[发明专利]一种利用恒定磁场处理低温高氨氮废水的装置及方法

摘要

本发明公开了一种利用恒定磁场处理低温高氨氮废水的装置及方法，该装置主要包括短程硝化SBR反应器，对称设置在反应器两侧的磁场强化装置，短程硝化在线监测系统及反馈控制系统。本发明充分利用磁生物效应，利用磁场影响氨氧化菌的氨单加氧酶和羟胺氧化酶中蛋白质的活性位点，提高酶的活性，增加氨氧化反应速率，促进氨氧化菌富集，特别是在低温条件下补偿温度对酶活性的影响；并利用磁场力作用增加了带电粒子运动速度进而提高了传质效率，弥补了现有低温废水处理中反应器运行不稳定、氨氮降解速率不高等缺陷，同时通过控制溶氧、pH、水力停留时间和污泥龄，实现了反应器在低温条件下高效进行亚硝化反应，缩短污水停留时间，减少成本和能耗。

主权项

一种利用恒定磁场处理低温高氨氮废水方法，其采用的装置为：在短程硝化SBR反应器（1）外侧对称设置两磁铁（10），两磁铁（10）在反应器内形成水平方向的磁场；短程硝化SBR反应器（1）分别连接污水管、排水管、污泥排放管、曝气管、碱液进液管；污水箱（2）通过污水管连接到短程硝化SBR反应器（1）；反应器出水通过排水管进入出水箱（5）；空气压缩机通过曝气管连接到短程硝化SBR反应器（1）；碱液箱（19）通过碱液进液管连接到短程硝化SBR反应器（1）；短程硝化SBR反应器（1）内设置搅拌装置（7），磁场传感器（16）、pH值传感器（12）和DO传感器（13），曝气头（9）；所述方法的步骤为:步骤一：首先在短程硝化SBR反应器（1）内填充活性污泥，在底部形成活性污泥区；然后在短程硝化SBR反应器（1）外侧对称设置两磁铁（10），保持两磁铁（10）相对平行放置且在反应器内形成的磁场方向一致即水平方向，设计两磁铁（10）面积使活性污泥区均处于磁场作用范围中，通过调节两磁铁（10）的间距控制中心磁场强度为50‑100mT，磁场强度由磁场测定仪（15）指示；在短程硝化SBR反应器（1）内设置有活性污泥区，在短程硝化SBR反应器外设置有磁场强化装置，污泥反应区与磁场相互作用，形成磁场一氨氧化菌强化体系；步骤二：在4‑15℃的低温条件下接种污泥，使短程硝化SBR反应器（1）内的污泥浓度为3000‑5000mg/L，通过蠕动泵（3）将高氨氮废水抽入短程硝化SBR反应器（1）；污泥开始驯化时，进水体积为反应器有效容积的20~30%，之后逐步提高到50%；进水后启动搅拌装置（7），搅拌速度150‑300r/min，曝气泵（8）通过曝气头对活性污泥区进行曝气，pH与DO测定仪（14）通过pH值传感器（12），DO传感器（13）在线监测短程硝化SBR反应器（1）内的pH值和溶氧DO的变化，通过计算机（17）和继电器（18）控制曝气泵（8）的开关，调节短程硝化SBR反应器（1）内溶氧DO恒定为0.5~1mg/L，同时通过控制碱液进水阀（11）开关，添加NaHCO3调节pH在7~8之间，曝气时间为120~300min，沉淀30~60min，排水比50%，沉淀出水后通过排泥阀（6）排泥，控制短程硝化SBR反应器（1）污泥龄（SRT）为20天，通过测定搅拌时污泥浓度与沉淀后排出污泥浓度，计算排泥体积，通过调整水力停留时间（HRT），控制出水氨氮与亚硝态氮的比例在1:1~1:1.3，实现对短程硝化SBR反应器（1）活性污泥的低温磁场驯化；步骤三：短程硝化SBR反应器（1）内的污泥经1‑2个月驯化后，出水水质稳定，氨氮与亚硝态氮的比例维持在1:1~1:1.3，NO3‑‑N<5mg/L，水质满足厌氧氨氧化反应的要求；所述的高氨氮污水氨氮浓度为675 mg/L、960 mg/L或1150mg/L。