0mm，内置高效沉淀管插接于反
应器主体的侧壁上，沉淀管外部的泥水混合物流能够沿着沉淀管壁流动，在反应器内腔中
循环，为内腔中的好氧颗粒提供良好的剪切力，易于形成表面光滑的颗粒污泥。

[0026] 所述的主体SBR反应器6上以100.0mm的距离均匀设置两排出水口(取样口)8，一个进水口5，出水口(取样口)间距可根据实际需要调整尺寸，设置多个出水口(取样口)的目的
是根据反应器污泥浓度及处理效果合理安排排泥位置，排泥从出水口(取样口)进行。

[0027] 所述的曝气饼7位于反应器主体6的内腔底部的一侧，内置高效沉淀管位于内腔的另一侧，插接于反应器的器壁上。曝气饼的周围有高为5.0mm的包边，能够控制的曝气方向，
可以避免气体直接进入内置高效沉淀管，影响颗粒污泥的沉降效果。

[0028] 本实验装置运行方式转化灵活简便，可在SBR运行方式和连续流运行方式间相互转化，气液循环快，分离效果好，颗粒污泥的产生率高，处理能耗低，并且把沉淀管放在反应
器内腔，将SBR反应器转化为连续流反应器时无须外加沉淀区，节省占地面积。

[0029] 一种常温下处理生活污水的连续流好氧颗粒污泥的培养运行方法，具体工作步骤及运行效果如下：

[0030] (1)好氧颗粒污泥工艺启动及颗粒污泥的培养：本方法以絮状污泥进行颗粒污泥的培养，即以絮状污泥进行好氧颗粒污泥工艺的启动，启动期间本装置以SBR模式运行，不
安装内置沉淀管，城市生活污水从储水箱9中由蠕动泵10通过主体SBR反应器的进水口5进
+
入主体SBR反应器，城市生活污水的水质一般为COD＝200‑300mg/L，NH4‑N＝20‑30mg/L，几
‑ ‑
乎无NO2‑N和NO3‑N，TP＝6‑8mg/L。一个周期6～8小时，其中包括1小时厌氧进水，5～7小时
好氧曝气，3～5分钟沉降时间，反应器出水从主体SBR反应器的出水口(取样口)8中排入排
水箱12，换水比为2/3，曝气阶段由空气压缩机11供气，通过气体流量计13控制曝气量，由包
边曝气饼7对主体SBR反应器内混合液进行曝气。产生的剩余污泥在好氧曝气阶段末期从主
体SBR反应器的出水口(取样口)排出。要求接种污泥MLSS不小于3000mg/L，运行过程中通过
补充种泥和排泥的方式将MLSS控制在2500～4000mg/L，好氧阶段曝气强度为2.5L/min，曝
气强度可适当调整控制溶解氧为5～6mg/L即可。

[0031] 本好氧颗粒污泥培养方法利用启动初期延长好氧饥饿期促进颗粒形成，启动时第一阶段曝气时间为7小时，出水COD连续三天低于100mg/L，脱氮效率达到60％，除磷效率达
到50％，即进入下一阶段；第二阶段曝气时间为6小时，出水COD连续三天低于60mg/L，脱氮
效率达到75％，除磷效率达到80％，即进入下一阶段；第三阶段曝气时间为5小时。

[0032] (2)连续流模式运行方法及参数：待出水COD维持在15‑50mg/L，氨氮几乎为零，‑ ‑
NO2 ‑N和NO3‑N均在5mg/L以下，出水中TP含量在0.5mg/L以下，且颗粒粒径达到400μm以上
时即视为污泥颗粒化效果好，且好氧颗粒污泥工艺启动成功，此时可转化为连续流模式运
行。需将SBR反应器转化为连续流反应器时，先停止SBR运行，将内置高效沉淀管的出水口
(取样口)2依次插接入主体SBR反应器的出水口(取样口)8，为避免渗水可将沉淀管出水口
(取样口)2缠上水工胶布，确认插接稳固后，SBR反应器即转化为连续流反应器。此时，城市
生活污水从储水箱9中由蠕动泵10通过主体SBR反应器的进水口5进入主体SBR反应器，颗粒
污泥与城市生活污水在曝气和搅拌机14的作用下完全混合，从内置高效沉淀管管壁下部的
锯齿形弧槽4进入内置高效沉淀管1，由于内置高效沉淀管底面3的阻挡，气泡不进入沉淀管
内，因此颗粒污泥可在沉淀管内进行沉淀，并沿向上凸起的球面底面滑入主体SBR反应器的
主反应区内，出水则沿沉淀管出水口2(与主体SBR反应器的出水口8插接)流入排水箱12。连
续流模式下，对反应器内混合液进行全程曝气，连续进水连续出水，水力停留时间为2.5‑4
小时左右，曝气强度为2L/min，溶解氧控制为4～5mg/L。SBR运行模式和连续流运行模式下
均需保持pH值为6～8，温度为室温即可正常运行。

[0033] (3)连续流好氧颗粒污泥出水效果恶化后性能恢复的方法：连续流状态下长期运行好氧颗粒污泥其性能容易不稳定，此时需要将其转化回SBR反应器运行使颗粒污泥恢复
性能，将内置高效沉淀管的出水口(取样口)2从主体SBR反应器的出水口(取样口)8中拔出
后连续流反应器即恢复为SBR反应器，体现了本发明运行方式的灵活性。SBR运行模式下，曝
气强度不变依然为2L/min左右，溶解氧为5‑6mg/L即可，周期时长根据需要控制在6～8小
时，其运行方法和运行参数与上文中SBR运行方法相同。

[0034] (4)本装置在主体SBR反应器上设置多排出水口(取样口)，根据反应器污泥浓度及处理水的效果合理安排排泥位置，排泥从相应取样口进行。

[0035] (5)本装置的曝气由空气压缩机供给，并经过电子气体流量计进行实时监控。

[0036] (6)本装置在稳定运行下，出水效果良好，处理(1)中所述生活污水时，出水COD维‑ ‑
持在15‑50mg/L，氨氮几乎为零，NO2‑N和NO3‑N均在5mg/L以下，出水中TP含量在0.5mg/L以
下。

[0037] 实验证明此常温下处理生活污水的连续流好氧颗粒污泥的培养运行方法明显优于现有的好氧颗粒污泥培养运行方式。SBR模式启动时无须接种成熟好氧颗粒污泥，不需要
调控进水碳氮磷比，且可实现两种运行方式的相互转化，不需外加沉淀区，在相互转化的过
程中不必对原有试验装置进行大幅度改动，更符合实际需要，在本装置中好氧颗粒污泥能
保持长期稳定运行，MLSS可以一直保持在2500mg/L以上，污泥浓度明显高于现有其他连续
流生物处理装置，且污水处理效果好，可以达到一级A出水标准，效率得到了大幅提高。