[實用新型]玄武巖生物巢定向補充碳源污水脫氮裝置

有效

• 申請號: 201721211704.9
• 申請日: 2017-09-21
• 公開（公告）號: CN207483450U
• 公開（公告）日: 2018-06-12
• 發明（設計）人: 吳智仁;倪慧成;周向同;榮新山;李姍蔚;張曉穎;張倩
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30;C02F101/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型屬于污水處理技術領域，涉及污水脫氮裝置，具體涉及玄武巖生物巢定向補充碳源污水脫氮裝置。本實用新型所公開的玄武巖生物巢定向補充碳源污水脫氮裝置，至少包括生物巢曝氣反應器和有機碳源補充裝置，可實現無菌存儲，所述生物巢反應器和有機碳源補充裝置由輸送管連接，輸送管上設有泵。本實用新型實現了在同一反應池中進行硝化和反硝化反應，從而解決了現有技術中總氮去除率不高的問題。本實用新型從載體材料改性的角度創新性的提升生物巢反應器的效能，實現污水的高效除碳脫氮，將生物巢與中空超濾膜耦合，通過向生物巢內部定向補充碳源，既節約了碳源，又實現了生物巢反應器高效除碳脫氮的目的，同時還節約了成本。

技術領域

本實用新型屬于污水處理技術領域，涉及污水脫氮裝置，具體涉及玄武巖生物巢定向補充碳源污水脫氮裝置。

背景技術

近三十年來，中國經濟高速發展，城鎮化和工業化進程加快，環境問題尤其是水污染問題日益突出，并在局部地區呈現惡性爆發趨勢。2015年國家新環保法的頒布和“水十條”的出臺，使氮、磷等污染物的排放標準更為嚴格。開發前瞻性水處理技術，加強其技術創新變得尤為重要。

氮是污水處理廠出水主要監測的指標之一。隨著污水排放標準的日益嚴格，出水的總氮要求也日益增高。目前，基于活性污泥法的A/O等污廢水處理工藝可有效去除污水中的有機碳，但不能有效去除水體中的氮。在好氧條件下，異養菌以有機碳為碳源，代謝產生的能量保證了異養菌的大量繁殖。相比之下，作為自養菌的硝化細菌，由于代謝緩慢產生的能量較少，使得自養菌在空間競爭上存在劣勢，生物量少，處于污泥絮體的內層。另一方面，反硝化細菌需要在缺氧條件下積累的硝酸鹽作為電子受體，以有機碳源作為電子受體完成脫氮過程。 不過，前期的有機碳氧化過程會導致后期脫氮過程碳源不足，造成脫氮過程不徹底。生物膜法可有效持留大量的微生物，通過空間競爭，完成不同菌群在功能上的分層，實現有機碳氧化、硝化和反硝化的集成。此外，基于生物膜法的污水處理工藝在能耗、占地等方面遠優于活性污泥法，但同樣存在著由于有機碳源不足的導致的脫氮不徹底的問題。微生物在生物載體材料上生長、競爭導致的菌群分層使得異養反硝化菌只能位于生物膜的最內層。由于有機碳在生物膜外層已大部消耗，其向生物膜內部的擴散又受到限制，導致生物膜內部有機碳源不足，反硝化不徹底。

微米級無機玄武巖纖維 (BF) 作為生物載體，具有良好的生物親和性和吸附性能，在廢水中呈漂浮、纏繞狀態，能夠快速吸附活性污泥。BF在附著微生物方面能力突出，經7～15 d培養后，附著活性污泥的BF在水力作用纏繞包裹下可形成直徑在10 cm以上的球狀結構（稱之為生物巢）。常規生物膜在厚度超過2mm時，由于傳質障礙導致的營養不足而脫落，而生物巢在尺寸上處于厘米級，超大的生物量和良好的傳質特性可保證有機碳的快速氧化和硝化過程的快速進行，但仍難以克服有機碳源不足導致的脫氮不徹底的問題。為解決這個問題，本實用新型將生物巢與中空超濾纖維膜相結合，通過定期向生物巢內部定向補充有機碳源，實現高濃度含氮廢水的深度處理。中空超濾膜具有最高120 Mpa的拉伸強度，適宜溫度可高達45℃，是一種呈中空纖維結構的膜材料，孔徑大小為0.02～0.2μm，可有效截留大腸桿菌等細菌。

專利CN106277315A《一種基于玄武巖纖維填料的脫氮微生物巢及其培養方法》，公開了一種基于玄武巖纖維填料的脫氮微生物巢及其培養方法，所述的脫氮微生物巢依附于玄武巖纖維束，自外向內依次包括好氧層、缺氧層和厭氧層等，該發明通過玄武巖纖維填料、生物反應器和曝氣器的組合，對含氮污水進行處理，通過曝氣器使空氣與活性污泥實現強烈混合并產生上升流，在玄武巖纖維填料的兩側形成循環流，在這種水力作用下，玄武巖纖維束對附著在其表面的活性污泥進行包裹、支撐，活性污泥在玄武巖纖維的層層包裹下，逐漸形成球狀或類球狀的活性污泥微生物聚集體，即脫氮微生物巢。但是，該發明難以準確調控外加碳源量與本體溶液溶氧濃度、生物巢尺寸之間的關系。

發明內容

針對現有技術處理污水中總氮脫除不徹底的不足，本實用新型公開了一種玄武巖生物巢定向補充碳源污水脫氮裝置。