一种气体循环搅拌式厌氧菌培养驯化装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及水处理过程中菌种培养驯化技术，具体设及一种气体循环揽拌式厌氧 菌培养驯化装置及方法。
【背景技术】
[0002] 厌氧菌属于一种缺乏完整代谢酶体系的细菌，其能量代谢W无氧发酵的方式进 行。厌氧菌不但不能利用分子氧，而且游离氧对其还有毒性作用。因此在厌氧菌培养过程中 降低氧分压是十分必要的。
[0003] Anammox(anae;robic ammonium oxidation,厌氧氨氧化菌）作为浮霉菌口的一类 厌氧菌，通过将亚硝氮还原为NOW及进一步利用氨氮还原过程中产生的电子将NO还原成氮 气，改变了传统只能通过硝化和反硝化途径脱氮的过程。作为化能自养型细菌，在将其应用 于污水脱氮领域时，只需W二氧化碳作为唯一碳源而不需要添加有机碳源，运行费用低，污 泥产率低，且无化〇、C〇2等二次污染产生。但是，该类菌只能在氧分压低于5%氧饱和条件下 生存，一旦氧分压超过18%氧饱和，其活性即受抑制厌，生长周期比较长(一般为lld-13d)， 而且如果其在培养过程中W絮体形式存在，沉降速率较慢，污泥流失严重，增加了培养驯化 的成本和难度。
[0004] 颗粒污泥是由细菌构成的自凝聚体，除了具有污泥量大、沉降速度快、微生物种类 丰富、抗有机负荷冲击能力强和较好地去除有毒、重金属污染物等优点，还可W降低污泥流 失量，能确保生化过程稳定高效地运行。上升流提供的水利剪切力是形成颗粒污泥的一个 主要原因之一。
[0005] 传统的在厌氧氨氧化菌培养过程中，通常采用揽拌器揽拌或用氮气曝气来产生揽 动的方式来解决污泥沉降和溶解氧控制的问题，但是采用机械揽拌的方式，会使污泥与反 应器壁之间产生摩擦和碰撞，不利于污泥颗粒的形成;采用氮气曝气的方式虽然避免了溶 解氧过高和污泥颗粒化问题，但其氮气利用率低，揽拌不充分而且成本明显增加。
【发明内容】
[0006] 有鉴于此，本发明提供一种气体循环揽拌式厌氧菌培养驯化装置及方法，旨在实 现循环气体对待处理原水的揽拌。
[0007] 本发明采用的技术方案具体为：
[000引一种气体循环揽拌式厌氧菌培养驯化装置，包括作为水处理主体的反应器、对反 应器实现气体揽拌的气体循环累W及提供揽拌气体并虹吸排水的循环气体储存器，所述反 应器的顶部设有气体收集器，侧面设有若干个排水口一，底部设有曝气头;其中：
[0009] 所述气体循环累的进气端和出气端分别通过管道与所述气体收集器和所述曝气 头相连接，使得所述反应器和所述气体循环累之前形成一个封闭的循环单元；
[0010] 所述循环气体储存器与所述气体收集器和其中一个所述排水口一相连接，使得所 述循环气体储存器和所述反应器之前形成一个封闭的循环单元。
[0011] 在上述气体循环揽拌式厌氧菌培养驯化装置中，所述反应器内设置有溫控器、pH 计W及溶解氧监测器;其中：
[0012] 所述溫控器用于维持设定的反应溫度；
[001引所述抑计用于将反应环境调控至设定的抑水平；
[0014] 所述溶解氧监测器则用于实时监控反应器内的溶解氧是否处于设设定范围内。
[0015] 在上述气体循环揽拌式厌氧菌培养驯化装置中，所述循环气体储存器的顶部设有 进气口，侧面设有进水口二，，所述进气口与所述进水口二分别与所述气体收集器和其中的 一个所述排水口一相连接。
[0016] 在上述气体循环揽拌式厌氧菌培养驯化装置中，所述循环气体储存器的侧面设有 排水口，用于排出处理达标的水。
[0017] 在上述气体循环揽拌式厌氧菌培养驯化装置中，所述气体收集器和所述气体循环 累之间设有气体流量计，用于监测曝气量和曝气强度。
[0018] 在上述气体循环揽拌式厌氧菌培养驯化装置中，所述气体循环累为通过变频来控 制风量的真空累，所述气体循环累与所述曝气头之间的管道上接有Ξ通，用于直接向所述 反应器内充入无氧气体。
[0019] 在上述气体循环揽拌式厌氧菌培养驯化装置中，所述反应器为柱形结构，所述柱 形结构的径高比介于5~10之间。
[0020] 在上述气体循环揽拌式厌氧菌培养驯化装置中，所述反应器的顶部设有进水口 二，待处理的原水经所述进水口二进入所述反应器。
[0021] -种气体循环揽拌式厌氧菌培养驯化方法，首先将加有接种菌种的原水充满整个 反应器，同时在气体存储器中充满无氧气体，并关闭所有阀口；之后包括如下步骤：
[0022] S10、打开循环气体存储器的进水口二、进气口 W及与进水口二相连接的排水口 一，反应器里的液体排入循环气体存储器的同时，循环气体存储器里的无氧气体引入反应 器1，待液体排至(4/5 ± 0.01) V时，关闭排水口 一和进气口；其中V为反应器的容积；
[0023] S20、开启气体循环累，根据气体流量计的显示，通过阀口控制循环气体量的量，从 而调整气体对原水的揽拌强度；W及
[0024] 通过反应器内的溫控器、P的十W及溶解氧监测仪调整反应器内的反应环境运行参 数；
[0025] S30、从反应器的取样排水口来检验监测原水的处理情况，满足要求后用待处理的 原水换处理达标的水；
[00%]换水完成后，进入下一个循环。
[0027] 在上述气体循环揽拌式厌氧菌培养驯化方法中，在步骤S30中，在开始换水前，先 关闭气体循环累，待污泥沉降至1/4VW下后，打开相连接的排水口一和进水口二的阀口，在 将反应器内已处理达标的水排入循环气体存储器的同时，循环气体存储器里的无氧气体压 回到反应器，直至放水直反应器体积1/4时，关闭阀口； W及循环气体存储器的排水口二在 排水的同时会将反应器顶部的无氧气体抽回，反应器产生的真空将待处理的原水通过进水 口一吸进反应器。
[0028] 本发明产生的有益效果是：
[0029] 本发明通过采用循环曝气的方式，通过无氧气体在反应器内的循环流动起到揽拌 污泥的作用，避免了传统厌氧污泥培养过程中采用机械揽拌所带来的污泥颗粒化程度低的 问题；同时如果对溶解氧有需求，就可W通过流量计添加适当的空气，既防止了污泥沉降， 又避免了传统气体揽拌过程中存在的由于曝气量过大导致的溶解氧过高使得菌的活性受 抑制，W及由于曝气量过小导致的污泥沉降W及反应不充分的问题，同时也提高了揽拌气 体的利用率，降低了经济成本，气体升力产生的剪切力也有利于颗粒污泥的形成。
【附图说明】
[0030] 当结合附图考虑时，能够更完整更好地理解本发明。此处所说明的附图用来提供 对本发明的进一步理解，实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
[0031] 图1为本发明一种气体循环揽拌式厌氧菌培养驯化装置的结构示意图。
[0032] 图中；
[00削 1、反应器
[0034] 2、气体循环累
[00巧]3、循环气体存储器
[0036] 4、气体流量计
[0037] 5、曝气头
[003引 6、排水口 a
[0039] 7、气体收集器
[0040] 8、进水口 a
[OOW 9、进水口 b
[0042] 10、排水口 b
[0043] 11、进气口
【具体实施方式】
[0044] 下面结合附图及实施例对本发明的技术方案作进一步详细的说明。
[0045] 如图1所示的一种气体循环揽拌式厌氧菌培养驯化装置，主要包括作为水处理主 体的反应器1、对反应器实现气体揽拌并虹吸排水的气体循环累2W及提供揽拌气体的循环 气体储存器3;其中：
[0046] 柱形结构的反应器1的顶部设有气体收集器7,气体收集器7的两侧分别设有进水 口曰8，侧面设有若干个排水口 a6，底部设有若干个曝气头5;
[0047] 气体收集器7通过管道与气体循环累2的进气端相连接，气体循环累2的出气端通 过管道与曝气头5相连接，运样一来，反应器1和气体循环累2通过首尾相连，形成了 一个封 闭的循环单元；
[0048] 循环气体储存器3的顶部设有进气口 11，侧面的顶部和底部分别设有进水口b9底 部设有排水口 bl 0，进气口 11与气体收集器7相连接，进水口 b9与其中的一个排水口 a6相连 接。
[0049] 在连接气体收集器7与气体循环累2进气端之间的管道上设有气体流量计4,气体 流量计4配有流量控制阀，用于监测曝气量和曝气强度。
[0050] 在进水口（8、9)W及排水口（6、10)处均设有流量控制阀，W便实时观察和调剂进、 排水量。
[0051] 作为一种优先，气体循环累2选用可W通过变频来控制风量的真空累，在连接气体 循环累2的出气端与曝气头5之间的管道上接Ξ通，W便当反应器1出现问题维护后需要重 新恢复无氧状态时，通过该口直接向反应器1内充入无氧气体，确保反应器1的稳定运行。
[0052] 反应器1内设置有溫控器、P的十W及溶解氧监测器;其中：
[0053] 溫控器用于维持稳定的反应溫度；
[0054] P的十用于将反应环境调控至适当的抑；
[0055] 溶解氧监测器则