加快污泥颗粒化及后续颗粒稳定化的工艺方法和工艺系统

本发明属于污水生物处理，具体涉及一种加快污泥颗粒化及后续颗粒稳定化的工艺方法和工艺系统。

背景技术：

1、近年来，现有污水处理厂面临排放标准升级与水量负荷持续扩容等压力。传统的活性污泥工艺虽然应用广泛，但其可承载的负荷低、抗冲击能力弱、沉降能力差等缺陷日益凸显。好氧颗粒污泥相较传统活性污泥具备沉降性能优异、微生物菌群浓度高、抗冲击负荷能力强等特点，应用潜力巨大并成为废水处理领域的研究热点。

2、好氧颗粒污泥的颗粒化过程通常包括启动初期、颗粒形成期和稳定运行期等多个阶段，不同阶段污泥的粒径分布、结构强度和微生物群落组成差异显著。好氧颗粒污泥颗粒化慢的核心症结在于颗粒形成过程中微生物自凝聚作用与外部环境因子的适配性不足，以及微生物群落失衡；而大颗粒污泥易发生空化的核心原因在于过大的颗粒尺寸会阻碍溶解氧和营养物质的传质，导致颗粒内部形成厌氧区，进而引发微生物群落失衡。因此，如何在加速颗粒化的同时实现颗粒的快速稳定化，已成为本领域亟待解决的技术问题。

3、针对上述问题，国内外学者及工程人员已广泛开展技术探索。例如，专利zl202323577178.6公开了一种应用于sbr反应器好氧颗粒污泥筛选的旋流器装置，包括：sbr反应器，其内部具有好氧颗粒污泥混合液；水力旋流系统，包括水力旋流器及泥斗，水力旋流器具有进料口、溢流口及底流口，水力旋流器的底流口与泥斗的进口相连，泥斗的出口与sbr反应器的进口相连或与泥斗外部相连；回流系统，包括回流管、回流泵及控制阀组件，sbr反应器的出口通过回流管与水力旋流器的进料口相连通，回流泵及控制阀组件置于回流管上，控制阀组件控制回流管的通断及流速。该专利的技术方案采用单一的旋流分离模式贯穿颗粒化全过程，未针对颗粒化不同阶段污泥的结构特性差异进行差异化处理；并且，该技术方案没有提出对颗粒从不稳定到稳定的过渡这个稳定化过程的加速需求。

4、公开号为cn120664693a的发明申请公开了一种连续流好氧颗粒污泥培养方法，包括s1、污水依次通过厌氧区、缺氧区、好氧区进行生化处理；同时，在好氧区内填充有微生态诱导载体，以显著促进微生物附着聚集及初期颗粒化过程；s2、通过对一级沉淀池的表面负荷与沉淀时间进行控制，定向筛选富集沉降性能优异的颗粒污泥，并将其返回好氧区；s3、混合液二次沉降，得到二次沉降污泥；s4、二次沉降污泥经分离获得的重质污泥回流至厌氧区作为颗粒絮核，为新颗粒形成提供核心骨架，进一步加速颗粒生长。该技术方案虽然有对污泥进行分阶段调控，但是该技术方案是针对连续流活性污泥工艺设计的，其工艺架构和sbr反应器存在本质差异；并且该技术方案也没有明确提出对颗粒从不稳定到稳定的过渡这个稳定化过程的加速需求。因此，仍然非常有必要提供一种在sbr反应器中加快污泥颗粒化及后续颗粒污泥稳定化的方法。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种加快污泥颗粒化及后续颗粒污泥稳定化的方法，实现了快速颗粒化，且颗粒化后快速的稳定，从而缩短污泥颗粒化周期。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、第一个方面，提供一种加快污泥颗粒化及后续颗粒污泥稳定化的方法，包括如下步骤：

4、（1）颗粒化驯化初期：将反应器底部的泥水混合物经第一旋流器进行旋流分选，进行旋流分选的污泥取自距反应器底部≤10%高度内，且所述旋流分选在反应器的曝气好氧阶段实施，所述第一旋流器底流口排出的污泥回流至生物反应器；

5、（2）颗粒化驯化中期：对反应器不同高度的泥水混合物经第一旋流器进行旋流分选，本阶段中，逐渐升高反应器上用于旋流分选污泥进料的取样位置，并在该阶段的末期取样位置升至反应器总高70-90%处，且污泥旋流分选在反应器的曝气好氧阶段实施，所述第一旋流器底流口排出的污泥回流至生物反应器；

6、（3）颗粒化驯化末期：对反应器总高55%~65%处的泥水混合物经第一旋流器进行旋流分选，污泥旋流分选在反应器的污泥沉淀阶段实施，经第一旋流器底流口排出的污泥回流至生物反应器；

7、（4）稳定期：污泥稳定化阶段采用二级串联旋流分选，对反应器总高40%~60%处的泥水混合物经第一旋流器进行旋流分选，污泥旋流分选在反应器的曝气好氧阶段实施，经所述第一旋流器分选的底流继续进入第二旋流器实施分选，所述第二旋流器分选的溢流返回至所述反应器，一级溢流和二级底流污泥作为剩余污泥外排。

8、本发明进一步设置为，步骤（1）中，污泥颗粒化驯化初期时长为2-4周，反应器内污泥中值粒径≥60

μm，污泥颗粒化驯化初期结束。

9、本发明进一步设置为，步骤（1）中，污泥颗粒化驯化初期的旋流分选进料流速为1.2-2.0m/s，溢流分流比为10%-40%，溢流污泥作为剩余污泥外排。

10、本发明进一步设置为，步骤（2）中，污泥颗粒化驯化中期时长为1-2周，反应器内污泥中值粒径≥130

μm，污泥颗粒化驯化中期结束。

11、本发明进一步设置为，步骤（2）中，驯化中期的旋流分选进料流速为1.2-2.0m/s，溢流分流比为10%-30%，溢流污泥作为剩余污泥外排。

12、本发明进一步设置为，步骤（3）中，污泥颗粒化驯化末期时长为1-2周，反应器内好氧颗粒污泥中值粒径≥200

μm，污泥颗粒化驯化末期结束。

13、本发明进一步设置为，步骤（3）中，污泥颗粒化驯化末期的旋流分选进料流速为1.2-2.0m/s，溢流分流比为10%-20%，溢流污泥作为剩余污泥外排。

14、本发明进一步设置为，步骤（4）中，稳定期中，第一旋流器的进料流速为 1.0-1.8m/s，溢流分流比为10%-20%；第二旋流器的进料流速为 0.8-1.4m/s，溢流分流比为60%-80%。

15、本发明进一步设置为，所述第一旋流器的锥角为8°~45°，优选为10°~30°，进一步优选为15°~25°；底流口直径与溢流口直径比值为1.0-5.0，优选为2.0~4.0，进一步优选为2.5~3.5。

16、本发明进一步设置为，所述第二旋流器的锥角为10°-70°，优选为20°~60°，进一步优选为35°~55°；底流口直径与溢流口直径比值为0.1-0.6；优选为0.25~0.5，进一步优选为0.35~0.45。

17、本发明进一步设置为，污泥稳定化结束时，反应器内好氧颗粒污泥d90≤2mm。

18、第二个方面，提供一种加快污泥颗粒化及后续颗粒污泥稳定化的工艺系统，包括：生物反应器、第一旋流器和第二旋流器；所述第一旋流器的旋流进口连接至所述生物反应器的取样口，所述第一旋流器的底流口通过阀门控制连接所述生物反应器的回流入口和所述第二旋流器的旋流进口；所述第一旋流器的溢流口和第二旋流器的底流口连接至外部收集装置，所述第二旋流器的溢流口连接至所述生物反应器的回流入口。

19、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明通过分阶段差异化旋流分选策略，针对性解决了颗粒化速度慢与稳定期空化失效两大痛点，显著缩短了sbr反应器中好氧颗粒污泥驯化周期，并快速维持污泥粒径的稳定性，提升颗粒污泥长期运行稳定性。