申請(qǐng)日2016.05.27

　　公開(kāi)(公告)日2016.08.31

　　IPC分類(lèi)號(hào)C02F3/30; C02F3/34; C02F101/16

　　摘要

　　本發(fā)明公開(kāi)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(jìn)水箱和排水箱，還包括pH調(diào)節(jié)箱、調(diào)速電機(jī)和水浴鍋，pH調(diào)節(jié)箱的探測(cè)頭伸入反應(yīng)器內(nèi)腔體中，調(diào)速電機(jī)連接攪拌槳，攪拌槳伸入反應(yīng)器內(nèi)腔體中，水浴鍋通過(guò)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(kāi)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(jī)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(lái)對(duì)反應(yīng)器進(jìn)行充氧，同時(shí)使廢水與污泥充分混合，具有極高的經(jīng)濟(jì)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(dá)79.40%。

　　摘要附圖

 

　　權(quán)利要求書(shū)

　　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(jìn)水箱和排水箱，還包括pH調(diào)節(jié)箱、調(diào)速電機(jī)和水浴鍋，所述pH調(diào)節(jié)箱的探測(cè)頭伸入反應(yīng)器內(nèi)腔體中，所述調(diào)速電機(jī)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(guò)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(cè)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(gè)長(zhǎng)方形擋板，4個(gè)擋板兩兩之間相互對(duì)稱(chēng)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(guò)進(jìn)水泵將進(jìn)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(jìn)水的pH為7～8;通過(guò)溫控器調(diào)節(jié)反應(yīng)器的水溫為30～32℃;

　　步驟3，啟動(dòng)攪拌，反應(yīng)一段時(shí)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(guò)程中逐步增加攪拌速率;

　　步驟5，經(jīng)過(guò)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(guò)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(jìn)水時(shí)間為20min，所述反應(yīng)時(shí)間為23h，所述沉淀時(shí)間為20min，所述排水時(shí)間為20min。

　　說(shuō)明書(shū)

　　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(jī)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(biāo)。水體中的氮素含量會(huì)引起嚴(yán)重的富營(yíng)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(wú)法達(dá)標(biāo)排放仍是水處理的難點(diǎn)。

　　高氨氮系統(tǒng)容易實(shí)現(xiàn)短程硝化，系統(tǒng)通過(guò)游離氨(FA)和游離亞硝酸(FNA)聯(lián)合抑制實(shí)現(xiàn)短程硝化。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)高氨氮廢水的處理研究主要是最經(jīng)濟(jì)、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(shí)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(shì)巨大。隨之而來(lái)，全程自養(yǎng)脫氮工藝需要嚴(yán)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(guó)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(guò)控制DO等方式在一體化CSTR反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn)了一體化全程自養(yǎng)脫氮，試驗(yàn)期間無(wú)亞硝態(tài)氮的積累，反應(yīng)器后期在高氨氮進(jìn)水下最高氨氮去除率84.4%，最高去除負(fù)荷0.42kg/(m3·d)，最高總氮去除率72.0%，最高去除負(fù)荷0.35kg/(m3·d);李冬等在中國(guó)環(huán)境科學(xué)2015，35(1)：72～79期刊中發(fā)表的“機(jī)械攪拌對(duì)CANON污泥快速顆粒化的影響”一文中，采用單純依靠曝氣的SBR反應(yīng)器與曝氣和機(jī)械攪拌聯(lián)合的SBR反應(yīng)器作對(duì)比，研究了不同控制方式對(duì)CANON污泥顆粒化影響，表明采用曝氣和機(jī)械攪拌的SBR更快實(shí)現(xiàn)顆粒化，且顆粒化期平均總氮去除率更高，為83.07%，平均總氮容積負(fù)荷為0.26kgN/m3·d，說(shuō)明增加了攪拌作用，能快速實(shí)現(xiàn)CANON工藝啟動(dòng)，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(jì)性上有待提高。因此一種采用機(jī)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(kāi)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(wèn)題是提供一種機(jī)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(wèn)題是提供采用上述機(jī)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(wèn)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(jìn)水箱和排水箱，還包括pH調(diào)節(jié)箱、調(diào)速電機(jī)和水浴鍋，所述pH調(diào)節(jié)箱的探測(cè)頭伸入反應(yīng)器內(nèi)腔體中，所述調(diào)速電機(jī)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(guò)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(cè)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(gè)長(zhǎng)方形擋板，4個(gè)擋板兩兩之間相互對(duì)稱(chēng)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(guò)進(jìn)水泵將進(jìn)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(jìn)水的pH為7～8;通過(guò)溫控器調(diào)節(jié)反應(yīng)器的水溫為30～32℃;

　　步驟3，啟動(dòng)攪拌，反應(yīng)一段時(shí)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(guò)程中逐步增加攪拌速率;

　　步驟5，經(jīng)過(guò)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(guò)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(jìn)水時(shí)間為20min，所述反應(yīng)時(shí)間為23h，所述沉淀時(shí)間為20min，所述排水時(shí)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(jī)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(lái)對(duì)反應(yīng)器進(jìn)行充氧，同時(shí)使廢水與污泥充分混合，具有極高的經(jīng)濟(jì)性;

　　其次，其實(shí)現(xiàn)了在機(jī)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(shí)進(jìn)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(dá)79.40%。