一种全自养脱氮颗粒污泥的培养装置，其特征在于，该装置包括U形反应器主体（1）、保温系统（2）、进水系统（3）、排水系统（4）、曝气系统（5）、自动控制系统（6）和参数监控系统（7）；保温系统（2）包括保温层（2?1）和电阻丝（2?2）；进水系统（3）包括装有水的进水箱（3?1）、进水计量泵（3?2）、进水滤头（3?3）、进酸计量泵（3?4）、进碱计量泵（3?5）、装有酸的存酸瓶（3?6）和装有碱的存碱瓶（3?7）；排水系统（4）包括排水管（4?1）、电磁阀（4?2）和出水箱（4?3）；曝气系统（5）包括气泵（5?1）、气体流量计（5?2）、止回阀（5?4）和膜片曝气头（5?4）；自动控制系统（6）包括温度控制单元（6?1）、PH控制单元（6?2）和序批运行控制单元（6?3）；参数监控系统（7）包括在线PH传感器（7?2）、溶解氧传感器（7?3）、温度传感器（7?4）和参数监测单元（7?1）；U形反应器主体（1）的外部设置有保温层（2?1）；U形反应器主体（1）与保温层（2?1）之间放置有电阻丝（2?2）；U形反应器主体（1）的顶端设置有活动式反应器盖（1?1），所述活动式反应器盖（1?1）的中间设置有出气管（1?2）；U形反应器主体（1）的中间位置开有排水口（1?4）；U形反应器主体（1）的排水口（1?4）下方设置有取样口（1?5）；U形反应器主体（1）的取样口下方开有曝气输入口（1?7）；U形反应器主体（1）的底部开有放空管（1?8）；U形反应器主体（1）的上半部分设置有一号传感器入口（1?9）、二号传感器入口（1?10）和三号传感器入口（1?11）；U形反应器主体（1）上位于三号传感器入口的下方开有酸碱度输入口（1?3）；U形反应器主体（1）的酸碱度输入口（1?3）的下方开有进水口（1?6）；保温层（2?1）上的开口位置、开口大小分别与U形反应器主体（1）的开口位置、开口大小相同；电阻丝（2?2）的两端分别与温度控制单元（6?1）的两个供电端连接；放空管（1?8）的一端设置有封堵；取样口（4?1）外接截止阀；进酸计量泵（3?4）的出液端和进碱计量泵（3?5）的出液端同时与U形反应器主体（1）的酸碱度输入口（1?3）连通；进酸计量泵（3?4）的入液端与装有酸的存酸瓶（3?6）连通；进酸计量泵（3?4）的控制端与PH控制单元（6?2）的酸控制端连接；进碱计量泵（3?5）的入液端与装有碱的存碱瓶（3?7）连通；进碱计量泵（3?5）的控制端与PH控制单元（6?2）的碱控制端连接；进水计量泵（3?2）的控制端与序批运行控制单元（6?3）的进水控制端连接；进水计量泵（3?2）的输出端与U形反应器主体（1）的进水口（1?6）连通，进水计量泵（3?2）的输入端与装有水的进水箱（3?1）连通；U形反应器主体（1）的进水口（1?6）与进水滤头（3?3）的一端连通；进水滤头（3?3）和膜片曝气头（5?4）设置在U形反应器主体（1）内部，且进水滤头（3?3）位于膜片曝气头（5?4）的正上方，进水滤头（3?3）的出水面与膜片曝气头（5?4）的出气面相对放置；膜片曝气头（5?4）的一端与止回阀（5?3）的一端连通；止回阀（5?3）的另一端与气体流量计（5?2）的一端连通，气体流量计（5?2）的另一端与气泵（5?1）的一端连通；气泵（5?1）的控制端与序批运行控制单元（6?3）的曝气控制端连接；排水管（4?1）的一端与U形反应器主体（1）的排水口（1?4）连通；排水管（4?1）的中间部位设置有电磁阀（4?2）；电磁阀（4?2）的控制端与序批运行控制单元（6?3）的排水控制端连接；排水管（4?1）的另一端与出水箱（4?3）连通；在线PH传感器（7?2）的输出端与参数监测单元（7?1）的在线PH传感器输入端连接；溶解氧传感器（7?3）的输出端与参数监测单元（7?1）的溶解氧传感器输入端连接；温度传感器（7?4）的输出端与参数监测单元（7?1）温度传感器输入端连接；在线PH传感器（7?2）的输入端、溶解氧传感器（7?3）的输入端和温度传感器（7?4）的输入端分别插入U形反应器主体（1）的一号传感器入口（1?9）、二号传感器入口（1?10）和三号传感器入口（1?11）。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】，涉及污水生物处理
，特别涉及氮素污染的处理技术。本专利技术是为了解决现有基于厌氧氨氧化的全程自养脱氮方法中絮体污泥粒径小使得污泥浓度低、污泥沉降性能差最终导致厌氧氨氧化脱氮方法的脱氮效率低以及运行稳定性差的问题。本装置包括U反应器主体、保温系统、进水系统、排水系统、曝气系统、自动控制系统和参数监控系统。通过各部件的连接及对培养环境的设置，实现了智能控制及智能监测整个培养过程，在培养过程中先进行强曝气，促使污泥的颗粒化，然后再限氧培养厌氧氨氧化菌，成功培养出全自养脱氮颗粒污泥。本专利技术适用于污水处理领域。【专利说明】
本专利技术涉及污水生物处理
，特别涉及氮素污染的处理技术。
技术介绍
随着氮素污染的 日益严重和人类社会对环境质量要求的不断提高，废水生物脱氮技术引起了世界各国的广泛关注，已成为水污染控制的重要研究方向。传统基于硝化反硝化作用的活性污泥法在污水脱氮上起到一定的作用，但由于其流程长，动力消耗大，运行成本高以及抗冲击负荷能力弱等缺点，不符合当代“可持续发展”、“节能减排”的要求，亟待寻求发展新型高效污水脱氮工艺。基于厌氧氨氧化的全程自养脱氮工艺是近几年新兴的污水脱氮工艺。其主要通过好氧氨氧化菌和厌氧氨氧化菌的合作，首先在好氧条件下，好氧氨氧化菌将一半的氨氮氧化为亚硝酸盐氮，然后在厌氧条件下，厌氧氨氧化菌以剩余的氨氮为电子供体，以生成的亚硝酸盐氮为电子受体，直接转为氮气，从而达到脱氮的目的。该工艺由于具有降低能耗、无需外加碳源等优点，受到了人们的广泛关注，被认为是一种极具前景的新型污水脱氮技术。好氧颗粒污泥是活性污泥微生物通过自固定最终形成结构紧凑、外形规则的生物聚集体。它具有相对密实的微观结构、优良的沉淀性能、较高浓度的污泥截留和多样的微生物种群结构。因此，相比于传统的活性污泥，好氧颗粒污泥可降低污泥沉淀系统的要求，减少剩余污泥的排放，提高工艺的抗冲击负荷能力等优点，在废水生物处理中具有非常广阔的应用前景。目前，将好氧颗粒污泥技术应用于污水脱氮的报道屡见不鲜，诸如采用好氧颗粒污泥实现同步硝化反硝化脱氮技术、实现短程硝化反硝化脱氮技术等。然而，将厌氧氨氧化技术和好氧颗粒污泥技术相结合，发挥各自的优势完成污水脱氮的报道很少。其主要原因在于:基于厌氧氨氧化的全程自养脱氮工艺要求微氧环境，从而保证厌氧氨氧化菌的存活和对亚硝酸盐氧化菌的抑制，而好氧颗粒污泥的形成需要满足一定的水力条件，即较强的水流剪切力，这种水流剪切力一般是通过强曝气实现的。基于厌氧氨氧化的全程自养脱氮工艺中的絮体污泥粒径小，从而导致培养源的污泥浓度低，而且污泥沉降性能差，这些原因最终导致厌氧氨氧化工艺处理效率低以及运行稳定性比较差。因此，研究开发基于厌氧氨氧化的全程自养脱氮好氧颗粒污泥的培养装置及方法是当前研究的重点和难点。
技术实现思路
本专利技术是为了解决现有基于厌氧氨氧化的全程自养脱氮方法中絮体污泥粒径小使得污泥浓度低、污泥沉降性能差最终导致厌氧氨氧化脱氮方法的脱氮效率低以及运行稳定性差的问题。本专利技术提供一种全自养脱氮好氧颗粒污泥的培养装置和方法。—种全自养脱氮颗粒污泥的培养装置，该装置包括U形反应器主体、保温系统、进水系统、排水系统、曝气系统、自动控制系统和参数监控系统；保温系统包括保温层和电阻丝；进水系统包括装有水的进水箱、进水计量泵、进水滤头、进酸计量泵、进碱计量泵、装有酸的存酸瓶和装有碱的存碱瓶；排水系统包括排水管、电磁阀和出水箱；曝气系统包括气泵、气体流量计、止回阀和膜片曝气头；自动控制系统包括温度控制单元、PH控制单元和序批运行控制单元；参数监控系统包括在线PH传感器、溶解氧传感器、温度传感器和参数监测单元；U形反应器主体的外部设置有保温层;U形反应器主体与保温层之间放置有电阻丝山形反应器主体的顶端设置有活动式反应器盖，所述活动式反应器盖的中间设置有出气管；U形反应器主体的中间位置开有排水口 ；u形反应器主体的排水口下方设置有取样口山形反应器主体的取样口下方开有曝气输入口 ；u形反应器主体的底部开有放空管；u形反应器主体的上半部分设置有一号传感器入口、二号传感器入口和三号传感器入口 ；u形反应器主体上位于三号传感器入口的下方开有酸碱度输入口 ；u形反应器主体的酸碱度输入口的下方开有进水口；保温层上的开口位置、开口大小分别与U形反应器主体的开口位置、开口大小相同；电阻丝的两端分别与温度控制单元的两个供电端连接；放空管的一端设置有封堵；取样口外接截止阀；进酸计量泵的输出端和进碱计量泵的输出端同时与U形反应器主体的酸碱度输入口连通；进酸计量泵的输入端与装有酸的存酸瓶连通；进酸计量泵的控制端与PH控制单元的酸控制端连接；进碱计量`泵的输入端与装有碱的存碱瓶连通；进碱计量泵的控制端与PH控制单元的碱控制端连接；进水计量泵的控制端与序批运行控制单元的进水控制端连接；进水计量泵的输出端与U形反应器主体的进水口连通，进水计量泵的输入端与装有水的进水箱连通；U形反应器主体的进水口与进水滤头的一端连通；进水滤头和膜片曝气头设置在U形反应器主体内部，且进水滤头位于膜片曝气头的正上方，进水滤头的出水面与膜片曝气头的出气面相对放置；膜片曝气头的一端与止回阀的一端连通；止回阀的另一端与气体流量计的一端连通，气体流量计的另一端与气泵的一端连通；气泵的控制端与序批运行控制单元的曝气控制端连接；排水管的一端与U形反应器主体的排水口连通；排水管的中间部位设置有电磁阀；电磁阀的控制端与序批运行控制单元的排水控制端连接；排水管的另一端与出水箱连通；在线PH传感器的输出端与参数监测单元的在线PH传感器输入端连接；溶解氧传感器的输出端与参数监测单元的溶解氧传感器输入端连接；温度传感器的输出端与参数监测单元温度传感器输入端连接；在线PH传感器的输入端、溶解氧传感器的输入端和温度传感器的输入端分别插入U形反应器主体的一号传感器入口、二号传感器入口和三号传感器入口。U形反应器主体的高径比为14:1。膜片曝气头采用的是盘式膜片微孔曝气头。该培养方法包括以下步骤:步骤一、打开活动式反应器盖，向反应器内加入Xmg的接种污泥，X等于污泥浓度与反应器体积的乘积；步骤二、向反应器内注入反应器进水，使反应器内的污泥浓度达到200mg/L~300mg/L ；步骤三、设定反应器内的温度范围；温度控制单元根据该温度控制范围控制电阻丝发热，使反应器内的温度值维持在该温度范围内；步骤四、PH控制单元判断反应器内的实际PH值是否大于PH设定值，如果是，执行步骤六，否则执行步骤五；步骤五、PH控制单元控制进碱计量泵向反应器内注入碱，使反应器内的pH值达到7.5±0.1，然后执行步骤七；步骤六、PH控制单元6-2控制进酸计量泵向反应器内注入酸，使反应器内的pH值达到7.5±0.1，然后执行步骤七；步骤七、通过序批运行控制单元设定反应器序批运行次序、进水时间、曝气时间、沉淀时间、排水时间和容积交换率；步骤八、通过调整气体流量计使得曝气量在100mL/min~200mL/min之间；开始进入培养阶段；在培养过程中每天检测一次反应器排出的水中的氨氮、亚硝酸盐氮以及硝酸盐氮的浓度，观察反应器内污泥的形态，是否出现颗粒污泥；当反应器内出现颗粒污泥时，通过序批运行控本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种全自养脱氮颗粒污泥的培养装置，其特征在于，该装置包括U形反应器主体（1）、保温系统（2）、进水系统（3）、排水系统（4）、曝气系统（5）、自动控制系统（6）和参数监控系统（7）；保温系统（2）包括保温层（2?1）和电阻丝（2?2）；进水系统（3）包括装有水的进水箱（3?1）、进水计量泵（3?2）、进水滤头（3?3）、进酸计量泵（3?4）、进碱计量泵（3?5）、装有酸的存酸瓶（3?6）和装有碱的存碱瓶（3?7）；排水系统（4）包括排水管（4?1）、电磁阀（4?2）和出水箱（4?3）；曝气系统（5）包括气泵（5?1）、气体流量计（5?2）、止回阀（5?4）和膜片曝气头（5?4）；自动控制系统（6）包括温度控制单元（6?1）、PH控制单元（6?2）和序批运行控制单元（6?3）；参数监控系统（7）包括在线PH传感器（7?2）、溶解氧传感器（7?3）、温度传感器（7?4）和参数监测单元（7?1）；U形反应器主体（1）的外部设置有保温层（2?1）；U形反应器主体（1）与保温层（2?1）之间放置有电阻丝（2?2）；U形反应器主体（1）的顶端设置有活动式反应器盖（1?1），所述活动式反应器盖（1?1）的中间设置有出气管（1?2）；U形反应器主体（1）的中间位置开有排水口（1?4）；U形反应器主体（1）的排水口（1?4）下方设置有取样口（1?5）；U形反应器主体（1）的取样口下方开有曝气输入口（1?7）；U形反应器主体（1）的底部开有放空管（1?8）；U形反应器主体（1）的上半部分设置有一号传感器入口（1?9）、二号传感器入口（1?10）和三号传感器入口（1?11）；U形反应器主体（1）上位于三号传感器入口的下方开有酸碱度输入口（1?3）；U形反应器主体（1）的酸碱度输入口（1?3）的下方开有进水口（1?6）；保温层（2?1）上的开口位置、开口大小分别与U形反应器主体（1）的开口位置、开口大小相同；电阻丝（2?2）的两端分别与温度控制单元（6?1）的两个供电端连接；放空管（1?8）的一端设置有封堵；取样口（4?1）外接截止阀；进酸计量泵（3?4）的出液端和进碱计量泵（3?5）的出液端同时与U形反应器主体（1）的酸碱度输入口（1?3）连通；进酸计量泵（3?4）的入液端与装有酸的存酸瓶（3?6）连通；进酸计量泵（3?4）的控制端与PH控制单元（6?2）的酸控制端连接；进碱计量泵（3?5）的入液端与装有碱的存碱瓶（3?7）连通；进碱计量泵（3?5）的控制端与PH控制单元（6?2）的碱控制端连接；进水计量泵（3?2）的控制端与序批运行控制单元（6?3）的进水控制端连接；进水计量泵（3?2）的输出端与U形反应器主体（1）的进水口（1?6）连通，进水计量泵（3?2）的输入端与装有水的进水箱（3?1）连通；U形反应器主体（1）的进水口（1?6）与进水滤头（3?3）的一端连通；进水滤头（3?3）和膜片曝气头（5?4）设置在U形反应器主体（1）内部，且进水滤头（3?3）位于膜片曝气头（5?4）的正上方，进水滤头（3?3）的出水面与膜片曝气头（5?4）的出气面相对放置；膜片曝气头（5?4）的一端与止回阀（5?3）的一端连通；止回阀（5?3）的另一端与气体流量计（5?2）的一端连通，气体流量计（5?2）的另一端与气泵（5?1）的一端连通；气泵（5?1）的控制端与序批运行控制单元（6?3）的曝气控制端连接；排水管（4?1）的一端与U形反应器主体（1）的排水口（1?4）连通；排水管（4?1）的中间部位设置有电磁阀（4?2）；电磁阀（4?2）的控制端与序批运行控制单元（6?3）的排水控制端连接；排水管（4?1）的另一端与出水箱（4?3）连通；在线PH传感器（7?2）的输出端与参数监测单元（7?1）的在线PH传感器输入端连接；溶解氧传感器（7?3）的输出端与参数监测单元（7?1）的溶解氧传感器输入端连接；温度传感器（7?4）的输出端与参数监测单元（7?1）温度传感器输入端连接；在线PH传感器（7?2）的输入端、溶解氧传感器（7?3）的输入端和温度传感器（7?4）的输入端分别插入U形反应器主体（1）的一号传感器入口（1?9）、二号传感器入口（1?10）和三号传感器入口（1?11）。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李相昆，储昭瑞，祝梦婷，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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