申请日2015.11.02
公开(公告)日2016.03.09
IPC分类号C02F3/12; C02F3/10
摘要
一种以菌丝球为载体的人工活性污泥反应器及其运行方法，包括两个封闭式柱形反应器，两个封闭式柱形反应器分别构成生物质载体再生单元、人工活性污泥单元，作为人工活性污泥单元的柱形反应器近顶端，套管顶端的上方设置有两相分离装置，作为人工活性污泥单元的柱形反应器近底端设置有排泥管和污泥回流管，污泥回流管通过回流泵连通作为物质载体再生单元的柱形反应器中段，作为物质载体再生单元的柱形反应器中段上另设有导流管连通作为人工活性污泥单元的柱形反应器中段，作为人工活性污泥单元的柱形反应器上端设置有出水口，作为物质载体再生单元的柱形反应器底端设置有排污口。
权利要求书
1.一种以菌丝球为载体的人工活性污泥反应器，包括两个封闭式柱形反应器，柱形反应器上端侧壁上均设置有进水口，柱形反应器中心均设置有两端开放的套管，套管下端均设置有曝气头，曝气头管道连接柱形反应器外部的风机，其特征在于两个封闭式柱形反应器分别构成生物质载体再生单元、人工活性污泥单元，作为人工活性污泥单元的柱形反应器近顶端，套管顶端的上方设置有两相分离装置，作为人工活性污泥单元的柱形反应器近底端设置有排泥管和污泥回流管，污泥回流管通过回流泵连通作为物质载体再生单元的柱形反应器中段，作为物质载体再生单元的柱形反应器中段上另设有导流管连通作为人工活性污泥单元的柱形反应器中段，作为人工活性污泥单元的柱形反应器上端设置有出水口，作为物质载体再生单元的柱形反应器底端设置有排污口。
2.根据权利要求1所述的一种以菌丝球为载体的人工活性污泥反应器，其特征在于两个封闭式柱形反应器均设有温控装置、pH探头及溶解氧探头。
3.根据权利要求1所述的一种以菌丝球为载体的人工活性污泥反应器，其特征在于作为生物质载体再生单元的柱形反应器内为适宜菌丝球生长的条件和环境，在内循环推流作用下再生菌丝球载体。
4.根据权利要求1所述的一种以菌丝球为载体的人工活性污泥反应器，其特征在于作为人工活性污泥单元的柱形反应器内为适宜活性污泥生长的条件和环境，在内循环曝气作用下实现有机污染物的去除。
5.根据权利要求4所述的一种以菌丝球为载体的人工活性污泥反应器，其特征在于作为人工活性污泥单元的柱形反应器内设置菌丝球作为生物质载体，负载具有特定污泥处理功能的工程菌种。
6.一种如权利要求1~4之一所述的以菌丝球为载体的人工活性污泥反应器的运行方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)生物质载体的制备和菌丝球再生系统的启动：在作为生物质载体再生单元的柱形反应器内中，按公式计算加入定量，公式为：接种量=0.25×0.1%×液体培养基体积/孢子悬液吸光度A，吸光度A为孢子悬液在波长620处的吸光度，菌丝球培养基以及菌丝球孢子悬液，在曝气头推动的内循环流动作用下，在36-48小时自然形成具有颗粒形态的菌丝球载体;生物质载体再生单元内溶解氧控制在2~3mg/L，温度控制在30℃±2℃，pH控制在4-5;
(2)人工活性污泥反应器的运行：待菌丝球载体培养成熟后后，向作为人工活性污泥单元的柱形反应器加入工程菌种，通过导流管将作为生物质载体再生单元的柱形反应器内的菌丝球注入作为人工活性污泥单元的柱形反应器内，进水闷曝48-72小时，使工程菌种与菌丝球载体充分接触并且挂膜;作为人工活性污泥单元的柱形反应器内溶解氧控制在2~3mg/L，温度控制在30℃±2℃，pH控制在7-7.5;
(3)污泥回流和菌丝球载体的再生：将作为人工活性污泥单元的柱形反应器内的剩余污泥通过污泥回流管回流至作为生物质载体再生单元的柱形反应器内，在作为生物质载体再生单元的柱形反应器内稳定运行的情况下可实现菌丝球载体的再生。
说明书
一种以菌丝球为载体的人工活性污泥反应器及其运行方法
技术领域
本发明涉及污水处理领域，尤其涉及菌丝球作为生物质载体固定化不同功能的工程菌种去除水中有机污染物，菌丝球载体的再生，以及人工活性污泥反应器的运行方法。
背景技术
生物强化技术最早被应用于受污染土壤或大气的治理过程，目前作为一种广泛应用的水处理技术用于废水处理系统的快速启动、出水水质及运行稳定性的提高。该技术通过投加降解或重组目标污染物质的功能微生物或增加菌群利用的有机营养物质浓度，以达到维持系统功能菌群浓度、避免菌群流失、增加菌群留存时间、增强系统目标污染物质去除能力的目的。
目前，生物强化技术已广泛受到环境领域的重视，但是生物强化技术的应用瓶颈仍未突破，其主要原因之一在于作为强化菌种的功能性工程菌群容易从系统中流失。关于如何减少功能菌群的流失，人们尝试使用载体的方式来固定化工程菌种，增加其在生化系统中的密度，并增强其活性，但是采用的多种材料如聚氨酯、聚乙烯泡沫等需要对原有工艺进行改造，且对污水处理工艺的运行带来不便。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供了一种为最大限度地发挥生物强化技术的优势，避免普通载体应用过程对水处理工艺和运行造成的影响，以菌丝球作为生物质载体，对水处理过程中具有特定功能的工程菌种进行强化固定化，定向构建人工活性污泥，以期提高功能菌群对特种污染物的转化及降解作用，最大限度地去除废水中的难降解有机物，减少出水中污染物的种类和数量，保障出水水质的安全的以菌丝球为载体的人工活性污泥反应器的运行方法。
为实现本发明目的，提供了以下技术方案：一种以菌丝球为载体的人工活性污泥反应器，包括两个封闭式柱形反应器，柱形反应器上端侧壁上均设置有进水口，柱形反应器中心均设置有两端开放的套管，套管下端均设置有曝气头，曝气头管道连接柱形反应器外部的风机，其特征在于两个封闭式柱形反应器分别构成生物质载体再生单元、人工活性污泥单元，作为人工活性污泥单元的柱形反应器近顶端，套管顶端的上方设置有两相分离装置，作为人工活性污泥单元的柱形反应器近底端设置有排泥管和污泥回流管，污泥回流管通过回流泵连通作为物质载体再生单元的柱形反应器中段，作为物质载体再生单元的柱形反应器中段上另设有导流管连通作为人工活性污泥单元的柱形反应器中段，作为人工活性污泥单元的柱形反应器上端设置有出水口，作为物质载体再生单元的柱形反应器底端设置有排污口。
作为优选，两个封闭式柱形反应器均设有温控装置、pH探头及溶解氧探头。
作为优选，作为生物质载体再生单元的柱形反应器内为适宜菌丝球生长的条件和环境，在内循环推流作用下再生菌丝球载体。
作为优选，作为人工活性污泥单元的柱形反应器内为适宜活性污泥生长的条件和环境，在内循环曝气作用下实现有机污染物的去除。
作为优选，作为人工活性污泥单元的柱形反应器内设置菌丝球作为生物质载体，负载具有特定污泥处理功能的工程菌种。
为实现本发明另一目的，提供了一种以菌丝球为载体的人工活性污泥反应器的运行方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)生物质载体的制备和菌丝球再生系统的启动：在作为生物质载体再生单元的柱形反应器内中，按公式计算加入定量，公式为：接种量=0.25×0.1%×液体培养基体积/孢子悬液吸光度A，吸光度A为孢子悬液在波长620处的吸光度，菌丝球培养基以及菌丝球孢子悬液，在曝气头推动的内循环流动作用下，在36-48小时自然形成具有颗粒形态的菌丝球载体;生物质载体再生单元内溶解氧控制在2~3mg/L，温度控制在30℃±2℃，pH控制在4-5;
(2)人工活性污泥反应器的运行：待菌丝球载体培养成熟后后，向作为人工活性污泥单元的柱形反应器加入工程菌种，通过导流管将作为生物质载体再生单元的柱形反应器内的菌丝球注入作为人工活性污泥单元的柱形反应器内，进水闷曝48-72小时，使工程菌种与菌丝球载体充分接触并且挂膜;作为人工活性污泥单元的柱形反应器内溶解氧控制在2~3mg/L，温度控制在30℃±2℃，pH控制在7-7.5;
(3)污泥回流和菌丝球载体的再生：将作为人工活性污泥单元的柱形反应器内的剩余污泥通过污泥回流管回流至作为生物质载体再生单元的柱形反应器内，在作为生物质载体再生单元的柱形反应器内稳定运行的情况下可实现菌丝球载体的再生。
本发明有益效果：本发明最大限度地发挥生物强化技术的优势，避免普通载体应用过程对水处理工艺和运行造成的影响，以菌丝球作为生物质载体，对水处理过程中具有特定功能的工程菌种进行强化固定化，定向构建人工活性污泥，以期提高功能菌群对特种污染物的转化及降解作用，最大限度地去除废水中的难降解有机物，减少出水中污染物的种类和数量，保障出水水质的安全。