申請日2016.05.27
公開(公告)日2016.08.31
IPC分類號C02F3/30; C02F3/34; C02F101/16
摘要
本發(fā)明公開了一種全程自養(yǎng)脫氮顆粒污泥的制備裝置，包括由內(nèi)腔體和外腔體組成的反應(yīng)器以及與反應(yīng)器內(nèi)腔體連通的進水箱和排水箱，還包括pH調(diào)節(jié)箱、調(diào)速電機和水浴鍋，pH調(diào)節(jié)箱的探測頭伸入反應(yīng)器內(nèi)腔體中，調(diào)速電機連接攪拌槳，攪拌槳伸入反應(yīng)器內(nèi)腔體中，水浴鍋通過管道與反應(yīng)器外腔體形成循環(huán)回路;內(nèi)腔體分為排水區(qū)和沉積區(qū)。本發(fā)明還公開了一種全程自養(yǎng)脫氮顆粒污泥的制備方法。本發(fā)明裝置采用機械曝氣，使混合液液面不斷更新與空氣接觸，有效增加了水中的溶解氧，形成大氣復(fù)氧來對反應(yīng)器進行充氧，同時使廢水與污泥充分混合，具有極高的經(jīng)濟性;本發(fā)明方法能夠快速形成外層好氧內(nèi)層厭氧的顆粒污泥，且脫氮效率高達79.40%。
摘要附圖
權(quán)利要求書
1.一種全程自養(yǎng)脫氮顆粒污泥的制備裝置，其特征在于：包括由內(nèi)腔體和外腔體組成的反應(yīng)器以及與反應(yīng)器內(nèi)腔體連通的進水箱和排水箱，還包括pH調(diào)節(jié)箱、調(diào)速電機和水浴鍋，所述pH調(diào)節(jié)箱的探測頭伸入反應(yīng)器內(nèi)腔體中，所述調(diào)速電機連接攪拌槳，所述攪拌槳伸入反應(yīng)器內(nèi)腔體中，所述水浴鍋通過管道與反應(yīng)器外腔體形成循環(huán)回路;所述內(nèi)腔體縱向上依次分為排水區(qū)和沉積區(qū)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全程自養(yǎng)脫氮顆粒污泥的制備裝置，其特征在于：還包括溫控器，所述溫控器的探測頭伸入水浴鍋中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全程自養(yǎng)脫氮顆粒污泥的制備裝置，其特征在于：所述排水區(qū)呈圓柱形，所述沉積區(qū)呈圓錐形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全程自養(yǎng)脫氮顆粒污泥的制備裝置，其特征在于：所述排水區(qū)內(nèi)設(shè)有4個長方形擋板，4個擋板兩兩之間相互對稱設(shè)置。
5.一種全程自養(yǎng)脫氮顆粒污泥的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
步驟1，向反應(yīng)器中接種一定量的Anammox污泥和市政好氧池污泥;
步驟2，通過進水泵將進水箱中的人工高氨氮廢水引入反應(yīng)器中，采用pH調(diào)節(jié)箱調(diào)節(jié)進水的pH為7～8;通過溫控器調(diào)節(jié)反應(yīng)器的水溫為30～32℃;
步驟3，啟動攪拌，反應(yīng)一段時間后停止攪拌，將沉淀后的上清液排入排水箱中;
步驟4，多次重復(fù)步驟2～3的操作，重復(fù)過程中逐步增加攪拌速率;
步驟5，經(jīng)過培養(yǎng)馴化后得到外層包覆有短程硝化菌的Anammox顆粒污泥。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的全程自養(yǎng)脫氮顆粒污泥的制備方法，其特征在于：步驟1中，所述Anammox污泥接種量為0.5L，其濃度為4.005g/L;所述市政好氧池污泥接種量為0.5L，其污泥濃度為4.097g/L。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的全程自養(yǎng)脫氮顆粒污泥的制備方法，其特征在于：步驟2中，所述人工高氨氮廢水的氨氮濃度為400mg/L。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的全程自養(yǎng)脫氮顆粒污泥的制備方法，其特征在于：步驟3中，反應(yīng)過程中往水中加入2.5g/L～3g/L的KHCO3。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的全程自養(yǎng)脫氮顆粒污泥的制備方法，其特征在于：步驟3中，初始攪拌速度為40r/min。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的全程自養(yǎng)脫氮顆粒污泥的制備方法，其特征在于：所述進水時間為20min，所述反應(yīng)時間為23h，所述沉淀時間為20min，所述排水時間為20min。
說明書
一種全程自養(yǎng)脫氮顆粒污泥的制備裝置和制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種機械曝氣式全程自養(yǎng)脫氮顆粒污泥的制備裝置，還涉及采用上述裝置制備全程自養(yǎng)脫氮顆粒污泥的方法，屬于城市污水處理與資源化領(lǐng)域。
背景技術(shù)
氮素含量是水質(zhì)控制的重要指標。水體中的氮素含量會引起嚴重的富營養(yǎng)化，危害水生生態(tài)系統(tǒng)等。高氨氮廢水成分復(fù)雜，可生化性差，無法達標排放仍是水處理的難點。
高氨氮系統(tǒng)容易實現(xiàn)短程硝化，系統(tǒng)通過游離氨(FA)和游離亞硝酸(FNA)聯(lián)合抑制實現(xiàn)短程硝化。目前國內(nèi)外對高氨氮廢水的處理研究主要是最經(jīng)濟、高效的短程硝化與Anammox(厭氧氨氧化)聯(lián)合工藝。
全程自養(yǎng)脫氮工藝將短程硝化和Anammox結(jié)合，在單一反應(yīng)器中實現(xiàn)，節(jié)省空間，全程自養(yǎng)脫氮工藝能耗降低了63%、碳源減少100%、污泥量減少90%，優(yōu)勢巨大。隨之而來，全程自養(yǎng)脫氮工藝需要嚴格控制曝氣，保證部分短程硝化的效果，形成氨氮與亞硝氮約為1∶1的比例。
傳統(tǒng)的全程自養(yǎng)脫氮工藝均采用鼓風(fēng)曝氣，胡石等人在中國環(huán)境科學(xué)2014，34(1)：111-117期刊中發(fā)表的“一體化全程自養(yǎng)(CANON)工藝效能及污泥特性”一文中，在氨氮濃度梯度升高的條件下，通過控制DO等方式在一體化CSTR反應(yīng)器中實現(xiàn)了一體化全程自養(yǎng)脫氮，試驗期間無亞硝態(tài)氮的積累，反應(yīng)器后期在高氨氮進水下最高氨氮去除率84.4%，最高去除負荷0.42kg/(m3·d)，最高總氮去除率72.0%，最高去除負荷0.35kg/(m3·d);李冬等在中國環(huán)境科學(xué)2015，35(1)：72～79期刊中發(fā)表的“機械攪拌對CANON污泥快速顆�；挠绊憽币晃闹�，采用單純依靠曝氣的SBR反應(yīng)器與曝氣和機械攪拌聯(lián)合的SBR反應(yīng)器作對比，研究了不同控制方式對CANON污泥顆�；绊懀砻鞑捎闷貧夂蜋C械攪拌的SBR更快實現(xiàn)顆�；�，且顆�；谄骄偟コ矢撸瑸�83.07%，平均總氮容積負荷為0.26kgN/m3·d，說明增加了攪拌作用，能快速實現(xiàn)CANON工藝啟動，提升脫氮效率。鼓風(fēng)曝氣增大了能耗，且曝氣量很難控制，在經(jīng)濟性上有待提高。因此一種采用機械曝氣式制備全程自養(yǎng)脫氮污泥顆粒的裝置和方法的開發(fā)很有必要。
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種機械曝氣式全程自養(yǎng)脫氮顆粒污泥的制備裝置。
本發(fā)明還要解決的技術(shù)問題是提供采用上述機械曝氣式全程自養(yǎng)脫氮裝置制備脫氮顆粒污泥的方法。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：
一種全程自養(yǎng)脫氮顆粒污泥的制備裝置，包括由內(nèi)腔體和外腔體組成的反應(yīng)器以及與反應(yīng)器內(nèi)腔體連通的進水箱和排水箱，還包括pH調(diào)節(jié)箱、調(diào)速電機和水浴鍋，所述pH調(diào)節(jié)箱的探測頭伸入反應(yīng)器內(nèi)腔體中，所述調(diào)速電機連接攪拌槳，所述攪拌槳伸入反應(yīng)器內(nèi)腔體中，所述水浴鍋通過管道與反應(yīng)器外腔體形成循環(huán)回路;所述內(nèi)腔體縱向上依次分為排水區(qū)和沉積區(qū)。
其中，還包括溫控器，所述溫控器的探測頭伸入水浴鍋中。
其中，所述排水區(qū)呈圓柱形，所述沉積區(qū)呈圓錐形。
其中，所述排水區(qū)內(nèi)設(shè)有4個長方形擋板，4個擋板兩兩之間相互對稱設(shè)置。
一種全程自養(yǎng)脫氮顆粒污泥的制備方法，包括如下步驟：
步驟1，向反應(yīng)器中接種一定量的Anammox污泥和市政好氧池污泥;
步驟2，通過進水泵將進水箱中的人工高氨氮廢水引入反應(yīng)器中，采用pH調(diào)節(jié)箱調(diào)節(jié)進水的pH為7～8;通過溫控器調(diào)節(jié)反應(yīng)器的水溫為30～32℃;
步驟3，啟動攪拌，反應(yīng)一段時間后停止攪拌，將沉淀后的上清液排入排水箱中;
步驟4，多次重復(fù)步驟2～3的操作，重復(fù)過程中逐步增加攪拌速率;
步驟5，經(jīng)過培養(yǎng)馴化，得到外層包覆有短程硝化菌的Anammox顆粒污泥。
其中，步驟1中，所述Anammox污泥接種量為0.5L，其濃度為4.005g/L;所述市政好氧池污泥接種量為0.5L，其污泥濃度為4.097g/L。
其中，步驟2中，所述人工高氨氮廢水的氨氮濃度為400mg/L。
其中。步驟3中，反應(yīng)過程中往水中加入2.5g/L～3g/L的KHCO3。
其中，步驟3中，初始攪拌速度為40r/min。
其中，所述進水時間為20min，所述反應(yīng)時間為23h，所述沉淀時間為20min，所述排水時間為20min。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)方案具有的有益效果是：
首先，本發(fā)明裝置采用機械曝氣，使混合液液面不斷更新與空氣接觸，有效增加了水中的溶解氧，形成大氣復(fù)氧來對反應(yīng)器進行充氧，同時使廢水與污泥充分混合，具有極高的經(jīng)濟性;
其次，其實現(xiàn)了在機械曝氣條件下同一反應(yīng)器內(nèi)部分短程硝化和Anammox的同時進行，節(jié)省了空間和能耗;
最后，本發(fā)明的全程自養(yǎng)脫氮顆粒污泥制備方法能夠快速形成外層好氧內(nèi)層厭氧的顆粒污泥，且脫氮效率高達79.40%。
