一种内嵌阴极动态膜强化短程硝化反应器的方法技术

本发明专利技术涉及一种内嵌阴极动态膜强化短程硝化反应器的方法，包括以下步骤：准备连续流反应器、驯化成功的短程硝化污泥、动态膜组件、铁板、电化学工作站、进水槽、蠕动泵、曝气泵、压差计和出水泵；在连续流反应器中安装动态膜组件，动态膜组件内采用不锈钢内衬作为阴极，铁板作为阳极，阴极和阳极分别连接电化学工作站；在连续流反应器内设置曝气泵，加入短程硝化污泥；连续流反应器采用连续进水方式运行，控制进水高氨氮负荷、低溶解氧浓度，并分时段间歇曝气，控制曝气强度；结合采用控制电流、通电时间的电化学手段强化反应器运行效果、增加与短程硝化相关的菌属含量，降低膜污染速率。该方法有利于降低膜污染速率，延长膜运行周期。

【技术实现步骤摘要】
一种内嵌阴极动态膜强化短程硝化反应器的方法
本专利技术属于废水生物处理
，具体涉及一种内嵌阴极动态膜强化短程硝化反应器的方法。
技术介绍
传统生物脱氮工艺存在建设费用较高、污泥产生量大、曝气和药剂等运行费用较高等问题，因此新型高效的生物脱氮污水处理技术是目前研发的热点。短程硝化作为新型自养型生物脱氮技术，具有占地小、污泥产生量小、曝气量和药剂投加量小等优点，但该技术的功能菌群亚硝酸菌为自养型菌，生长繁殖较为缓慢，污泥流失限制了其进一步发展应用。采用MBR技术，利于反应器内维持较高的污泥浓度，可以部分缓解短程硝化反应器污泥流失的问题，但是MBR膜污染问题，特别是在厌氧或者缺氧的条件下，导致膜通量的严重降低或跨膜压差的快速增加，膜污染造成了运行成本的大幅增加，使得MBR的发展受到限制。而动态膜生物反应器被视为普通MBR的改进型，即利用废水中的悬浮污泥固体形成滤饼层沉积在网膜材料上形成动态膜，膜基材主要有不锈钢丝网、工业滤布、无纺布、尼龙网等。相比于普通MBR反应器，动态膜生物反应器具有低成本，较少的能量需求，较高通量和易清洁等显着优点。但是在动态膜生物反应器培养短程硝化菌，可以有效缓解污泥流失的问题，但是短程硝化菌作为自养菌，生长缓慢的问题仍是制约该工艺进一步工程化应用的关键。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种内嵌阴极动态膜强化短程硝化反应器的方法，该方法有利于降低膜污染速率，延长膜运行周期。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种内嵌阴极动态膜强化短程硝化反应器的方法，包括以下步骤：准备连续流反应器、驯化成功的短程硝化污泥、动态膜组件、铁板、电化学工作站、进水槽、蠕动泵、曝气泵、压差计和出水泵；在所述连续流反应器中安装所述动态膜组件，所述动态膜组件内采用不锈钢内衬作为阴极，所述铁板作为阳极，阴极和阳极分别连接所述电化学工作站；在所述连续流反应器内设置所述曝气泵，加入准备好的短程硝化污泥，使悬浮污泥浓度达到设定值；将所述进水槽经蠕动泵连接所述连续流反应器的进水口，将所述动态膜组件的出水管经压差计连接所述出水泵；所述连续流反应器采用连续进水方式运行，控制进水高氨氮负荷、低溶解氧浓度，并分时段间歇曝气，控制曝气强度；结合采用控制电流、通电时间的电化学手段强化反应器运行效果、增加与短程硝化相关的菌属含量，降低膜污染速率。进一步地，所述动态膜组件内采用不锈钢内衬作为阴极，所述不锈钢内衬的外面包覆尼龙网，动态膜中间引铜线连接阴极线，所述铁板作为阳极连接阳极线，所述阴极线和阳极线分别连接所述电化学工作站。进一步地，所述采用控制进水高氨氮负荷、低溶解氧浓度，并分时段间歇曝气，控制曝气强度，具体为：控制进水氨氮浓度在130~150mg/L，控制连续流反应器内溶解氧浓度在0.2~0.4mg/L，曝气30min，停止曝气30min。进一步地，所述采用控制电流、通电时间的电化学手段强化反应器运行效果、增加与短程硝化相关的菌属含量，降低膜污染速率，具体为：控制通电电流密度为0.75A/m2，且开通电源5min，关闭电源25min，开停比为5:25。进一步地，所述短程硝化污泥投加量控制在MLSS为2800-3300mg/L。进一步地，所述连续流反应器内维持pH为7.6~8.0，温度控制为22~28℃，水力停留时间为8h。相较于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术通过电化学与动态膜组件相结合，解决了现有短程硝化反应器微生物流失的问题，并克服传统MBR在低曝气量条件下存在的膜污染速率快、膜运行周期短等问题。同时，本专利技术通过采用控制电流、通电时间的电化学手段强化反应器运行效果，有效增加了与短程硝化相关的菌属含量，运行稳定后，反应器短程硝化主要相关的菌属亚硝化单胞菌属（Nitrosomonas）占比超过55%，亚氮积累率（nitriteaccumulationrate，NAR）高于90%，污泥粒径超过120μm，大大降低了平均膜污染率。附图说明图1为本专利技术实施例中构建的短程硝化反应器的示意图。图2是本专利技术实施例中动态膜组件的示意图。图3为本专利技术实施例中短程硝化反应器运行期间氨氮、亚氮和硝氮的变化情况。图4为本专利技术实施例中短程硝化反应器运行期间污泥粒径变化。图5为本专利技术实施例中短程硝化反应器运行期间跨膜压力比较。图6为本专利技术实施例中短程硝化反应器内菌群在属水平上的组成和相对丰度情况。具体实施方式下面结合附图及具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明。本实施例提供了一种内嵌阴极动态膜强化短程硝化反应器的方法，包括以下步骤：准备连续流反应器、驯化成功的短程硝化污泥、动态膜组件、铁板、电化学工作站、进水槽、蠕动泵、曝气泵、压差计和出水泵。在所述连续流反应器中安装所述动态膜组件，所述动态膜组件内采用不锈钢内衬作为阴极，所述铁板作为阳极，阴极和阳极分别连接所述电化学工作站。在所述连续流反应器内设置所述曝气泵，加入准备好的短程硝化污泥，使悬浮污泥浓度达到设定值。将所述进水槽经蠕动泵连接所述连续流反应器的进水口，将所述动态膜组件的出水管经压差计连接所述出水泵。通过以上步骤构建了本专利技术相应的短程硝化反应器。所述连续流反应器采用连续进水方式运行，控制进水高氨氮负荷、低溶解氧浓度，并分时段间歇曝气，控制曝气强度。结合采用控制电流、通电时间的电化学手段强化反应器运行效果、增加与短程硝化相关的菌属含量，有效降低膜污染速率。在本实施例中，所述动态膜组件内采用不锈钢内衬作为阴极，所述不锈钢内衬的外面包覆260目的尼龙网，动态膜中间引铜线连接阴极线，所述铁板作为阳极连接阳极线，所述阴极线和阳极线分别连接所述电化学工作站。在本实施例中，所述采用控制进水高氨氮负荷、低溶解氧浓度，并分时段间歇曝气，控制曝气强度，具体为：控制进水氨氮浓度在130~150mg/L，控制连续流反应器内溶解氧浓度在0.2~0.4mg/L，曝气30min，停止曝气30min。在本实施例中，所述采用控制电流、通电时间的电化学手段强化反应器运行效果、增加与短程硝化相关的菌属含量，有效降低膜污染速率，具体为：控制通电电流密度为0.6-0.8A/m2，最佳为0.75A/m2，且开通电源5min，关闭电源25min，开停比为5:20~5:30，最佳为5:25。在本实施例中，所述短程硝化污泥投加量控制在MLSS为2800-3300mg/L。在本实施例中，所述连续流反应器内维持pH为7.6~8.0，温度控制为22~28℃，水力停留时间为8h。下面以实施例进行对比说明。采用大小尺寸完全相同的两个内嵌阴极动态膜的连续流反应器（R1和R2），如图1所示。在动态膜组件内采用不锈钢内衬作为阴极，不锈钢内衬的外面为260目的尼龙网，动态膜中间引一条铜电线连接阴极线，铁板作为阳极。R1通电，连接电源电化学工作站，R2反应器不通电作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种内嵌阴极动态膜强化短程硝化反应器的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n准备连续流反应器、驯化成功的短程硝化污泥、动态膜组件、铁板、电化学工作站、进水槽、蠕动泵、曝气泵、压差计和出水泵；/n在所述连续流反应器中安装所述动态膜组件，所述动态膜组件内采用不锈钢内衬作为阴极，所述铁板作为阳极，阴极和阳极分别连接所述电化学工作站；/n在所述连续流反应器内设置所述曝气泵，加入准备好的短程硝化污泥，使悬浮污泥浓度达到设定值；/n将所述进水槽经蠕动泵连接所述连续流反应器的进水口，将所述动态膜组件的出水管经压差计连接所述出水泵；/n所述连续流反应器采用连续进水方式运行，控制进水高氨氮负荷、低溶解氧浓度，并分时段间歇曝气，控制曝气强度；/n结合采用控制电流、通电时间的电化学手段强化反应器运行效果、增加与短程硝化相关的菌属含量，降低膜污染速率。/n

【技术特征摘要】
1.一种内嵌阴极动态膜强化短程硝化反应器的方法，其特征在于，包括以下步骤：
准备连续流反应器、驯化成功的短程硝化污泥、动态膜组件、铁板、电化学工作站、进水槽、蠕动泵、曝气泵、压差计和出水泵；
在所述连续流反应器中安装所述动态膜组件，所述动态膜组件内采用不锈钢内衬作为阴极，所述铁板作为阳极，阴极和阳极分别连接所述电化学工作站；
在所述连续流反应器内设置所述曝气泵，加入准备好的短程硝化污泥，使悬浮污泥浓度达到设定值；
将所述进水槽经蠕动泵连接所述连续流反应器的进水口，将所述动态膜组件的出水管经压差计连接所述出水泵；
所述连续流反应器采用连续进水方式运行，控制进水高氨氮负荷、低溶解氧浓度，并分时段间歇曝气，控制曝气强度；
结合采用控制电流、通电时间的电化学手段强化反应器运行效果、增加与短程硝化相关的菌属含量，降低膜污染速率。


2.根据权利要求1所述的一种内嵌阴极动态膜强化短程硝化反应器的方法，其特征在于，所述动态膜组件内采用不锈钢内衬作为阴极，所述不锈钢内衬的外面包覆尼龙网，动态膜中间引铜线连接阴极线，所述铁板作为阳极连接阳极线，所述阴极线和阳极线...

【专利技术属性】
技术研发人员：张健，陈益明，刘文贵，张新颖，张伟亮，
申请(专利权)人：福建省环境科学研究院福建省排污权储备和技术中心，
类型：发明
国别省市：福建;35