污水处理用亚硝化生物膜的培养装置的制作方法

本实用新型涉及污水处理设备技术领域，特别涉及一种污水处理用亚硝化生物膜的培养装置。

背景技术：

近年来，随着我国工农业生产的迅速发展和人民生活水平的日益提高，未经处理或处理效果不佳的大量含氮磷废水被排放进水体，致使水体中溶解氧耗尽，鱼类及其他生物大量死亡，藻类疯狂生长，出现水体富营养化等问题。

水体富营养化现象破坏了水体系统的物质与能量的流动，使整个水生态系统逐渐走向灭亡，严重影响水资源环境，限制我国经济与社会的可持续发展。近些年来，国家不断加大对各大受污染水体的治理，水体环境已经大大改善，但水体富营养化还是没有彻底解决，因此脱氮除磷问题依旧是整个污水处理系统中待解决的重点、难点。

传统废水脱氮除磷工艺主要有A/O、A²O工艺，但其存在水力停留时间长，造成基建费用大，运行成本高等诸多问题。为解决这些问题，各国专家都在不断探索新型生物脱氮除磷方法。其中以亚硝酸硝化反硝化技术和厌氧氨氧化技术为标志的新型脱氮技术先后问世，弥补了传统硝化反硝化技术的诸多不足，在脱氮效率、降低运行成本方面有着明显优势。而实现亚硝化的稳定运行是各种新型脱氮工艺的基础，因此能否成功实现亚硝化的稳定运行至关重要。

当前污水处理技术的主流工艺是活性污泥法，但在低温条件下，活性污泥抵抗性能较差，细菌受温度影响严重，活性较低，难以达到亚硝化的稳定运行并且氨氮处理效果不好，出水指标难以达到要求。而生物膜法因生物膜具有一定厚度，抵抗能力较强，低温对生物膜细菌的影响可以通过生物膜的保护而减弱，生物膜膜内生物量丰富，并且不易流失，因此在低温条件下依旧可以有良好的氨氮去除率和亚硝酸盐氮积累率。实现亚硝化的关键因素是富集AOB，淘洗NOB，低温条件下硝化细菌生长缓慢，对AOB和NOB都存在严重影响，因此低温带来的不利影响需要其他条件来弥补。大量实验已经证明高氨氮，高pH有利于富集AOB，有利于亚硝化的实现。而对于处理低氨氮生活污水，想要富集AOB没有优势。

技术实现要素：

本实用新型的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本实用新型还有一个目的是提供一种污水处理用亚硝化生物膜的培养装置，能够实现在低温条件下富集AOB，实现亚硝化生物膜的培养，且装置结构简单，运行稳定。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种污水处理用亚硝化生物膜的培养装置，包括：

水浴槽，其上部具有开口；所述水浴槽内部的底面上设置有多根支撑柱；所述支撑柱的一端固定连接于所述水浴槽的底面，另一端竖直向上，且多根所述支撑柱长度相同；所述水浴槽的侧壁下方设置有第一排污口；所述水浴槽的底部设置有加热器；

反应腔，其由所述开口置入所述水浴槽内，并由所述支撑柱撑离所述水浴槽的底面；所述反应腔的顶部设置有入水口，所述反应腔的侧壁的下方设置有第二排污口；所述第二排污口与第一排污口管路相通；所述反应腔内部的底面上设置有向所述反应腔内通入气体的曝气头；所述反应腔内放置由鲍尔环；

水质分析仪，其包括主机和连接于所述主机的检测探头；所述检测探头设置于所述反应腔内。

优选的是，所述的污水处理用亚硝化生物膜的培养装置中，还包括：

底座，其设置在所述水浴槽的下方，所述底座上设置有控制面板，所述控制面板分别控制所述加热器的温度以及第一排污口和第二排污口的开闭。

优选的是，所述的污水处理用亚硝化生物膜的培养装置中，所述反应腔内设置有镂空的网格栅；所述网格栅的边缘与所述反应腔的内壁相抵顶，且所述网格栅水平设置；所述鲍尔环位于所述网格栅的上方。

优选的是，所述的污水处理用亚硝化生物膜的培养装置中，所述鲍尔环设置为多个，且多个所述鲍尔环的总体积占所述反应腔体积的1/5-1/3。

优选的是，所述的污水处理用亚硝化生物膜的培养装置中，还包括：

气泵；

流量计，其设置于所述气泵和曝气头之间，以对进入反应腔的气体的气体量进行控制。

优选的是，所述的污水处理用亚硝化生物膜的培养装置中，所述曝气头的气孔设置为腰鼓形的通气孔，且所述通气孔的顶端设置有透气膜；在所述透气膜的下方，所述通气孔内设置有滚珠，所述滚珠的直径大于所述通气孔的中部的内径，小于所述通气孔的两端的内径。

优选的是，所述的污水处理用亚硝化生物膜的培养装置中，所述检测探头包括COD探头和pH值探头。

本实用新型至少包括以下有益效果：

本实用新型通过在反应腔外设置水浴槽能够保证反应腔内的恒温环境，且通过在水浴槽的底部设置支撑柱，使得反应腔的外部不与水浴槽的内部相接触，反应腔的外壁完全容置在水浴槽的恒温水内，进而进一步保证了反应腔的各部分恒温，即提高了亚硝化生物膜的生长。

通过设置连接在反应腔的水质分析仪，使得对于反应腔内的水质进行实时的监控，进而实时调整进水量和进气量，保证成膜的稳定性。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本实用新型所述的污水处理用亚硝化生物膜的培养装置的结构图；

图2为本实用新型所述的曝气头的通气孔的横截面的结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1所示，本实用新型提供一种污水处理用亚硝化生物膜的培养装置，包括：水浴槽1，其上部具有开口；所述水浴槽1内部的底面上设置有多根支撑柱2；所述支撑柱2的一端固定连接于所述水浴槽1的底面，另一端竖直向上，且多根所述支撑柱2长度相同；所述水浴槽1的侧壁下方设置有第一排污口3；所述水浴槽1的底部设置有加热器4。

反应腔5，其由所述开口置入所述水浴槽1内，并由所述支撑柱2撑离所述水浴槽1的底面；所述反应腔5的顶部设置有入水口6，所述反应腔5的侧壁的下方设置有第二排污口7；所述第二排污口7与第一排污口3管路相通；所述反应腔5内部的底面上设置有向所述反应腔5内通入气体的曝气头8；所述反应腔5内放置由鲍尔环9。

水质分析仪，其包括主机10和连接于所述主机10的检测探头11；所述检测探头11设置于所述反应腔5内。

在上述方案中，通过在反应腔外设置水浴槽能够保证反应腔内的恒温环境，且通过在水浴槽的底部设置支撑柱，使得反应腔的外部不与水浴槽的内部相接触，反应腔的外壁完全容置在水浴槽的恒温水内，进而进一步保证了反应腔的各部分恒温，即提高了亚硝化生物膜的生长。

通过设置连接在反应腔的水质分析仪，使得对于反应腔内的水质进行实时的监控，进而实时调整进水量和进气量，保证成膜的稳定性。

下列为一个应用本实用新型所述的培养装置培养亚硝化生物膜的实施例：

在反应腔内接种硝化性能良好的活性污泥与鲍尔环填料充分混合闷曝两天后，控制第一排污口和第二排污口打开，将污泥和水完全排除，鲍尔环上形成一层薄薄的生物膜，即初期挂膜性能良好；

调整水浴槽的加热器至温度为14℃，从而使得反应腔内温度恒定为14℃，保证溶氧量DO为8mg/L左右，由进水口通入预制的成膜用污水，而后由曝气头向反应腔内通入空气，反应一段时间后，由第一排污口和第二排污口将污水全部排出。反应初期预配的污水中NaHCO3提供的量为恰好氨氮可以完全消耗的量，但由于低温硝化细菌生长缓慢因此提供的NaHCO3并不能被完全消耗因而创造出高pH环境，并且初期硝化细菌数量少，出水氨氮浓度高因而创造出“高氨氮环境”，历时一个月后实现亚硝化，此时氨氮去除率依旧较低。成功实现亚硝化后，减少NaHCO3的量来调低pH，控制适宜的pH和COD来促进硝化细菌的生长，之后当出水氨氮浓度低于10mg/L时，缩短水力停留时间，从最初的12h缩短为6h，此过程大约经历30天左右。在水力停留时间为4h时可以保证氨氮去除率在90％以上，亚氮积累率在95％以上，并且鲍尔环上附着了厚厚的褐色的亚硝化生物膜，维持系统高浓度的亚硝化生物量，即在反应腔内实现了在低温条件下达到亚硝化的稳定运行。

在上述实施例中，在反应腔内成功实现了低温14℃条件下亚硝化，利用本培养装置使得成膜方法简单便捷，易于操作，同时，实现了在低温下启动培养生物膜，使得培养出的生物膜抗冲击性能强，膜内生物量丰富，氨氮去除率高，亚硝化性能稳定，且将成膜应用于污水处理中发现氨氮去除率保持在较高的水平。

一个优选方案中，还包括：底座12，其设置在所述水浴槽1的下方，所述底座12上设置有控制面板13，所述控制面板13分别控制所述加热器4的温度以及第一排污口3和第二排污口7的开闭。

在上述方案中，通过底座上控制面板的设置，能够使得对于培养装置的控制更加方便，从而便于操作。

一个优选方案中，所述反应腔5内设置有镂空的网格栅14；所述网格栅14的边缘与所述反应腔5的内壁相抵顶，且所述网格栅14水平设置；所述鲍尔环9位于所述网格栅14的上方。

在上述方案中，通过网格栅的设置，使得在污水污泥经第二排污口排放时，鲍尔环位于网格栅上方，从而减少鲍尔环之间的碰撞，从而保证成膜的完整性。

一个优选方案中，所述鲍尔环9设置为多个，且多个所述鲍尔环9的总体积占所述反应腔5体积的1/5-1/3。

在上述方案中，通过限定鲍尔环的数量，能够保证鲍尔环上的成膜质量。

一个优选方案中，还包括：气泵15；流量计16，其设置于所述气泵15和曝气头8之间，以对进入反应腔5的气体的气体量进行控制。

在上述方案中，通过设置气泵和流量计，能够方便的控制曝气头内通入的空气量。

如图2所示，一个优选方案中，所述曝气头8的气孔设置为腰鼓形的通气孔17，且所述通气孔17的顶端设置有透气膜18；在所述透气膜18的下方，所述通气孔17内设置有滚珠19，所述滚珠19的直径大于所述通气孔17的中部的内径，小于所述通气孔17的两端的内径。

在上述方案中，通过腰鼓形通气孔的设置，使得曝气头在通气时气流将滚珠顶开，保证气体通入反应腔内，而在未通入气体时，滚珠将通气孔堵住，从而避免在未通气时污水或污泥的回流。

一个优选方案中，所述检测探头11包括COD探头和pH值探头。

在上述方案中，通过测定化学需氧量COD含量和pH值能够满足对于污水水质的检测。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。