[发明专利]一种短程反硝化聚磷菌快速驯化富集装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及污水处理及环境保护领域，是一种以亚硝态氮为电子受体脱氮除磷的短程反硝化聚磷菌快速驯化富集装置及方法。

背景技术

目前，生物强化除磷技术(enhanced bio1ogica1 phosphorus remova1,EBPR)因其效率高、成本低和环境友好的特点而备受学者关注，该技术中主要的功能微生物是聚磷菌(Accumu1 ibacter)。在厌氧条件下细胞内聚磷水解产生能量( adenosine triphosphate, ATP)和还原型辅酶NADH,用于挥发性脂肪酸(volatile fatty acid, VFA)的吸收并储存为聚一β一羟基丁酸(poly-S -hydroxybutyrate, PHB)；然后在好氧条件下以PHB为电子供体,以氧为电子受体进行过量吸磷,从而以剩余污泥排放的形式去除污水中的磷。随着学者对聚磷菌的深入研究,发现存在着一种聚磷菌可以在缺氧条件下以硝酸盐为电子受体进行同步反硝化脱氮除磷,称为反硝化聚磷菌。与以O₂、硝态氮为电子受体相比，利用亚硝态氮为电子受体的反硝化聚磷菌具有运行周期短，吸磷速率快的优势，更加节省耗氧量，能量消耗更低，缩短反应时间，特别适合低 C/N比生活污水的处理。而短程反硝化聚磷菌的驯化和富集是开展短程反硝化除磷技术研究的关键，但传统的直接连续培养方法耗时相对较长，不能满足菌种的快速驯化富集要求。

SBR具有间歇式活性污泥法的典型特点,具有工艺简单、运行控制灵活、占地面积小、耐冲击负荷等优点。由于运行控制的灵活性, SBR能够较好实现好氧、缺氧及厌氧状态的交替环境,为其实现脱氮除磷提供有利条件。

发明内容

本发明的目的在于提供一种活性污泥中短程反硝化聚磷菌的快速富集驯化装置及方法，采用序批式活性污泥SBR反应器对活性污泥中的聚磷菌进行驯化富集。该装置运行控制灵活，大大节省了人工强度。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种短程反硝化聚磷菌快速驯化富集装置，包括SBR反应器，进水水箱1和亚硝酸盐加药箱7，

所述的SBR反应器由圆柱形的双层有机玻璃制成，外层与电动恒温水浴锅17相连，形成水浴循环加热，内层为反应容器；SBR反应器内层的一侧设置有进水口20，另一侧设置有排水接样口16；SBR反应器的上部安装电动搅拌机5、下部安装微孔曝气盘8、底部设排泥孔9；电动搅拌机5入连接搅拌浆6，搅拌浆伸入SBR反应器内；DO测定仪12和pH测定仪13分别通过支架固定于SBR反应器中，酸性缓冲液14和碱性缓冲液15的探头分别伸入SBR反应器内，pH测定仪13分别与酸性缓冲液14和碱性缓冲液15管路上安装的蠕动泵相连；进水口20与进水水箱相连，亚硝酸盐加药箱7与SBR反应器的内层相连。

所述的微孔曝气盘8通过气体流量计10与空气泵11相连，通过DO测定仪12控制曝气量，使溶解氧处于允许范围内。

所述的SBR反应器内直径为14cm，高度为85cm，有效容积12L，运行时柱体内泥水比为1:4。

所述的进水水箱与SBR反应器之间设置有时控开关2、电磁阀3和水泵4。

一种短程反硝化聚磷菌快速驯化富集装置的驯化富集方法，包括如下步骤：

1)厌氧/好氧运行模式；

2)厌氧/排水/二次进水/缺氧运行模式；

3)厌氧/缺氧运行模式。

所述的步骤1)厌氧/好氧运行模式包括以下步骤：

(1)进水阶段：进水水箱1中溶液泵入反应器中,由时控开关控制进水时间，进水方式为瞬时进水；

(2)厌氧阶段:启动电动搅拌机带动搅拌桨进行搅拌,搅拌时间为2h；

(3)好氧阶段:厌氧反应2h完成后,将反应器厌氧环境改为好氧环境,由空气泵将空气由微孔曝气盘鼓入反应器中,提供好氧环境,通入空气时间为2h；启动电动搅拌机带动搅拌桨进行搅拌,搅拌时间控制为2h；

(4)沉淀阶段:好氧反应2h完成后,由时控开关控制关闭空气泵和电动搅拌机,沉淀时间为0.5h；

(5)排水阶段：沉淀0.5h完成后，启动排水电磁阀将沉淀上清液排出，排水时间由排水时控开关控制为0.5h；

(6)重复上述五个步骤，再次完成进水、厌氧、好氧、沉淀和排水过程,此过程运行42个周期,共计14d；

(7)定期釆集出水水样,测定出水中COD、PO₃^--P浓度。

所述的步骤2)厌氧/排水/二次进水/缺氧运行模式包括以下步骤：