[发明专利]一种高效脱氮方法及实现该方法的新型膜曝气膜生物反应器

权利要求书

1.一种新型膜曝气膜生物反应器高效脱氮的方法，其特征在于，所述方法按照序批式运行，包括如下步骤：

1)将经过富集培养的含有DAMO细菌Candidatus Methylomirabilis oxyfera、DAMO古细菌Methanoperedens nitroreducens以及Anammox细菌的混合菌群投放至反应器主体(1)的内部；

2)将待处理污水通过进水泵(11)输送至反应器主体(1)内部，并通过搅拌装置(3)与步骤1)中的混合菌群搅拌均匀，获得泥水混合物；所述待处理污水中含有NH4+-N和NO3--N；

3)使搅拌装置(3)继续搅拌，同时向步骤2)获得的泥水混合物中持续输送甲烷气体、并通过曝气膜(5)无泡曝气，进行反硝化厌氧甲烷氧化反应，产生氮气和二氧化碳；

4)达到水力停留时间后停止搅拌装置(3)，使反应器主体(1)内部的泥水混合物进行静沉，静沉后获得上清液；

5)将步骤4)中的上清液通过出水泵(17)经固液分离膜(4)过滤后输送至反应器主体(1)外部的出水装置(26)中，获得脱氮处理后的水，产生的氮气、二氧化碳以及未反应的甲烷气体排出至反应器主体(1)的外部。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4)所述曝气膜(5)采用无孔中空纤维膜。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4)所述曝气膜(5)的膜腔内部的甲烷气体相对压强为0.05MPa～0.10MPa。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤6)所述固液分离膜(4)采用平均孔径为0.1μm的中空纤维膜。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4)所述反硝化厌氧甲烷氧化反应的反应温度为35℃±1℃。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4)所述反硝化厌氧甲烷氧化反应的体系pH值为7.0～7.5。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)中的泥水混合物的污泥浓度(MLSS)为2900mg/L-3200mg/L。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4)所述水力停留时间为1-2天。

9.一种用于实现权利要求1所述方法的新型膜曝气膜生物反应器，其特征在于，所述新型膜曝气膜生物反应器包括反应器主体(1)，温控装置(2)，搅拌装置(3)，固液分离膜(4)，曝气膜(5)，pH电极(22)，高压甲烷气体储存罐(13)，进水装置(15)，出水装置(26)，出气管路(23)，出气液封装置(25)，进水泵(11)和出水泵(17)；其中：所述反应器主体(1)的壁体外部设有温控装置(2)；所述反应器主体(1)的底部设有搅拌装置(3)；所述反应器主体(1)的内部设有pH电极(22)；所述反应器主体(1)内部还固定有固液分离膜(4)和曝气膜(5)；所述固液分离膜(4)通过出水管路(24)与出水装置(26)连接，出水管路(24)上设有出水泵(17)和出水阀门(16)；所述曝气膜(5)通过空压管(8)与高压甲烷气体储存罐(13)连接，空压管(8)上设有气体减压阀(12)；所述进水装置(15)通过进水管(14)与反应器主体(1)连接，进水管(14)上设有进水泵(11)和进水阀门(10)，且进水管(14)的出水端插入至反应器主体(1)内部；所述出气管路(23)的一端插入反应器主体(1)内部顶端，另一端插入出气液封装置(25)内的液面下。

10.根据权利要求9所述的新型膜曝气膜生物反应器，其特征在于，所述新型膜曝气膜生物反应器还包括液位传感器(21)；所述液位传感器(21)包括高液位传感器探头(6)，低液位传感器探头(7)，第一液位传感器信号输出线(18)，第二液位传感器信号输出线(19)和第三液位传感器信号输出线(20)；其中：所述液位传感器(21)通过第一液位传感器信号输出线(18)与高液位传感器探头(6)和低液位传感器探头(7)相连，液位传感器(21)通过第二液位传感器信号输出线(19)与进水泵(11)相连，液位传感器(21)通过第三液位传感器信号输出线(20)与出水泵(17)相连；所述高液位传感器探头(6)和低液位传感器探头(7)固定在反应器主体(1)内部，且高液位传感器探头(6)的高度高于低液位传感器探头(7)的高度。