基于温度控制下微生物群落研究的A-A-O反应器制造技术

本发明专利技术公开了一种基于温度控制下微生物群落研究的A‑A‑O反应器，包括反应池和污泥沉淀槽，反应池分为五个相互连通的格室，依次为预缺氧室、厌氧室、一号缺氧室、二号缺氧室和好氧室，预缺氧室、厌氧室、一号缺氧室和二号缺氧室内部均设置有搅拌器，预缺氧室通过管路连接有原水箱，好氧室内底部设置有微孔曝气头，曝气头通过管路连接有鼓风机；好氧室通过管路与污泥沉淀槽相连接，污泥沉淀槽的下部污泥出口连接有排泥管路和污泥循环管路，污泥循环管路设置有污泥回流泵，污泥循环管路一端连接污泥沉淀槽的下部污泥出口，另一端连接至预缺氧室。本发明专利技术能够筛选温度因素影响下活性污泥降解优势菌。

A-A-O reactor based on temperature controlled microbial community research

The invention discloses a \u2011 a \u2011 o reactor based on the study of microbial community under temperature control, which includes a reaction tank and a sludge settling tank. The reaction tank is divided into five interconnected compartments, which are in turn a pre anoxic chamber, an anaerobic chamber, a No. 1 anoxic chamber, a No. 2 anoxic chamber and an aerobic chamber. The pre anoxic chamber, an anaerobic chamber, a No. 1 anoxic chamber and a No. 2 anoxic chamber are all equipped with agitators, and the pre anoxic chamber is equipped with agitators The anoxic chamber is connected with the raw water tank through a pipeline, the bottom of the aerobic chamber is provided with a microporous aerator, and the aerator is connected with a blower through a pipeline; the aerobic chamber is connected with the sludge settling tank through a pipeline, the lower sludge outlet of the sludge settling tank is connected with a sludge discharge pipeline and a sludge circulation pipeline, the sludge circulation pipeline is provided with a sludge return pump, and one end of the sludge circulation pipeline is connected with sludge precipitation The other end is connected to the pre anoxic chamber. The invention can screen the dominant bacteria of activated sludge degradation under the influence of temperature factors.

【技术实现步骤摘要】
基于温度控制下微生物群落研究的A-A-O反应器
本专利技术涉及温度可调节控制A-A-O反应器的开发，更具体的说，是涉及一种基于温度控制下微生物群落研究的A-A-O反应器。
技术介绍
活性污泥法是通过活性污泥分解吸附有机物质来处理废水的生物处理方法，同时也是处理生活污水以及工业废水的最常用工艺。在其100年的历史中，通过不断的实践运行实和技术上的持续创新改革，活性污泥法在生物学、反应动力学的理论方面以及在工艺方面都得到了长足的发展。活性污泥工艺在生物脱氮技术和生物除磷技术上有了很大进步，其在脱氮除磷方面具有很大优势。活性污泥在适宜温度对污水具有很高的处理效率。但当在极端温度下，活性污泥的活性会受到很大影响，影响对污水的处理效果。目前，污水处理厂普遍存在污泥膨胀问题，尤其是在冬季低温条件下，污泥膨胀现象比较严重。当温度低于15℃以下后，低温条件抑制非丝状菌生长，导致丝状菌大量增殖，引起丝状菌污泥膨胀普遍发生，导致污泥上浮，出水水质变差，影响污水处理效果。以现在的技术而言尚无快速控制污泥膨胀的方法。因此，研究活性污泥膨胀抑制与恢复机理，提出快速恢复活性污泥活性的有效措施，采取适当调控措施抑制丝状菌快速生长，降低污泥膨胀效果来保证控制污泥膨胀成为急需解决的关键难题。本专利技术以A-A-O反应器为实验对象，在低温条件下运行引起污泥膨胀，运用控制措施来解决污泥膨胀的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种基于温度控制下微生物群落研究的A-A-O反应器，旨在解决基于微生物群落机构变化的低温条件下活性污泥法污泥膨胀的机理分析和调控措施等问题，能够筛选温度因素影响下活性污泥降解优势菌。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的。本专利技术基于温度控制下微生物群落研究的A-A-O反应器，包括反应池和污泥沉淀槽，所述反应池分为五个相互连通的格室，由左至右依次为预缺氧室、厌氧室、一号缺氧室、二号缺氧室和好氧室，所述预缺氧室、厌氧室、一号缺氧室和二号缺氧室内部均设置有搅拌器，所述预缺氧室通过管路连接有原水箱，所述好氧室内底部设置有微孔曝气头，所述曝气头通过管路连接有鼓风机；所述好氧室通过管路与污泥沉淀槽相连接，所述污泥沉淀槽的下部污泥出口连接有排泥管路和污泥循环管路，所述污泥循环管路设置有污泥回流泵，所述污泥循环管路一端连接污泥沉淀槽的下部污泥出口，另一端连接至预缺氧室；所述原水箱借助循环冷却水系统维持控制反应池内水温。所述反应池和污泥沉淀槽均采用有机玻璃材质制成。所述预缺氧室和好氧室的底部均连接有排空管路，所述污泥沉淀槽上部连接有排放管路。所述预缺氧室和原水箱之间连接的管路上设置有进水泵和一号流量计，所述曝气头和鼓风机之间连接的管路上设置有二号流量计。与现有技术相比，本专利技术的技术方案所带来的有益效果是：(1)本专利技术在实验室尺度构建了可调节的系统的A-A-O生化反应器，通过参数调节可实现A-A-O系列的多种反应状态模拟，进行实际运行条件下温度变化、运行参数优化、污染物降解动力学、微生物群落分析及优化、污泥膨胀及其他不利条件研究、机理研究、成本分析等多种研究内容，为污水处理项目提供贴近实际情况的模拟研究。(2)本专利技术借助循环冷却水系统快速精准的控制反应池内水温，快速稳定实现8℃-32℃，有效模拟了实际项目的年度运行温度范围，实现实验室内部不同季节下(特别是冬季及夏季)的试验要求；(3)通过冬季低温下A-A-O反应器的运行情况，模拟实现污泥低温膨胀现象，构建低温污泥膨胀系统，对污泥膨胀的边界条件及菌群变化进行研究，探讨其膨胀机理，优化低温状态下的污泥膨胀抑制条件，并筛选出低温运行下活性污泥降解的优势菌群；(4)本专利技术借助循环冷却水系统快速调节反应器内水温，有效快速的模拟了季节变化过程中A-A-O反应器的运行情况及微生物群落结构的连续变化，确定温度变化导致的运行效果变化、活性污泥膨胀及其他不利条件的根本原因，研究整改措施及参数优化。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是进出水COD变化趋势示意图；图3是SVI变化趋势示意图；图4是各样本门(phylum)水平上群落结构组成的差异示意图。附图标记：1原水箱，2进水泵，3一号流量计，4二号流量计，5预缺氧室，6厌氧室，7一号缺氧室，8二号缺氧室，9好氧室，10搅拌器，11曝气头，12排空管路，13污泥沉淀槽，14排泥管路，15污泥回流泵，16排放管路，17污泥循环管路，18鼓风机。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步的描述。如图1所示，本专利技术基于温度控制下微生物群落研究的A-A-O反应器，包括反应池和污泥沉淀槽13，所述反应池和污泥沉淀槽13均采用有机玻璃材质制成。所述反应池分为五个相互连通的格室，由左至右依次为预缺氧室5、厌氧室6、一号缺氧室7、二号缺氧室8和好氧室9，所述预缺氧室5、厌氧室6、一号缺氧室7和二号缺氧室8内部均设置有搅拌器10。所述预缺氧室5通过管路连接有原水箱1，所述预缺氧室5和原水箱1之间连接的管路上设置有进水泵2和一号流量计3。所述好氧室9内底部设置有微孔曝气头11，所述曝气头11通过管路连接有鼓风机18，所述曝气头11和鼓风机18之间连接的管路上设置有二号流量计4。所述好氧室9通过管路与污泥沉淀槽13相连接，具体的通过管路连接至污泥沉淀槽13的中央进水管柱。所述污泥沉淀槽13的下部污泥出口连接有排泥管路14和污泥循环管路17，所述污泥循环管路17设置有污泥回流泵15，所述污泥循环管路17一端连接污泥沉淀槽13的下部污泥出口，另一端连接至预缺氧室5。其中，所述预缺氧室5和好氧室6的底部均连接有排空管路12，所述污泥沉淀槽13上部连接有排放管路16。所述原水箱1借助循环冷却水系统(上海汗诺仪器有限公司，DL-1050)维持控制反应池内水温。隔天降温达到稳定，而后取样测定水指标(COD、SS、VSS和SVI)和污泥微生物群落结构。优选，原水箱1容积为500L，所述进水泵2设定的进水量为20L·h-1，一号流量计3为0-30L·h-1，二号流量计4为0-500L·h-1，鼓风机18为300L·h-1。反应池有效容积为300L，分为五个格室，其中，预缺氧室5体积约为0.025m3，厌氧室6体积约0.025m3，一号缺氧室7和二号缺氧室体8积均约为0.05m3，好氧室9体积约0.20m3。反应池设定进水量20L·h-1，停留时间20h，内回流22.50L·h-1，外回流7.50L·h-1。对本专利技术内污泥进行微生物群落结构高通量分析：取好氧室9内的污泥样品，静置分层，选用美国OMEGA公司土壤DNA提取试剂盒E.Z.N.A.TMSoilDNAKit(OMEGAD5625-01,USA)，对下层污泥进行DNA提取。经琼脂糖凝胶电泳观察后，将片段质量好的DNA样本送到生物科技公司进行16SrDNAV4可变区的高通量测序分析。得到的高质量序列优化后与sil本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于温度控制下微生物群落研究的A-A-O反应器，其特征在于，包括反应池和污泥沉淀槽(13)，所述反应池分为五个相互连通的格室，由左至右依次为预缺氧室(5)、厌氧室(6)、一号缺氧室(7)、二号缺氧室(8)和好氧室(9)，所述预缺氧室(5)、厌氧室(6)、一号缺氧室(7)和二号缺氧室(8)内部均设置有搅拌器(10)，所述预缺氧室(5)通过管路连接有原水箱(1)，所述好氧室(9)内底部设置有微孔曝气头(11)，所述曝气头(11)通过管路连接有鼓风机(18)；/n所述好氧室(9)通过管路与污泥沉淀槽(13)相连接，所述污泥沉淀槽(13)的下部污泥出口连接有排泥管路(14)和污泥循环管路(17)，所述污泥循环管路(17)设置有污泥回流泵(15)，所述污泥循环管路(17)一端连接污泥沉淀槽(13)的下部污泥出口，另一端连接至预缺氧室(5)；/n所述原水箱(1)借助循环冷却水系统维持控制反应池内水温。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于温度控制下微生物群落研究的A-A-O反应器，其特征在于，包括反应池和污泥沉淀槽(13)，所述反应池分为五个相互连通的格室，由左至右依次为预缺氧室(5)、厌氧室(6)、一号缺氧室(7)、二号缺氧室(8)和好氧室(9)，所述预缺氧室(5)、厌氧室(6)、一号缺氧室(7)和二号缺氧室(8)内部均设置有搅拌器(10)，所述预缺氧室(5)通过管路连接有原水箱(1)，所述好氧室(9)内底部设置有微孔曝气头(11)，所述曝气头(11)通过管路连接有鼓风机(18)；
所述好氧室(9)通过管路与污泥沉淀槽(13)相连接，所述污泥沉淀槽(13)的下部污泥出口连接有排泥管路(14)和污泥循环管路(17)，所述污泥循环管路(17)设置有污泥回流泵(15)，所述污泥循环管路(17)一端连接污泥沉淀槽(13)的下部污泥出口，另一端连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵乐军，王秀朵，端正花，段鑫越，宋现财，
申请(专利权)人：天津市市政工程设计研究院，
类型：发明
国别省市：天津;12