公布日：2023.09.12
申请日：2023.03.03
分类号：C12M1/38(2006.01)I;C12M1/36(2006.01)I;C12M1/34(2006.01)I;C12M1/04(2006.01)I;C12M1/02(2006.01)I;C12M1/00(2006.01)I;C12P7/40(2006.01)I
摘要
发明提供一种微曝气强化初沉污泥的发酵产酸的装置。该装置包括反应器、搅拌器、微曝气装置、恒温水浴和OPR测试装置。所述反应器为具有容置腔的封闭容器。所述反应器具有进料口、曝气口和出料口。所述进料口、曝气口和出料口均与内腔连通。所述容置腔中填筑有污泥。所述搅拌器布置在反应器的内腔中。该装置利用微曝气以及污泥龄的联合调节方式，能够提升初沉污泥的产酸效果，对于解决污水处理厂低碳氮比问题具有实际意义。该装置对污水厂的有机物进行了资源化回收，作为碳源回用，提升了污水处理厂的进水碳氮比，降低了碳源投加成本以及污泥的处理成本。
权利要求书
1.一种微曝气强化初沉污泥的发酵产酸的装置，其特征在于：包括反应器、搅拌器(2)、微曝气装置、恒温水浴和OPR测试装置；所述反应器为具有容置腔的封闭容器；所述反应器具有进料口(5)、曝气口(8)和出料口(9)；所述进料口(5)、曝气口(8)和出料口(9)均与内腔连通；所述容置腔中填筑有污泥；所述搅拌器(2)布置在反应器的内腔中；所述微曝气装置包括连通的微曝气头(3)和所述空气蠕动泵(11)；所述微曝气头(3)布置在容置腔中；所述空气蠕动泵(11)布置在容置腔外；所述空气蠕动泵(11)与微曝气头(3)的连通管路通过曝气口(8)伸入容置腔中；所述恒温水浴包括制热循环设备(12)以及封装在反应器外壁上的水浴夹层(4)；所述水浴夹层(4)具有水浴进水口(6)和水浴出水口(7)；所述水浴夹层(4)通过管路与制热循环设备(12)连通。所述制热循环设备(12)将水加热通入水浴进水口(6)，对反应器进行制热，并水浴出水口(7)流出实现回流；所述OPR测试装置包括ORP探头(1)和OPR显示仪(10)；所述ORP探头(1)伸入到容置腔中；所述ORP探头(1)实时监测污泥的氧化还原电位，并传递至显示仪(10)显示数值。
2.根据权利要求1所述的一种高性能电控固体推进剂及其制备方法，其特征在于：所述水浴夹层进水口(6)位于装置底部，水浴层出口(7)位于装置顶部。
3.根据权利要求1或3所述装置的强化初沉污泥发酵产酸方法，其特征在于，包括以下步骤：1)从污水处理厂的初沉池中收集初沉污泥，并过筛滤去大颗粒无机物；2)将初沉污泥通过进料口(5)加入到反应器中，并进行污泥驯化和接种；3)经进料口(5)进水并进行搅拌；微曝气装置进行曝气，使反应器中的污泥得到足够的氧气供应；进水流量和搅拌速度根据设定进行调整；4)开始好氧阶段，污泥中的微生物进行呼吸作用，并产生二氧化碳和水；5)进入厌氧阶段，停止进水、搅拌和微曝气，使反应器中的污泥进入厌氧状态；微生物进行厌氧代谢，产生有机酸；6)静置污泥，使污泥中的产物沉淀；7)从出料口(9)中排出污泥中的沉淀物，新鲜污泥通过进料口(5)进入容置腔，完成初沉污泥的周期性更替；8)收集反应器中的发酵液；9)将发酵液用作倒置AAO中的补充碳源，提高进水碳氮比。
4.根据权利要求3所述的微曝气强化初沉污泥的发酵产酸的装置，其特征在于：步骤1)中，筛网孔隙为10目。
5.根据权利要求3所述的微曝气强化初沉污泥的发酵产酸的装置，其特征在于：步骤2)中，初沉污泥驯化周期为10d。
6.根据权利要求3所述的微曝气强化初沉污泥的发酵产酸的装置，其特征在于：曝气强度为0.01vvm。
7.根据权利要求3所述的微曝气强化初沉污泥的发酵产酸的装置，其特征在于：搅拌器(2)转速保持在100rad/min。
8.根据权利要求3所述的微曝气强化初沉污泥的发酵产酸的装置，其特征在于：污泥龄为3d；通过保持固体停留时间和水力停留时间相等以控制污泥龄。
9.根据权利要求3所述的微曝气强化初沉污泥的发酵产酸的装置，其特征在于：反应器内污泥温度保持35℃。
发明内容
本发明的目的是提供一种微曝气强化初沉污泥的发酵产酸的装置，以解决现有技术中存在的问题。
为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种微曝气强化初沉污泥的发酵产酸的装置，包括反应器、搅拌器、微曝气装置、恒温水浴和OPR测试装置。
所述反应器为具有容置腔的封闭容器。所述反应器具有进料口、曝气口和出料口。所述进料口、曝气口和出料口均与内腔连通。所述容置腔中填筑有污泥。所述搅拌器布置在反应器的内腔中。
所述微曝气装置包括连通的微曝气头和空气蠕动泵。所述微曝气头布置在容置腔中。所述空气蠕动泵布置在容置腔外。所述空气蠕动泵与微曝气头的连通管路通过曝气口伸入容置腔中。
所述恒温水浴包括制热循环设备以及封装在反应器外壁上的水浴夹层。所述水浴夹层具有水浴进水口和水浴出水口。所述水浴夹层通过管路与制热循环设备连通。所述制热循环设备将水加热通入水浴进水口，对反应器进行制热，并水浴出水口流出实现回流。
所述OPR测试装置包括ORP探头和OPR显示仪。所述ORP探头伸入到容置腔中。所述ORP探头实时监测污泥的氧化还原电位，并传递至显示仪显示数值。
进一步，所述水浴夹层进水口位于装置底部，水浴层出口位于装置顶部。
本发明还公开一种根据上述装置的强化初沉污泥发酵产酸方法，包括以下步骤：
1)从污水处理厂的初沉池中收集初沉污泥，并过筛滤去大颗粒无机物。
2)将初沉污泥通过进料口加入到反应器中，并进行污泥驯化和接种。
3)经进料口进水并进行搅拌。微曝气装置进行曝气，使反应器中的污泥得到足够的氧气供应。进水流量和搅拌速度根据设定进行调整。
4)开始好氧阶段，污泥中的微生物进行呼吸作用，并产生二氧化碳和水。
5)进入厌氧阶段，停止进水、搅拌和微曝气，使反应器中的污泥进入厌氧状态。微生物进行厌氧代谢，产生有机酸。
6)静置污泥，使污泥中的产物沉淀。
7)从出料口中排出污泥中的沉淀物，新鲜污泥通过进料口进入容置腔，完成初沉污泥的周期性更替。
8)收集反应器中的发酵液。
9)将发酵液用作倒置AAO中的补充碳源，提高进水碳氮比。
进一步，步骤1)中，筛网孔隙为10目。
进一步，步骤2)中，初沉污泥驯化周期为10d。
进一步，曝气强度为0.01vvm。
进一步，搅拌器转速保持在100rad/min。
进一步，污泥龄为3d。通过保持固体停留时间和水力停留时间相等以控制污泥龄。
进一步，反应器内污泥温度保持35℃。
本发明的技术效果是毋庸置疑的：
A.微曝气的条件可以减少发酵液中磷酸盐的溶出，降低发酵液回用对于磷去除的负荷；
B.初沉污泥发酵液可以用作倒置AAO中的补充碳源，提高进水碳氮比，在增加碳源的同时未明显提高氮磷处理负荷，液体碳源内组分均可完全降解，没有二次污染的风险；
C.装置结构简单，易于制作，投资及运行成本低，节约污水处理单位碳源投加费用的同时也减少了污泥的处理费用，具有良好的经济效益。
（发明人：张俊;吴坤明;周小国;谢家强;王硕;戴明华;何强;阳春;刘彩虹;李麟;张唐龙;左庆扬）