[发明专利]快速富集悬浮态厌氧氨氧化菌的设备及使用方法

说明书

本发明属于涉及水处理技术领域，涉及一种快速富集悬浮态厌氧氨氧化菌的设备，由海藻酸盐凝胶小球富集装置和玄武岩纤维富集装置先后启用构成，当海藻酸盐凝胶小球富集装置启用完毕后将内部构建拆卸放入玄武岩纤维填料之后组装成玄武岩纤维富集装置，除反应器本体内部构造不同之外，其它部件是相同的。本发明采用细胞固定技术和生物膜载体技术相结合的方法实现悬浮态厌氧氨氧化菌的快速富集，打破了细胞固定技术维持时间短、无法实现长期高负荷运行的瓶颈；只需较少的厌氧氨氧化菌即可启动厌氧氨氧化过程和容易分散形成悬浮态富集物，将其作为绿色环保，生物截留量大的玄武岩纤维填料反应器的接种物，能缩短富集出高活性高浓度厌氧氨氧化菌的时间。

技术领域

本发明属于涉及水处理技术领域，涉及富集厌氧氨氧化菌的设备，具体涉及一种快速富集悬浮态厌氧氨氧化菌的设备及使用方法。

背景技术

近期，以厌氧氨氧化为中心展开的生物处理技术以其能耗低、无需外加有机碳源、污泥产量低等优点而得到了广泛关注。厌氧氨氧化菌细胞产率低，生长缓慢，如何快速富集出高纯度高活性的厌氧氨氧化菌是该技术一直以来需要突破的难题，且高纯度悬浮态的富集物对厌氧氨氧化菌的生化研究至关重要。众多富集厌氧氨氧化菌技术手段中，细胞固定技术已经成功地取得了初步效果。据报道，厌氧氨氧化菌在海藻酸盐凝胶小球中由于没有水力剪切应力、底物供应量高和胞外聚合物（EPS）产量少等原因能够以最大的生长速率生长。中国专利《一种利用厌氧氨氧化固定化技术实现全程自养脱氮的方法》（CN104829044A）采用海藻酸盐凝胶小球固定厌氧氨氧化菌，在短期内成功地富集了厌氧氨氧化菌，并实现了全程自养脱氮的目标。然而，凝胶小球在反应器运行过程中由于无法长期维持所需的硬度而破裂，导致该技术无法用来长期富集培养厌氧氨氧化菌，全程自养脱氮体系在后期也会因此而失稳。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足，本发明的目的是公开一种快速富集悬浮态厌氧氨氧化菌的设备。前期利用生长在海藻酸盐凝胶小球中的厌氧氨氧化菌不易形成刚性聚集体且容易分散的特性，快速富集悬浮态厌氧氨氧化菌；后期将其作为生物反应器的接种物，实现厌氧氨氧化工艺的快速启动。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种快速富集悬浮态厌氧氨氧化菌的设备，由海藻酸盐凝胶小球富集装置和玄武岩纤维富集装置先后启用构成，当海藻酸盐凝胶小球富集装置启用完毕后将内部构建拆卸放入玄武岩纤维填料之后组装成玄武岩纤维富集装置，除反应器本体内部构造不同之外，其它部件是相同的。

所述海藻酸盐凝胶小球富集装置由反应器、保温装置和进出水装置组成；所述反应器是两端密封的由有机玻璃、碳钢或玻璃钢制成的圆柱形腔体，被金属支架固定并悬空于保温装置内，所述保温装置为塑料、有机玻璃或铁制的圆形或方形桶；反应器顶部与排气管和出水口相连，排气管上连接有单通阀和气体流量计并通入进水箱内，出水口通过蠕动泵与出水箱相连；所述反应器底部设有排泥口和进水口，排泥口下部设有阀门，进水口下部设有单通阀，进水口通过蠕动泵与进水箱相连；所述反应器内部填充有包埋厌氧氨氧化菌的海藻酸盐凝胶小球，小球被塑料或有机玻璃带孔隔板固定在反应器中部，所述带孔隔板通过螺丝螺母方便旋转拆卸。

所述玄武岩纤维富集装置由反应器、保温装置和进出水装置组成；所述反应器是两端密封的由有机玻璃、碳钢或玻璃钢制成的圆柱形腔体，被金属制成的支架固定并悬空于保温装置内，保温装置为塑料、有机玻璃或铁制的圆形或方形水桶；反应器顶部与排气管和出水口相连，排气管上连接有单通阀和气体流量计并通入进水箱内，出水口通过蠕动泵与出水箱相连；所述反应器底部设有进水口，进水口下部设有单通阀并通过蠕动泵与进水箱相连；所述反应器内部填充有编织成伞状、星状或垫状的玄武岩纤维填料，由纤维支撑件固定于反应器内部。

本发明较优公开例中，所述反应器为两端密封的圆柱形腔体，其内直径为3~7 cm优选4 cm，有效高度为20~30 cm优选20 cm，且外部遮光。

本发明较优公开例中，所述金属支架为有效高度20~35 cm的铁制、铝制或钢制支架，优选有效高度25 cm。