[发明专利]一种快速培养自养-异养生物脱氮颗粒污泥的装置及方法

说明书

本发明公开了一种快速培养自养‑异养生物脱氮颗粒污泥的装置及方法，该装置包括：配水箱通过设有提升泵的管路与高位水箱相连，高位水箱设出水口，与UASB‑MBR反应器进水口相连，UASB反应器内设有上端分别与产水箱和化学反洗箱相连通的MBR膜组件；培养方法：一、接种颗粒和絮状厌氧氨氧化污泥通入人工合成废水；二、改变进水底物浓度，并进行间歇式微氧曝气培养，得到AOB‑ANAMMOX颗粒污泥；三、人工合成废水中引入有机碳源，使底物浓度C/N比为1，间歇式微氧曝气培养，得到自养‑异养生物脱氮颗粒污泥；本发明有效防止了絮状功能菌群培养过程中的流失，提供良好的微生物生长所需环境，可以快速培养并使AOB、ANAMMOX和DNB高效耦合，快速培养出自养‑异养生物脱氮颗粒污泥。

技术领域

本发明涉及污水生物脱氮技术领域，具体为一种快速培养自养-异养生物脱氮颗粒污泥的装置及方法。

背景技术

目前，由氮素引起的缓流水体富营养化问题日益严重，引起了全球范围的关注，如何经济高效的去除氮素成为业界的研究热点。传统生物脱氮工艺主要是依靠好氧氨氧化菌（AOB）与硝化菌（NOB）完成硝化反应，然后依靠反硝化菌（DNB）完成反硝化反应从而实现氮素从水相转移到气相，以达到去除污/废水中氨氮的目的。由于反硝化过程需要提供碳源作为电子供体，因此传统生物脱氮工艺在低C/N比污水处理领域受到极大限制。

厌氧氨氧化(ANaerobic AMMonium OXidation，ANAMMOX)技术是目前已知的最经济的新型生物自养脱氮技术，与传统生物脱氮工艺相比，自养脱氮工艺具有能耗低、无需外加碳源、污泥产量低等优势。但是厌氧氨氧化只能去除90%以氨和亚硝酸形式存在的氮，仍有约10%的氮转化为硝态氮不能被去除；并且大多数实际污水中同时包含有机碳源和氮源，废水中的不同浓度的有机物会对厌氧氨氧化菌产生不同程度的抑制作用。近年来有研究发现，厌氧氨氧化菌与反硝化菌能够共存于同一反应器中并形成一定的协同作用，为含氮有机废水的同步脱氮除碳另辟蹊径。在单级反应器内实现同步亚硝化、厌氧氨氧化耦合异养反硝化(Simultaneous partial Nitrification，Anammox and Denitrification，SNAD)将自养菌和异养菌相结合成为提高含氮有机污水脱氮效能的一种有效方法。

自养-异养生物脱氮颗粒污泥的形成是由厌氧氨氧化菌、氨氧化菌及反硝化菌共存耦合而成，各功能菌具有不同的最适生长环境，在培养的过程中会出现底物竞争以及活性抑制的现象。此外，厌氧氨氧化菌属于自养厌氧菌，生长速率缓慢，世代时间长，易于流失。厌氧氨氧化菌的有效持留成为自养-异养生物脱氮颗粒污泥培养成功与否的关键。膜生物反应器（MBR）工艺依靠膜组件高效的固液分离作用，在污水处理领域备受关注。为了实现自养-异养生物脱氮颗粒污泥功能菌的有效持留，设计升流式厌氧颗粒污泥床（UASB）-MBR反应器装置，构建颗粒污泥与膜组件的功能菌双持留系统。

本发明专利运用自行设计的UASB-MBR反应器装置，通过优化调节进水底物、溶解氧含量及回流控制上升流速等运行参数，实现自养-异养生物脱氮颗粒污泥快速培养与形成。

发明内容

针对上述背景技术的问题，一种快速培养自养-异养生物脱氮颗粒污泥的装置及方法，高效快速的耦合功能菌，形成自养-异养生物脱氮颗粒污泥。

本发明提供如下技术方案：一种快速培养自养-异养生物脱氮颗粒污泥装置，包括配水箱、高位水箱、UASB-MBR反应器、产水箱/产水反洗箱和化学反洗水箱，所述配水箱通过设有高位水箱提升泵的管路与高位水箱相连，所述高位水箱底部设出水口与UASB-MBR反应器的底部设的进水口相连，所述UASB-MBR反应器的中部设置MBR膜组件，所述MBR膜组件上端分别通过设有产水/产水反洗泵和化学反洗泵的管路与产水箱/产水反洗箱和化学反洗箱相连，所述UASB-MBR反应器上端设有内循环口a通过设有内循环泵的管路与UASB-MBR反应器底部的内循环口b相连，所述UASB-MBR反应器外设有水域套筒，水域套筒通过设有水域循环泵的管路与水域循环水箱相连，水域循环水箱内设有加热棒。