[發(fā)明專利]一種強化生物脫氮的厭氧氨氧化生物膜工藝及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110087672.0
• 申請日: 2021-01-22
• 公開（公告）號: CN112811585B
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發(fā)明（設計）人: 苗蕾;張亞芳;王金龍
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學;武漢理工大學
• 主分類號: C02F3/28
• 分類號: C02F3/28;C02F101/38
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 11562
• 代理人: 王穎

本發(fā)明公開一種強化生物脫氮的厭氧氨氧化生物膜工藝及裝置，包括SBR反應器，SBR反應器包括器體，器體外側(cè)設有光照組件，器體內(nèi)設有厭氧氨氧化生物膜脫氮系統(tǒng)，厭氧氨氧化生物膜脫氮系統(tǒng)包括填料架，填料架內(nèi)固定有碳布，碳布與光照組件對應設置，填料架中部穿設有攪拌組件，本發(fā)明通過光熱效應實現(xiàn)厭氧氨氧化生物膜系統(tǒng)的快速啟動，并且光刺激促進微生物的離子信號傳導，不僅減少加熱所需能耗，還提高了系統(tǒng)的脫氮效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種強化生物脫氮的厭氧氨氧化生物膜工藝及裝置。

背景技術(shù)

近些年大量含氮廢水的超標排放引起了水體富營養(yǎng)化，對水生態(tài)環(huán)境和飲水安全造成了極大的危害。生物脫氮由于其經(jīng)濟效益高，是污水脫氮最常采用的技術(shù)。目前污水處理廠普遍采用硝化反硝化工藝，但其工藝流程長，耗氧量大，需要外加碳源，運行費用較高。因此可節(jié)省碳源和能源并能夠高效脫氮的厭氧氨氧化技術(shù)是目前脫氮研究的一個熱點。但是厭氧氨氧化技術(shù)由于反應溫度高、微生物生長緩慢、啟動時間長等缺點，限制了其應用。雖然可以采用厭氧氨氧化和生物膜耦合，通過形成厭氧氨氧化生物膜工藝促進微生物富集，但溫度的影響仍是其應用的主要限制因素之一，特別是在氣溫較低的地區(qū)無法實現(xiàn)有效應用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種強化生物脫氮的厭氧氨氧化生物膜工藝及裝置，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，通過光熱效應，促進微生物在載體表面快速形成生物膜，縮短厭氧氨氧化生物膜系統(tǒng)的啟動時間。同時，當微生物表面發(fā)生光刺激時，細胞膜上離子信號傳導加快，微生物的生存能力與活性得到提高。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)厭氧氨氧化生物膜系統(tǒng)的快速啟動，并通過光熱效應維持反應所需的溫度，不僅能夠提高系統(tǒng)的脫氮效率，還可以減少加熱所需的能耗，為厭氧氨氧化生物膜系統(tǒng)在中低溫地區(qū)的應用提供新思路。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：本發(fā)明提供一種強化生物脫氮的厭氧氨氧化生物膜工藝及裝置，包括SBR反應器，所述SBR反應器包括器體，所述器體外側(cè)設有光照組件，所述器體內(nèi)設有厭氧氨氧化生物膜脫氮系統(tǒng)，所述厭氧氨氧化生物膜脫氮系統(tǒng)包括填料架，所述填料架內(nèi)固定有碳布，所述碳布與所述光照組件對應設置，所述填料架中部穿設有攪拌組件；

所述器體兩端分別連通有進水機構(gòu)和出水機構(gòu)；

所述厭氧氨氧化生物膜脫氮系統(tǒng)包括監(jiān)測組件，所述監(jiān)測組件用于測量pH值和溫度值。

優(yōu)選的，所述進水機構(gòu)包括依次連通的進水箱、進水管、進水泵，所述出水機構(gòu)包括依次連通的出水泵、出水管、出水箱，所述器體兩端分別連通所述進水泵的輸出端和所述出水泵的輸入端。

優(yōu)選的，所述攪拌組件包括依次連接的攪拌槳、連桿和電機，所述電機固定在所述器體的頂部，所述連桿貫穿所述填料架，所述攪拌槳位于所述填料架底部。

優(yōu)選的，所述監(jiān)測組件包括pH計和溫度計，所述pH計和所述溫度計的探頭端伸入至所述器體內(nèi)。

優(yōu)選的，所述光照組件包括支架和固定在所述支架上的LED燈，所述LED燈與所述碳布對應設置。

優(yōu)選的，所述LED燈的功率為30-50W。

優(yōu)選的，所述器體由透光材料制成。

一種強化生物脫氮的厭氧氨氧化生物膜工藝，包括以下步驟：

打開光照組件，通過光照組件的照射，碳布溫度逐漸上升，通過進水機構(gòu)引入含氮廢水，開啟攪拌組件對SBR反應器內(nèi)的含氮廢水進行攪拌，使得水溫逐漸升高，根據(jù)監(jiān)測組件監(jiān)測水溫，當水溫較高時，光照組件遠置，當水溫較低時，光照組件近置；

含氮廢水進入SBR反應器后，在攪拌組件的作用下與碳布上的微生物接觸，微生物將大部分的氨氮和亞硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氮氣脫除，少量以硝態(tài)氮形式留在含氮廢水中，當含氮廢水中存在有機物時，微生物會進行反硝化作用進一步脫除總氮；