一体化短程硝化-厌氧氨氧化污水处理驯化装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种一体化短程硝化‑厌氧氨氧化污水处理驯化装置，该一体化短程硝化‑厌氧氨氧化污水处理驯化装置包括反应器和曝气装置；曝气装置用于在反应的好氧阶段对所述反应器内进行充氧，曝气装置采用间歇式梯级曝气运行模式，以使反应器实现多级好氧/缺氧交替运行的反应模式，且下一级好氧阶段的时长大于前一级好氧阶段的时长。通过以上方式，本实用新型专利技术污水处理驯化装置可实现并稳定运行一体化短程硝化‑厌氧氨氧化工艺，达到自养脱氮目的，驯化过程无需外源添加有机碳，曝气量低，系统总氮去除量高。

Integrated short cut nitrification anammox sewage treatment and acclimation device

【技术实现步骤摘要】
一体化短程硝化-厌氧氨氧化污水处理驯化装置
本技术涉及污水处理
，具体涉及一种一体化短程硝化-厌氧氨氧化污水处理驯化装置。
技术介绍
水体污染问题日益严重，污水中含有的大量污染物质会对环境产生危害，同时病原微生物繁殖也会造成疾病传播，影响人类健康。通常，污水中含有的有机碳、氮、磷等污染物均可通过活性污泥或生物膜工艺去除。2014年是活性污泥工艺诞生100周年，相关研究人员开始重新思考污水处理的未来发展方向。污水中有机碳、氮和磷不应仅作为废物处理，也可作为资源回收利用。例如，污水中的有机碳可通过微生物作用转化为甲烷，进而实现能源回收；废水中的含氮化合物可采用生物处理工艺在低能耗下去除。传统生物脱氮主要通过硝化反硝化工艺实现，而自养脱氮工艺通过短程硝化连接厌氧氨氧化工艺实现。通常，硝化反应以氧气为电子供体，氨氧化菌将氨氮氧化为亚硝酸盐，进而亚硝酸盐氧化菌将亚硝酸盐氧化为硝酸盐。短程硝化(或亚硝化)过程仅发生硝化反应由氨氧化菌作用的第一步，而由亚硝酸盐氧化菌作用的第二步被抑制。反硝化反应即反硝化菌以有机碳为电子供体，将硝化过程产生的硝酸盐还原为氮气并排除水体，以达到污水脱氮的目的。厌氧氨氧化工艺可将污水中的氨氮和亚硝酸盐在厌氧条件下转化为氮气。与传统硝化反硝化工艺相比，厌氧氨氧化工艺具有无需外加碳源、节省曝气能耗、污泥产量低等优势，是目前最为经济高效的污水脱氮工艺。一体化短程硝化-厌氧氨氧化工艺是将短程硝化工艺与厌氧氨氧化工艺相结合。厌氧氨氧化菌可利用短程硝化反应产生的亚硝酸盐和未被完全氧化的氨氮发生厌氧氨氧化反应，实现自养脱氮。一体化短程硝化-厌氧氨氧化工艺拥有诸多优势，但其实际应用仍存在以下两个难点。首先，厌氧氨氧化菌为密度依赖型菌属，当菌群密度较高时才可显示活性。而厌氧氨氧化菌增殖速率较慢，时代周期可达11天。工艺运行中会出现菌属较难富集并且活性较低的问题。其次，一体化系统中存在亚硝酸盐基质竞争现象，主要发生于亚硝酸盐氧化菌与厌氧氨氧化菌之间。因此，污泥流失和亚硝酸盐氧化菌活性增强均可导致一体化短程硝化-厌氧氨氧化工艺难以实现。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本技术提供一种一体化短程硝化-厌氧氨氧化污水处理驯化装置。本技术所采用的技术方案是：一种一体化短程硝化-厌氧氨氧化污水处理驯化装置，包括反应器和曝气装置；所述曝气装置用于在反应的好氧阶段对所述反应器内进行充氧，所述曝气装置采用间歇式梯级曝气运行模式，以使所述反应器实现多级好氧/缺氧交替运行的反应模式，且下一级好氧阶段的时长大于前一级好氧阶段的时长。反应器的运行周期一般包括进水阶段、反应阶段、静置阶段和排水阶段；反应阶段按照多级好氧/缺氧交替进行，多级好氧/缺氧交替是指好氧阶段和/或缺氧阶段出现两次以上，并且时间上交替发生。好氧和缺氧反应阶段的切换具体通过曝气装置实现，在好氧阶段曝气装置向反应器内曝气充氧，缺氧阶段曝气装置停止向反应器内曝气。曝气装置采用间歇式梯级曝气的运行模式，即在曝气-非曝气交替运行模式下，在不同驯化阶段梯级提高曝气负荷，从而使反应器实现多级好氧/缺氧交替运行的反应模式，且下一级好氧阶段的时长大于前一级好氧阶段的时长。每级反应一般按多次好氧/缺氧交替运行。提高曝气负荷可通过在相同曝气时长下增大单位时间的曝气量、在单位时间曝气量相同的前提下延长曝气时间，或者同时提高单位时间曝气量和曝气时长；优选采用在单位时间曝气量相同的前提下延长曝气时间的方式。优选地，所述反应器内填充有厌氧氨氧化生物膜填料。通过在反应器内填充接种厌氧氨氧化生物膜填料，可使反应器内厌氧氨氧化菌的富集时间缩短，提高驯化初期厌氧氨氧化菌的活性，一体化短程硝化-厌氧氨氧化工艺可快速启动。厌氧氨氧化生物膜填料具体可选自实验室序批式生物膜反应器内以连续流模式培养厌氧氨氧化生物膜填料。优选地，该一体化短程硝化-厌氧氨氧化污水处理驯化装置还包括定时器，所述定时器用于定时控制所述曝气装置的打开和关闭，以使所述曝气装置实现间歇式梯级曝气运行模式。优选地，还包括搅拌器，所述搅拌器用于在反应的好氧阶段和/或缺氧阶段搅拌所述反应器内的物料。通过搅拌器的设置，可提高反应器内营养物传质效率。进一步优选地，还可设置定时器用于控制定时控制所述搅拌器的打开和关闭。优选地，所述反应器内设有温度控制装置。通过温度控制装置可灵活控制反应器内的反应温度，通常将反应器内温度控制在25～30℃，优选26℃。优选地，还包括进水泵和排水泵，所述反应器具有进水口和出水口，所述进水泵与所述反应器的进水口连通，所述排水泵与所述反应器的出水口连通。进一步优选地，还包括定时器；所述定时器用于定时控制所述进水泵、所述排水泵和所述曝气装置的打开和关闭。优选地，所述反应器呈圆柱形。具体可采用高为50cm、内径为15cm、有效容积为6L圆柱形反应器。优选地，所述反应器的运行周期包括进水阶段、反应阶段、静置阶段和排水阶段；所述反应器每运行周期进水为1.5L，出水为1.5L，水力停留时间为24h。进一步优选地，所述反应器的运行周期为6h，包括10min进水阶段、320min反应阶段、20min静置阶段和10min排水阶段；所述反应器通过所述曝气装置实现三级好氧/缺氧交替运行的反应模式，其中，第一级反应阶段按1min好氧/9min缺氧交替进行，运行总时长为15d；第二级反应阶段按3min好氧/9min缺氧交替进行，运行总时长为32d；第三级反应阶段按7min好氧/5min缺氧交替进行，运行总时长为43d。本技术的有益技术效果是：本技术提供一种一体化短程硝化-厌氧氨氧化污水处理驯化装置，该一体化短程硝化-厌氧氨氧化污水处理驯化装置中曝气装置采用间歇式梯级曝气的运行模式，即在曝气-非曝气交替运行模式下，在不同驯化阶段梯级提高曝气负荷。驯化初期反应器内曝气负荷较低，可使反应体系维持低溶解氧环境，在保证厌氧氨氧化菌活性富集氨氧化菌的同时抑制亚硝酸盐氧化菌活性，使厌氧氨氧化菌与氨氧化菌在同一体系中实现共存；氨氧化菌逐渐富集后，短程硝化过程的需氧量提高，基于微生物活性和需氧量，曝气装置的曝气负荷按梯级逐渐提高，可增加反应器好氧段时长，提高短程硝化性能的同时为厌氧氨氧化菌提供更多基质，实现高效自养脱氮。综上，本技术污水处理驯化装置通过曝气装置采用间歇式梯级曝气的运行模式，在曝气-非曝气交替运行模式下以梯级提高曝气负荷，可实现并稳定运行一体化短程硝化-厌氧氨氧化工艺，达到自养脱氮目的，驯化过程无需外源添加有机碳，曝气量低，系统总氮去除量高。附图说明为了更清楚的说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图做简单说明。图1是本技术一体化短程硝化-厌氧氨氧化污水处理驯化装置一实施例的结构示意图；图2是应用例1中一体化短程硝化-厌氧氨氧化系统含氮化合物浓度变化趋势图。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本技术。应理解，这些实施例仅用于说本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一体化短程硝化-厌氧氨氧化污水处理驯化装置，其特征在于，包括反应器和曝气装置；所述曝气装置用于在反应的好氧阶段对所述反应器内进行充氧，所述曝气装置采用间歇式梯级曝气运行模式，以使所述反应器实现多级好氧/缺氧交替运行的反应模式，且下一级好氧阶段的时长大于前一级好氧阶段的时长。/n

【技术特征摘要】
1.一体化短程硝化-厌氧氨氧化污水处理驯化装置，其特征在于，包括反应器和曝气装置；所述曝气装置用于在反应的好氧阶段对所述反应器内进行充氧，所述曝气装置采用间歇式梯级曝气运行模式，以使所述反应器实现多级好氧/缺氧交替运行的反应模式，且下一级好氧阶段的时长大于前一级好氧阶段的时长。


2.根据权利要求1所述的一体化短程硝化-厌氧氨氧化污水处理驯化装置，其特征在于，所述反应器内填充有厌氧氨氧化生物膜填料。


3.根据权利要求1所述的一体化短程硝化-厌氧氨氧化污水处理驯化装置，其特征在于，还包括定时器；所述定时器用于定时控制所述曝气装置的打开和关闭，以使所述曝气装置实现间歇式梯级曝气运行模式。


4.根据权利要求1所述的一体化短程硝化-厌氧氨氧化污水处理驯化装置，其特征在于，还包括搅拌器，所述搅拌器用于在反应的好氧阶段和/或缺氧阶段搅拌所述反应器内的物料。

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【专利技术属性】
技术研发人员：吴光学，冯照璐，郭玉梅，郭昉，林阳，
申请(专利权)人：清华大学深圳研究生院，昆明滇池水务股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44