[發明專利]一種同步產甲烷、好氧甲烷氧化耦合反硝化工藝控制方法

在審

• 申請號: 202010369968.7
• 申請日: 2020-05-06
• 公開（公告）號: CN111484138A
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 周鑫;葛大令;陰澤陽
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30;C02F101/16;C02F101/30
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源;武建云

1.一種同步產甲烷、好氧甲烷氧化耦合反硝化工藝控制方法，其特征在于：包括如下步驟：

（1）建立反應系統包括：進水調節池（1）、進水蠕動泵（2）、膨脹顆粒污泥床生物膜反應器（16）、內循環泵（11）、空壓機（12）；

膨脹顆粒污泥床生物膜反應器（16）包括主體反應區（17）和三相分離器（6）兩部分，體積比為1~1.2:1；主體反應區（17）下部為顆粒污泥床（4），主體反應區（17）頂部布置固定填料床（5），固定填料床（5）占主體反應區（17）體積40%~60%；三相分離器（6）位于反應器頂部，主體反應區（17）和三相分離器（6）均設置取樣口和觀察口；

固定填料床（5）填充聚氨酯海綿，聚氨酯海綿呈8~25mm的正方體，內部孔徑2~7mm，載體填充率為40%~60%；

（2）、進行微生物培養

污泥床直接采用城市污水處理廠濃縮池污泥和好氧曝氣池污泥的混合污泥作為接種污泥，混合質量比為2~3:1，接種體積占主體反應區的20%~40%；

進水C:N:P比例為200:5:1，經過悶曝、間歇進水和連續小流量進水，通過加熱溫度控制器保證系統水溫35±2℃，培養時間為5.5~7.5天；

（3）、富集厭氧產甲烷菌

進水首先流入進水調節池（1）；隨后通過進水蠕動泵（2）將原污水打入主體反應區（17）底部，依次流經污泥床（4）、填料床（5），最終由三相分離器（6）的三角出水堰（8）排出，其中一部分出水通過內循環泵（11）與進水混合重新進入主體反應區（17）底部，內回流比為20%~50%；通過穩定運行快速生成甲烷，進水pH值控制在7.2~7.5，水力停留時間保持在2天，經過48天運行，通過肉眼觀察看到連續小氣泡生成，此時系統甲烷產量保持在600mL/d以上，COD去除率為95%以上，即認為系統高效產甲烷功能建立；

（4）、富集好氧甲烷氧化菌

進水調節池（1）內通過空壓機（12）對廢水進行曝氣，控制反應器微氧環境，溶解氧DO＜0.2mg/L，氧化還原電位ORP＜-330mv以促進好氧甲烷氧化菌生長，反應器內部設置水溫、DO、ORP多參數在線監測儀對水溫和微氧環境進行實時監控，運行20~30天，通過觀察生物載體區已形成生物膜，生物膜厚度控制在800~1500μm，使得缺氧微區占整個生物膜厚度的45~55%，此時通過宏基因測序發現低氧生物膜內存在好氧甲烷氧化細菌；

（5）、富集反硝化菌

在充氧進水中逐步投加硝酸鹽，其濃度分別為進水COD濃度的0.5%、1%、2%、6%~10%和10%~20%，最終C/N維持在5~15，每個比例運行15~20天，隨著NO₃-N增加，系統對硝酸鹽去除和總氮去除效率不斷提高，再經過110~120天連續運行，系統中同時存在產甲烷菌、好氧甲烷氧化菌和反硝化菌；

在此工藝條件下，系統去除91.4%~98.8% COD，93.2~99% NO₃-N和71%~93.5%TN，甲烷回收量為180~660mL/d。

2.根據權利要求1所述的一種同步產甲烷、好氧甲烷氧化耦合反硝化工藝控制方法，其特征在于：步驟（2）中，進水中碳源為葡萄糖或乙酸鈉，氮源為氯化銨、硫酸銨或尿素，磷源為磷酸二氫鉀或磷酸氫鉀。