[发明专利]利用磁性材料结合移动磁场促进好氧污泥颗粒化的装置及方法

权利要求书

1.利用磁性材料结合移动磁场促进好氧污泥颗粒化的装置，包括序批式活性污泥反应器，所述序批式活性污泥反应器包括反应器本体（1）及连接在反应器本体（1）上的排泥口（2）、进水口（3）、排水口（4）及取样口（5），所述反应器本体（1）内还设置有与气泵相连的曝气装置，其特征在于所述反应器本体（1）内设置有移动磁场装置，所述序批式活性污泥反应器的上方设置有移动磁场控制装置，所述移动磁场装置包括设置在反应器本体（1）内的中空结构的透明玻璃管（6）、悬挂设置在透明玻璃管（6）内的磁铁块（7）、投加于反应器本体（1）内的磁性材料（8），所述透明玻璃管（6）沿反应器本体（1）的高度设置，且其底部封闭，顶端伸出反应器本体（1）后设置有盖体，所述移动磁场控制装置包括步进电机（9）及控制步进电机（9）的步进电机操控台（10）。

2.如权利要求1所述的利用磁性材料结合移动磁场促进好氧污泥颗粒化的装置，其特征在于所述步进电机（9）的输出端连接有悬挂绳（11），所述盖体上设置有通孔，所述悬挂绳（11）的另一端穿过通孔后伸入到透明玻璃管（6）内，所述磁铁块（7）通过悬挂绳（11）悬挂于透明玻璃管（6）内；所述曝气装置包括设置在反应器本体（1）底部的曝气头（12）、与曝气头（12）连接的曝气管（13）、流量计（15），所述曝气管（13）伸出反应器本体（1）后通过其上设置的开关（14）与气泵相连，所述流量计（15）流量大小由开关（14）控制。

3.如权利要求1所述的利用磁性材料结合移动磁场促进好氧污泥颗粒化的装置，其特征在于所述排泥口（2）设置在反应器本体（1）的底部，所述进水口（3）设置在反应器本体（1）的下部，所述取样口（5）设置有两个，分设在反应器本体（1）的中上部，所述排水口（4）设置在反应器本体（1）液面高度的一半位置。

4.利用磁性材料结合移动磁场促进好氧污泥颗粒化的方法，其特征在于包括以下步骤：

1）在序批式活性污泥反应器中投加普通活性污泥，序批式活性污泥反应器按进水、反应、沉淀、出水和闲置的方式周期运行；

2）在步骤1）中的序批式活性污泥反应器运行至第1个周期的进水阶段时，随进水投加一定质量的磁性材料；

3）在步骤2）的序批式活性污泥反应器运行至每个周期的曝气阶段末端30min，由pH控制器自动调节反应器pH至酸性；

4）在步骤3）的序批式活性污泥反应器运行至曝气阶段末端30s，操控磁铁块在反应器内产生移动磁场；

5） 序批式活性污泥反应器运行1天后沉降性能迅速提高，15-30天后即实现颗粒化，长期运行后好氧颗粒污泥仍能保持结构稳定。

5.如权利要求4所述的利用磁性材料结合移动磁场促进好氧污泥颗粒化的方法，其特征在于步骤1）中，普通活性污泥的浓度为1.5-2.2g/L。

6.如权利要求4所述的利用磁性材料结合移动磁场促进好氧污泥颗粒化的方法，其特征在于步骤2）中磁性材料选用磁性壳聚糖，磁性壳聚糖的投加量为50%-150%，以干污泥质量计，w/w，分多次投加，每次投加量为10%-40%，间隔24h投加下一批，所述磁性壳聚糖的制作步骤如下：

A.采用超声波将0.2g的纳米级Fe₃O₄粉末，以及1.0g壳聚糖粉末混合分散在30ml3%浓度的乙酸溶液中；

B.量取100ml的液体石蜡和3ml的司盘80混合，在机械搅拌器的同时，将30ml悬浮液缓慢滴加到混合液中，并在50℃下搅拌1小时，机械搅拌器的转速为600转/分；

C.加入氨水调节混合物的pH至10-12，在70℃、600转/分条件下继续搅拌4小时；

D.用磁铁将磁性壳聚糖与液体石蜡分离，用石油醚、95%的乙醇和蒸馏水分别洗涤2-3次；

E.将磁性壳聚糖在60℃真空干燥24h，保存使用。

7.如权利要求4所述的利用磁性材料结合移动磁场促进好氧污泥颗粒化的方法，其特征在于步骤3）中，pH采用自动调节器调节，在每个曝气周期末端30min，调节反应器pH至5.0-6.5，持续8-15天。