[發明專利]儲碳型序批式活性污泥反應器及其應用

無效

• 申請號: 200810062130.2
• 申請日: 2008-05-30
• 公開（公告）號: CN101289250A
• 公開（公告）日: 2008-10-22
• 發明（設計）人: 李軍;倪永炯;周延年;張晶宇;張宇坤;韋蘇
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: C02F3/12
• 分類號: C02F3/12
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司
• 代理人: 王兵;黃美娟

(一)技術領域

本發明屬于污水處理領域，具體涉及一種儲碳型序批式活性污泥反應器及其應用，尤其是利用該反應器處理含氮廢水。

(二)背景技術

氮是造成水體富營養化和環境污染的一個很重要的污染因子。脫氮是污水處理過程中很重要的一個環節。傳統的生物脫氮過程，是首先在好氧條件下，亞硝酸菌將氨氮氧化為亞硝酸氮，而后硝酸菌將亞硝酸氮進一步氧化為硝酸氮。隨后在缺氧條件下，反硝化菌將硝酸氮或亞硝酸氮還原成氣態氮。

生物反硝化需要有機碳源作為電子供體，隨著環境污染和富營養化問題不斷加重，對于一些含氮廢水的處理，碳源不足是影響脫氮效果的主要問題。所用碳源一般有3類：外加碳源，原污水碳源和內碳源。由于城市污水的有機負荷一般不高，因此利用原水碳源的前置反硝化工藝一般TN去除率不高。如果要進一步提高脫氮效率，則需要外加碳源進行反硝化。

最近的研究發現，在生物脫氮進程中，生物能將大部分溶解性基質轉化為內碳源，以內碳源(主要為PHB形式)儲存在細胞中，在缺氧條件并無外加碳源的情況下，儲存的聚合物能作為電子供體，使反硝化過程順利進行，提高系統的脫氮效果。因此，對于基質儲存的內碳源進行的反硝化的研究是有價值的，而國內外研究中對于活性污泥系統中直接通過碳源儲存的脫氮研究較少，且基本無實際工程的應用。

(三)發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對常規處理工藝中由于碳源不足而影響脫氮效果的問題，結合序批式活性污泥反應器的特點，提供一種有利于保存內碳源用于反硝化的序批式活性污泥反應器。

本發明采用以下的技術方案：一種儲碳型序批式活性污泥反應器，所述的反應器包括反應器主體，連接在反應器主體上的排泥系統、排水系統和進水系統；所述的反應器主體內設有與氣泵相連的曝氣裝置和電機控制的攪拌裝置，所述的反應器主體內設置有通孔的隔板將反應器主體分隔成上半池和下半池，所述的攪拌裝置包括分別設置于上半池和下半池的上攪拌漿和下攪拌漿，所述的曝氣裝置包括設在隔板上方的曝氣頭，所述的上半池上方設有帶閥門的進水口，所述的上半池下方設有帶閥門的出水口，所述的下半池底部設有帶閥門的排泥口；所述的進水口與進水系統連接，所述的出水口與出水系統連接，所述的排泥口與排泥系統連接。

進一步，所述的上攪拌槳和下攪拌槳固定在同一轉軸上。

所述的隔板上設置圓形通孔。本發明中通孔的大小和多少由具體的反應器大小和運行條件等因素決定，一般而言只要使活性污泥可以進入下半池，并且曝氣時盡量不使下半池的泥進入上半池即可。

所述的反應器還設有控制系統，所述的進水口、出水口、排泥口分別設有電磁閥，所述的控制系統分別與進水口、出水口、排泥口各自的電磁閥以及氣泵、攪拌裝置的電機相連接。

本發明還提供了一種應用上述儲碳型序批式活性污泥反應器處理含氮廢水的工藝，所述的工藝按如下步驟進行：

(1)進水階段：開啟所述反應器的進水口，原水進入反應器，同時啟動攪拌裝置充分攪拌，此時反應器內處于缺氧狀態，活性污泥中的微生物吸附原水中的部分有機碳源，轉化為胞內聚合物PHB，使內碳源得到儲存；

(2)攪拌階段：進水完畢后，繼續攪拌，污泥中的微生物繼續吸附混合液中的有機碳轉化為胞內聚合物PHB，內碳源繼續得到儲存；

(3)沉淀階段：關閉攪拌裝置，進行混合液沉淀，使泥水得到分離，部分污泥經沉淀壓實從隔板通孔進入下半池，此部分污泥中儲存的內碳源也同時進入下半池得到儲存；

(4)曝氣階段：開啟氣泵啟動曝氣裝置對上半池的混合液進行曝氣，同時通過溶解氧控制曝氣量，使上半池混合液發生同步硝化反硝化，使總氮得到部分去除；同時由于隔板的阻擋，下半池混合液不參與曝氣反應，進水與攪拌過程中儲存于下半池混合液中的內碳源未被消耗；

(5)二次攪拌階段：再次啟動攪拌裝置，使上下半池混合液通過隔板通孔進行充分混合，在缺氧狀態下利用下半池污泥中儲存的內碳源進行反硝化，使總氮得到進一步去除；

(6)曝氣吹脫階段：開啟曝氣裝置和攪拌裝置，邊攪拌邊進行曝氣吹脫；

(7)二次沉淀：關閉曝氣裝置和攪拌裝置，進行混合液沉淀，使混合液泥水分離；

(8)出水：通過出水口將處理后水排出。

在上述工藝中，對于具體的工藝參數，諸如攪拌時間、曝氣時間、曝氣量大小、沉淀時間以及隔板位置和通孔布置等，本領域普通技術人員可以根據反應器的大小、運行條件、運行狀況等自行設定。