公布日：2023.12.26
申請日：2023.09.26
分類號：C02F3/30(2023.01)I;C02F3/34(2023.01)I;C02F3/12(2023.01)I;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/10(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本發明公開了一種結合固定化微生物材料脫氮除磷的倒置A2O裝置及方法，涉及廢水處理技術領域，該裝置包括缺氧段、厭氧段、好氧段和二沉池，所述缺氧段、厭氧段和好氧段結合固定化微生物技術分別接種有以反硝化細菌、聚磷菌、好氧細菌和硝化細菌為主的微生物材料作為活性污泥的載體，本發明通過將缺氧段設置在厭氧段前端，利用倒置A2O將好氧段產生的硝態氮回流至缺氧段，使其在厭氧段前就被完全去除，聚磷菌經厭氧釋磷后直接進入好氧環境，達到提升除磷效果的目的，通過結合固定化微生物技術，將選定的硝化細菌、好氧細菌、硝化細菌以及聚磷菌等菌屬固定在載體上充分進行反硝化反應、好氧反應、硝化反應以及好氧吸磷過程，達到高效脫氮除磷的效果。
權利要求書
1.一種結合固定化微生物材料脫氮除磷的倒置A2O裝置，其特征在于，包括用于對污水進行反硝化反應的缺氧段、用于進行厭氧釋磷的厭氧段、用于進行有機物降解、硝化反應和好氧吸磷的好氧段和二沉池(400)，所述缺氧段、厭氧段和好氧段結合固定化微生物技術分別接種有以反硝化細菌、聚磷菌、好氧細菌和硝化細菌為主的微生物材料作為活性污泥的載體。
2.根據權利要求1所述的一種結合固定化微生物材料脫氮除磷的倒置A2O裝置，其特征在于，所述缺氧段設有缺氧池(100)，所述缺氧池(100)內設有攪拌器(101)和以反硝化細菌為主的固定化微生物材料。
3.根據權利要求1所述的一種結合固定化微生物材料脫氮除磷的倒置A2O裝置，其特征在于，所述厭氧段設有厭氧池(200)，所述厭氧池(200)底部設有用于推動水流前進的推流器(201)，所述厭氧池(200)內設有以聚磷菌為主的固定化微生物材料。
4.根據權利要求1所述的一種結合固定化微生物材料脫氮除磷的倒置A2O裝置，其特征在于，所述好氧段設有好氧池(300)，所述好氧池(300)內設有用于提供氧氣的曝氣裝置(301)，所述好氧池(300)內還設有以好氧細菌、硝化細菌以及聚磷菌為主的固定化微生物材料。
5.根據權利要求1所述的一種結合固定化微生物材料脫氮除磷的倒置A2O裝置，其特征在于，倒置A2O池體內設有第一污泥回流和第二污泥回流，所述第一污泥回流連通設置在缺氧池(100)與好氧池(300)之間，所述第二污泥回流連通設置在二沉池(400)與缺氧池(100)之間。
6.根據權利要求1所述的一種結合固定化微生物材料脫氮除磷的倒置A2O裝置，其特征在于，所述固定化微生物材料四周距離攪拌器(101)或倒置A2O池體0.5至1.0米遠，高度為A2O池體高度的三分之一至三分之二。
7.根據權利要求6所述的一種結合固定化微生物材料脫氮除磷的倒置A2O裝置，其特征在于，所述固定化微生物材料為經過改性的原始單體，所述原始單體為均勻負載微生物培養基的10cm×10cm×10cm聚氨酯泡沫，所述原始單體之間通過PE繩連接，且原始單體上下距離3-4cm，左右間距為2-3cm。
8.根據權利要求7所述的一種結合固定化微生物材料脫氮除磷的倒置A2O裝置，其特征在于，所述原始單體的制備方法為：步驟A：取用質量比為70％—80％∶10％—15％∶5％—15％的面粉∶血粉∶骨粉混合得到微生物培養基前體；步驟B：再取質量比為70—120份微生物培養基前體的聚醚330、質量比為60—70份微生物培養基前體的甲苯二異氰酸酯、質量比為0.8—1.0份微生物培養基前體的硅油、質量比為1.0—1.2份微生物培養基前體的水、質量比為0.5—0.7份微生物培養基前體的發泡劑以及質量比為0.6—0.9份微生物培養基前體的辛酸亞錫和三乙烯二胺，將其全部組分混合；步驟C：高速攪拌混合后的材料直至發泡，發泡8秒結束攪拌，在室溫下靜置45分鐘，最后在55℃的條件下熟化3.0—4.0小時。
9.根據權利要求7所述的一種結合固定化微生物材料脫氮除磷的倒置A2O裝置，其特征在于，所述原始單體經過微生物的固定馴化，所述固定馴化的方法為：步驟Ⅰ：將固定化微生物材料通入生活污水至剛好浸沒全部材料；步驟Ⅱ：分別加入接種硝化菌群、好氧菌群和反硝化菌群和聚磷菌群，分別在缺氧、好氧條件下進行固定化反應，每隔10—14小時更換二分之一的生活污水，并且適當補充對應接種菌群進行馴化培養；步驟Ⅲ：當接種細菌的負載量達到15-25g/L時，將微生物安裝到倒置A2O中接種適量活性污泥并進水運行處理。
10.一種權利要求1-9任一項所述的一種結合固定化微生物材料脫氮除磷的倒置A2O裝置處理方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟一：將待處理的污水經由進水口引入缺氧池(100)與反硝化細菌為主的固定化微生物材料進行反硝化反應并停留2.5h；步驟二：污水從缺氧池(100)流進厭氧池(200)與聚磷菌在厭氧條件下接觸發生釋磷反應并停留1.5h；步驟三：污水由厭氧池(200)流入好氧池(300)與好氧細菌、硝化細菌以及聚磷菌為主的固定化微生物材料進行好氧反應、硝化反應以及好氧條件下的吸磷反應并停留為7-8h；步驟四：好氧池(300)處理后的污水部分經由第一污泥回流進入缺氧池(100)再次進行反硝化反應，剩余部分進入二沉池(400)，二沉池(400)沉淀后的部分污泥經由第二污泥回流再次進入缺氧池(100)反應，而二沉池(400)的上清液經由出水口排出。
發明內容
本發明的目的在于提供一種結合固定化微生物材料脫氮除磷的倒置A2O裝置及方法，以解決背景技術中的問題。
為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：
一種結合固定化微生物材料脫氮除磷的倒置A2O裝置，包括用于對污水進行反硝化反應的缺氧段、用于進行厭氧釋磷的厭氧段、用于進行有機物降解、硝化反應和好氧吸磷的好氧段和二沉池，所述缺氧段、厭氧段和好氧段結合固定化微生物技術分別接種有以反硝化細菌、聚磷菌、好氧細菌和硝化細菌為主的微生物材料作為活性污泥的載體。
在上述技術方案的基礎上，本發明還提供以下可選技術方案：
在一種可選方案中：所述缺氧段設有缺氧池，所述缺氧池內設有攪拌器和以反硝化細菌為主的固定化微生物材料。
在一種可選方案中：所述厭氧段設有厭氧池，所述厭氧池底部設有用于推動水流前進的推流器，所述厭氧池內設有以聚磷菌為主的固定化微生物材料。
在一種可選方案中：所述好氧段設有好氧池，所述好氧池內設有用于提供氧氣的曝氣裝置，所述好氧池內還設有以好氧細菌、硝化細菌以及聚磷菌為主的固定化微生物材料。
在一種可選方案中：所述倒置A2O池體內設有第一污泥回流和第二污泥回流，所述第一污泥回流連通設置在缺氧池與好氧池之間，所述第二污泥回流連通設置在二沉池與缺氧池之間。
在一種可選方案中：所述固定化微生物材料四周距離攪拌器或倒置A2O池體0.5至1.0米遠，高度為A2O池體高度的三分之一至三分之二。
在一種可選方案中：所述固定化微生物材料為經過改性的原始單體，所述原始單體為均勻負載微生物培養基的10cm×10cm×10cm聚氨酯泡沫，所述原始單體之間通過PE繩連接，且原始單體上下距離3-4cm，左右間距為2-3cm。
在一種可選方案中：所述原始單體的制備方法為：
步驟A：取用質量比為70％—80％∶10％—15％∶5％—15％的面粉∶血粉∶骨粉混合得到微生物培養基前體；
步驟B：再取質量比為70—120份微生物培養基前體的聚醚330、質量比為60—70份微生物培養基前體的甲苯二異氰酸酯、質量比為0.8—1.0份微生物培養基前體的硅油、質量比為1.0—1.2份微生物培養基前體的水、質量比為0.5—0.7份微生物培養基前體的發泡劑以及質量比為0.6—0.9份微生物培養基前體的辛酸亞錫和三乙烯二胺，將其全部組分混合；
步驟C：高速攪拌混合后的材料直至發泡，發泡8秒結束攪拌，在室溫下靜置45分鐘，最后在55℃的條件下熟化3.0—4.0小時。
在一種可選方案中：所述原始單體經過微生物的固定馴化，所述固定馴化的方法為：
步驟Ⅰ：將固定化微生物材料通入生活污水至剛好浸沒全部材料；
步驟Ⅱ：分別加入接種硝化菌群、好氧菌群和反硝化菌群和聚磷菌群，分別在缺氧、好氧條件下進行固定化反應，每隔10—14小時更換二分之一的生活污水，并且適當補充對應接種菌群進行馴化培養；
步驟Ⅲ：當接種細菌的負載量達到15-25g/L時，將微生物安裝到倒置A2O中接種適量活性污泥并進水運行處理。
本發明還公開了一種結合固定化微生物材料脫氮除磷的倒置A2O裝置處理方法，包括以下步驟：
步驟一：將待處理的污水經由進水口引入缺氧池與反硝化細菌為主的固定化微生物材料進行反硝化反應并停留2.5h；
步驟二：污水從缺氧池流進厭氧池與聚磷菌在厭氧條件下接觸發生釋磷反應并停留1.5h；
步驟三：污水由厭氧池流入好氧池與好氧細菌、硝化細菌以及聚磷菌為主的固定化微生物材料進行好氧反應、硝化反應以及好氧條件下的吸磷反應并停留為7-8h；
步驟四：好氧池處理后的污水部分經由第一污泥回流進入缺氧池再次進行反硝化反應，剩余部分進入二沉池，二沉池沉淀后的部分污泥經由第二污泥回流再次進入缺氧池反應，而二沉池的上清液經由出水口排出。
相較于現有技術，本發明的有益效果如下：
1、本發明通過將缺氧段設置在厭氧段前端，利用倒置A2O將好氧段產生的硝態氮回流至缺氧段，使其在厭氧段前就被完全反硝化去除，與此同時，進水中的溶解氧在缺氧段消耗殆盡，使得厭氧段的聚磷菌能夠充足地釋放磷，聚磷菌經厭氧釋磷后直接進入好氧環境，利用其在厭氧條件下形成的吸磷動力，達到提升除磷效果的目的。
2、本發明通過結合固定化微生物技術，將選定的硝化細菌、好氧細菌、硝化細菌以及聚磷菌等菌屬固定在載體上，使各菌屬在倒置A2O工藝各段中保持活性高、專一性強、處理效果穩定等優點，充分進行反硝化反應去除硝態氮、好氧反應去除有機物，硝化反應以去除氨氮以及聚磷菌完成厭氧釋磷和好氧吸磷過程，達到高效脫氮除磷的效果。
（發明人：曲毅;朱浩;唐曉亮;丁宇;楊宏旺;王翠輝;王玥;侯云虎;張棟年;劉文愷）
