[發(fā)明專利]一種基于MABR的一段式EGSB厭氧氨氧化裝置

在審

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• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN112830577A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發(fā)明（設計）人: 穆永杰;張麗麗;薛曉飛;李凌云;于弢;曹天宇;鄭琬琳;曹之淇
• 申請（專利權(quán)）人: 北控水務（中國）投資有限公司
• 主分類號: C02F3/28
• 分類號: C02F3/28;C02F3/12
• 代理公司: 北京思海天達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

一種基于MABR的一段式EGSB厭氧氨氧化裝置屬于污水處理設備的領(lǐng)域。本裝置將MABR與EGSB進行耦合，通過供氧的調(diào)控運行，實現(xiàn)AOB的有效富集及NOB的淘汰，為厭氧氨氧化反應的有效進行，提供基質(zhì)保障；MABR膜組件在滿足精確供氧的同時，也充當生物載體，生物膜的生物量大、食物鏈長、AOB不易流失；將MABR的AOB反應區(qū)與顆粒污泥厭氧氨氧化反應區(qū)分隔開來，分別設置在線監(jiān)測反饋系統(tǒng)和回流調(diào)控系統(tǒng)，在分別滿足兩個反應區(qū)優(yōu)化調(diào)控的同時，使EGSB系統(tǒng)運行效率最大化；MABR膜組件曝氣能耗低，降低系統(tǒng)整體運行成本；EGSB內(nèi)回流系統(tǒng)靈活多變，既滿足兩個反應區(qū)的運行要求，又可以實現(xiàn)MABR膜組件生物膜厚度的沖洗調(diào)控。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于污水處理設備的領(lǐng)域，具體涉及一種基于MABR的一段式EGSB厭氧氨氧化裝置。

背景技術(shù)

一段式短程硝化-厭氧氨氧化工藝將短程硝化與厭氧氨氧化進行耦合，在一個反應器內(nèi)實現(xiàn)NH₄⁺亞硝化和厭氧氨氧化反應的同步進行，適用于較高NH₄⁺-N濃度廢水的處理(如：工業(yè)廢水、垃圾滲瀝液、養(yǎng)殖廢水、污泥消化液等)，與傳統(tǒng)脫氮工藝相比，脫氮效率高，曝氣能耗低。此外，該脫氮工藝以厭氧氨氧化菌獨特的生理代謝途徑為基礎，脫氮過程不需要有機物參與，因此脫氮效果不受進水有機物不足的影響。

NH₄⁺+1.5O₂→NO₂^-+2H⁺+H₂O (1-1)

NH₄⁺+1.32NO₂^-+0.066HCO₃^-+0.13H⁺→1.02N₂+0.26NO₃^-+0.066CH₂O_0.5N_0.15+2.03H₂O(1-2)

由其反應原理(1-1)、(1-2)可知，一段式短程硝化-厭氧氨氧化工藝反應過程中的限速步驟為短程硝化，是由氨氧化細菌(ammnia-oxidizing bacteria，AOB)將NH₄⁺-N轉(zhuǎn)化為NO₂^--N，為后續(xù)厭氧氨氧化反應的順利進行提供反應底物。在曝氣過量的工況下，亞硝酸鹽氧化菌(nitrite-oxidizing bacteria，NOB)將NO₂^--N進一步氧化成NO₃^--N，不利于厭氧氨氧化反應。如何通過精確有效的曝氣控制，實現(xiàn)AOB的有效富集及NOB的淘汰是目前一段式短程硝化-厭氧氨氧化系統(tǒng)的主要技術(shù)瓶頸。

膜曝氣生物反應器(Membrane Aerated Biofilm Reactor，MABR)以透氣性膜材料進行曝氣供氧，氧以溶解擴散或微泡/無泡的形式進行傳遞，同時透氣膜比表面積大，易于微生物的附著生長，形成生物膜。依據(jù)污染物負荷、生物膜活性，曝氣膜向生物膜實時按需供氧，生物膜內(nèi)氧濃度梯度形成動態(tài)分布，氧濃度與污染物濃度逆向傳遞，最大程度實現(xiàn)精確供氧。

膨脹顆粒污泥床(expanded granular sludge bed，EGSB)反應器通過內(nèi)回流系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)控，為生化反應區(qū)提供合理穩(wěn)定的上升流速及流態(tài)，在培養(yǎng)厭氧氨氧化顆粒污泥、生物膜形成及厚度控制等方面具有顯著優(yōu)勢，同時，通過內(nèi)回流參數(shù)靈活調(diào)控，加大了廢水中基質(zhì)與微生物接觸，有效強化了反應物之間的傳質(zhì)效果，提高了反應器的生化反應速度及抗沖擊能力。