【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于污水處理，具體涉及基于包埋的菌藻共生載體短程硝化工藝及其試驗設備。
技術介紹
1、隨著我國經濟和城鎮化的快速發展，城鎮生活污水排放量逐年增加，已成為氮、磷的最主要來源。因此，城市污水處理是水污染防治的關鍵，也是保障我國國民經濟發展和水生態安全的重要環節。
2、傳統生物脫氮工藝針對城市污水中氮素的去除主要通過硝化和反硝化作用完成，但我國城市污水中的有機物含量較少，而低c/n比的特點使得城市污水處理廠在運行過程中往往需要額外投加有機碳源(甲醇、乙酸鈉)以滿足反硝化脫氮，而且污水處理過程中，耗氧量大，能耗大。
3、厭氧氨氧化脫氮工藝的發現極大的推動了污水生物脫氮技術的發展，首先短程硝化通過控制硝化過程抑制亞硝酸鹽氧化菌(nob)的活性，將nh4+僅轉化至no2-而不繼續轉化至no3-，隨后通過厭氧氨氧化工藝由no2-氧化nh4+并最終生成n2。相比于傳統硝化反硝化脫氮過程，基于短程硝化的厭氧氨氧化脫氮工藝能夠節省57％的耗氧量和100％的碳源，但在實際城市污水處理中，受到低氨氮濃度和低溫的影響，對于nob活性的抑制往往需要復雜的控制手段，同時單一的抑制手段對于nob活性抑制的有效性和穩定性仍有待進一步研究。
4、包埋固定化技術是一種新型生物處理技術，在微生物包埋后，沿著載體表面向內部的方向會產生較大氧氣濃度梯度，因此通過控制反應器溶液中的溶解氧(do)濃度就能夠在載體內部形成氧氣限制區，實現對nob活性的抑制。由于包埋固定化技術具有實現微生物的定性定量投加特性，因此通過將含有大量氨氧化
5、菌藻共生技術是一種通過利用藻類與細菌間的協同作用，以提升污染物去除效率、降低污水處理能耗為目的的生物處理技術，但是菌藻共生系統面臨著藻類流失嚴重、易引起二次污染等難題。而利用包埋固定化技術，能有效減少藻類和細菌的流失，并大幅提高系統生物量。同時，在光照的作用下，藻類可通過光合作用為系統中參與氨氧化反應的aob提供do，而系統中所有細菌呼吸、代謝產生的co2可被藻類用作底物，促進光合作用。因此，將藻類引入短程硝化包埋固定化填料中可以實現以藻供氧，降低傳統過程中的機械曝氣量，從而實現短程硝化系統的節能降耗。
6、公開于該
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部分的信息僅僅旨在增加對本專利技術的總體背景的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域一般技術人員所公知的現有技術。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供基于包埋的菌藻共生載體短程硝化工藝及其試驗設備，其能夠解決上述
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中的問題。
2、為了實現上述目的，本專利技術一具體實施例提供的技術方案如下：
3、基于包埋的菌藻共生載體短程硝化工藝，包括以下步驟：
4、s1、優化包埋生物填料組分；
5、s2、制備短程硝化菌藻共生包埋生物填料；
6、s3、利用反應器對短程硝化菌藻共生包埋生物填料進行實驗；
7、s4、分析實驗結果。
8、在本專利技術的一個或多個實施例中，在所述s1中，包括制備未添加菌藻的不同組分比例膜狀載體的步驟，用于測定包埋填料的透光率和do傳質，達到改善包埋生物填料組分的作用；
9、所述s1具體包括以下步驟：
10、s101、將聚乙烯醇、caco3和粉末活性炭混合液涂覆在平板載體上，制備成2-3mm的膜狀載體；
11、s102、使用透光率儀測定膜狀載體的透光率，使用雙室隔膜法穩態操作法測定膜狀載體的do傳質；
12、s103、多點測定取平均值，根據測定結果，基于響應面分析法確定包埋生物填料的最優組分。
13、在本專利技術的一個或多個實施例中，在所述s2中，通過聚乙烯醇-硼酸交聯法制備短程硝化菌藻共生包埋生物填料，短程硝化菌藻共生包埋生物填料利用聚乙烯醇穩定的化學特性，機械強度高，不容易解體，同時在調整筒型短程硝化菌藻共生包埋生物填料組分不影響機械特性；
14、所述s2具體包括以下步驟：
15、s201、將s103中確定的最優組分的包埋生物填料與接種污泥和接種藻類混合后均勻涂覆至定型模具上；
16、s202、將定型模具放入飽和硼酸的混合溶液中完成交聯，最后制備成筒型短程硝化菌藻共生包埋生物填料。
17、在本專利技術的一個或多個實施例中，所述s201中的接種污泥取自污水處理廠二沉池回流污泥，污泥利用fa沖擊抑制培養，最終取得亞硝酸積累率(nar)>90％的短程硝化污泥，所述s201中的接種藻類取自同一污水處理廠的二沉池壁，藻類接種物先沉淀1小時，沉淀后的固體物作為接種藻類，從污水處理廠中獲取的接種藻類對城市污水環境適應性強，后續實驗中無需進行培養馴化。
18、基于包埋的菌藻共生載體短程硝化工藝的實驗設備，包括反應器，所述反應器包括反應器主體、上蓋和消泡機構；
19、所述反應器主體內底壁安裝有曝氣環，所述反應器主體內安裝有一對篩網，一對所述篩網之間轉動連接有轉軸，所述轉軸底部連接有攪拌葉片；
20、所述上蓋與所述反應器主體相連接，所述上蓋上安裝有攪拌電動機，所述攪拌電動機輸出端連接有連接軸，所述連接軸上固定連接有卡合件；
21、所述消泡機構與所述轉軸相連接，且與所述卡合件卡合連接。
22、在本專利技術的一個或多個實施例中，所述轉軸的外側設有攪拌防撞桶，所述攪拌防撞桶安裝于一對所述篩網之間，攪拌防撞桶用于防止筒型短程硝化菌藻共生包埋生物填料被轉軸破壞，保證筒型短程硝化菌藻共生包埋生物填料的實驗效果；
23、所述反應器主體外壁安裝有燈帶，可以起到外部照明的作用。
24、在本專利技術的一個或多個實施例中，所述連接軸內開鑿有連通腔，所述連接軸外側轉動連接有空心套，所述空心套與上側所述篩網固定連接，所述連接軸位于空心套內的側壁開鑿有若干通孔，所述連通腔通過通孔與空心套內部相連通，連通腔內的空氣通過通孔可以進入到空心套內，再通過排氣管排出，避免反應器主體內氣體壓強過大。
25、在本專利技術的一個或多個實施例中，所述上蓋上設有出氣口和蓋門，出氣口用于排出氣體，蓋門用于對凈化機構進行維護。
26、在本專利技術的一個或多個實施例中，所述消泡機構包括安裝座，所述安裝座與所述轉軸固定連接，所述安裝座上開鑿有卡合槽，所述卡合件卡合于卡合槽內，當攪拌電動機驅動連接軸轉動時，連接軸通過卡合件與卡合槽的相互配合，可以帶動安裝座和轉軸進行轉動，進而可以帶動攪拌葉片進行轉動，用于增強反應器主體內部氣水的混合，提高曝氣環的曝氣效果。...
【技術保護點】
1.基于包埋的菌藻共生載體短程硝化工藝，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的基于包埋的菌藻共生載體短程硝化工藝，其特征在于，在所述S1中，包括制備未添加菌藻的不同組分比例膜狀載體的步驟，所述S1具體包括以下步驟：
3.根據權利要求2所述的基于包埋的菌藻共生載體短程硝化工藝，其特征在于，在所述S2中，通過聚乙烯醇-硼酸交聯法制備短程硝化菌藻共生包埋生物填料，所述S2具體包括以下步驟：
4.根據權利要求3所述的基于包埋的菌藻共生載體短程硝化工藝，其特征在于，所述S201中的接種污泥取自污水處理廠二沉池回流污泥，污泥利用FA沖擊抑制培養，最終取得亞硝酸積累率(NAR)>90％的短程硝化污泥，所述S201中的接種藻類取自同一污水處理廠的二沉池壁，藻類接種物先沉淀1小時，沉淀后的固體物作為接種藻類。
5.基于包埋的菌藻共生載體短程硝化工藝的實驗設備，其特征在于，包括反應器，所述反應器包括：
6.根據權利要求5所述的基于包埋的菌藻共生載體短程硝化工藝的實驗設備，其特征在于，所述轉軸(103)的外側設有攪拌防撞桶
7.根據權利要求6所述的基于包埋的菌藻共生載體短程硝化工藝的實驗設備，其特征在于，所述連接軸(202)內開鑿有連通腔(204)，所述連接軸(202)外側轉動連接有空心套(205)，所述空心套(205)與上側所述篩網(102)固定連接，所述連接軸(202)位于空心套(205)內的側壁開鑿有若干通孔(206)，所述連通腔(204)通過通孔(206)與空心套(205)內部相連通。
8.根據權利要求7所述的基于包埋的菌藻共生載體短程硝化工藝的實驗設備，其特征在于，所述上蓋(2)上設有出氣口(207)和蓋門(208)。
9.根據權利要求8所述的基于包埋的菌藻共生載體短程硝化工藝的實驗設備，其特征在于，所述消泡機構(3)包括安裝座(301)，所述安裝座(301)與所述轉軸(103)固定連接，所述安裝座(301)上開鑿有卡合槽(302)，所述卡合件(203)卡合于卡合槽(302)內，所述安裝座(301)側壁連接有一對捕集板(303)，所述捕集板(303)上固定連接有消泡板(304)，所述消泡板(304)上連接有導流板(305)。
10.根據權利要求9所述的基于包埋的菌藻共生載體短程硝化工藝的實驗設備，其特征在于，所述捕集板(303)內安裝有割泡網(306)，所述消泡板(304)內安裝有第一加熱棒(307)，所述消泡板(304)上設有若干均勻分布的集氣孔(308)，所述集氣孔(308)的外側覆蓋有集氣罩(309)，所述集氣罩(309)與所述連通腔(204)之間連通有輸送管(310)。
...【技術特征摘要】
1.基于包埋的菌藻共生載體短程硝化工藝，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的基于包埋的菌藻共生載體短程硝化工藝，其特征在于，在所述s1中，包括制備未添加菌藻的不同組分比例膜狀載體的步驟，所述s1具體包括以下步驟：
3.根據權利要求2所述的基于包埋的菌藻共生載體短程硝化工藝，其特征在于，在所述s2中，通過聚乙烯醇-硼酸交聯法制備短程硝化菌藻共生包埋生物填料，所述s2具體包括以下步驟：
4.根據權利要求3所述的基于包埋的菌藻共生載體短程硝化工藝，其特征在于，所述s201中的接種污泥取自污水處理廠二沉池回流污泥，污泥利用fa沖擊抑制培養，最終取得亞硝酸積累率(nar)>90％的短程硝化污泥，所述s201中的接種藻類取自同一污水處理廠的二沉池壁，藻類接種物先沉淀1小時，沉淀后的固體物作為接種藻類。
5.基于包埋的菌藻共生載體短程硝化工藝的實驗設備，其特征在于，包括反應器，所述反應器包括：
6.根據權利要求5所述的基于包埋的菌藻共生載體短程硝化工藝的實驗設備，其特征在于，所述轉軸(103)的外側設有攪拌防撞桶(105)，所述攪拌防撞桶(105)安裝于一對所述篩網(102)之間，所述反應器主體(1)外壁安裝有燈帶(106)。
7.根據權利要求6所述的基于包埋的菌藻共生載體短程硝化工藝的實驗設備，其特征在于，所述連接軸(202...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張艷，張瑾，王佳偉，董一凡，任佳，
申請(專利權)人：河北建筑工程學院，
類型：發明
國別省市：
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