[发明专利]一种序批式间歇活性污泥反应装置及利用其富集硝化菌和反硝化菌的方法

说明书

技术领域

本发明属于污水处理控制领域，尤其涉及一种序批式间歇活性污泥反应装置及利用其富集硝化菌和反硝化菌的方法。

背景技术

N₂O是大气中的一种重要的温室气体，其温室效应约为CO₂的310倍。另外，N₂O是目前造成臭氧层破坏的主要原因，其在大气中的存在还能形成酸雨。已有研究表明，污水处理的生物脱氮过程是N₂O的主要来源之一。因此，研究污水生物脱氮过程中N₂O的产生机理，提出有效可行的N₂O减量化控制策略具有积极意义。

污水生物脱氮处理中，氮的去除主要通过微生物的硝化和反硝化反应。研究证明，硝化过程和反硝化过程中均可产生N₂O以及NO和NO₂。要充分发挥硝化菌以及反硝化菌的作用从而实现N₂O以及NO和NO₂的减量化，要解决的首要问题是对硝化菌和反硝化菌进行富集培养，并调整运行条件以期达到最佳运行工况。

SBR工艺具有工艺流程简单，处理效果稳定，运行简便等优点，其基本原理是在好氧条件下污水中的氨氮过程的运行工况通过硝化作用转化为硝酸盐氮及亚硝酸盐氮，在缺氧的条件下通过反硝化及短程反硝化的途径转变为N₂。

传统N₂O以及NO和NO₂减量化控制策略大多数是在探索工艺的运行条件从而对硝化以及反硝化过程进行改善，但是，这些控制措施在实现有害气体减量化的同时会对系统的脱氮性能造成一定的不利影响。而对通过调整微生物种群结构并在此基础上合理调控运行工况从而在保证高效脱氮的基础上实现N₂O以及NO和NO₂气体的减量化研究甚少。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种在保证高效脱氮的基础上实现N₂O以及NO和NO₂气体减量化的序批式间歇活性污泥反应装置及利用其富集硝化菌和反硝化菌的方法。

本发明为解决上述技术问题所采用的方案为:

一种序批式间歇活性污泥反应装置，它包括反应器，其特征在于，所述反应器的顶部采用塑胶垫密封，所述序批式间歇活性污泥反应装置还包括磁力搅拌器、pH值测量指示器、溶解氧测量指示器、鼓风曝气机、氮气供应管道、进水泵、出水泵及温度测量指示器；所述磁力搅拌器设置于所述反应器的底部，所述pH值测量指示器、溶解氧测量指示器和温度测量指示器分别用于测量所述反应器内液体的pH值、溶解氧值和温度值，所述进水泵和出水泵分别用于所述反应器的加水或抽水，所述鼓风曝气机和氮气供应管道分别用于给所述反应器供应空气和氮气。

上述方案中，所述序批式间歇活性污泥反应装置还包括进水桶和出水桶，所述进水泵放置于所述进水桶内，所述出水泵放置于所述出水桶内。

上述方案中，所述序批式间歇活性污泥反应装置还包括用于控制所述反应器液位的液位继电器。

一种利用序批式间歇活性污泥反应装置富集硝化菌和反硝化菌的方法，它包括如下步骤：

1)将经驯化后的接种污泥转移到序批式间歇活性污泥反应装置中装有废水的反应器内；

2)采取好氧和缺氧交替运行的模式富集硝化菌和反硝化菌；

3)在硝化菌和反硝化菌具有高活性的条件下进一步优化运行工况；

4)在反应器优化后稳定运行的基础上改变加载因素C/N比以及DO值，对NO、NO₂、N₂O的逸出量以及总氮减少量进行测量。

上述方案中，所述步骤2)中的好氧段溶解氧控制在2.0～2.6mg/L，缺氧段溶解氧控制在0.1～0.7mg/L。

上述方案中，所述步骤2)中好氧段时间为6h，缺氧段时间为5h，沉淀时间0.5h，进、出水时间均为0.25h。

上述方案中，所述废水pH值为7～8，水温为25～35℃。

上述方案中，所述步骤1)中采用乙酸钠和氯化铵作为经驯化后污泥的碳源和氮源，C/N比为3-8。

上述方案中，所述步骤2)中的好氧段溶解氧控制在2.0～2.6mg/L，缺氧段溶解氧控制在0.3mg/L，所述步骤1)中的C/N比为8。