一种低接种量下富集培养厌氧氨氧化菌的装置和方法制造方法及图纸

一种低接种量下富集培养厌氧氨氧化菌的装置和方法，属于环境工程废水生物处理领域高浓度氨氮废水处理技术方向。本发明专利技术以一个升流式反应器为主体，采用短程硝化耦合厌氧氨氧化的方式在低接种量下富集培养厌氧氨氧化菌，低接种量指接种后反应器内厌氧氨氧化种泥所贡献的污泥浓度较低，为300‑400mg/L。传统方法通常因污泥裹挟氮气上浮而不能有效持留厌氧氨氧化菌，且种泥需求量较大。本发明专利技术提供的方法克服了传统方法的缺点，具体为以下方面：1.培养的颗粒污泥活性高，结构稳定,反应器可在高负荷条件下稳定运行2.顶部潜流出水有效解决了厌氧氨氧化颗粒污泥难以持留的问题。3.低接种量下启动反应器，有利于工程推广应用。4.方法及装置简单易行，价格低廉。

A device and method for enriching and culturing anaerobic ammonia-oxidizing bacteria under low inoculation

A device and method for enriching and culturing anaerobic ammonia oxidizing bacteria under low inoculation amount belongs to the technical direction of high concentration ammonia nitrogen wastewater treatment in the field of biological treatment of environmental engineering wastewater. The invention takes an upflow reactor as the main body and adopts short-cut nitrification coupled anaerobic ammonia oxidation method to enrich and cultivate anaerobic ammonia oxidizing bacteria at low inoculation amount. Low inoculation amount refers to the low concentration of sludge contributed by anaerobic ammonia oxidizing seed sludge in the reactor after inoculation, which is 300 to 400 mg/L. Traditionally, the sludge can not hold anaerobic ammonia-oxidizing bacteria effectively because of nitrogen-laden floating, and the demand for seed sludge is large. The method provided by the invention overcomes the shortcomings of the traditional method, specifically in the following aspects: 1. The cultured granular sludge has high activity, stable structure, stable operation of the reactor under high load conditions; 2. The top underflow effluent effectively solves the problem that the anaerobic ammonia oxidation granular sludge is difficult to retain. 3. Starting the reactor at low inoculation rate is conducive to the popularization and application of the project. 4. The method and device are simple and cheap.

【技术实现步骤摘要】
一种低接种量下富集培养厌氧氨氧化菌的装置和方法
本专利技术涉及一种低接种量下富集培养厌氧氨氧化菌的装置和方法，属于环境工程废水生物处理领域高浓度氨氮废水处理

技术介绍
随着污水处理技术的日益发展，新型处理工艺逐渐成为研究的热点。厌氧氨氧化作为一种超高效脱氮技术受到研究者们的关注。厌氧氨氧化菌是一种在自然界普遍存在，能够利用硝态氮为电子受体将氨氮氧化为氮气的高效自养型细菌，反应方程式为。NH4++1.32NO2-+0.066HCO3-+0.13H+→1.02N2+0.26NO3-+0.066CH2O0.5N0.15+2.03H2O厌氧氨氧化工艺由于厌氧氨氧化菌的特殊代谢机制，与传统生物脱氮工艺相比较，厌氧氨氧化工艺的曝气量和投碱量大大减少，同时无需投加碳源，可以极大地削减工程运行费用。但是由于厌氧氨氧化菌代谢条件严格，倍增时间长(10-30天)，所以在厌氧氨氧化菌培养过程中，富集装置和方法的选择至关重要。常规的厌氧氨氧化菌富集装置及方法主要有序批式反应器(SBR)、生物转盘、生物膜反应器、升流式厌氧污泥床反应器、厌氧流化床反应器和连续升流式一体化反应器，这些富集装置虽然都有报道成功富集厌氧氨氧化菌并启动厌氧氨氧化工艺，但是均具有一些缺陷。比如：SBR技术工艺繁琐，不能连续进水，当污泥性状不好时，出水浑浊，有污泥流失；生物膜反应器在低负荷条件下可以快速启动，但无法承受高负荷；升流式厌氧污泥床反应器上升流速过大时，污泥层容易崩溃，上升流速较低时，起不到良好的水力筛分条件，不利于污泥生长；其它几种装置在工艺启动成功后泥水分离效果往往较差，污泥流失严重，且污泥流失后难以收集，导致厌氧氨氧化菌难以在反应器内有效持留，使得厌氧氨氧化工艺启动时间较长；工艺成功启动后，污泥上浮导致厌氧氨氧化菌流失严重；上述方法
技术实现思路
针对以上内容，本专利技术的主要目的在于，克服现有的富集培养装置及方法的缺陷，提供了一种更加有效的培养装置和培养方法，使得反应器可以在低接种量下完成启动并能在高负荷条件下稳定运行，富集的厌氧氨氧化颗粒结构稳定，抗冲击能力强，沉淀性能好。本专利技术以连续升流式一体化反应器为基础进行了改进，采用潜流出水形式，解决了该反应器对于富集培养厌氧氨氧化菌的瓶颈，即于泥水分离区污泥裹挟氮气上浮导致的厌氧氨氧化菌流失问题，优化了反应器形态，增强了流化效果有利于厌氧氨氧化颗粒污泥的形成，并且提供了在低接种量下启动并完成富集培养的方法。上述目的是通过以下技术方案实现的：该装置包含主体反应器(1)、风机(16)；所述主体反应器(1)放置于不锈钢支架(15)之上，为升流式连续流反应器，外包裹一层水浴加热套(6)，底部安装一个曝气盘(3)及进水管(14)，顶部设一内置沉淀池(11)，侧面设置6个取样口(12)，渐阔处反应器壁与水平面夹角大于60°；所述风机(17)提供的空气经流量计(5)由底部进气口(16)进入反应器，经曝气盘(3)均匀分布后为反应器提供溶解氧同时增强污泥流化效果；所述内置沉淀池(11)采用潜流出水的形式，包含潜流出水口(7)、沉淀池出水渠(10)、出水管(9)、排泥口(13)；所述潜流出水口(7)连接于出水渠(10)，出水渠(10)连接于出水管(9)；所述进水管(14)末端安装一个均匀布水器(4)；所述水浴加热套(6)上部设孔用于放置加热棒，底部设水浴放空管(2)；应用所述装置，其特征在于：所述内置沉淀池(11)池壁低于液面形成沉淀池进水堰(8)；所述沉淀池进水堰(8)与所述沉淀池出水渠(10)之间的挡板下部超出沉淀池出水渠(10)底部，同时与内置沉淀池(11)底部斜坡之间保留空隙；所述潜流出水口(7)位于液面下5～10cm；所述潜流出水口(7)为多个且绕出水渠(10)均匀分布；所述出水管(9)平行于液面；所述排泥口(13)一侧加长作为空气挡板；应用所述装置富集培养厌氧氨氧化菌的方法，其特征在于：反应器接种及启动初期，将城市污水处理厂二沉池回流污泥以及厌氧氨氧化污泥以4～5：1质量比接种至主体反应器(1)中，使反应器中总污泥浓度达到1800～2000mg/L；将加热棒插入水浴加热套(6)中，并控制使反应器中温度达到29～31℃；调整空气流量计(5)使主体反应器(1)中的溶解氧为0.1～0.5mg/L；进水采用人工配水，具体为向城市污水厂初沉池出水中加入NH4HCO3调整氨氮浓度为200～220mg/L以及NaHCO3用以调整进水pH为8.0～8.1；同时应注意通过调整水力停留时间使反应器进水负荷为0.3～0.4kg/m3·d；当反应器TN去除率达到50％以上时启动初期结束，污泥完成适应阶段，进入驯化阶段；驯化、富集阶段，通过增加进水NH4HCO3的投配比例在30～40d内将进水氨氮浓度由200～220mg/L提高至400～420mg/L，调整水力停留时间使反应器进水负荷达到0.7～0.9kg/m3·d，同时调整空气流量计(5)使反应器内溶解氧为0.1～0.5mg/L，当反应器TN去除率达到78％-83％时，则反应器驯化、富集成功；此时反应器内的污泥浓度将达到6000mg/L以上；在反应器运行过程中，内置沉淀池(11)中将产生的氮气，部分污泥会裹挟氮气上浮至内置沉淀池液面处，当上浮污泥厚度达到1～2cm时应先同时关闭出水管(9)、进水管(14)的管道阀门，之后搅拌液面处污泥使气体逸出，污泥得以重新下沉。最后开启出水管(9)、进水管(14)的管道阀门恢复正常运行；短程硝化-厌氧氨氧化反应破坏恢复策略：本系统会因低负荷冲击导致出水硝态氮升高至80mg/L以上同时出水硝氮浓度与氨氮消耗浓度之比超过0.3，此现象系亚硝态氮氧化菌过量增长导致系统短程硝化被破坏；此时应提高负荷至短程破坏前的水平或高出20％以内，提高进水NaHCO3投配比以调整反应器内pH为7.8～8.0，同时控制曝气量，使出水氨氮浓度维持在90～130mg/L，持续运行30～40d可恢复短程硝化。本专利技术与现有富集培养厌氧氨氧化的装置和方法相比具有以下优势：(1).反应器中形成的厌氧氨氧化颗粒污泥活性高，使得反应器可以在高负荷条件下稳定运行，形成的厌氧氨氧化颗粒结构稳定，抗冲击能力强，沉淀性能好。(2)顶部潜流出水有效解决了因污泥在二沉池裹挟氮气上浮从而导致厌氧氨氧化颗粒污泥难以持留的问题，从而达到富集培养的效果。(3)可在低接种量下启动反应器，有利于工程推广应用。(4)方法及装置简单易行，且价格低廉。附图说明图1为本专利技术装置的结构示意图关于图1的说明，1—主体反应器；2—水浴放空管；3—曝气盘；4—均匀布水器；5—空气流量计；6—水浴加热套；7—潜流出水口；8—沉淀池进水堰；9—出水管；10—出水渠；11—内置沉淀池；12—取样口；13—排泥口；14—进水管；15—不锈钢支架；16—进气口；17—风机具体实施方式以下结合附图对本专利技术做进一步详细的说明：参照图1所示为一种富集培养厌氧氨氧化菌的装置和方法，包括主体反应器(1)、风机(16)；所述主体反应器(1)放置于不锈钢支架(15)之上，为升流式连续流反应器，外包裹一层水浴加热套(6)，底部安装一个曝气盘(3)及进水管(14)，顶部设一内置沉淀池(11)，侧面设置6个取样口(12)，渐阔处反应器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种富集培养厌氧氨氧化菌的装置，其特征在于：该装置包含主体反应器(1)、风机(16)；所述主体反应器(1)放置于不锈钢支架(15)之上，为升流式连续流反应器，外包裹一层水浴加热套(6)，底部安装一个曝气盘(3)及进水管(14)，顶部设一内置沉淀池(11)，侧面设置6个取样口(12)，渐阔处反应器壁与水平面夹角大于60°；所述风机(17)提供的空气经流量计(5)由底部进气口(16)进入反应器，经曝气盘(3)均匀分布后为反应器提供溶解氧同时增强污泥流化效果；所述内置沉淀池(11)采用潜流出水的形式，包含潜流出水口(7)、沉淀池出水渠(10)、出水管(9)、排泥口(13)；所述潜流出水口(7)连接于出水渠(10)，出水渠(10)连接于出水管(9)；所述进水管(14)末端安装一个均匀布水器(4)；所述水浴加热套(6)上部设孔用于放置加热棒，底部设水浴放空管(2)。

【技术特征摘要】
1.一种富集培养厌氧氨氧化菌的装置，其特征在于：该装置包含主体反应器(1)、风机(16)；所述主体反应器(1)放置于不锈钢支架(15)之上，为升流式连续流反应器，外包裹一层水浴加热套(6)，底部安装一个曝气盘(3)及进水管(14)，顶部设一内置沉淀池(11)，侧面设置6个取样口(12)，渐阔处反应器壁与水平面夹角大于60°；所述风机(17)提供的空气经流量计(5)由底部进气口(16)进入反应器，经曝气盘(3)均匀分布后为反应器提供溶解氧同时增强污泥流化效果；所述内置沉淀池(11)采用潜流出水的形式，包含潜流出水口(7)、沉淀池出水渠(10)、出水管(9)、排泥口(13)；所述潜流出水口(7)连接于出水渠(10)，出水渠(10)连接于出水管(9)；所述进水管(14)末端安装一个均匀布水器(4)；所述水浴加热套(6)上部设孔用于放置加热棒，底部设水浴放空管(2)。2.根据权利要求1所述装置，其特征在于:所述内置沉淀池(11)池壁低于液面形成沉淀池进水堰(8)；所述沉淀池进水堰(8)与所述沉淀池出水渠(10)之间的挡板下部超出沉淀池出水渠(10)底部，同时与内置沉淀池(11)底部斜坡之间保留空隙。3.根据权利要求1所述装置，其特征在于:所述潜流出水口(7)位于液面下5～10cm；所述潜流出水口(7)为多个且绕出水渠(10)均匀分布。4.根据权利要求1所述装置，其特征在于:所述出水管(9)平行于液面。5.根据权利要求1所述装置，其特征在于:所述排泥口(13)一侧加长作为空气挡板。6.应用权利要求1所述装置富集培养厌氧氨氧化菌的方法，其特征在于：将城市污水处理厂二沉池回流污泥以及厌氧氨氧化污泥以4～5：1质量比接种至主体反应器(1)中，使反应器中总污泥浓度达到1800～2000mg/L；将加热...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭永臻，张国亮，韩晓宇，沈琛，杨玉峰，王淑莹，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11