專利名稱：一種快速富集氨氧化菌的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及污水處理和生物技術(shù)結(jié)合的交叉技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種快速富集氨氧化菌的裝置。
背景技術(shù)：
水體富營養(yǎng)化是當(dāng)前亟待解決的全球性環(huán)境污染問題之一。我國隨著工農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，同時(shí)由于缺乏有效地環(huán)境管理和監(jiān)督體制，導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化日趨嚴(yán)重，直接影響經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。污水生物脫氮是目前最為經(jīng)濟(jì)有效的脫氮技術(shù)。現(xiàn)有的污水生物脫氮工藝絕大部 分以硝化反硝化生物過程為基礎(chǔ)，活性污泥中含有良好生物活性的硝化菌是污水生物脫氮性能的前提和關(guān)鍵保障。如果活性污泥中的硝化細(xì)菌含量很低或者硝化細(xì)菌活性受到抑制，硝化反應(yīng)無法進(jìn)行，那么污水生物脫氮就無法實(shí)現(xiàn)。氨氧化反應(yīng)是硝化過程的關(guān)鍵步驟，因此氨氧化菌的數(shù)量和活性決定著硝化反應(yīng)的快慢。此外，氨氧化細(xì)菌為自養(yǎng)型微生物，它具有世代時(shí)間長、繁殖速度慢等特點(diǎn)，那么污水處理廠活性污泥中硝化細(xì)菌所占的比例很低，一般低于5%。只有快速富集出氨氧化菌占很大比例且活性強(qiáng)的活性污泥，才能使氨氧化菌在污水處理中得到應(yīng)用，特別是對污水處理廠的啟動和調(diào)試過程起到關(guān)鍵的推動作用。CN 1354786A公開了一種高濃度硝化細(xì)菌培養(yǎng)方法，以屎尿污泥為接種污泥，以消化液為培養(yǎng)液，氨氮濃度控制在100-300mg/L，所富集的硝化細(xì)菌不能直接處理氨氮濃度高于300mg/L以上污水，必須稀釋之后才能處理。CN 101240253B公開了一種高效硝化細(xì)菌的富集方法，以含油廢水或催化劑廢水活性污泥為原料，氨氮濃度控制在100-1200mg/L，加入一定量葡萄糖或甲醇將COD控制在200mg/L以內(nèi)，所富集的硝化細(xì)菌包括氨氧化菌和亞硝酸鹽氧化菌。以上專利中沒有提到所富集的硝化細(xì)菌占總菌數(shù)的比例及具體菌種。CN101407776A公開了一種以生活污水活性污泥為原料，氨氮濃度控制在80mg/L以下，COD在120-450mg/L范圍內(nèi)，所富集的氨氧化菌在活性污泥中只占到很小的比例，所富集的氨氧化菌抗氨氮沖擊負(fù)荷的能力弱。《同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)》1999年第27卷第3期中，屈計(jì)寧等人發(fā)表的“高效硝化細(xì)菌的富集技術(shù)研究”論文中公開了一種用氨氮濃度低于300mg/L、有機(jī)物濃度在500 1000mg/L范圍的廢水富集硝化細(xì)菌的培養(yǎng)方法。由于廢水中富含有機(jī)物，因此富集出來的硝化污泥中存在大量的異養(yǎng)菌，不利于硝化細(xì)菌的生長及對高濃度氨氮廢水的去除。該文中所述方法不適合處理氨氮濃度高于300mg/L且有機(jī)物含量低的廢水。因此，當(dāng)下需要迫切解決的一個(gè)技術(shù)問題就是如何能夠提出一種有效的措施，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種快速富集氨氧化菌的裝置，使活性污泥中的異養(yǎng)菌的生長受到明顯抑制。[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種快速富集氨氧化菌的裝置，包括由微生物培養(yǎng)反應(yīng)器(7)連接進(jìn)水管(3)、加堿管(6)、中間出水管(15)、回流管
(16)、曝氣管(10);進(jìn)水管(3)上設(shè)置進(jìn)水泵(2);加堿管(6)上設(shè)置加堿泵(5)、中間出水管(15)上設(shè)置中間出水閥(14);回流管(16)上設(shè)置回流泵(17);曝氣管(10)上設(shè)置進(jìn)氣閥門(9)，曝氣管(10)進(jìn)口處與空氣壓縮機(jī)(8)相連；培養(yǎng)液儲水箱(I)通過進(jìn)水管(3)連接微生物培養(yǎng)反應(yīng)器(7);加堿桶(4)通過加堿管(6)連接微生物培養(yǎng)反應(yīng)器；中間水箱
(18)通過回流管(16)連接微生物培養(yǎng)反應(yīng)器(7);中間水箱(18)上設(shè)置出水管(20)，出水管(20)上設(shè)置出水閥(19);在微生物培養(yǎng)反應(yīng)器(7)內(nèi)設(shè)置攪拌器(13)、曝氣管(10)、曝氣頭(11)、加熱器(21)、溶解氧濃度(DO)傳感器(22)、pH傳感器(23)、溫度傳感器(24)，上述傳感器經(jīng)導(dǎo)線分別與DO測定儀(26)、pH測定儀(27)和溫度測定儀(28)連接后與可編程過程控制器(25)數(shù)據(jù)信號接口(34)、(35)、(36)連接，可編程過程控制器(25)內(nèi)置的攪 中間出水繼電器(37)、回流繼電器(38)、出水繼電器(39)經(jīng)接口分別與攪拌器(13)、加熱器(21)、進(jìn)水泵(2)、加堿泵(5)、空氣壓縮機(jī)(8)、中間出水閥門(14)、回流泵(17)和出水閥門(19)相連接；可編程過程控制器(25)上的A/D轉(zhuǎn)換器接口(40)通過電纜線與計(jì)算機(jī)
(43)相連接，通過信號轉(zhuǎn)換器(42)將傳感器模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號傳遞給計(jì)算機(jī)(43)；計(jì)算機(jī)(43 )通過D/A轉(zhuǎn)換器接口( 41)與可編程過程控制器(25 )相連接，計(jì)算機(jī)的數(shù)字指令通過信號轉(zhuǎn)換器(42 )轉(zhuǎn)換成模擬信號傳遞給可編程過程控制器(25 )。綜上，本實(shí)用新型提供的快速富集氨氧化菌的裝置，針對氨氮含量高(NH4+-N ( 500mg/L)、有機(jī)物含量少(C0D含量低于20mg/L)的特殊類型的工業(yè)廢水，通過逐漸提高微生物氨氮負(fù)荷的方法，并采用以無機(jī)鹽為主要成分的培養(yǎng)液，且培養(yǎng)液中不投加其它外加碳源的情況下，使污泥中的原生動物、后生動物、真菌和異養(yǎng)菌的生長受到明顯抑制，有利于氨氧化菌成為活性污泥種群中的優(yōu)勢菌群，并耐受越來越高的氨氮濃度，最終達(dá)到處理濃度高達(dá)500mg/L的氨氮污水，使污水中氨氮濃度降到I. Omg/L以下，甚至檢測不到。同時(shí)，本方案所培養(yǎng)的氨氧化菌優(yōu)勢菌種為亞硝化單胞菌(Nitrosomonas),原位熒光雜交技術(shù)(FISH)分析結(jié)果顯示氨氧化菌占活性污泥微生物全菌總數(shù)量的60-65%。此外，本方案所富集的氨氧化菌不僅能用于處理低濃度的氨氮廢水，而且能夠高效快速處理高濃度氨氮廢水，具有廣闊的市場應(yīng)用前景。

圖I是本實(shí)用新型的一種快速富集氨氧化菌的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的富集過程中進(jìn)水氨氮濃度為500mg/L時(shí)微生物培養(yǎng)反應(yīng)器某一周期內(nèi)氨氮、亞硝酸鹽、硝酸鹽及過程控制參數(shù)DO、pH和溫度的變化曲線示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。參照圖I所示為一種快速富集氨氧化菌的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，具體的由微生物培養(yǎng)反應(yīng)器7連接進(jìn)水管3、加堿管6、中間出水管15、回流管16、曝氣管10 ;進(jìn)水管3上設(shè)置進(jìn)水泵2 ;加堿管6上設(shè)置加堿泵5、中間出水管15上設(shè)置中間出水閥14 ;回流管16上設(shè)置回流泵17 ;曝氣管10上設(shè)置進(jìn)氣閥門9，曝氣管10進(jìn)口處與空氣壓縮機(jī)8相連；培養(yǎng)液儲水箱I通過進(jìn)水管3連接微生物培養(yǎng)反應(yīng)器7 ;加堿桶4通過加堿管6連接微生物培養(yǎng)反應(yīng)器；中間水箱18通過回流管16連接微生物培養(yǎng)反應(yīng)器7 ;中間水箱18上設(shè)置出水管20，出水管20上設(shè)置出水閥19 ；在微生物培養(yǎng)反應(yīng)器7內(nèi)設(shè)置攪拌器13、曝氣管10、曝氣頭11、加熱器21、溶解氧濃度(DO)傳感器22、pH傳感器23、溫度傳感器24，上述傳感器經(jīng)導(dǎo)線分別與DO測定儀26、pH測定儀27和溫度測定儀28連接后與可編程過程控制器25數(shù)據(jù)信號接口 34、35、36連接，可編程過程控制器25內(nèi)置的攪拌器繼電器29、加熱繼電器30、進(jìn)水繼電器31、加堿繼電器32、曝氣繼電器33、中間出水繼電器37、回流繼電器38、出水繼電器39經(jīng)接口分別與攪拌器13、加熱器21、進(jìn)水泵2、加堿泵5、空氣壓縮機(jī)8、中間出水閥門14、回流泵17和出水閥門19相連接；可編程過程控制器25上的A/D轉(zhuǎn)換器接口 40通過電纜線與計(jì)算機(jī)43 相連接，通過信號轉(zhuǎn)換器42將傳感器模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號傳遞給計(jì)算機(jī)43 ；計(jì)算機(jī)43通過D/A轉(zhuǎn)換器接口 41與可編程過程控制器25相連接，計(jì)算機(jī)的數(shù)字指令通過信號轉(zhuǎn)換器42轉(zhuǎn)換成模擬信號傳遞給可編程過程控制器25。本實(shí)用新型中一種快速富集氨氧化菌的方法包括以下步驟I.進(jìn)水根據(jù)進(jìn)水量和進(jìn)水泵的流量計(jì)算具體進(jìn)水時(shí)間，并通過可編程過程控制器(PLC)設(shè)定進(jìn)水泵具體的進(jìn)水時(shí)間，啟動進(jìn)水泵將培養(yǎng)液從培養(yǎng)液水箱引入微生物培養(yǎng)反應(yīng)器，啟動進(jìn)水泵的同時(shí)開啟攪拌器和空氣壓縮機(jī)，當(dāng)達(dá)到預(yù)先設(shè)定的進(jìn)水時(shí)間后，關(guān)閉進(jìn)水栗，進(jìn)入下一步工序；II.加堿進(jìn)水泵關(guān)閉之后，計(jì)算機(jī)通過加堿繼電器開啟加堿泵，將加堿桶內(nèi)的堿液引入微生物培養(yǎng)反應(yīng)器，從而調(diào)節(jié)反應(yīng)器的pH。計(jì)算機(jī)通過pH傳感器和pH檢測器反饋的PH信號控制加堿泵運(yùn)行時(shí)間，當(dāng)反饋的pH信號達(dá)到氨氧化菌生長所需的最佳pH值時(shí)，計(jì)算機(jī)通過加堿繼電器關(guān)閉加堿泵，進(jìn)入下一步工序；III.曝氣空氣壓縮機(jī)啟動，曝氣管進(jìn)氣閥門開啟，溶解氧濃度控制在2. O
8.Omg/L范圍內(nèi)。曝氣階段攪拌器一直開啟以保證污水和活性污泥的充分接觸。鼓風(fēng)機(jī)啟動的同時(shí)計(jì)算機(jī)開始曝氣階段計(jì)時(shí)，當(dāng)曝氣時(shí)間等于180分鐘時(shí)，空氣壓縮機(jī)和攪拌器繼續(xù)開啟，系統(tǒng)進(jìn)入下一步工序；IV.加堿當(dāng)曝氣時(shí)間達(dá)到180分鐘時(shí)，計(jì)算機(jī)通過加堿繼電器開啟加堿泵，將加堿桶內(nèi)的堿液引入微生物培養(yǎng)反應(yīng)器，從而調(diào)節(jié)反應(yīng)器的pH。計(jì)算機(jī)通過pH傳感器和pH檢測器反饋的PH信號控制加堿泵運(yùn)行時(shí)間，當(dāng)反饋的pH信號達(dá)到氨氧化菌生長所需的最佳PH值時(shí)，計(jì)算機(jī)通過加堿繼電器關(guān)閉加堿泵，進(jìn)入下一步工序；V.曝氣當(dāng)曝氣時(shí)間等于320分鐘時(shí)，計(jì)算機(jī)利用曝氣繼電器和攪拌器繼電器關(guān)閉曝氣管進(jìn)氣閥門和攪拌器，進(jìn)入下一步工序；VI.回流曝氣結(jié)束后該周期反應(yīng)階段基本結(jié)束，計(jì)算機(jī)自動計(jì)算此時(shí)的周期數(shù)，并自動讀取此培養(yǎng)液濃度下回流工序開始的周期數(shù)，若與預(yù)先設(shè)定的自動回流的周期數(shù)不相符，則直接進(jìn)入沉淀階段；若與預(yù)先設(shè)定的自動回流的周期數(shù)相符，則計(jì)算機(jī)控制出水繼電器打開出水閥門，達(dá)到預(yù)先設(shè)定的出水時(shí)間后自動關(guān)閉出水閥門；此后計(jì)算機(jī)控制回流繼電器打開回流泵，將中間水箱剩余的出水回流到微生物培養(yǎng)反應(yīng)器，達(dá)到預(yù)先設(shè)定的出水時(shí)間后自動關(guān)閉回流栗，進(jìn)入下一步工序；VII.沉淀曝氣或回流結(jié)束之后系統(tǒng)開始沉淀。根據(jù)污泥體積指數(shù)確定沉淀所需時(shí)間，由可編程過程控制器進(jìn)行計(jì)時(shí)，當(dāng)達(dá)到預(yù)先設(shè)定的沉淀時(shí)間后，進(jìn)入下一個(gè)工序；VIII.排水確定排水的時(shí)間，可編程過程控制器通過中間出水繼電器打開中間出水閥門，將處理后的水經(jīng)中間出水管排到中間水箱里繼續(xù)沉淀，關(guān)閉中間出水閥門；IX.閑置排水結(jié)束后到下一個(gè)周期開始定義為閑置期；根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)定閑置時(shí)間；當(dāng)達(dá)到預(yù)先設(shè)定的閑置時(shí)間后，此時(shí)該周期結(jié)束，系統(tǒng)讀取此培養(yǎng)液濃度下預(yù)先設(shè)定的反應(yīng)周期數(shù)，若未達(dá)到預(yù)先設(shè)定的周期數(shù)，則計(jì)算機(jī)通過控制可編程過程控制器從工序I到工序VII自動循環(huán)；當(dāng)達(dá)到預(yù)先設(shè)定的整個(gè)反應(yīng)的循環(huán)次數(shù)后，且檢測到曝氣200分鐘時(shí)反應(yīng)器內(nèi)混合液氨氮濃度小于預(yù)先設(shè)定的濃度，提高培養(yǎng)液中氨氮濃度，如果曝氣200分鐘時(shí)反應(yīng)器內(nèi)混合液氨氮濃度大于預(yù)先設(shè)定的濃度，則系統(tǒng)從工序I到工序VII自動循環(huán)，直到曝氣200分鐘時(shí)反應(yīng)器內(nèi)混合液氨氮濃度小于預(yù)先設(shè)定的濃度為止，此時(shí)提高培養(yǎng)液·中氨氮濃度，系統(tǒng)開始進(jìn)入下一個(gè)營養(yǎng)液濃度培養(yǎng)階段，同時(shí)系統(tǒng)自動記錄的反應(yīng)的周期數(shù)重新開始記錄，依次類推，直到系統(tǒng)進(jìn)入到營養(yǎng)液為500mg/L NH4+-N階段且運(yùn)行預(yù)先設(shè)定的反應(yīng)周期數(shù)之后，氨氧化菌富集過程結(jié)束。本方案所述的快速富集氨氧化菌的培養(yǎng)方法，采用序批式活性污泥法接種污水處理廠具有硝化活性的活性污泥，通過逐漸提高微生物氨氮負(fù)荷和PH過程控制的方法來進(jìn)行富集，所用富集培養(yǎng)液主要組分為無機(jī)鹽，包括微量元素培養(yǎng)液、緩沖液和碳酸氫氨，其中NH4+-N初始濃度為100mg/L，最終濃度為500mg/L，COD濃度為10_20mg/L。所述富集培養(yǎng)液中，NH4+-N最終濃度為500mg/L。所述富集培養(yǎng)液中，緩沖液包括磷酸二氫鉀和磷酸氫二鉀兩種成分，磷酸二氫鉀以KH2PO4形式加入，KH2PO4濃度為1000mg/L，磷酸氫二鉀以K2HPO4. 3H20形式加入，K2HPO4濃度為 1000mg/L。所述富集培養(yǎng)液中，微量元素培養(yǎng)液包括EDTA、Zn、Co、Mn、Cu、Mo、Ca、Fe、Mg九種物質(zhì)和元素，其中EDTA, Zn、Co、Mn、Cu、Mo、Ca、Fe、Mg和Na的用量和引入方式如下EDTA是以[CH2N (CH2COOH) 2 ]2的形式加入，EDTA濃度為1250mg/L;Zn是以ZnSO4. 7H20形式加入的，Zn2+濃度為125mg/L;Co是以CoCl2. 6H20形式加入的，Co2+濃度為99mg/L ;Mn是以MnCl2. 4H20形式加入的，Mn2+濃度為354mg/L ；Cu是以CuSO4. 5H20形式加入的，Cu2+濃度為102mg/L;Mo 是以 Na2MoO4. 2H20 形式加入的，Mo6+ 濃度為 20mg/L;Ca 是以 CaCl2. 2H20 形式加入的，Ca2+濃度為374mg/L;Fe是以FeCl3. 6H20形式加入的，F(xiàn)e3+濃度為259mg/L;Mg是以MgSO4. 7H20形式加入的，Mg2+濃度為4260mg/L ；Na是以Na2MoO4. 2H20形式加入的，Na+濃度為 9. 5mg/L。所述富集培養(yǎng)液中緩沖液微量元素培養(yǎng)液按體積比500:1的比例配制。所述硝化細(xì)菌富集培養(yǎng)條件通過過程控制裝置實(shí)現(xiàn)溫度為20_25°C ;pH為
7.0-8. 5 ;溶解氧為大于5mg/L。所用的pH調(diào)節(jié)劑為NaOH，NaOH濃度均為Imo I/L。所述pH過程控制的方法是每個(gè)周期內(nèi)在進(jìn)水結(jié)束和曝氣3小時(shí)兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)將微生物培養(yǎng)反應(yīng)器內(nèi)的PH值調(diào)節(jié)到8. 5-8. 6。[0035]所述pH過程控制的方法，具體如下進(jìn)水結(jié)束時(shí)，計(jì)算機(jī)通過加堿繼電器啟動加堿泵調(diào)節(jié)微生物培養(yǎng)反應(yīng)器的PH，同時(shí)通過pH傳感器的反饋信號，當(dāng)pH值升到8. 5時(shí)計(jì)算機(jī)及時(shí)關(guān)閉加堿泵，此時(shí)第一次加堿完成；當(dāng)曝氣時(shí)間達(dá)到3小時(shí)后，計(jì)算機(jī)通過加堿繼電器啟動加堿泵調(diào)節(jié)微生物培養(yǎng)反應(yīng)器的PH，同時(shí)通過pH傳感器的反饋信號，當(dāng)pH值升到
8.5時(shí)計(jì)算機(jī)及時(shí)關(guān)閉加堿泵，此時(shí)第二次加堿完成。所述逐漸提高微生物氨氮負(fù)荷的方法是培養(yǎng)液中氨氮濃度按照100、200、300、400和500mg NH4+-N/L順序依次增加，每個(gè)氨氮濃度條件下培養(yǎng)20天，持續(xù)時(shí)間共100天。所述逐漸提高微生物氨氮負(fù)荷的方法，具體如下每個(gè)氨氮濃度培養(yǎng)液投加之后測定各周期內(nèi)反應(yīng)過程中氨氮濃度的變化，當(dāng)周期數(shù)等于80時(shí)，如曝氣200分鐘時(shí)混合液中的氨氮濃度小于或等于I. Omg/L，則提高預(yù)加入培養(yǎng)液中氨氮濃度，其提高幅度為100mg/L ;如果曝氣200分鐘時(shí)混合液中的氨氮濃度大于I. Omg/L,則反應(yīng)器繼續(xù)按周期運(yùn)行直到曝氣200分鐘時(shí)混合液的氨氮濃度小于I. Omg/L，從而提高預(yù)加入培養(yǎng)液中的氨氮濃度，其提高幅度為100mg/L。每次提高預(yù)加入培養(yǎng)液中的氨氮濃度后，周期數(shù)歸零并重新·開始計(jì)數(shù)。所述逐漸提高培養(yǎng)液氨氮濃度的方法是，當(dāng)曝氣200分鐘時(shí)用GB7479-87納氏試劑光度法檢測不到反應(yīng)器內(nèi)混合液的氨氮濃度，即低于I. 0mg/L時(shí)，且連續(xù)運(yùn)行20天之后，提高所加的培養(yǎng)液中氨氮濃度。所述序批式活性污泥法，按進(jìn)水、加堿、曝氣、加堿、曝氣、沉淀、排水工序周期性運(yùn)行。每天運(yùn)行4個(gè)周期，每天第1-3個(gè)周期按如下步驟運(yùn)行每周期6小時(shí)。進(jìn)水10分鐘，進(jìn)水同時(shí)開始攪拌，進(jìn)水結(jié)束后加堿，將反應(yīng)器內(nèi)PH調(diào)節(jié)到8. 5-8. 6 ;加堿結(jié)束后開曝氣，當(dāng)曝氣時(shí)間達(dá)到3小時(shí)后開始第二次加堿，將反應(yīng)器內(nèi)pH調(diào)節(jié)到8. 5-8. 6 ;第二次加堿以及加堿結(jié)束后曝氣仍然繼續(xù)進(jìn)行，當(dāng)曝氣時(shí)間達(dá)到5小時(shí)20分鐘時(shí)關(guān)閉曝氣和攪拌，之后開始沉淀，沉淀時(shí)間為30分鐘，最后排水，將出水排到中間水箱貯存，排水10分鐘。每天第4個(gè)周期按如下步驟運(yùn)行此周期進(jìn)水、加堿、曝氣、加堿、曝氣五個(gè)階段與前面三個(gè)周期完全相同，曝氣結(jié)束的同時(shí)中間水箱開始排水，排水結(jié)束后，剩余的出水混合液回流到微生物培養(yǎng)反應(yīng)器，回流和沉淀同時(shí)進(jìn)行，回流結(jié)束之后繼續(xù)沉淀，沉淀時(shí)間達(dá)到30分鐘時(shí)開始排水，排水時(shí)間為5分鐘，排水結(jié)束后，進(jìn)入閑置階段，閑置5分鐘。所培養(yǎng)的氨氧化菌優(yōu)勢菌種為亞硝化單胞菌(NitiOsomonas)，其含量占活性污泥微生物全菌總數(shù)量的60-65%。更進(jìn)一步的，在一個(gè)總體積為10L，工作體積為8L的微生物培養(yǎng)反應(yīng)器內(nèi)富集培養(yǎng)氨氧化菌，培養(yǎng)過程中采用序批式活性污泥法富集氨氧化菌，接種的活性污泥為城市污水處理廠二沉池的剩余污泥，該剩余污泥具有良好的全程硝化性能，接種后反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度(VSS)為4000mg/L。污泥接種后加入富集營養(yǎng)液，其中富集營養(yǎng)液組成包括=NH4HCO3,KH2P04、K2HPO4和微量元素培養(yǎng)液，濃度如下NH4+-N初始濃度為100mg/L，最終濃度為500mg/L;KH2PO4濃度為1000mg/L;K2HPO4濃度為1000mg/L;每升營養(yǎng)液中添加2毫升微量元素培養(yǎng)液。微量元素培養(yǎng)液的組分如下每升微量元素培養(yǎng)液含I. 25gEDTA, 0. 55gZnS04· 7Η20, O. 4gCoCl2. 6Η20, I. 275g MnCl2. 4Η20, O. 4g CuSO4. 5Η20, O. 05gNa2Mo04. 2Η20, I. 375gCaCl2. 2Η20, I. 25gFeCl3. 6Η20, 44. 4g MgSO4. 7Η20。在加入富集培養(yǎng)液之后用pH調(diào)節(jié)劑(lmol/L NaOH)分兩次調(diào)節(jié)微生物培養(yǎng)反應(yīng)器中pH值，兩次都將pH調(diào)節(jié)到8. 5-8. 6范圍內(nèi)。培養(yǎng)條件為溫度為22±2°C ;pH為
6.5-8. 5 ;溶解氧為5 6mg/L ；SV為30%。每天4個(gè)周期，第1_3個(gè)周期按以下步驟運(yùn)行計(jì)算機(jī)通過進(jìn)水繼電器開啟進(jìn)水泵，計(jì)算機(jī)開始計(jì)時(shí)，進(jìn)水時(shí)間達(dá)到10分鐘時(shí)控制進(jìn)水繼電器關(guān)閉進(jìn)水泵，進(jìn)水量為2L。進(jìn)水同時(shí)開始曝氣和攪拌，同時(shí)計(jì)算機(jī)從曝氣啟動時(shí)開始計(jì)時(shí)。進(jìn)水結(jié)束后計(jì)算機(jī)通過加堿繼電器開啟加堿泵，加堿時(shí)間通過PH傳感器的反饋信號進(jìn)行控制，當(dāng)PH信號上升到8. 5時(shí)，計(jì)算機(jī)通過加堿繼電器關(guān)閉加堿泵。當(dāng)曝氣時(shí)間達(dá)到3小時(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)開始通過加堿繼電器開啟加堿泵開始第二次加堿，加堿時(shí)間通過pH傳感器的反饋信號進(jìn)行控制，當(dāng)PH信號上升到8. 5時(shí)，計(jì)算機(jī)通過加堿繼電器關(guān)閉加堿泵。第二次加堿階段曝氣和攪拌繼續(xù)進(jìn)行，計(jì)算機(jī)繼續(xù)計(jì)時(shí)，當(dāng)曝氣時(shí)間達(dá)到5小時(shí)20分鐘時(shí)關(guān)閉曝氣和攪拌，微生物培養(yǎng)反應(yīng)器開始沉淀，沉淀時(shí)間為30分鐘，沉淀完成之后，開啟排水閥，排水2L，排水5分鐘，出水排到中間水箱繼續(xù)沉淀，排水結(jié)束后關(guān)閉排水閥進(jìn)入閑置階段，閑置時(shí)間5分鐘，閑置結(jié)束后進(jìn)入下一個(gè)周期，依次循環(huán)，直到運(yùn)行到第4個(gè)周期；第4個(gè)周期按以下步驟運(yùn)行進(jìn)水、加堿、曝氣、加堿、曝氣五個(gè)階段與前三個(gè)周期完全相同，曝 氣結(jié)束后反應(yīng)器開始沉淀，沉淀時(shí)間為30分鐘，沉淀開始的同時(shí)中間水箱的排水閥開啟，將中間水箱中5L上清液排入下水道，排水時(shí)間為3分鐘，排水結(jié)束后，中間水箱排水閥關(guān)閉，回流泵開啟將中間水箱里剩余的IL出水混合液回流到SBR反應(yīng)器，回流時(shí)間為2分鐘，回流和沉淀同時(shí)進(jìn)行，沉淀完成之后，開啟排水閥，排水2L，排水5分鐘，排水完成之后進(jìn)入閑置階段，閑置5分鐘。閑置結(jié)束之后每天按此步驟依次循環(huán)運(yùn)行，此過程中用GB7479-87納氏試劑光度法每隔60分鐘檢測反應(yīng)過程中氨氮濃度的變化，當(dāng)曝氣200分鐘時(shí)反應(yīng)器內(nèi)混合液的氨氮濃度小于I. Omg/L,且在培養(yǎng)液中氨氮濃度為100mg/L條件下運(yùn)行20天(第80個(gè)周期)時(shí)，提高預(yù)加入培養(yǎng)液的氨氮濃度，其提高幅度為100mg/L。富集過程中活性污泥不斷從反應(yīng)其中淘洗出去，最終系統(tǒng)的污泥濃度從4000mgVSS/L下降到750mgVSS/L，并穩(wěn)定維持在750mgVSS/L水平。SRT控制在25天，HRT為24小時(shí)。從圖2進(jìn)水氨氮濃度為500mg/L時(shí)微生物培養(yǎng)反應(yīng)器某一周期的氨氮、亞硝酸鹽、硝酸鹽及相應(yīng)的參數(shù)DO、pH、溫度的變化曲線中可以看到當(dāng)培養(yǎng)液中氨氮濃度提高到500mg/L時(shí)，氨氮被氨氧化菌快速氧化成亞硝酸鹽，然后亞硝酸鹽被亞硝酸鹽氧化菌氧化成硝酸鹽，富集過程中亞硝酸鹽的積累率很低，富集過程中存在少量的亞硝酸鹽的積累，氨氮的比降解速率為21. lmgNH4+-N. gVSS-1· h—1，氨氮的去除率為99. 5%以上。如圖2所示反應(yīng)器內(nèi)溫度穩(wěn)定控制在20°C左右，溶解氧穩(wěn)定控制在5-6mg/L，pH穩(wěn)定控制在7. 0-8. 5范圍內(nèi)。富集培養(yǎng)污泥中的氨氧化菌已經(jīng)能夠耐受500mg/L的氨氮濃度，完全去除濃度高達(dá)500mgNH4+-N/L氨氮廢水。最后本實(shí)用新型方法成功富集出氨氧化菌占總菌數(shù)60-65%的微生物混合物，主要氨氧化菌菌種類型為亞硝化單胞菌(Nitrosomonas)。以上對本實(shí)用新型所提供的一種快速富集氨氧化菌的裝置進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對本實(shí)用新型的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本實(shí)用新型的方法及其核心思想；同時(shí)，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本實(shí)用新型的限制。
權(quán)利要求1 一種快速富集氨氧化菌的裝置，包括 由微生物培養(yǎng)反應(yīng)器(7)連接進(jìn)水管(3)、加堿管(6)、中間出水管(15)、回流管(16)、曝氣管(10);進(jìn)水管(3)上設(shè)置進(jìn)水泵(2);加堿管(6)上設(shè)置加堿泵(5)、中間出水管(15)上設(shè)置中間出水閥(14);回流管(16)上設(shè)置回流泵(17);曝氣管(10)上設(shè)置進(jìn)氣閥門(9)，曝氣管(10)進(jìn)口處與空氣壓縮機(jī)(8)相連；培養(yǎng)液儲水箱(I)通過進(jìn)水管(3)連接微生物培養(yǎng)反應(yīng)器(7 );加堿桶(4 )通過加堿管(6 )連接微生物培養(yǎng)反應(yīng)器；中間水箱(18 )通過回流管(16 )連接微生物培養(yǎng)反應(yīng)器(7 );中間水箱(18 )上設(shè)置出水管(20 )，出水管(20 )上設(shè)置出水閥(19);在微生物培養(yǎng)反應(yīng)器(7)內(nèi)設(shè)置攪拌器(13)、曝氣管(10)、曝氣頭(11)、力口熱器(21)、溶解氧濃度(DO)傳感器(22)、pH傳感器(23)、溫度傳感器(24)，上述傳感器經(jīng)導(dǎo)線分別與DO測定儀(26)、pH測定儀(27)和溫度測定儀(28)連接后與可編程過程控制器(25)數(shù)據(jù)信號接口(34)、(35)、(36)連接，可編程過程控制器(25)內(nèi)置的攪拌器繼電器(29)、加熱繼電器(30)、進(jìn)水繼電器(31)、加堿繼電器(32)、曝氣繼電器(33)、中間出水繼電器(37)、回流繼電器(38)、出水繼電器(39)經(jīng)接口分別與攪拌器(13)、加熱器(21)、進(jìn)水泵(2)、加堿泵(5)、空氣壓縮機(jī)(8)、中間出水閥門(14)、回流泵(17)和出水閥門(19)相連接；可編程過程控制器(25)上的A/D轉(zhuǎn)換器接口(40)通過電纜線與計(jì)算機(jī)(43)相連接，通過信號轉(zhuǎn)換器(42)將傳感器模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號傳遞給計(jì)算機(jī)(43);計(jì)算機(jī)(43 )通過D/A轉(zhuǎn)換器接口( 41)與可編程過程控制器(25 )相連接，計(jì)算機(jī)的數(shù)字指令通過信號轉(zhuǎn)換器(42 )轉(zhuǎn)換成模擬信號傳遞給可編程過程控制器(25 )。
專利摘要一種快速富集氨氧化菌的裝置，其微生物培養(yǎng)反應(yīng)器內(nèi)的傳感器分別與DO測定儀、PH測定儀和溫度測定儀連接后與可編程過程控制器數(shù)據(jù)信號接口連接，可編程過程控制器內(nèi)置的攪拌器繼電器、加熱繼電器、進(jìn)水繼電器、加堿繼電器、曝氣繼電器、中間出水繼電器、回流繼電器、出水繼電器經(jīng)接口分別與攪拌器、加熱器、進(jìn)水泵、加堿泵、空氣壓縮機(jī)、中間出水閥門、回流泵和出水閥門相連接；可編程過程控制器上的A/D轉(zhuǎn)換器接口與計(jì)算機(jī)相連接，計(jì)算機(jī)的數(shù)字指令通過信號轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬信號傳遞給可編程過程控制器。其主要采用序批式活性污泥法，通過逐漸提高培養(yǎng)液中氨氮濃度及pH過程控制的方法進(jìn)行富集。
文檔編號C12M1/02GK202688328SQ2012200218
公開日2013年1月23日 申請日期2012年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月18日
發(fā)明者王淑瑩, 顧升波, 楊慶, 張宇坤, 彭永臻 申請人:北京工業(yè)大學(xué)