[發明專利]一種全自養脫氮顆粒污泥的培養裝置及方法

無效

• 申請號: 201310738275.0
• 申請日: 2013-12-18
• 公開（公告）號: CN103723829A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 李相昆;儲昭瑞;祝夢婷
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 張宏威

技術領域

本發明涉及污水生物處理技術領域，特別涉及氮素污染的處理技術。

背景技術

隨著氮素污染的日益嚴重和人類社會對環境質量要求的不斷提高，廢水生物脫氮技術引起了世界各國的廣泛關注，已成為水污染控制的重要研究方向。傳統基于硝化反硝化作用的活性污泥法在污水脫氮上起到一定的作用，但由于其流程長，動力消耗大，運行成本高以及抗沖擊負荷能力弱等缺點，不符合當代“可持續發展”、“節能減排”的要求，亟待尋求發展新型高效污水脫氮工藝。

基于厭氧氨氧化的全程自養脫氮工藝是近幾年新興的污水脫氮工藝。其主要通過好氧氨氧化菌和厭氧氨氧化菌的合作，首先在好氧條件下，好氧氨氧化菌將一半的氨氮氧化為亞硝酸鹽氮，然后在厭氧條件下，厭氧氨氧化菌以剩余的氨氮為電子供體，以生成的亞硝酸鹽氮為電子受體，直接轉為氮氣，從而達到脫氮的目的。該工藝由于具有降低能耗、無需外加碳源等優點，受到了人們的廣泛關注，被認為是一種極具前景的新型污水脫氮技術。

好氧顆粒污泥是活性污泥微生物通過自固定最終形成結構緊湊、外形規則的生物聚集體。它具有相對密實的微觀結構、優良的沉淀性能、較高濃度的污泥截留和多樣的微生物種群結構。因此，相比于傳統的活性污泥，好氧顆粒污泥可降低污泥沉淀系統的要求，減少剩余污泥的排放，提高工藝的抗沖擊負荷能力等優點，在廢水生物處理中具有非常廣闊的應用前景。

目前，將好氧顆粒污泥技術應用于污水脫氮的報道屢見不鮮，諸如采用好氧顆粒污泥實現同步硝化反硝化脫氮技術、實現短程硝化反硝化脫氮技術等。然而，將厭氧氨氧化技術和好氧顆粒污泥技術相結合，發揮各自的優勢完成污水脫氮的報道很少。其主要原因在于：基于厭氧氨氧化的全程自養脫氮工藝要求微氧環境，從而保證厭氧氨氧化菌的存活和對亞硝酸鹽氧化菌的抑制，而好氧顆粒污泥的形成需要滿足一定的水力條件，即較強的水流剪切力，這種水流剪切力一般是通過強曝氣實現的。基于厭氧氨氧化的全程自養脫氮工藝中的絮體污泥粒徑小，從而導致培養源的污泥濃度低，而且污泥沉降性能差，這些原因最終導致厭氧氨氧化工藝處理效率低以及運行穩定性比較差。因此，研究開發基于厭氧氨氧化的全程自養脫氮好氧顆粒污泥的培養裝置及方法是當前研究的重點和難點。

發明內容

本發明是為了解決現有基于厭氧氨氧化的全程自養脫氮方法中絮體污泥粒徑小使得污泥濃度低、污泥沉降性能差最終導致厭氧氨氧化脫氮方法的脫氮效率低以及運行穩定性差的問題。本發明提供一種全自養脫氮好氧顆粒污泥的培養裝置和方法。

一種全自養脫氮顆粒污泥的培養裝置，該裝置包括U形反應器主體、保溫系統、進水系統、排水系統、曝氣系統、自動控制系統和參數監控系統；

保溫系統包括保溫層和電阻絲；

進水系統包括裝有水的進水箱、進水計量泵、進水濾頭、進酸計量泵、進堿計量泵、裝有酸的存酸瓶和裝有堿的存堿瓶；

排水系統包括排水管、電磁閥和出水箱；

曝氣系統包括氣泵、氣體流量計、止回閥和膜片曝氣頭；

自動控制系統包括溫度控制單元、PH控制單元和序批運行控制單元；

參數監控系統包括在線PH傳感器、溶解氧傳感器、溫度傳感器和參數監測單元；

U形反應器主體的外部設置有保溫層；U形反應器主體與保溫層之間放置有電阻絲；U形反應器主體的頂端設置有活動式反應器蓋，所述活動式反應器蓋的中間設置有出氣管；U形反應器主體的中間位置開有排水口；U形反應器主體的排水口下方設置有取樣口；U形反應器主體的取樣口下方開有曝氣輸入口；U形反應器主體的底部開有放空管；U形反應器主體的上半部分設置有一號傳感器入口、二號傳感器入口和三號傳感器入口；U形反應器主體上位于三號傳感器入口的下方開有酸堿度輸入口；U形反應器主體的酸堿度輸入口的下方開有進水口；

保溫層上的開口位置、開口大小分別與U形反應器主體的開口位置、開口大小相同；

電阻絲的兩端分別與溫度控制單元的兩個供電端連接；放空管的一端設置有封堵；取樣口外接截止閥；

進酸計量泵的輸出端和進堿計量泵的輸出端同時與U形反應器主體的酸堿度輸入口連通；進酸計量泵的輸入端與裝有酸的存酸瓶連通；進酸計量泵的控制端與PH控制單元的酸控制端連接；進堿計量泵的輸入端與裝有堿的存堿瓶連通；進堿計量泵的控制端與PH控制單元的堿控制端連接；

進水計量泵的控制端與序批運行控制單元的進水控制端連接；進水計量泵的輸出端與U形反應器主體的進水口連通，進水計量泵的輸入端與裝有水的進水箱連通；