[發明專利]一種基于雙聚磷菌協同作用強化生物除磷的裝置與方法

有效

• 申請號: 202010696004.3
• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN111995049B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 曾薇;樊志偉;孟慶安;彭永臻
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30;C02F101/10
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

一種基于雙聚磷菌協同作用強化生物除磷的裝置與方法，屬于污水生物處理技術領域。所述裝置包括進水箱、生物除磷反應器、蠕動泵、儲泥罐、空氣泵。所述方法是將剩余污泥當作基質，與廢水一起進入生物除磷反應器，在厭氧階段具有發酵能力的聚磷菌Tetrasphaera利用剩余污泥作為基質，產生揮發性脂肪酸VFA供給傳統聚磷菌Candidatus Accumulibacter利用，存儲內碳源并釋放磷酸鹽；在好氧段聚磷菌Tetrasphaera和Candidatus Accumulibacter可以共同過量吸收污水中的磷酸鹽，實現協同除磷。利用雙聚磷菌的協同作用，可以減少對進水VFA的依賴，同時在好氧段二者共同吸磷，可以有效強化生物除磷，對于很多地區碳源匱乏污水的處理提供了一個嶄新的工藝解決方案。

技術領域

一種基于雙聚磷菌協同作用強化生物除磷的裝置與方法，屬于污水生物處理技術領域。

背景技術

水體富營養化已成為全球性的水環境問題，大量研究表明富含磷的污水的過度排放是導致地表水體富營養化的主要原因。生物除磷工藝是一種經濟、有效的磷去除技術，已經廣泛應用于全世界的污水處理廠。Candidatus Accumulibacter作為一種典型的聚磷菌，被認為是污水處理廠最常見的聚磷菌，可以利用氧氣，亞硝酸鹽和硝酸鹽作為電子受體進行除磷作用。

隨著一種可以直接利用葡萄糖及氨基酸進行發酵并釋磷的聚磷菌Tetrasphaera被發現并分離出來，在很多污水處理廠檢測到聚磷菌Tetrasphaera的相對豐度高于Candidatus Accumulibacter。Tetrasphaera在厭氧段能夠吸收氨基酸等存儲為內碳源，并在好氧段吸磷。還有研究指出Tetrasphaera對于除磷的貢獻超過了CandidatusAccumulibacter。現有關于Tetrasphaera的研究大多數對其利用底物的探究，對于Tetrasphaera和Candidatus Accumulibacter的協同作用研究不足。Tetrasphaera可以利用發酵的功能，產生揮發性脂肪酸VFA供給傳統聚磷菌Candidatus Accumulibacter利用，同時聚磷菌Tetrasphaera和Candidatus Accumulibacter可以在好氧段共同吸收污水中的磷酸鹽，實現協同除磷。減少對城市污水中VFA的依賴，減少了運行成本，具有重要意義。

發明內容

針對現有技術的不足，一種基于雙聚磷菌協同作用強化生物除磷的裝置與方法。將剩余污泥當作基質，與廢水一起進入生物除磷反應器，在厭氧階段具有發酵能力的聚磷菌Tetrasphaera利用剩余污泥作為基質，產生揮發性脂肪酸VFA供給傳統聚磷菌Candidatus Accumulibacter利用，存儲內碳源并釋放磷酸鹽；在好氧段聚磷菌Tetrasphaera和Candidatus Accumulibacter可以共同過量吸收污水中的磷酸鹽，實現協同除磷。

本發明的技術方案：

一種基于雙聚磷菌協同作用強化生物除磷的裝置，其特征在于：包括廢水水箱(1)、進水蠕動泵(2)、儲泥罐(3)、污泥蠕動泵(4)、生物除磷反應器(5)、攪拌器(6)、空氣泵(7)、轉子流量計(8)、曝氣盤(9)、出水口(10)；

廢水水箱(1)通過進水蠕動泵(2)與生物除磷反應器(5)連接，同時儲泥罐(3)通過污泥蠕動泵(4)與生物除磷反應器連接，生物除磷反應器配有攪拌器(6)和出水口(10)，空氣泵(7)通過轉子流量計(8)與安裝在生物除磷反應器底部的曝氣盤(9)連接。

應用上述裝置進行一種基于雙聚磷菌協同作用強化生物除磷的方法，包括以下步驟：

(1)接種城市污水處理廠剩余污泥至生物除磷反應器(5)中，控制接種后反應器內污泥濃度3000-4000mg/L；

(2)水箱(1)中含有磷的廢水通過進水蠕動泵(2)進入生物除磷反應器，同時儲泥罐(3)中的污水處理廠剩余污泥通過污泥蠕動泵(4)進入生物除磷反應器，加入剩余污泥體積為進水體積的1/30-1/10；