以发酵污泥为碳源快速培养短程反硝化菌及产生NO制造技术

以发酵污泥为碳源快速培养短程反硝化菌及产生NO

Rapid cultivation of short cut denitrifying bacteria and no production from fermentation sludge as carbon source

【技术实现步骤摘要】
以发酵污泥为碳源快速培养短程反硝化菌及产生NO2-的装置与方法
本专利技术涉及的以发酵污泥为碳源快速培养短程反硝化菌及产生NO2-的装置与方法，属于污水生物处理
，是实现剩余污泥减量化、无害化与资源化同时实现NO2-的积累的试验装置和方法。
技术介绍
随着工业的高速发展，环境问题日益突出，水体氮素污染也越来越严重，富营养化频繁发生，已经引起了人们的高度关注。如何使去除水体中含氮化合物的方法具有高效性、经济性等特点，也已经成为了学者们研究的热门问题。其中，厌氧氨氧化工艺由于其高效性、经济性以及具有良好的节能效果，被多数学者青睐。厌氧氨氧化工艺中主要反应物NO2-的来源仍是难以解决的问题，现工程试验中通过短程硝化和短程反硝化两种工艺来解决NO2-来源的问题，在短程硝化厌氧氨氧化系统中，厌氧氨氧化菌对NO2-的竞争弱于亚硝酸盐氧化细菌(NOB)，且短程硝化过程不易控制、易破坏、难恢复。而短程反硝化具有稳定性强、不易被破坏等优点。短程反硝化菌富集较为困难，且对碳源的选择性强，可以利用易降解有机物，不能利用难降解有机物。通过研究表明，可以通过水解酸化技术可以实现难降解有机物向易降解有机物的转化的问题。若基于以上手段的技术控制，则有望实现污泥发酵耦合短程反硝化从而实现难降解有机物的转化和NO2-的稳定积累。目前全世界99％以上的污水处理厂均采用活性污泥法，各城市污水处理厂每天要排放大量的剩余污泥，而剩余活性污泥的处理与处置费用几乎占整个污水处理厂运行费用的一半。我国城镇污水处理厂在去除氮磷等营养物质时，普遍存在碳源不足的问题，可以将剩余污泥的水解产物作为有机碳源帮助实现脱氮过程，此法既实现了剩余污泥的减量同时又节省了碳源。与初沉污泥相比，剩余污泥主要由活性微生物组成，污泥中的有机物主要是微生物本身。且根据不同污水处理厂的处理工艺不同，剩余污泥中活性微生物的组成也不同，所以可以通过一定的技术手段进行预处理，降低剩余污泥活性，减少对短程反硝化的影响。目前污泥预处理的方法包括物理法和化学法两种，物理法包括超声、热水解、机械粉碎等，化学法主要以投加化学药品为主。相比于化学法，物理法更简单、安全且易控制。将物理预处理后的剩余污泥投加至水解酸化耦合短程反硝化系统中，通过一定的技术手段控制，则有望实现污泥发酵耦合短程反硝化从而实现剩余污泥的减量以及NO2-的积累。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种污泥发酵耦合短程反硝化的装置和方法，来通过污泥发酵提供碳源、产生NO2-并实现积累，实现剩余污泥的减量以及节省碳源，并且解决厌氧氨氧化技术NO2-来源的问题。本专利技术的目的是通过以下技术方案来解决的：以发酵污泥为碳源快速培养短程反硝化菌及产生NO2-的装置与方法，其特征在于，包括污贮存罐(1)、硝化液水箱(2)、污泥发酵耦合短程反硝化反应器(3)、出水箱(4)、在线监测和反馈控制系统(5)；所述污泥贮存罐(1)通过进泥泵(3.1)与污泥发酵耦合短程反硝化反应器(3)相连接；硝化液原水箱(2)通过进水泵(3.2)与污泥发酵耦合短程反硝化反应器(3)相连接；污泥发酵耦合短程反硝化反应器(3)排水电动阀(3.3)与出水箱(4)相连接。所述污泥贮存罐(1)设有搅拌装置(1.1)、搅拌桨(1.2)；所述污泥发酵耦合短程反硝化反应器(3)内置有排水电动阀(3.3)、搅拌装置(3.4)、DO在线检测仪(3.5)、第一采样口(3.6)、第二采样口(3.7)；所述出水箱(4)设有溢流管(4.1)、排水管(4.2)；所述在线监测和反馈控制系统(5)包括计算机(5.1)和可编程过程控制器(5.2)，可编程过程控制器(5.2)内置信号转换器DA转换接口(5.3)、信号转换器AD转换接口(5.4)、搅拌继电器(5.5)、DO数据信号接口(5.6)、进泥泵继电器(5.7)、进水泵继电器(5.8)、排水电动阀继电器(5.9)；其中，可编程过程控制器(5.2)上的信号转换器AD转换接口(5.3)通过电缆线与计算机(5.1)相连接，将传感器模拟信号转换成数字信号传递给计算机(5.1)；计算机(5.1)通过信号转换器DA转换接口(5.4)与可编程过程控制器(5.2)相连接，将计算机(5.1)的数字指令传递给可编程过程控制器(5.2)；DO数据信号接口(5.6)通过传感器导线与DO测定仪(5.6)相连接；搅拌继电器(5.5)与搅拌装置(3.4)相连接；进泥泵继电器(5.7)与进泥泵(3.1)相连接；进水泵继电器(5.8)与进水泵(3.2)相连接；排水电动阀继电器(5.9)与排水电动阀(3.3)相连接。本专利技术还提供了一种污泥发酵耦合短程反硝化的方法，其具体启动及调控步骤如下：1)系统启动：将水解酸化耦合短程反硝化污泥投加至污泥发酵耦合短程反硝化反应器(3)内，使接种后反应器内污泥浓度达到2000～6000mg/L(在反应器有效体积中，以MLSS计)。2)污泥发酵潜力的测定与有机物、硝酸盐进量确定：取剩余污泥在30摄氏度下使其进行发酵，通过对SCOD浓度进行测定，当SCOD浓度无增长趋势且20分钟内SCOD值不再增长时，此时为该浓度下污泥发酵的最大潜力。根据计算公式(1)(2)确定有机物与硝酸盐进量：V1+V2＝Vρ(2)注：式中SCOD为该浓度剩余污泥最大发酵潜力下的SCOD浓度；V1、V2、V分别为有机物进量、硝酸盐溶液进量与反应器有效体积NO3-为进水硝酸盐浓度；C/N表示SCOD浓度与硝酸盐浓度比值，设定值，4:1～6:1范围内任取；ρ为排水比，设定值，60％。3)运行时调节操作如下：将剩余污泥投加置污泥贮存罐(1)，每周期开始前启动搅拌器(1.1)使剩余污泥混合均匀，然后启动进泥泵(3.1)，在每周期开始时将V1体积的剩余污泥抽入污泥发酵耦合短程反硝化反应器(4)内，使反应器有效容积内理论SCOD浓度为300～500mg/L；污泥发酵耦合短程反硝化反应器(3)运行时，每周期开始先通过搅拌继电器(5.5)启动搅拌器(3.4)，厌氧搅拌200～800min，SCOD值达最大发酵潜力的95％以上时结束厌氧搅拌，其间始终通过在线监测和反馈控制系统(5)控制短污泥发酵耦合短程反硝化反应器(4)内DO浓度为0.01mg/L以下；然后将硝化液原水箱(2)内硝化液通过进水泵继电器(5.8)启动进水泵(3.2)将V2体积的硝化液抽入污泥发酵耦合短程反硝化反应器(3)内，开始缺氧搅拌，搅拌至亚硝酸盐转化率达80％以上或硝氮浓度小于5mg/L，停止搅拌开始沉淀排水，闲置后进入下一周期。本专利技术的污泥发酵耦合短程反硝化实现污泥减量和NO2-的积累的装置与方法，具有以下优点：1)通过污泥发酵技术，实现了剩余活性污泥的减量，并将剩余污泥资源化，减少外碳源的投加，节省碳源。2)通过条件控制，实现短程反硝化工艺，实现稳定的NO2-的积累，可为厌氧氨氧化工艺提供底物来源，为短程反硝化工艺的实现以及过程本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.以发酵污泥为碳源快速培养短程反硝化菌及产生NO

【技术特征摘要】
1.以发酵污泥为碳源快速培养短程反硝化菌及产生NO2-的装置，其特征在于，包括污贮存罐(1)、硝化液水箱(2)、污泥发酵耦合短程反硝化反应器(3)、出水箱(4)、在线监测和反馈控制系统(5)；所述污泥贮存罐(1)通过进泥泵(3.1)与污泥发酵耦合短程反硝化反应器(3)相连接；硝化液原水箱(2)通过进水泵(3.2)与污泥发酵耦合短程反硝化反应器(3)相连接；污泥发酵耦合短程反硝化反应器(3)排水电动阀(3.3)与出水箱(4)相连接；
所述污泥贮存罐(1)设有搅拌装置(1.1)、搅拌桨(1.2)；所述污泥发酵耦合短程反硝化反应器(3)内置有排水电动阀(3.3)、搅拌装置(3.4)、DO在线检测仪(3.5)、第一采样口(3.6)、第二采样口(3.7)；所述出水箱(4)设有溢流管(4.1)、排水管(4.2)；
所述在线监测和反馈控制系统(5)包括计算机(5.1)和可编程过程控制器(5.2)，可编程过程控制器(5.2)内置信号转换器DA转换接口(5.3)、信号转换器AD转换接口(5.4)、搅拌继电器(5.5)、DO数据信号接口(5.6)、进泥泵继电器(5.7)、进水泵继电器(5.8)、排水电动阀继电器(5.9)；其中，可编程过程控制器(5.2)上的信号转换器AD转换接口(5.3)通过电缆线与计算机(5.1)相连接，将传感器模拟信号转换成数字信号传递给计算机(5.1)；计算机(5.1)通过信号转换器DA转换接口(5.4)与可编程过程控制器(5.2)相连接，将计算机(5.1)的数字指令传递给可编程过程控制器(5.2)；DO数据信号接口(5.6)通过传感器导线与DO测定仪(5.6)相连接；搅拌继电器(5.5)与搅拌装置(3.4)相连接；进泥泵继电器(5.7)与进泥泵(3.1)相连接；进水泵继电器(5.8)与进水泵(3.2)相连接；排水电动阀继电器(5.9)与排水电动阀(3.3)相连接。


2.应用权利要求1所述装置培养短程反硝化...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭永臻，李雅楠，石亮亮，张琼，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11