一種用于污水處理的輕顆粒系統(tǒng)及其方法技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)提出了一種用于污水處理的輕顆粒系統(tǒng)及其方法，包括接觸器，所述接觸器內(nèi)包括氣液固三相區(qū)，所述氣液固三相區(qū)包括氣相、液相和固相，所述液相為連續(xù)相，所述固相為輕顆粒，所述輕顆粒至少能夠通過其表面攜帶微生物，所述輕顆粒的密度小于所述液相密度。本發(fā)明專利技術(shù)的輕顆粒系統(tǒng)應用于污水處理不僅能夠使微生物濃度得到極大的提高，耐沖擊負荷增強，剩余污泥產(chǎn)量小，無污泥膨脹，而且通過氣液共同作用使得輕顆粒懸浮的方式可以更多的降低能耗。因此該系統(tǒng)具有效率高、能耗低的特點。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種用于污水處理的輕顆粒系統(tǒng)及其方法
本專利技術(shù)屬于污水處理領(lǐng)域，尤其是涉及一種用于污水處理的輕顆粒系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
隨著人口的增長和經(jīng)濟的發(fā)展，我國對水資源的需求會越來越大，廢水排放量也隨之增加，這些造成了我國的水資源形勢岌岌可危。目前，越來越多的企業(yè)開始運用綠色技術(shù)，盡量減少廢物產(chǎn)生，以此來提高水質(zhì)質(zhì)量，但其效果仍未太明顯。為了使得水資源能夠可持續(xù)發(fā)展，必須對排放的廢水進行處理，將廢水變?yōu)榭捎盟纱丝梢姡瑥U水處理技術(shù)是非常重要的，尤其現(xiàn)今的就地廢水處理技術(shù)太少，不能使得廢水及時有效地被處理，從而使得水污染日益增重，水質(zhì)質(zhì)量逐漸降低。廢水主要來源于生活廢水、工業(yè)廢水、畜禽養(yǎng)殖場廢水及農(nóng)業(yè)廢水等，廢水的主要指標為化學需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)、氨氮以及總磷等，其中含有能促進水生植物生長的各種營養(yǎng)物質(zhì)、能致病的病原體微生物以及可能致癌或基因突變的有毒化合物，因此，從保護人類健康和保護環(huán)境角度出發(fā)，在廢水重新利用或直接排入環(huán)境之前，必須對其進行處理。處理廢水的方法有很多，按其作用原理可分為物理法、化學法、物理化學法、生物法四種，處理廢水時可同時運用這些方法，其中生物法是最經(jīng)濟有效的處理方法，因而被廣泛采用。固體流態(tài)化技術(shù)是一種新型的污水處理工藝，它將傳統(tǒng)的活性污泥法和生物膜法有機結(jié)合并引入化工流態(tài)化技術(shù)，具有高負荷、高效率等特點。固體顆粒上附著微生物，通過流態(tài)手段使固體顆粒懸浮于污水系統(tǒng)中，由于顆粒具有較大的比表面積可有效地提高系統(tǒng)中微生物的濃度，從而提高水處理效率，整個體系中污泥產(chǎn)量低，有機負荷高。在流態(tài)化應用中，固體顆粒的選擇是影響污水處理效率的關(guān)鍵因素之一，傳統(tǒng)的固體流態(tài)化體系一般選用密度大于水的重顆粒作為固相，若要維持重顆粒的流化需要消耗較多的能量，液體回流比大。因此現(xiàn)今需要找到合適的固體顆粒應用到流態(tài)化污水處理中，從而節(jié)約能量。
技術(shù)實現(xiàn)思路
有鑒于此，本專利技術(shù)旨在提出一種用于污水處理的輕顆粒系統(tǒng)，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。在污水處理系統(tǒng)中通入氣體，使氣液混合流體的平均比重下降，當混合流體的平均比重與輕顆粒接近或相當時，氣體流動的少許攪動，即可使輕顆粒被分散在液相中，利于氣液固三相充分接觸，且節(jié)省能耗。為達到上述目的，本專利技術(shù)公開了如下技術(shù)方案：一種用于污水處理的輕顆粒系統(tǒng)，其特征在于：包括接觸器，所述接觸器內(nèi)包括氣液固三相區(qū)，所述氣液固三相區(qū)包括氣相、液相和固相，所述液相為連續(xù)相，所述固相為輕顆粒，所述輕顆粒至少能夠通過其表面攜帶微生物，所述輕顆粒的密度小于所述液相密度。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本專利技術(shù)具有以下優(yōu)勢：在液相中通入氣體，通過降低氣液兩相流體的混合密度，使輕顆粒分散在液相中，輕顆粒較大的比表面積，為微生物附著提供足夠的空間，有利于微生物充分與污水接觸，促進生化反應的進行。其含有的輕顆粒系統(tǒng)應用于污水處理不僅能夠使微生物濃度得到極大的提高，耐沖擊負荷增強，剩余污泥產(chǎn)量小，無污泥膨脹，而且通過氣液共同作用使得輕顆粒懸浮的方式可以更多的降低能耗。因此該系統(tǒng)具有效率高、能耗低的特點。附圖說明圖1為本專利技術(shù)的輕顆粒懸浮系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2-圖4為本專利技術(shù)的輕顆粒污水處理系統(tǒng)示意圖。具體實施方式為了更好的理解此箱籠式顆粒分布小系統(tǒng)，下面結(jié)合實施例進行闡述該裝置。在一個實施例中，本專利技術(shù)公開了一種用于污水處理的輕顆粒系統(tǒng)，包括接觸器，所述接觸器內(nèi)包括氣液固三相區(qū)，所述氣液固三相區(qū)包括氣相、液相和固相，所述液相為連續(xù)相，所述固相為輕顆粒，所述輕顆粒至少能夠通過其表面攜帶微生物，所述輕顆粒的密度小于所述液相密度。容易理解，所述系統(tǒng)用于污水處理時，所述接觸器與所述輕顆粒懸浮系統(tǒng)所作用的污水存在接觸，以便實施污水處理。對于該實施例而言，其創(chuàng)造性的結(jié)合了氣液固三相的充分接觸、輕顆粒容易在液相中懸浮、以及輕顆粒能夠至少通過其表面攜帶微生物這三者的特點，使得：當系統(tǒng)用于污水處理時，顆粒較大的比表面積為微生物附著提供足夠的空間，由于微生物在懸浮顆粒介質(zhì)的表面生長與脫落，不斷更新，可有效地提高系統(tǒng)中微生物的濃度，從而很容易對有機污染物進行代謝降解反應，和/或?qū)Π钡M行硝化反硝化反應，和/或?qū)α走M行釋放磷和吸收磷的反應，從而提高污水處理效率。此外，該實施例可以根據(jù)具體污水的特點，對應的選擇微生物。上述系統(tǒng)中通入氣體或液體(容易理解的，也可以是氣體和液體兩者都有)，系統(tǒng)內(nèi)的輕顆粒在液體或氣液混合相流體的作用下，更易于處于流態(tài)化，從而均勻分散在系統(tǒng)中。與此伴隨的，顆粒上覆載的微生物隨著顆粒的運動各處游走從而處理周圍的污水。容易理解，此處的氣體或液體是主要用來使得所述顆粒流動，所述液體可以是待處理的污水，也可以是待處理的污水之外的其他液體，只要該液體不妨礙或者沒有不利于污水處理即可。如果微生物含量越高、且系統(tǒng)越容易被控制的話，那么就越容易提高系統(tǒng)處理污水的能力。此外，對于輕顆粒的密度而言，同等體積下所述輕顆粒與所述液相密度差太大，需要更大的動力才能克服輕顆粒本身的浮力，能耗過大，輕顆粒的密度與所述液相密度越接近，越容易在所述液相中懸浮。鑒于專利技術(shù)人所發(fā)現(xiàn)的這一點，所述的輕顆粒的尺寸可大可小，顆粒的材料和形狀各式各樣，如聚乙烯、聚丙烯、發(fā)泡的聚苯乙烯、中空玻璃球等等不排除其他顆粒，優(yōu)選比表面積大，形狀類似球形，密度接近于液體，導液體性好的顆粒，應用于污水處理時則盡量選擇表面適合微生物生長的顆粒。更特別的，所述輕顆粒還可以包括一個或多個微孔，預先或在污水處理過程中在微孔中富集微生物。更進一步的，所述輕顆粒還可以在包括微孔的同時，包括一個或多個與微孔連通的空腔，空腔內(nèi)部預先富集微生物，并在污水處理過程中通過微孔與污水接觸、傳質(zhì)。所述微生物可以是處理污水前由顆粒預先攜帶的，也可以是處理污水時富集、攜帶自污水中本身存在的。進一步的，在另一個實施例中，若要維持系統(tǒng)內(nèi)的顆粒處于懸浮狀態(tài)，系統(tǒng)內(nèi)流體的速度需大于顆粒的最小流化速度且小于顆粒的最小帶出速度。此處顆粒的最小帶出速度是床層由流化床向輸送床轉(zhuǎn)變的速度。在另一個實施例中，所述接觸器的環(huán)境為厭氧環(huán)境、缺氧環(huán)境或好氧環(huán)境。不同的環(huán)境下可以處理不同的污染物。如果能夠組合厭氧環(huán)境、缺氧環(huán)境，以及好氧環(huán)境，那么也可以將本系統(tǒng)應用于不同組合的環(huán)境中。在另一個實施例中，所述接觸器內(nèi)還包括液固區(qū)，所述液固區(qū)包括液相和固相。由于可能面臨氣液固三相體系會出現(xiàn)沒有氣相的情形，在該實施例中，所述接觸器還包括液固區(qū)。特別是當污水處理針對厭氧環(huán)境和/或缺氧環(huán)鏡時，或者所述氣體并非連續(xù)供應，而是采用間歇曝氣或不曝氣，那么參照前述實施例那樣，該實施例所述液固區(qū)的固相同樣可以為輕顆粒，此處輕顆粒外表面同樣載有微生物，此處輕顆粒的密度同樣小于所述液相密度。在另一個實施例中，所述氣相連續(xù)或間歇地自下而上流動。對于該實施例而言，這使得氣相和液相混合后的流體密度降低，從而所述輕顆粒盡可能的分散于所述液相中。輕顆粒分散于所述液相中，有利于微生物充分與污水接觸，促進生化反應的進行。氣相連續(xù)或間歇地通入系統(tǒng)中，可根據(jù)污水處理系統(tǒng)的需氧情況進行曝氣，節(jié)省能耗，提高反應效率。進一步的，在所述的一種用于污水處理的輕顆粒系統(tǒng)中，所述輕顆粒的密度大于等于所述液相密度的80％且小于所述液相密度。若輕顆粒的密度低于所述液相密度的80％，同等體積下所本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種用于污水處理的輕顆粒系統(tǒng)，其特征在于：包括接觸器，所述接觸器內(nèi)包括氣液固三相區(qū)，所述氣液固三相區(qū)包括氣相、液相和固相，所述液相為連續(xù)相，所述固相為輕顆粒，所述輕顆粒至少能夠通過其表面攜帶微生物，所述輕顆粒的密度小于所述液相密度。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于污水處理的輕顆粒系統(tǒng)，其特征在于：包括接觸器，所述接觸器內(nèi)包括氣液固三相區(qū)，所述氣液固三相區(qū)包括氣相、液相和固相，所述液相為連續(xù)相，所述固相為輕顆粒，所述輕顆粒至少能夠通過其表面攜帶微生物，所述輕顆粒的密度小于所述液相密度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于污水處理的輕顆粒系統(tǒng)，其特征在于，優(yōu)選的，所述接觸器內(nèi)還包括液固區(qū)，所述液固區(qū)包括液相和固相。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于污水處理的輕顆粒系統(tǒng)，其特征在于：所述接觸器的環(huán)境為厭氧環(huán)境、缺氧環(huán)境或好氧環(huán)境。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于污水處理的輕顆粒系統(tǒng)，其特征在于：所述氣相連續(xù)或間歇地自下而上流動，所述輕顆粒分散于所述液相中。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于污水處理的輕顆粒系統(tǒng)，其特征在于：所述輕顆粒的密度大于等于所述液相密度的80％且小于所述液相密度。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于污水處理的輕顆粒系統(tǒng)，其特征在于：在所述氣液固三相區(qū)中，所述氣相的體積分率小于等于25％。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于污水處理的輕顆粒系統(tǒng)，其特征在于：所述接觸器的形狀是規(guī)則殼體或不規(guī)則殼體，優(yōu)選的，規(guī)則殼體為長方殼體，所述長方殼體的上端面全封閉、部分封閉或全部開放。8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項所述的一種用于污水處理的輕顆粒系統(tǒng)，其特征在于：所述接觸器內(nèi)還設有微通道，所述微通道包括若干層填料，每層所述填料包括若干通道單元，每層的所述通道單元交錯設置，優(yōu)選的，所述微通道設置在接觸器的下部。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種用于污水處理的輕顆粒系統(tǒng)，其特征在于：所述通道單元為立方體形通道，長方體形通道，或其它類型的通道。10.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的一種用于污水處理的輕顆粒系統(tǒng)，其特征在于：所述氣相通過設置在所...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：祝京旭，邵媛媛，
申請(專利權(quán))人：天津西敦津洋環(huán)保科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：天津,12