一种PD/A混养同步脱氮除磷方法及装置制造方法及图纸

一种PD/A混养同步脱氮除磷方法及装置，属于水处理技术领域，克服现有技术中异养工艺有机碳需求高，自养工艺启动时间长、处理效率低等缺陷。所述PD/A混养同步脱氮除磷方法包括以下步骤：步骤1、构建混养短程反硝化

【技术实现步骤摘要】
一种PD/A混养同步脱氮除磷方法及装置


[0001]本专利技术属于水处理
，具体涉及一种PD/A混养同步脱氮除磷方法及装置。

技术介绍

[0002]考虑到世界范围内日益严重的水污染问题，越来越多的研究致力于探索有效的污水净化方法。部分反硝化/厌氧氨氧化(PD/A)因其高效和可持续的去除氮(N)而受到广泛关注。关于这一过程的发展，大多数研究都集中在通过异养反硝化产生NO2‑
‑
N，其中有机碳源(如乙醇、乙酸盐等)被用作电子供体。然而，引入外源有机物质费用高昂，并可能导致二次污染。同时，异养反硝化菌生长速率和细胞产量系数均高于厌氧氨氧化菌(AnAOB)，过量有机碳加入可能会导致异养生物量过度生长，从而限制AnAOB特定厌氧氨氧化活性(SAA)。因此，必须严格控制PD/A基装置中的有机物含量，以防止其技术操作和环境管理影响。
[0003]由硫或还原铁物种驱动的有机独立自养系统无疑是上述问题的最佳解决方案。作为自然界中硫和铁主要来源，硫化铁最近被认为是自养PD/A的潜在电子源，并且其释放的二价铁离子(Fe
2+
)也可以作为磷回收的重要基质。一方面，自养反硝化硫氧化菌(SOB)可以利用还原性硫化合物(S2‑
)实现NO3‑
‑
N还原和化学自养生长以降低PD步骤对有机物依赖。NO2‑
‑
N作为上述NO3‑
‑
N还原中间产物在硫驱动的自养反硝化系统中经常观察到其积累，这为后续AnAOB提供反应底物。此外，由于SOB生物量较低，AnAOB被SOB过度生长抑制AnAOB代谢活性风险也较低。另一方面，在微生物系统中，原位生成Fe
2+
与PO
43
‑
‑
P具有更强亲和力且有可能形成铁磷矿物(FePs)。与其他微生物相比，AnAOB能分泌更多带负电荷胞外聚合物可以作为铁离子吸附模板，促进矿物质超饱和，这可能为FePs形成创造更可行的环境。尽管自养工艺凭借其优势收获众多研究兴趣。但是其较长的启动时间、更低的处理效率和更多的副产物积累仍限制其实际应用。

技术实现思路

[0004]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的异养PD/A工艺受限于有机碳浓度，自养PD/A工艺启动时间长、处理效率低和副产物积累多以及直接将经过驯化培养的自养反硝化细菌投加到构建混养反应器中可能会造成反应瘫痪等缺陷，从而提供一种PD/A基混养同步脱氮除磷方法及装置。结合自养PD/A和异养PD/A优势，构建以FeS核心混合营养PD/A，可实现稳定、高效和低成本氮去除和磷回收、低有机碳需求。
[0005]为此，本专利技术提供了以下技术方案。
[0006]一方面，本专利技术提供了一种PD/A混养(混合营养型)同步脱氮除磷方法，采用序批式反应工艺对污水进行脱氮除磷，所述序批式反应工艺包括进水、搅拌、沉淀、出水、闲置工序；
[0007]所述PD/A混养同步脱氮除磷方法包括以下步骤：
[0008]步骤1、构建混养短程反硝化
‑
厌氧氨氧化体系：
[0009](1)将接种污泥投放入反应器中，然后将污水和有机碳源加入反应器中，进行搅
拌、沉淀、出水；
[0010]所述污水pH控制在7.0～7.5，所述接种污泥为异养短程反硝化和厌氧氨氧化复合污泥，所述有机碳源的添加使污水中的C/N比值控制在2.0
‑
3.0，C/N比值为有机碳源的COD与硝态N的质量比；
[0011]有机碳源的添加量满足生物反应器营养需求，使得异养体系出水总氮去除率大于90％；
[0012](2)将含硫铁矿石的镂空载体球悬空固定在反应器中，在确保反应器脱氮效率≥90％的前提下，逐渐降低有机碳源的添加量，调整进水C/N比值，直至C/N比值达到0.5
‑
1.3；在硫铁矿石和少量有机碳源(C/N比值为0.5
‑
1.3)下实现反应体系高效氮素去除；
[0013]本专利技术在(1)制得的异养短程反硝化
‑
厌氧氨氧化体系的基础上添加硫铁矿石，降低有机碳源含量，原位构建混养体系。
[0014]步骤2、采用步骤1构建了混养短程反硝化
‑
厌氧氨氧化体系的反应器对污水进行脱氮除磷。
[0015]进一步的，所述硫铁矿石的投入量以质量计与反应器中进入污水的体积比为5
‑
10g/L。
[0016]进一步的，所述硫铁矿石为颗粒状，直径为5
‑
10mm。
[0017]进一步的，所述硫铁矿石在投加前采用超声装置在0.2
‑
0.5W/mL功率下处理10
‑
15min。
[0018]进一步的，所述步骤(1)满足以下条件中的至少一项：
[0019]A、所述接种污泥体积占反应器总容积的20～40％；
[0020]B、搅拌后形成的初始混合液中总的悬浮物的量为5000～6000mg/L；
[0021]C、搅拌后形成的初始混合液中，挥发性悬浮物/总的悬浮物质量比为0.4～0.6，保证污泥中拥有充足有机微生物。
[0022]第二方面，本专利技术还提供了一种脱氮除磷装置，包括反应器、搅拌装置和镂空载体球；
[0023]所述反应器上部设置有进水口、下部设置有出水口，所述搅拌装置包括驱动电机和搅拌单元，所述搅拌单元设置在反应器中；
[0024]所述镂空载体球用于盛放硫铁矿石，所述镂空载体球悬空固定于反应器中，高于反应器底部且低于反应器出水口。
[0025]进一步的，所述硫铁矿石占所述镂空载体球体积的1/4
‑
1/2；
[0026]所述镂空载体球为塑料材质，镂空载体球上的孔径小于5mm。可保证水流进入并防止硫铁矿石的泄露，从而在水流搅动作用下增加矿石之间的摩擦几率。
[0027]进一步的，所述搅拌单元为搅拌桨，所述搅拌桨的桨片为螺旋桨片；
[0028]优选的，所述螺旋浆片低边与高边形成的直线与水平面之间的夹角呈45
°
，以维持最佳纵向水体紊流和横向紊流程度，加速硫铁矿石在反应器中浸出效率。
[0029]进一步的，还包括pH测定仪，所述pH测定仪的探头设置在所述反应器中，以便时刻检测并调控反应器脱氮过程中pH有利于功能菌生存。优选的，pH测定仪的探头设置在所述反应器的排水口处。
[0030]进一步的，还包括原水池和碳源存储容器，所述原水池通过进水管与进水口连接，
所述碳源存储容器与进水口或进水管连接。
[0031]所述污水pH控制在7.0～7.5，采用HCl或NaOH溶液对污水pH进行调节，示例性的，HCl或NaOH溶液浓度为1M。
[0032]本专利技术所述的PD/A混养同步脱氮除磷方法及装置，优点在于：
[0033](一)特有的体系操作策略
[0034]1.本专利技术提供的脱氮除磷方法，采本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种PD/A混养同步脱氮除磷方法，其特征在于，采用序批式反应工艺对污水进行脱氮除磷，所述序批式反应工艺包括进水、搅拌、沉淀、出水、闲置工序；所述PD/A混养同步脱氮除磷方法包括以下步骤：步骤1、构建混养短程反硝化
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厌氧氨氧化体系：(1)将接种污泥投放入反应器中，然后将污水和有机碳源加入反应器中，进行搅拌、沉淀、出水；所述污水pH控制在7.0～7.5，所述接种污泥为异养短程反硝化和厌氧氨氧化复合污泥，所述有机碳源的添加使污水中的C/N比值控制在2.0
‑
3.0，C/N比值为有机碳源的COD与硝态N的质量比；(2)将含硫铁矿石的镂空载体球悬空固定在反应器中，在确保反应器脱氮效率≥90％的前提下，逐渐降低有机碳源的添加量，调整进水C/N比值，直至C/N比值达到0.5
‑
1.3；步骤2、采用步骤1构建了混养短程反硝化
‑
厌氧氨氧化体系的反应器对污水进行脱氮除磷。2.根据权利要求1所述的PD/A混养同步脱氮除磷方法，其特征在于，所述硫铁矿石的投入量以质量计与反应器中进入污水的体积比为5
‑
10g/L。3.根据权利要求1所述的PD/A混养同步脱氮除磷方法，其特征在于，所述硫铁矿石为颗粒状，直径为5
‑
10mm。4.根据权利要求1所述的PD/A混养同步脱氮除磷方法，其特征在于，所述硫铁矿石在投加前采用超声装置在0.2
‑
0.5W/mL功...

【专利技术属性】
技术研发人员：张莉，豆全浩，杨嘉春，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：