CN110526392A - 基于垫状玄武岩纤维填料的厌氧氨氧化菌富集装置及使用方法 - Google Patents

基于垫状玄武岩纤维填料的厌氧氨氧化菌富集装置及使用方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110526392A
CN110526392A CN201910879017.1A CN201910879017A CN110526392A CN 110526392 A CN110526392 A CN 110526392A CN 201910879017 A CN201910879017 A CN 201910879017A CN 110526392 A CN110526392 A CN 110526392A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cushion
basalt fibre
reactor body
fibre filler
reactor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910879017.1A
Other languages
English (en)
Inventor
吴智仁
解玉洁
李珊蔚
张晓颖
倪慧成
韦静
周向同
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu University
ATK Holdings Group Co Ltd
Original Assignee
Jiangsu University
ATK Holdings Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu University, ATK Holdings Group Co Ltd filed Critical Jiangsu University
Priority to CN201910879017.1A priority Critical patent/CN110526392A/zh
Publication of CN110526392A publication Critical patent/CN110526392A/zh
Priority to PCT/CN2020/110208 priority patent/WO2021052096A1/zh
Priority to JP2020156652A priority patent/JP2021045123A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/28—Anaerobic digestion processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/34—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/48—Holding appliances; Racks; Supports
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M25/00—Means for supporting, enclosing or fixing the microorganisms, e.g. immunocoatings
    • C12M25/14—Scaffolds; Matrices
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M27/00—Means for mixing, agitating or circulating fluids in the vessel
    • C12M27/02—Stirrer or mobile mixing elements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M29/00—Means for introduction, extraction or recirculation of materials, e.g. pumps
    • C12M29/06—Nozzles; Sprayers; Spargers; Diffusers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/12—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of temperature
    • C12M41/18—Heat exchange systems, e.g. heat jackets or outer envelopes
    • C12M41/22—Heat exchange systems, e.g. heat jackets or outer envelopes in contact with the bioreactor walls
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/26—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of pH
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/30—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of concentration
    • C12M41/34—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of concentration of gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor

Abstract

本发明属于水处理技术领域，涉及一种基于垫状玄武岩纤维填料的厌氧氨氧化菌富集装置，由反应器本体、保温装置和在线监测仪器组成，所述反应器本体是两端密封的圆柱形腔体，反应器本体的侧面上部设有取样口，反应器本体底部设有进水口，进水口下部设有单向阀门，通过蠕动泵与进水箱相连，反应器本体顶部法兰连接的顶盖开口设置机械搅拌器，以及曝气管、在线监测仪器和经过玄武岩纤维填料的出水口，除搅拌器外，其余开口均密封，搅拌器顶部的开口作为出气口；所述在线监测仪器包括pH/ORP仪和溶氧仪，均设置于反应器本体顶部。本发明还公开该装置的使用方法。本发明所用垫状玄武岩纤维填料为无机纤维，绿色环保，具有成本低、机械强度高、生物亲和性好。

Description

基于垫状玄武岩纤维填料的厌氧氨氧化菌富集装置及使用 方法
技术领域
本发明属于水处理技术领域，涉及厌氧氨氧化菌富集装置，具体涉及一种基于垫状玄武岩纤维填料的厌氧氨氧化菌富集装置及使用方法。
背景技术
随着社会经济的蓬勃发展，环境问题日益突出，严重制约了流域社会经济的可持续发展，由氮素污染造成的水体富营养化现象严重、水质恶化加剧，成为了目前急需解决的水环境问题之一。目前，生物脱氮工艺因其处理效率高而受到广泛关注。其中，厌氧氨氧化工艺是近年来兴起的一种新型的生物脱氮工艺，主要原理是在缺氧条件下，厌氧氨氧化菌以亚硝酸盐氮作为电子受体，直接将氨氮转化成氮气。与传统的生物脱氮技术相比，因其具有能耗低、无需外加有机碳源、污泥产量低等优点，被认为是目前最有前景的生物脱氮技术之一。
然而，厌氧氨氧化菌生长缓慢，细胞产量低且代谢活性很容易受到外界环境影响，因而厌氧氨氧化菌的快速富集一直是该类工艺首要突破的难题。中国专利《厌氧氨氧化颗粒污泥培养装置》(CN207619105U)中公开了一种快速富集厌氧氨氧化菌的装置及方法，解决了污泥流失严重的问题，提高了截留生物量的能力，然而该装置较为复杂，内部仍需三相分离器、污泥回流等辅助设备，设备投资成本高。
发明内容
针对上述现有技术中存在的不足，本发明的目的是在于公开一种基于垫状玄武岩纤维填料的厌氧氨氧化菌快速富集培养的方法，提供一种占地面积小、耗能低的装置，解决厌氧氨氧化菌富集培养周期长的问题。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种基于垫状玄武岩纤维填料的厌氧氨氧化菌富集培养装置，由反应器本体、保温装置和在线监测仪器组成，所述反应器本体是两端密封的圆柱形腔体，反应器本体的侧面上部设有取样口，反应器本体底部设有进水口，进水口下部设有单向阀门，通过蠕动泵与进水箱相连，反应器本体顶部法兰连接的顶盖开口设置机械搅拌器，以及曝气管、在线监测仪器和经过玄武岩纤维填料的出水口，除搅拌器外，其余开口均密封，搅拌器顶部的开口作为出气口；所述在线监测仪器包括pH/ORP仪和溶氧仪，均设置于反应器本体顶部。
本发明较优公开例中，所述反应器本体为两端密封的圆柱形腔体，其内直径为15～25cm，优选20cm，有效高度为35～65cm，优选45cm，外部遮光处理。
本发明较优公开例中，所述玄武岩纤维填料为垫状玄武岩纤维，通过框架垂直固定于反应器本体内，所述垫状玄武岩纤维填料为长条状，单片长为20～40cm，宽5～15cm，厚度为0.5～1cm；所述垫状玄武岩纤维填料由多片组成，由金属丝将多片填料嵌套在框架内，在反应器本体内的填充率为10％～30％；所述框架长为5～15cm，宽为3～8cm，高为20～40cm，材质为高分子材料。
本发明较优公开例中，所述框架嵌满多片垫状玄武岩纤维填料，其上带有圆柱形出口，所述圆柱形出口与PVC硬管相连，所述PVC硬管固定在反应器本体顶部圆盖上。
本发明较优公开例中，所述框架和PVC硬管通过软管、三通阀与出水管相连，所述出水管通过蠕动泵与出水箱相连形成液封。
本发明较优公开例中，所述进水口为水平倾角15～35°，优选30°的圆锥体。
本发明较优公开例中，所述进水箱为密闭水箱，内置曝气管与加热装置，所述曝气管由内径0.5～1.5cm，优选0.8cm的微孔增氧管围成的圆环。
本发明较优公开例中，所述曝气管通过三通阀和软管延伸出反应器，并与盛有氮气的钢瓶相连，同时软管上设有止气夹。
本发明较优公开例中，所述曝气管通过三通阀和软管延伸出进水箱，并与盛有氮气的钢瓶相连，同时软管上设有止气夹。
本发明较优公开例中，所述保温装置包括围绕在反应器本体外的保温夹层和提供夹层内温水的加热水箱，所述加热水箱内置加热装置，所述保温夹层底部设有保温夹层进水口，通过潜水泵将加热水箱中的水抽入保温夹层内，夹层上部设有保温夹层出水口，出水流回加热水箱构成循环水。
本发明的另一个目的在于公开上述基于垫状玄武岩纤维填料的厌氧氨氧化菌的富集装置的使用方法，包括以下步骤：
A.将厌氧氨氧化菌的接种污泥投入挂有垫状玄武岩纤维填料的反应器内；
B.将含氮废水通过蠕动泵从进水口输送到反应器内，使其浸没垫状玄武岩纤维填料；
C.打开保温装置，使得反应器本体内部温度保持在30～40℃，优选35℃；
D.打开搅拌装置，调整转速为150～350r/min，优选200r/min，打开止气夹，每隔1h通氮气10～20min，优选15min，控制反应器内溶解氧维持在0.2～0.6mg/L之间；
E.打开在线监控装置实时监测反应器的运行状况，通过加稀盐酸使反应器内的pH维持在7.0～8.0之间；
F.设置水力停留时间(HRT)为6～24h，优选24h，通过蠕动泵实现连续流启动反应装置。
本发明较优公开例中，步骤A所述厌氧氨氧化菌接种污泥为硝化污泥、反硝化污泥或厌氧污泥与厌氧氨氧化污泥的组合，其质量比为(5～25):1，反应器内污泥的MLSS浓度为200～3000mg/L，优选2000～3000mg/L。氨氮30～300mg/L，亚硝态氮30～400mg/L，在进水箱中需加热至35～40℃，并调节pH值
本发明较优公开例中，步骤B所述含氮废水中氨至7.5左右，且通过吹扫氮气使溶解氧小于0.5mg/L。
有益效果
本发明所用的垫状玄武岩纤维填料为无机纤维，绿色环保，具有成本低、机械强度高、生物亲和性好、生物截留量大、传质效果好等优点；厌氧氨氧化菌可被垫状玄武岩纤维填料截留，无流失，并为厌氧氨氧化菌提供良好的栖息场所，实现厌氧氨氧化菌的快速高效富集培养，为突破厌氧氨氧化技术推广发展的难点和重点提供了可靠的方法。此外，在不使用三相分离器和污泥回流装置的前提下，出水的悬浮固体浓度(SS)能够保持较低水平。
附图说明
图1.基于垫状玄武岩纤维填料的厌氧氨氧化菌富集培养装置的结构示意图，
其中附图标记分别为：1-反应器本体、2-玄武岩纤维填料、3-框架、31-圆柱形出口、32-PVC硬管、33-三通阀、4-搅拌器、5-保温夹层、51-保温夹层进水口、52-保温夹层出水口、6、7-曝气管、8、9-加热装置、10-加热水箱、11-潜水泵、12-pH/ORP仪、13-溶氧仪、14-进水口、15-单向阀门、16-取样口、17-进水箱、18、19-止气夹、20-出水箱、21、22-蠕动泵。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明，以使本领域技术人员更好地理解本发明，但本发明并不局限于以下实施例。
实施例1
一种基于垫状玄武岩纤维填料的厌氧氨氧化菌富集培养装置，由反应器本体1、保温装置和在线监测仪器组成，所述反应器本体1是圆柱形腔体，两端通过法兰硅胶垫片密封能够保证厌氧氨氧化菌所需的缺氧或厌氧环境，其内直径为20cm，有效高度为45cm，外部用锡箔、纸箱等来遮光。所述反应器本体1的侧面上部设有取样口16，所述反应器本体1底部设有进水口14，所述进水口14为水平倾角30°的圆锥体，内部设有曝气管6，所述曝气管6为内径0.8cm的微孔增氧管围成的圆环，吹扫氮气以保证装置的厌氧环境，同时使沉淀的污泥不断吸附到填料表面，所述的进水口14下部设有单向阀门15，防止污泥流失堵塞泵口，通过蠕动泵22与进水箱17相连，所述进水箱17为密闭水箱，内置曝气管7与加热装置9，所述曝气管7为内径0.8cm的微孔增氧管围成的圆环，所述加热装置需加热至37℃；所述顶部法兰连接的顶盖开口安置机械搅拌器4、曝气管6、监测仪器12、13和经过填料2的出水口(除搅拌器外，其余开口均密封，搅拌器开口则为出气口)。所述机械搅拌器4，其转速为200r/min；通过搅拌的方式增加废水与填料的接触范围并提高了反应器的传质能力，便于产生的氮气排出。所述曝气管6、7通过三通阀和软管延伸出反应器1或进水箱17，并与盛有氮气的钢瓶相连，同时软管上分别设有止气夹18、19，间歇曝气既能保证缺氧或厌氧环境又能节约能耗；所述在线监测仪器包括pH/ORP仪12和溶氧仪13。
所述填料2为垫状玄武岩纤维，通过聚乙烯塑料框架3垂直固定挂于反应器本体1内；所述固定垫状玄武岩纤维填料2的聚乙烯塑料框架3长10cm，宽5cm，高25cm，；所述垫状玄武岩纤维2为长条状，单片长25cm，宽10cm，厚度0.5cm；所述垫状玄武岩纤维填料2由5片组成通过铁丝将多片填料嵌套在聚乙烯塑料框架3内；所述垫状玄武岩纤维填料2在反应器本体1内的填充率为20％；所述嵌满多片垫状玄武岩纤维填料2的聚乙烯塑料框架3上带有圆柱形出口31，所述圆柱形出口31与PVC硬管32相连，所述PVC硬管32固定在反应器1顶部圆盖上。所述聚乙烯塑料框架3和PVC硬管32通过软管、三通阀33与出水管相连，所述出水管通过蠕动泵21与出水箱20相连形成液封。蠕动泵抽吸泥水混合物流经填料2，促使更多的细菌被截留在填料2上，出水的固体悬浮物浓度(SS浓度)能够保持较低水平。
所述保温装置5包括围绕在反应器本体外的保温夹层和提供夹层内温水的加热水箱10，内置加热装置8设置温度37℃，所述夹层底部设有保温夹层进水口51，通过潜水泵11将加热水箱10中的水抽入夹层内，夹层上部设有保温夹层出水口52，令出水流回加热水箱10构成循环水。
实施例2
一种基于垫状玄武岩纤维填料的厌氧氨氧化菌富集培养装置，由反应器本体1、保温装置和在线监测仪器组成，所述反应器本体1是圆柱形腔体，两端通过法兰硅胶垫片密封能够保证厌氧氨氧化菌所需的缺氧或厌氧环境，其内直径为15cm，有效高度为35cm，且外部用锡箔、纸箱等来遮光。所述反应器本体1的侧面上部设有取样口16，所述反应器本体1底部设有进水口14，所述进水口14为水平倾角15°的圆锥体，内部设有曝气管6，所述曝气管6为内径0.5cm的微孔增氧管围成的圆环，吹扫氮气以保证装置的厌氧环境，同时使沉淀的污泥不断吸附到填料表面，所述的进水口14下部设有单向阀门15，防止污泥流失堵塞泵口，通过蠕动泵22与进水箱17相连，所述进水箱17为密闭水箱，内置曝气管7与加热装置9，所述曝气管7为内径0.5cm的微孔增氧管围成的圆环，所述加热装置需加热至35℃；所述顶部法兰连接的顶盖开口安置机械搅拌器4、曝气管6、监测仪器12、13和经过填料2的出水口(除搅拌器外，其余开口均密封，搅拌器开口则为出气口)。所述机械搅拌器4，其转速为150r/min。通过搅拌的方式增加废水与填料的接触范围并提高了反应器的传质能力，便于产生的氮气排出。所述曝气管6、7通过三通阀和软管延伸出反应器1或进水箱17，并与盛有氮气的钢瓶相连，同时软管上分别设有止气夹18、19，间歇曝气既能保证缺氧或厌氧环境又能节约能耗；所述在线监测仪器包括pH/ORP仪12和溶氧仪13。
所述填料2为垫状玄武岩纤维，通过聚乙烯塑料框架3垂直固定挂于反应器本体1内；所述固定垫状玄武岩纤维填料2的聚乙烯塑料框架3长5cm，宽3cm，高20cm，；所述垫状玄武岩纤维2为长条状，单片长为20cm，宽5cm，厚度0.5cm；所述垫状玄武岩纤维填料2由6片组成，通过铁丝将多片填料嵌套在聚乙烯塑料框架3内；所述垫状玄武岩纤维填料2在反应器本体1内的填充率为10％；所述嵌满多片垫状玄武岩纤维填料2的聚乙烯塑料框架3上带有圆柱形出口31，所述圆柱形出口31与PVC硬管32相连，所述PVC硬管32固定在反应器1顶部圆盖上。所述聚乙烯塑料框架3和PVC硬管32通过软管、三通阀33与出水管相连，所述出水管通过蠕动泵21与出水箱20相连形成液封。蠕动泵抽吸泥水混合物流经填料2，促使更多的细菌被截留在填料2上，出水的固体悬浮物浓度(SS浓度)能够保持较低水平。
所述保温装置5包括围绕在反应器本体外的保温夹层和提供夹层内温水的加热水箱10，内置加热装置8设置温度35℃，所述夹层底部设有保温夹层进水口51，通过潜水泵11将加热水箱10中的水抽入夹层内，夹层上部设有保温夹层出水口52，令出水流回加热水箱10构成循环水。
实施例3
一种基于垫状玄武岩纤维填料的厌氧氨氧化菌富集培养装置，由反应器本体1、保温装置和在线监测仪器组成，所述反应器本体1是圆柱形腔体，两端通过法兰硅胶垫片密封能够保证厌氧氨氧化菌所需的缺氧或厌氧环境，其内直径25cm，有效高度65cm，且外部用锡箔、纸箱等来遮光。所述反应器本体1的侧面上部设有取样口16，所述反应器本体1底部设有进水口14，所述进水口14为水平倾角35°的圆锥体，内部设有曝气管6，所述曝气管6为内径1.5cm的微孔增氧管围成的圆环，吹扫氮气以保证装置的厌氧环境，同时使沉淀的污泥不断吸附到填料表面，所述的进水口14下部设有单向阀门15，防止污泥流失堵塞泵口，通过蠕动泵22与进水箱17相连，所述进水箱17为密闭水箱，内置曝气管7与加热装置9，所述曝气管7为内径1.5cm的微孔增氧管围成的圆环，所述加热装置需加热至40℃；所述顶部法兰连接的顶盖开口安置机械搅拌器4、曝气管6、监测仪器12、13和经过填料2的出水口(除搅拌器外，其余开口均密封，搅拌器开口则为出气口)。所述机械搅拌器4，其转速为350r/min。通过搅拌的方式增加废水与填料的接触范围并提高了反应器的传质能力，便于产生的氮气排出。所述曝气管6、7通过三通阀和软管延伸出反应器1或进水箱17，并与盛有氮气的钢瓶相连，同时软管上分别设有止气夹18、19，间歇曝气既能保证缺氧或厌氧环境又能节约能耗；所述在线监测仪器包括pH/ORP仪12和溶氧仪13。
所述填料2为垫状玄武岩纤维，通过聚乙烯塑料框架3垂直固定挂于反应器本体1内；所述固定垫状玄武岩纤维填料2的聚乙烯塑料框架3长15cm，宽8cm，高40cm，所述垫状玄武岩纤维2为长条状，单片长为40cm宽15cm厚度为1cm；所述垫状玄武岩纤维填料2由8片组成通过铁丝将多片填料嵌套在聚乙烯塑料框架3内；所述垫状玄武岩纤维填料2在反应器本体1内的填充率为30％；所述嵌满多片垫状玄武岩纤维填料2的聚乙烯塑料框架3上带有圆柱形出口31，所述圆柱形出口31与PVC硬管32相连，所述PVC硬管32固定在反应器1顶部圆盖上。所述聚乙烯塑料框架3和PVC硬管32通过软管、三通阀33与出水管相连，所述出水管通过蠕动泵21与出水箱20相连形成液封。蠕动泵抽吸泥水混合物流经填料2，促使更多的细菌被截留在填料2上，出水的固体悬浮物浓度(SS浓度)能够保持较低水平。
所述保温装置5包括围绕在反应器本体外的保温夹层和提供夹层内温水的加热水箱10，内置加热装置8设置温度40℃，所述夹层底部设有保温夹层进水口51，通过潜水泵11将加热水箱10中的水抽入夹层内，夹层上部设有保温夹层出水口52，令出水流回加热水箱10构成循环水。
实施例4
实施例1-3所公开的反应器装置可实现快速富集厌氧氨氧化菌，其使用方法包括步骤如下：
A.将厌氧氨氧化菌的接种污泥(硝化污泥、反硝化污泥或厌氧污泥与厌氧氨氧化污泥按质量比(5～25):1混合，优选硝化污泥和厌氧氨氧化污泥按质量比10:1混合)，投入挂有垫状玄武岩纤维填料的反应器内，控制反应器内污泥的MLSS浓度为200～3000mg/L；
B.将含氮废水通过蠕动泵22从进水口14输送到反应器1内，使其浸没垫状玄武岩纤维2；
C.打开保温装置5，使反应器本体1内部温度保持在30～40℃之间；
D.打开搅拌装置4，调整转速为150～350r/min，打开止气夹18每隔1h通氮气10～20min，控制反应器溶解氧始终维持在0.2～0.6mg/L之间；
E.打开在线监控装置12、13实时监测反应器的运行状况，通过加稀盐酸使反应器内的pH维持在7.0～8.0之间；
F.设置水力停留时间(HRT)为6～24h，优选24h，通过蠕动泵21实现连续流启动反应装置。
实验例
以江苏省镇江市大学城区附近污水处理厂曝气池内的活性污泥作为主要接种对象，反应器内含氮废水水质如表1所示：
表1含氮废水水质情况
水质指标 浓度(mg/L)
NH<sub>3</sub>-N 30.8～315
NO<sub>2</sub>-N 35.6～420
KHCO<sub>3</sub> 1250
KH<sub>2</sub>PO<sub>4</sub> 10
CaCl<sub>2</sub>.2H<sub>2</sub>O 5.6
MgSO<sub>4</sub>.7H<sub>2</sub>O 300
微量元素Ⅰ 1.25ml
微量元素Ⅱ 1.25ml
注：微量元素Ⅰ包括EDTA5g/L、FeSO45g/L；微量元素Ⅱ包括EDTA15g/L、ZnSO4·7H2O0.43g/L、CuSO4·5H2O0.25g/L、NiCl2·6H2O0.19g/L、H3BO40.014g/L、CoCl2·6H2O0.24g/L、MnCl2·4H2O0.99g/L、Na2MoO4·2H2O0.22g/L、NaSeO4·10H2O0.21g/L。
表2实验条件
具体步骤如下：
从东北大学购买的厌氧氨氧化污泥的MLSS浓度为8000～10000mg/L，将曝气池内的活性污泥与厌氧氨氧化污泥按10:1的质量比混合倒入填充15％垫状玄武岩纤维填料的发明装置内，通过进水口将合成废水加入装置内并浸没填料，控制总体污泥浓度为2000～3000mg/L，设置HRT为24h，采用连续流，控制进出水流量均约为0.52L/h。其中合成废水中初始氨氮和亚硝态氮浓度均为30mg/L，且需在进水箱内加热至35℃，pH值调节至7.5左右，并吹扫氮气，使污水内溶解氧小于0.5mg/L。在运行过程中，设置搅拌转速为200r/min，并通过保温装置使反应器温度维持在35℃左右，通过调节曝气量使反应器溶解氧维持在0.2～0.6mg/L，通过在线监控装置控制反应器pH值范围在7.0～8.0之间。
发明装置运行20d以后，装置内可发现红色厌氧氨氧化菌，出水氨氮约为18mg/L，亚硝态氮约为15mg/L，且测到硝态氮约2mg/L，氨氮和亚硝态同时去除说明已经有厌氧氨氧化反应产生。氨氮和亚硝态氮去除率达到90％至少保持5个HRT，将氨氮和亚硝态氮基质比改为1:1.33并成倍提高基质浓度。80d以后，总氮荷载速率(TNLR)达到0.7kg·m-3·d-1，且总氮去除率(TNRR)达到85％以上，说明该装置成功富集了厌氧氨氧化菌。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于垫状玄武岩纤维填料的厌氧氨氧化菌富集培养装置，由反应器本体（1）、保温装置和在线监测仪器组成，其特征在于：所述反应器本体是两端密封的圆柱形腔体，反应器本体的侧面上部设有取样口（16），反应器本体底部设有进水口（14），进水口下部设有单向阀门（15），通过蠕动泵（22）与进水箱（17）相连，反应器本体顶部法兰连接的顶盖开口设置机械搅拌器（4），以及曝气管（6）、在线监测仪器和经过玄武岩纤维填料（2）的出水口，除搅拌器外，其余开口均密封，搅拌器（4）顶部的开口作为出气口；所述在线监测仪器包括pH/ORP仪（12）和溶氧仪（13），均设置于反应器本体顶部。
2.根据权利要求1所述基于垫状玄武岩纤维填料的厌氧氨氧化菌富集培养装置，其特征在于：所述反应器本体（1）为两端密封的圆柱形腔体，其内直径为15～25 cm，优选20 cm，有效高度为35～65 cm，优选45 cm，外部遮光处理。
3.根据权利要求1所述基于垫状玄武岩纤维填料的厌氧氨氧化菌富集培养装置，其特征在于：所述玄武岩纤维填料（2）为垫状玄武岩纤维，通过框架（3）垂直固定于反应器本体（1）内，所述垫状玄武岩纤维填料（2）为长条状，单片长为20～40 cm，宽5～15 cm，厚度为0.5～1 cm；所述垫状玄武岩纤维填料由多片组成，由金属丝将多片填料嵌套在框架（3）内，在反应器本体（1）内的填充率为10%～30%；所述框架（3）长为5～15 cm，宽为3～8 cm，高为20～40 cm，材质为高分子材料。
4.根据权利要求1所述基于垫状玄武岩纤维填料的厌氧氨氧化菌富集培养装置，其特征在于：所述框架（3）嵌满多片垫状玄武岩纤维填料，其上带有圆柱形出口（31），所述圆柱形出口（31）与PVC硬管（32）相连，所述PVC硬管固定在反应器本体顶部圆盖上；所述框架（3）和PVC硬管（32）通过软管、三通阀（33）与出水管相连，所述出水管通过蠕动泵（21）与出水箱（20）相连形成液封。
5.根据权利要求1所述基于垫状玄武岩纤维填料的厌氧氨氧化菌富集培养装置，其特征在于：所述进水口（14）为水平倾角15～35°，优选30°的圆锥体；所述进水箱（17）为密闭水箱，内置曝气管（7）与加热装置（9），所述曝气管（7）由内径0.5～1.5 cm优选0.8 cm的微孔增氧管围成的圆环。
6.根据权利要求1所述基于垫状玄武岩纤维填料的厌氧氨氧化菌富集培养装置，其特征在于：所述曝气管（6）通过三通阀和软管延伸出反应器，并与盛有氮气的钢瓶相连，同时软管上设有止气夹（18）；所述曝气管（7）通过三通阀和软管延伸出进水箱（17），并与盛有氮气的钢瓶相连，同时软管上设有止气夹（19）。
7.根据权利要求1所述基于垫状玄武岩纤维填料的厌氧氨氧化菌富集培养装置，其特征在于：所述保温装置包括围绕在反应器本体外的保温夹层（5）和提供夹层内温水的加热水箱（10），所述加热水箱（10）内置加热装置（8），所述保温夹层底部设有保温夹层进水口（51），通过潜水泵（11）将加热水箱中的水抽入保温夹层内，夹层上部设有保温夹层出水口（52），出水流回加热水箱构成循环水。
8.一种如权利要求1-7任一所述基于垫状玄武岩纤维填料的厌氧氨氧化菌富集培养装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
A. 将厌氧氨氧化菌的接种污泥投入挂有垫状玄武岩纤维填料的反应器内；
B. 将含氮废水通过蠕动泵从进水口输送到反应器内，使其浸没垫状玄武岩纤维填料；
C. 打开保温装置，使得反应器本体内部温度保持在30～40 ℃，优选35 ℃；
D. 打开搅拌装置，调整转速为150～350 r/min，优选200 r/min，打开止气夹，每隔1 h通氮气10～20 min，优选15 min，控制反应器内溶解氧维持在0.2～0.6 mg/L之间；
E. 打开在线监控装置实时监测反应器的运行状况，通过加稀盐酸使反应器内的pH维持在7.0～8.0之间；
F. 设置水力停留时间为6～24 h，优选24 h，通过蠕动泵实现连续流启动反应装置。
9.根据权利要求8所述基于垫状玄武岩纤维填料的厌氧氨氧化菌富集培养装置的使用方法，其特征在于：步骤A所述厌氧氨氧化菌接种污泥为硝化污泥、反硝化污泥或厌氧污泥与厌氧氨氧化污泥的组合，其质量比为5～25:1，反应器内污泥的MLSS浓度为200～3000mg/L，优选2000～3000 mg/L。
10.根据权利要求8所述基于垫状玄武岩纤维填料的厌氧氨氧化菌富集培养装置的使用方法，其特征在于：步骤B所述含氮废水中氨氮30～300 mg/L，亚硝态氮30～400 mg/L，在进水箱中需加热至35～40 ℃，并调节pH值至7.5左右，且通过吹扫氮气使溶解氧小于0.5mg/L。
CN201910879017.1A 2019-09-18 2019-09-18 基于垫状玄武岩纤维填料的厌氧氨氧化菌富集装置及使用方法 Pending CN110526392A (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910879017.1A CN110526392A (zh) 2019-09-18 2019-09-18 基于垫状玄武岩纤维填料的厌氧氨氧化菌富集装置及使用方法
PCT/CN2020/110208 WO2021052096A1 (zh) 2019-09-18 2020-08-20 基于垫状玄武岩纤维填料的厌氧氨氧化菌富集装置及使用方法
JP2020156652A JP2021045123A (ja) 2019-09-18 2020-09-17 バサルト繊維担体に基づく嫌気性アンモニア酸化菌の急速な集積培養方法およびその装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910879017.1A CN110526392A (zh) 2019-09-18 2019-09-18 基于垫状玄武岩纤维填料的厌氧氨氧化菌富集装置及使用方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110526392A true CN110526392A (zh) 2019-12-03

Family

ID=68669095

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910879017.1A Pending CN110526392A (zh) 2019-09-18 2019-09-18 基于垫状玄武岩纤维填料的厌氧氨氧化菌富集装置及使用方法

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP2021045123A (zh)
CN (1) CN110526392A (zh)
WO (1) WO2021052096A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021052096A1 (zh) * 2019-09-18 2021-03-25 江苏大学 基于垫状玄武岩纤维填料的厌氧氨氧化菌富集装置及使用方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114604969B (zh) * 2022-04-11 2022-12-20 中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司第五采油厂 一种厌氧氨氧化菌富集生物反应器
CN116769564A (zh) * 2023-08-18 2023-09-19 深圳精渔科技有限公司 一种光合细菌连续生产装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104593231A (zh) * 2014-12-31 2015-05-06 华南理工大学 一种添加模拟月壤填料快速制生物氮气的方法
CN107523474A (zh) * 2017-10-23 2017-12-29 江苏艾特克环境工程设计研究院有限公司 一种厌氧氨氧化菌的培养装置及培养方法
CN109593685A (zh) * 2019-01-11 2019-04-09 江苏艾特克环境工程设计研究院有限公司 一种基于改性玄武岩纤维填料的厌氧氨氧化菌富集方法及装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5003999B2 (ja) * 2007-02-13 2012-08-22 株式会社日立プラントテクノロジー 廃水処理方法及び装置
JP2017144427A (ja) * 2016-02-16 2017-08-24 王子ホールディングス株式会社 水処理装置、水処理方法、廃棄物固形燃料の生産方法および処理水の製造方法
CN106517506A (zh) * 2016-12-16 2017-03-22 钦州市高新技术产业服务中心 一种污水处理的填料及其制备方法
JP6872921B2 (ja) * 2017-02-09 2021-05-19 学校法人 東洋大学 窒素含有廃水の処理装置及び処理方法
CN107720978B (zh) * 2017-10-19 2018-07-06 浙江大学 可实现废水同步去除氨氮和总氮的水处理填料
CN109179872A (zh) * 2018-09-19 2019-01-11 江苏艾特克环境工程设计研究院有限公司 一种基于玄武岩纤维的水处理装置及水处理工艺
CN110526392A (zh) * 2019-09-18 2019-12-03 江苏大学 基于垫状玄武岩纤维填料的厌氧氨氧化菌富集装置及使用方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104593231A (zh) * 2014-12-31 2015-05-06 华南理工大学 一种添加模拟月壤填料快速制生物氮气的方法
CN107523474A (zh) * 2017-10-23 2017-12-29 江苏艾特克环境工程设计研究院有限公司 一种厌氧氨氧化菌的培养装置及培养方法
CN109593685A (zh) * 2019-01-11 2019-04-09 江苏艾特克环境工程设计研究院有限公司 一种基于改性玄武岩纤维填料的厌氧氨氧化菌富集方法及装置

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BINWEI等: "Surface modification and characterization of basalt fibers with hybrid sizings", 《COMPOSITES PART A: APPLIED SCIENCE AND MANUFACTURING》 *
姚勇等: "玄武岩纤维在载体方向的应用现状", 《合成纤维》 *
孔晓宏等: "《生态安徽建设研究》", 30 November 2009, 合肥工业大学出版社 *
蒋霞等: "玄武岩纤维载体生物接触氧化工艺处理印染废水", 《工业水处理》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021052096A1 (zh) * 2019-09-18 2021-03-25 江苏大学 基于垫状玄武岩纤维填料的厌氧氨氧化菌富集装置及使用方法
JP2021045123A (ja) * 2019-09-18 2021-03-25 江▲蘇▼大学 バサルト繊維担体に基づく嫌気性アンモニア酸化菌の急速な集積培養方法およびその装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021052096A1 (zh) 2021-03-25
JP2021045123A (ja) 2021-03-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107162184B (zh) 一种利用厌氧氨氧化-硫自养反硝化耦合脱氮的ubf反应器及其系统和脱氮方法
CN104986923B (zh) 一种基于城市污水短程硝化‑厌氧氨氧化的多级a/o生物脱氮的装置与方法
CN110526392A (zh) 基于垫状玄武岩纤维填料的厌氧氨氧化菌富集装置及使用方法
CN101538087A (zh) 一种运行单级自养生物脱氮工艺的炭管膜曝气生物膜反应器
CN107487847A (zh) 一种一体化厌氧氨氧化强化内源反硝化sbbr深度脱氮的方法
CN108046423A (zh) 一种用于城镇废水厌氧氨氧化生物脱氮的反应器装置与方法
CN102745810B (zh) 一种废水同步脱氮除碳方法
CN102674539A (zh) 一种基于膜生物反应器的硝化污泥高效富集培养系统及方法
CN109336325A (zh) 一种零排放处理晚期垃圾渗滤液的装置与方法
CN106830302A (zh) 溶解氧自动化控制的mbr全程硝化菌富集装置及其方法
CN111573830A (zh) 厌氧氨氧化与氢自养反硝化耦合深度脱氮的装置与方法
WO2022179146A1 (zh) 一种以潮间带沉积物为接种体系的高盐废水纯膜mbbr启动方法
CN108862581A (zh) 一种ao生物膜+污泥发酵耦合反硝化实现污水深度脱氮同步污泥减量的装置和方法
CN104229979B (zh) 一种mbr脱氮一体化装置及其应用
CN107698022A (zh) 玄武岩生物巢定向补充碳源污水脱氮装置及其使用方法
CN110526391A (zh) 快速富集悬浮态厌氧氨氧化菌的设备及使用方法
CN110877926A (zh) 一种快速培养自养-异养生物脱氮颗粒污泥的装置及方法
CN110217888A (zh) 一种城市污水的亚硝化-厌氧氨氧化处理装置及方法
CN206590950U (zh) 一种溶解氧自动化控制的mbr全程硝化菌富集装置
CN109133345A (zh) 一种快速培养厌氧氨氧化颗粒污泥的方法
CN108892240A (zh) 一种底物流加-间歇式运行的短程反硝化细菌富集方法
CN109095727A (zh) 一种高氨氮低碳氮比污水的脱氮除碳装置和方法
CN209537084U (zh) 一种厌氧氨氧化与氢自养反硝化耦合深度脱氮的装置
CN109851064B (zh) 基于软性填料的序批式全程硝化菌富集装置及其方法
CN103193320A (zh) 一种生物滤池的高效自养脱氮方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination