[發明專利]一種以菌絲球為載體的好氧反硝化反應器及同步硝化反硝化運行方法

有效

• 申請號: 201210289935.7
• 申請日: 2012-08-15
• 公開（公告）號: CN102826647A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 馬放;孫移鹿;李昂;崔迪;龐長瀧;周慧慧;漆夢媛;蔡珺安;彭雪璇;孔令超
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學宜興環保研究院
• 主分類號: C02F3/12
• 分類號: C02F3/12;C02F3/34
• 代理公司: 宜興市天宇知識產權事務所(普通合伙) 32208
• 代理人: 李妙英

技術領域

本發明涉及水處理技術領域，尤其涉及通過好氧反硝化技術實現同步硝化反硝化的以菌絲球為載體的水處理反應器及其運行方法。?

背景技術

進入?21?世紀，全球性水資源危機給人類社會帶來巨大困擾，我國作為一個發展大國，水污染治理已經成為我國加強水資源保護的主要目標之一。2009年《中國環境狀況公報》指出，中國地表水污染較重，七大水系總體為輕度污染，湖泊富營養化等問題突出。大量化肥產生的硝態氮、集中排放的城鎮生活污水的氨氮等各種形式的氮元素積存，加劇了湖泊水體富營養化的程度，影響并制約了社會經濟的發展。?“十二五”期間，我國在新建及已有的污水處理廠中，執行《城市污水處理廠污水綜合排放標準》(GB18918-2002)?一級A標準?(氨氮<5mg/L，TN<15mg/L)，表明城市污水處理的目標已經從關注?COD?和懸浮固體的去除擴大到氮等有機營養物質的去除。因此，研究和開發經濟高效的生物脫氮理論和技術已成為水污染控制領域熱點之一。?

由于好氧反硝化較傳統生物脫氮技術存在著明顯的優勢，近年來好氧反硝化技術成為了國內外廢水生物脫氮新的發展方向。但是在好氧反硝化技術應用過程中，發現了許多限制性因素。例如將好氧反硝化菌投入曝氣池后，作為外來菌種的好氧反硝化菌，與土著菌種相比，具有較為弱勢的競爭力，這致使好氧反硝化菌在系統內的生長繁殖收到嚴重阻礙，無法形成優勢種群，難以在系統內長時間停留，降低了水處理系統的高效性和穩定性。?

發明內容

本發明正是為了克服上述不足，提供一種以菌絲球為載體的好氧反硝化反應器，主要創新在于反應器內以菌絲球為生物質載體固定好氧反硝化菌，解決了好氧反硝化菌在系統內競爭力弱、難以形成優勢菌群致使其大量流失、造成整個系統穩定運行周期短的問題，對整個反應器系統的長期穩定運行起到關鍵性作用。?

具體是這樣實施的：一種以菌絲球為載體的好氧反硝化反應器，包括封閉式反應器，反應器底部置有曝氣頭，進水管、出水管分別設置在反應器的上下側面，其特征在于反應器內置有生物質載體，所述的生物質載體為菌絲球，菌絲球上掛膜有好氧反硝化菌。?

反應器內還設有定向導流板，運行時使反應器內形成定向環流，為菌絲球提供定向剪切力，提高其使用壽命。?

設備運行時，從反應器側面進水管進水，由定向導流板和曝氣頭的共同作用在反應器內部形成定向環流，經一個周期的處理后，從反應器出水管排水。?

反應器外設有菌絲球制備及好氧反硝化菌掛膜的裝置，該裝置與反應器間管道連接。外置的菌絲球制備及好氧反硝化菌掛膜的裝置可為反應系統內及時供應、補充好氧反硝化菌量，保證系統在長周期內穩定運行。菌絲球制備及好氧反硝化菌掛膜的裝置上設有進水口，出水口、排泥管，其內置有攪拌槳和曝氣頭。?

反應器頂部設有氣體收集裝置，避免好氧反硝化過程所產生的溫室氣體N₂O直接排入大氣，造成污染。?

為了監控反應器的運行環境，反應器上設有溫控裝置、pH探頭及溶解氧探頭。?

反應器底部設有排放污泥的排泥管。?

這種反應器實現同步硝化反硝化的運行方法，包括以下步驟：?

（1）制備菌絲球載體：在菌絲球制備及好氧反硝化菌掛膜的裝置中，按公式計算比例加入定量菌絲球培養基以及菌絲球孢子懸液，在135r/min?-145r/min，30℃搖床中培養36h-48h后形成菌絲球。

所述菌絲球孢子選用黑曲霉Aspergillus?niger?Y3，保藏編號為CGMCC?No.?3.3926，其能夠在液體淹沒攪拌的條件下自絮凝成為菌絲球。?

所述菌絲球培養基為：C₆H₁₂O₆，10g/L；NH₄Cl，1g/L；KH₂PO₄·3H₂O，1g/L；MgSO₄·7H₂O，0.5g/L。?

菌絲球培養基與菌絲球孢子懸液投加比例按下公式計算：?

菌絲球孢子懸液接種量（mL）=0.25*0.1%*菌絲球培養基量（mL）/A620，其中A620是菌絲球孢子懸液在620nm波長下的吸光度。