[发明专利]一种基于玄武岩纤维填料的脱氮微生物巢及其培养方法

说明书

本发明公开了一种基于玄武岩纤维填料的脱氮微生物巢及其培养方法，所述的脱氮微生物巢依附于玄武岩纤维束，自外向内依次包括好氧层、缺氧层和厌氧层等，本发明通过玄武岩纤维填料、生物反应器和曝气器的组合，对污水进行处理，通过曝气器使空气与活性污泥实现强烈混合并产生上升流，在玄武岩纤维填料的两侧形成循环流，在这种水力作用下，玄武岩纤维束对附着在其表面的活性污泥进行包裹、支撑，活性污泥在玄武岩纤维的层层包裹下，逐渐形成球状或类球状的活性污泥微生物聚集体，即脱氮微生物巢；本发明通过对脱氮微生物巢进行驯化培养，达到去除废水中氮的目的。

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种基于玄武岩纤维填料的脱氮微生物巢及其培养方法。

背景技术

近20年来，中国经济高速发展，城镇化快速推进，城市规模扩围严重，大量不达标的工业废水、生活污水未经处理直接排入江河湖海，造成其中的氮、磷大量积累，水体富营养化日益严重，因此而引发的水环境问题频发。2015年4月新出台的“水十条”中指出将全面控制氮、磷等污染物的排放，2017年底前出水应达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18919−2002)一级A标准：废水中的COD≤50mg/L，NH₃-N≤5mg/L，TN≤15mg/L，TP量≤0.5mg/L；氮、磷的排放标准也变得越来越严格。

生物脱氮是一种较为成熟可靠的方法，进行脱氮的微生物主要是硝化菌和反硝化菌。在实际工程应用中，两种菌体的生长环境完全不同，因此一般都将硝化和反硝化过程分开，例如，目前常采用的缺氧-好氧(A/O)工艺、厌氧-缺氧-好氧(A/A/O)工艺以及其改进工艺，虽然具有一定的脱氮效果，但脱氮效果欠佳，此外还具有处理工艺流程长、装备占地面积大、基建投资费用贵、运行成本高等缺点。

近几年，国内外逐渐有研究者将硝化菌和反硝化菌置于同一个反应器内混合培养，同步进行硝化反硝化反应，不仅能克服常规工艺的不足，提高脱氮效率，还能大大节省成本，因此同步硝化反硝化脱氮工艺开始成为废水治理领域的热点。但是目前国内在研究该类工艺时，普遍采用分离膜对同一反应器进行分区完成同步硝化反硝化脱氮，或者通过先驯化、培养硝化颗粒污泥，然后分离筛选好氧反硝化菌，再将二者混合制备脱氮颗粒污泥的方法进行。前者分离膜易堵塞，难清洗；后者反应器内混合曝气方式对颗粒污泥造成巨大冲击，形成的缺氧厌氧环境有限，脱氮效率低，且实际操作过程较为复杂，难以放大。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明目的在于提供一种工艺流程短，脱氮效率高，方便清理和后处理，操作简单的基于玄武岩纤维填料的脱氮微生物巢及其培养方法。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种基于玄武岩纤维填料的脱氮微生物巢，所述的脱氮微生物巢为多层的球状或类球状结构，所述的脱氮微生物巢自内向外依次包括厌氧层、缺氧层和好氧层等，所述的脱氮微生物巢依附于玄武岩纤维填料，所述的厌氧层由附着有厌氧菌的活性污泥所组成所述的缺氧层由附着有兼性好氧菌的活性污泥所组成，所述的好氧层由附着有好氧菌的活性污泥所组成。

本发明所述的一种基于玄武岩纤维填料的脱氮微生物巢的培养反应器，所述的反应器采用间歇式或连续式运行方式，反应器的底部设有废水进水口，反应器的中部设有间歇式运行出水口，反应器右上部设有连续流式运行混合液流出口，所述反应器的顶部设有多个均匀分布的悬挂钩，悬挂钩上垂直悬挂有玄武岩纤维填料，所述的玄武岩纤维填料为绳状结构，玄武岩填料上均匀分布有多个玄武岩纤维束，反应器的底部设有曝气器，所述的曝气器设置在相邻的两根玄武岩纤维填料之间的间隙内。

本发明所述的玄武岩纤维束由多根玄武岩纤维单丝组合而成，所述的玄武岩纤维单丝直径7～21μm，所述的玄武岩纤维束的直径为10～40cm，相邻的两个玄武岩纤维束之间的间隔为10～40cm。

本发明所述的反应器培养脱氮微生物巢的间歇式运行方法，所述的方法包括如下操作步骤：