CN202643419U - 一种沸石载体好氧颗粒污泥反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型专利公开了一种沸石载体好氧颗粒污泥反应器，主要包括SBR序批式反应器主体(1)和粉末状沸石载体(2)，SBR序批式反应器主体包括进水系统(3)、曝气系统(4)、排水系统(5)、取样系统(6)和时间程序控制系统(7)，时间程序控制系统(7)分别控制反应器的进水系统(3)、曝气系统(4)和排水系统(5)，SBR序批式反应器在活性污泥接种初期投加2～10g/L的粉末状沸石(2)。本实用新型可有效利用沸石载体为核心诱导好氧颗粒污泥快速形成，缩短反应器颗粒化时间，并避免颗粒污泥成熟后因基质扩散造成的污泥解体，增强反应器的稳定性，同时沸石载体价格低廉、来源广泛，具有一定的实用价值。

Description

一种沸石载体好氧颗粒污泥反应器

技术领域

本实用新型属于废水生物处理技术领域，具体涉及一种沸石载体好氧颗粒污泥反应器。

背景技术

好氧颗粒污泥技术是通过微生物的自凝聚作用形成的具有球型规则的颗粒状微生物聚合体，是在厌氧颗粒污泥的基础之上发展起来的一种新型高效的可持续发展的生物脱氮工艺。在这种微生物自身絮凝增殖形成的好氧颗粒化过程中，众多微生物被胞外多聚物包裹于由丝状菌形成的网络框架内，由于在各种微生物间存在有较强的代谢互补性，因而能够实现复杂有机污染物的降解、承受较高的有机负荷、耐受有毒物质等。目前，好氧颗粒污泥技术得到了广泛研究，但其突出的问题就是形成周期较长和长期运行过程中易发生解体，这限制了好氧颗粒污泥技术的进一步推广和产业化。

利用人为投加外部载体实现好氧颗粒污泥的快速培养是目前的一种有效解决方案。沸石是一种具有骨架结构的多孔性含水硅铝酸盐晶体，被广泛的用作催化剂、干燥剂、水质软化剂、吸附剂、离子交换剂等。利用沸石吸附性能和生物法相结合，增强系统的氨氮去除能力，是目前的研究热点之一，沸石在吸附和去除氨氮的同时，亦可作为微生物生长的载体，为微生物提供营养源和附着表面，经一定时间后，形成生物沸石。

本实用新型的目的是提供一种沸石载体好氧颗粒污泥反应器，借助于沸石的表面吸附性能和离子交换性能提高反应器的氨氮去除能力，改善反应器污泥的沉降性能。同时，通过外部调控形成以沸石为核心的好氧颗粒污泥，省却丝状菌的缠绕，实现反应器的快速颗粒化。同时，以沸石为核心的好氧颗粒污泥成熟以后，沸石位于内部并不需要营养基质和溶解氧等物质，因此可以有效避免因基质扩散造成的内部菌种死亡而导致的颗粒污泥解体问题，增强系统的运行稳定性，降低颗粒污泥的解体风险。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种沸石载体好氧颗粒污泥反应器，解决现有好氧颗粒污泥形成周期长和长期运行不稳定的技术难题。为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种沸石载体好氧颗粒污泥反应器，主要包括SBR序批式反应器主体(1)和粉末状沸石载体(2)，SBR序批式反应器主体包括进水系统(3)、曝气系统(4)、排水系统(5)、取样系统(6)和时间程序控制系统(7)，时间程序控制系统(7)分别控制反应器的进水系统(3)、曝气系统(4)和排水系统(5)，SBR序批式反应器在活性污泥接种初期投加2～10g/L的粉末状沸石(2)。

所述的沸石载体(2)为粉术状，粒径100～300μm，密度1.5～2.2g/cm³。

所述的曝气系统(4)包括微孔曝气头(8)和穿孔曝气管(9)，均位于反应器底部，反应器曝气阶段溶解氧浓度控制为2～8mg/L。

所述的取样系统(6)的取样口位于反应器高程的25％，50％和75％处。

一种沸石载体好氧颗粒污泥反应器，其体现的优势和特点是：

(1)沸石载体的孔穴和孔道的直径与NH₄ ⁺-N的直径相当，故对NH₄ ⁺-N具有很强的选择吸附性能，可有效提高反应器的氨氮去除能力，同时借助于载体表面基质环境促进硝酸菌的附着、沉积和繁殖生长，并以此为内核快速得到性能优良的好氧颗粒污泥，大大缩短培养时间，提高反应器的有机物去除能力和硝化效率；

(2)本实用新型使用粉末状沸石载体密度为1.5～2.2g/L，通过无机成分的人为加入有效改善污泥絮体的比重，增加絮体颗粒的沉降性能并促进固液分离；

(3)采用的沸石载体表面含有一定浓度Ca²⁺，可以通过阳离子的架桥作用诱导微生物聚集生长、加强细胞的新陈代谢、细菌种内与种间的质子交换等，这进一步促进反应器的颗粒化；

(4)沸石惰性载体的投加，可以有效避免好氧颗粒污泥成熟以后因基质扩散造成的污泥解体问题，增强系统的运行稳定性、增强污染和逆性环境体抗力；从而进一步扩大驯化应用水质；

(5)所采用的沸石载体价格低廉、来源广泛，可有效对现有工程反应器进行改装，具有广泛的推广应用价值。

此实用新型用于好氧颗粒污泥技术的培养和调试，短期内达到令人满意的效果。

附图说明

附图1是本实用新型的沸石载体好氧颗粒污泥反应器示意图：(1)SBR序批式反应器主体，(2)粉末状沸石载体，(3)进水系统，(4)曝气系统，(5)排水系统，(6)取样系统，(7)时间程序控制系统，(8)微孔曝气头，(9)穿孔曝气管。

附图2是本实用新型的实施例中使用的沸石载体显微镜照片，沸石载体为粉末状，平均粒径200μm，密度1.8g/cm³。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细说明。应理解，以下实施例所述是用于说明本实用新型，并不用以限制本实用新型。

如附图1所示的一种沸石载体好氧颗粒污泥反应器。主要包括SBR序批式反应器主体(1)和粉末状沸石载体(2)，SBR序批式反应器主体包括进水系统(3)、曝气系统(4)、排水系统(5)、取样系统(6)和时间程序控制系统(7)，时间程序控制系统(7)分别控制反应器的进水系统(3)、曝气系统(4)和排水系统(5)。反应器主体(1)内径7.5cm，有效高度60cm，高径比为8∶1，反应器采用中部排水，排水率为50％。曝气系统(4)包括微孔曝气头(8)和穿孔曝气管(9)，均位于反应器底部，反应器曝气阶段溶解氧浓度控制为4mg/L。取样系统(6)的取样口位于反应器高程的25％，50％和75％处。

反应器接种污泥采用普通絮状活性污泥，接种污泥体积占反应器总体积的30％，反应器初始MLSS为3g/L，SBR序批式反应器在活性污泥接种初期投加3g/L的粉末状沸石(附图2)，沸石载体为粉术状，平均粒径200μm，密度1.8g/cm³，沸石载体显微镜照片见附图2。采用人工模拟废水驯化培养好氧颗粒污泥，C₆H₁₂O₆为模拟碳源，NH₄Cl为模拟氮源，KH₂PO₄为模拟磷源，所用人工配水水质如下：COD浓度为1400mg/L，NH₄ ⁺-N浓度为200mg/L，P浓度为40mg/L，CaCl₂·2H₂O 30mg/L，MgSO₄·7H₂O 25mg/L，FeSO₄·7H₂O 20mg/L，NaHCO₃2000mg/L。微量元素：H₃BO₃ 0.05g/L，ZnCl₂0.05g/L，CuCl₂ 0.03g/L，MnSO₄·H₂O 0.05g/L，(NH₄)₆MoO₂₄·4H₂O 0.05g/L，AlCl₃0.05g/L，CoCl₂·6H₂O 0.05g/L，NiCl₂ 0.05g/L。

经过40天的连续培养，反应器形成了大量的含核好氧颗粒污泥，反应器MLSS大于6g/L，人工模拟废水经沸石载体好氧颗粒污泥反应器处理后，反应器出水COD低于70mg/L，NH₄ ⁺-N浓度低于2mg/L，SS浓度低于20mg/L，COD去除率90％以上，NH₄ ⁺-N去除率98％以上，总氮去除率高于80％。反应器运行良好，具有优良的有机物去除和脱氮能力。

Claims (4)

1.一种沸石载体好氧颗粒污泥反应器，主要包括SBR序批式反应器主体(1)和粉末状沸石载体(2)，SBR序批式反应器主体包括进水系统(3)、曝气系统(4)、排水系统(5)、取样系统(6)和时间程序控制系统(7)，时间程序控制系统(7)分别控制反应器的进水系统(3)、曝气系统(4)和排水系统(5)，SBR序批式反应器在活性污泥接种初期投加2～10g/L的粉末状沸石(2)。

2.根据权利要求1所述的一种沸石载体好氧颗粒污泥反应器，其特征是：所述的沸石载体(2)为粉末状，粒径100～300μm，密度1.5～2.2g/cm³。

3.根据权利要求1所述的一种沸石载体好氧颗粒污泥反应器，其特征是：所述的曝气系统(4)包括微孔曝气头(8)和穿孔曝气管(9)，均位于反应器底部，反应器曝气阶段溶解氧浓度控制为2～8mg/L。

4.根据权利要求1所述的一种沸石载体好氧颗粒污泥反应器，其特征是：所述的取样系统(6)的取样口位于反应器高程的25％，50％和75％处。

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