[发明专利]一种快速同步形成颗粒污泥和生物膜的厌氧氨氧化反应器及其操作方法

说明书

本发明公开了一种快速同步形成颗粒污泥和生物膜的厌氧氨氧化反应器及其操作方法，涉及水处理技术领域，所述反应器包厌氧进水箱、进水泵、升流式反应器反应区、回流泵Ⅰ、回流泵Ⅱ、沉淀区、三相分离器、溢流堰、出水箱、固定填料；本发明改变了传统技术启动厌氧氨氧化工艺的策略，用本发明快速同步形成颗粒污泥和生物膜的厌氧氨氧化反应器的60天后，属于厌氧氨氧化细菌的Candidatus Brocadiales的含量已达到整个群落的5％以上。其丰度比富集培养之前含量高出50倍。整个富集过程中氨氮和亚硝酸盐氮去除率均能达到90％以上。

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，具体涉及一种快速同步形成颗粒污泥和生物膜的厌氧氨氧化反应器。

背景技术

近几年，随着城市发展水平的不断提高，发展速度随人口密集度而增加，导致了废水的排放量增加。相应而来的，氮元素的排放量也与日俱增。在众多的脱氮工艺中，厌氧氨氧化工艺因其优越的反应机理和高效的脱氮效率而备受关注。不仅在经济上可以节省开销，更可以对污水中的各种氮污染物同步去除。所以，如何将厌氧氨氧化工艺快速合理的应用于城市污水处理系统，使污水处理氮去除适应新标准成为了越来越多学者们关注的焦点。

厌氧氨氧化工艺虽具备十分良好的应用前景，但由于厌氧氨氧化细菌本身增值速率慢、对厌氧条件要求较为苛刻，不甚耐受COD等性质，导致工艺本身启动速度很慢。其本质在于启动污泥中目标微生物厌氧氨氧化细菌含量低。如何快速富集得到高浓度的厌氧氨氧化污泥，成为了厌氧氨氧化工艺大型推广的一大挑战。

颗粒污泥和生物膜是厌氧氨氧化工艺中最常见的两种形态，因其状态稳定和效果优越而被广泛采用。但两者在同一反应器中共存的情形鲜有报道。迄今为止，大多数的厌氧氨氧化工艺启动均依靠颗粒污泥或者生物膜，这种单一的运行形式。利用活性污泥为种泥的厌氧氨氧化工艺启动周期一般都在两年甚至更长。而在富集培养厌氧氨氧化污泥的过程中，常规培养基起到的效果并不很理想。

发明内容

本发明的目的是为了解决在没有厌氧氨氧化种泥的前提下，快速从活性污泥中富集厌氧氨氧化功能菌，为此我们研发了一种快速同步形成颗粒污泥和生物膜的厌氧氨氧化反应器，可以利用活性污泥快速启动厌氧氨氧化工艺。

首先，本发明提供一种快速同步形成颗粒污泥和生物膜的厌氧氨氧化反应器，包括：

厌氧进水箱1、进水泵2、升流式反应器反应区3、回流泵Ⅰ4、回流泵Ⅱ5、沉淀区6、三相分离器7、溢流堰8、出水箱9、固定填料10；

其中，固定填料装填于升流式反应器反应区下部，被固定填料填充的升流式反应器反应区为填料区，厌氧进水箱与进水泵连接，进水泵与升流式反应器反应区底部连接，回流泵Ⅰ两端分别连接升流式反应器反应区的顶部和底部，回流泵Ⅱ两端分别连接升流式反应器反应区的顶部和填料区顶部，升流式反应器反应区顶部与沉淀区连接，沉淀区与溢流堰连接，溢流堰与出水箱连接。

所述快速同步形成颗粒污泥和生物膜的厌氧氨氧化反应器的升流式反应器反应区下部由固定填料填充，升流式反应器反应区上步没有填料，固体填料体积占升流式反应器反应区体积的35％-40％。

所述快速同步形成颗粒污泥和生物膜的厌氧氨氧化反应器：从升流式反应器反应区底部进水，水流以升流的方式经过升流式反应器反应区。在升流式反应器反应区顶部进行两段回流，一段回流至升流式反应器反应区底部，一段回流至升流式反应器反应区填料区的顶部。进水经过升流式反应器反应区后进入沉淀区，后经溢流堰流出反应器。

另外，本发明还提供了上述快速同步形成颗粒污泥和生物膜的厌氧氨氧化反应器的操作方法，包括以下步骤：

一、将从污水处理厂中取得的活性污泥经过厌氧沉降后，除去上清液后待用；

二、测定污泥的MLSS浓度；

三、依照MLSS浓度来取活性污泥放入连续流厌氧氨氧化反应器；