一種快速實現(xiàn)生物濾池厭氧氨氧化的裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種含氮廢水生物處理工藝的快速實現(xiàn)裝置，與傳統(tǒng)硝化一反 硝化脫氮工藝相比能夠節(jié)省約62. 5 %的供氧量、100 %的外加碳源，污泥產量可減少70~ 80%。適用于污泥消化液、垃圾滲濾液和污水處理廠二級水的深度處理，有利于經(jīng)濟有效地 控制水體氮素污染，提高污水深度脫氮效率和回用水水質，并降低回用水處理成本，屬于污 水處理技術領域。
【背景技術】
[0002] 隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，環(huán)境問題也日益受到人類的關注，其中水體的富營養(yǎng) 化現(xiàn)象（指在人類活動的影響下，生物所需的氮、磷等營養(yǎng)物質大量進入湖泊、河口、海灣 等緩流水體，引起藻類及其他浮游生物迅速繁殖，水體溶解氧量下降，水質惡化，魚類及其 他生物大量死亡的現(xiàn)象）逐漸引起人們的高度重視。生物硝化反硝化是目前普遍采用的污 水脫氮方法。傳統(tǒng)硝化作用分兩步進行。首先，氨氮在氨氧化菌（AOB)的作用下轉化為亞 硝酸鹽；隨后，亞硝酸鹽通過亞硝酸氧化菌（NOB)轉化為硝酸鹽。反硝化作用是在缺氧及存 在有機碳源的條件下，由反硝化菌將硝酸鹽還原為亞硝酸鹽并進一步還原為氮氣。但當處 理低氨氮廢水（如某些以居民生活污水為主的城市污水）時，由于碳源不足或水溫波動等 原因，脫氮效率較低。
[0003] 厭氧氨氧化生物脫氮技術是在厭氧條件下，厭氧氨氧化菌以亞硝酸鹽氮或硝酸鹽 氮為電子受體，直接將氨氧化并生成氮氣的過程。與傳統(tǒng)的硝化反硝化工藝或同時硝化反 硝化工藝相比，厭氧氨氧化為自養(yǎng)微生物過程，并具有不需要外加有機碳源、污泥產量少、 不需曝氣、節(jié)省運行費用、不需要酸堿中和劑、無二次污染等優(yōu)點，適用于低碳氮比廢水的 處理。實現(xiàn)厭氧氨氧化對于提高脫氮效率、節(jié)省能源和碳源具有重要的意義，但目前該工 藝的應用多集中于高氨氮廢水的處理問題上，對于處理低C/N比的生活污水或城市污水過 程，尚未有行之有效的實現(xiàn)厭氧氨氧化深度脫氮的方法。
[0004] 生物濾池是生物膜法處理污水的傳統(tǒng)工藝，于19世紀末發(fā)展起來，先于活性污泥 法。生物濾池具有微生物種類豐富、生物量大、食物鏈長、剩余污泥產量少、等優(yōu)點，適合低 濃度污水處理，但到目前為止對生物濾池污染物去除機理尚不十分明確，未能充分發(fā)揮其 處理潛力；同時如何進一步強化其生物作用等問題還沒有進行系統(tǒng)深入的研宄。因此研宄 厭氧氨氧化生物濾池的快速實現(xiàn)方法及穩(wěn)定性問題具有重要的理論意義和應用前景。 【實用新型內容】
[0005] 本實用新型的目的是提供一種快速實現(xiàn)生物濾池厭氧氨氧化的裝置，通過施加各 種有利于實現(xiàn)厭氧氨氧化生物濾池的調控方法，給出最優(yōu)的環(huán)境控制參數(shù)，達到快速實現(xiàn) 厭氧氨氧化生物濾池深度脫氮的效果。
[0006] 一種快速實現(xiàn)生物濾池厭氧氨氧化的裝置，其特征在于，包括圓筒型反應裝置、進 水箱、曝氣盤、集水槽、反沖洗進水管、反沖洗出水管、反沖洗水泵、反沖洗進氣管、壓力表； 圓筒型反應裝置（18)的外部為一層水浴加熱裝置（17)，水浴加熱裝置內設有加熱棒，加熱 棒和外部的溫控裝置（6)連接用于控制水浴加熱的溫度；圓筒型反應裝置的側面設有多個 突出水浴加熱裝置表面的取樣口（14);圓筒型反應裝置（18)內設有反應器濾料層，在反應 器濾料層的頂部和底部分別安裝有壓力表P1和P2,圓筒型反應裝置（18)的底部為底部裝 置，底部裝置的底部安裝有曝氣盤，底部裝置與圓筒型反應裝置（18)連通，圓筒型反應裝 置（18)的頂部安裝有出水槽（19)，出水槽（19)的頂部開有排氣口（9)，出水槽（19)通過 出水管（16)與出水箱/反沖洗進水箱（15)連接，出水箱/反沖洗進水箱（15)通過反沖洗 進水管（13)經(jīng)由反沖洗水泵（12)、第一玻璃轉子流量計（11)、閥門與底部裝置連通；出水 槽（19)通過反沖洗出水管（8)與反沖洗出水箱（7)連接；空氣壓縮機（2)通過反沖洗進氣 管（10)經(jīng)由第二玻璃轉子流量計、閥門與底部裝置連通；進水箱（1)通過進水管（3)經(jīng)由 進水蠕動泵（4)和進水閥門與底部裝置連通。
[0007] 反應器濾料層的濾料為膨脹粘土，優(yōu)選FILTRALITE HR3-6mm(挪威，膨脹粘土）。
[0008] 本實用新型采用上述裝置進行生物濾池厭氧氨氧化深度脫氮的方法，特征在于， 采用連續(xù)進水的運行方式，反應器濾料層接種成熟的厭氧氨氧化污泥，將待處理的二級水 (短程硝化一反硝化出水）以1. 5-2m/h濾速流過濾床，在整個反應過程中，始終控制系統(tǒng)內 溫度保持在30-33°C范圍內，具體過程包括如下步驟：
[0009] 將成熟厭氧氨氧化污泥接種到生物濾池中，調節(jié)待處理的二級水，使得二級水中 進水氨氮：亞硝態(tài)氮質量濃度比維持在1:1. 32,用進水蠕動泵將二級水以從底部裝置泵入 到圓筒型反應器中，使其通過反應器濾料層，在厭氧氨氧化菌的作用下，氨態(tài)氮與亞硝態(tài)氮 反應生成氮氣，從反應器頂部排氣口排出，凈化水從出水管排放；
[0010] 具體操作步驟為：
[0011] 1)啟動階段：將反應器水浴加熱裝置的水浴套中加滿水，打開溫控裝置，溫度控 制在30-33°C ;將厭氧氨氧化污泥從反應器取樣口泵入到反應器濾料層中；打開進水閥門， 打開進水蠕動泵，至少使水填滿圓筒型反應器，一般調節(jié)使濾速維持在〇. 5-lm/h，運行3d， 進入到正常運行階段；
[0012] 2)正常運行階段：打開進水閥門，然后打開進水蠕動泵，調節(jié)轉速使濾速維持在 1. 5-2. Om/h，待處理的二級水由反應器底部連續(xù)進入到生物濾池中，通過濾料層，在厭氧氨 氧化菌的作用下，氨態(tài)氮與亞硝態(tài)氮反應生成氮氣，從反應器頂部排氣口排出，凈化水從出 水口排放至出水箱；
[0013] 3)反沖洗運行階段：當反應器濾料層系統(tǒng)中壓力差即反應器濾料層底部和頂部 的壓力差P大于等于1.6P0時，即P=P2-P1彡1.6P0時，其中P0為濾料未接種污泥前 反應器濾料層底部和頂部的水壓力差，關閉進水閥門及蠕動泵，進行反沖洗，模式為：先進 行氣沖，然后氣水聯(lián)合沖，再進行水沖，待濾料層系統(tǒng)中壓力為1. 2P0< P<1. 6P0，停止水 沖，否則應繼續(xù)氣水聯(lián)合沖；
[0014]4)反沖洗結束后返回至步驟2)，即正常運行階段。
[0015] 厭氧氨氧化生物脫氮工藝的實現(xiàn)條件在本質上是厭氧氨氧化細菌菌群結構的形 成及優(yōu)化，即盡可能淘汰系統(tǒng)中其它菌種（如氨氧化菌、亞硝酸鹽氧化菌、異養(yǎng)菌），保留厭 氧氨氧化細菌。
[0016] 本實用新型所提供的快速實現(xiàn)生物濾池厭氧氨氧化深度脫氮的方法是將提高厭 氧氨氧化菌生長速率，抑制其它菌種生長速率，即最有利于富集厭氧氨氧化細菌、淘汰其它 菌種的因素綜合在一起的，具體包括：
[0017] 1)溫度。將反應器系統(tǒng)運行溫度控制在30-33°C之間，有利于富集厭氧氨氧化細 菌。溫度主要是通過影響微生物體內酶的活性來發(fā)揮作用，在30°C以上溫度條件下，厭氧氨 氧化細菌的生長速率大于亞硝酸氧化細菌和異養(yǎng)菌的生長速率，長期在這種條件下運行， 有利于富集厭氧氨氨氧化細菌。
[0018] 2) pH。將反應器系統(tǒng)pH控制在7. 5-8. 5,有利于厭氧氨氧化細菌的生長。pH值對 厭氧氨氧化過程的影響主要表現(xiàn)在2個方面：lpH值會影響細胞內的電解質平衡，直接影 響微生物的活性甚至其能否存活；2pH值還會影響溶液中基質或抑制物的濃度，而間接影 響微生物的活性。
[0019] 3)有機物。將進水COD濃度控制在40mg/L以下，