公布日：2023.12.26
申请日：2023.09.26
分类号：C02F3/30(2023.01)I;C02F3/34(2023.01)I;C02F3/12(2023.01)I;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/10(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种结合固定化微生物材料脱氮除磷的倒置A2O装置及方法，涉及废水处理技术领域，该装置包括缺氧段、厌氧段、好氧段和二沉池，所述缺氧段、厌氧段和好氧段结合固定化微生物技术分别接种有以反硝化细菌、聚磷菌、好氧细菌和硝化细菌为主的微生物材料作为活性污泥的载体，本发明通过将缺氧段设置在厌氧段前端，利用倒置A2O将好氧段产生的硝态氮回流至缺氧段，使其在厌氧段前就被完全去除，聚磷菌经厌氧释磷后直接进入好氧环境，达到提升除磷效果的目的，通过结合固定化微生物技术，将选定的硝化细菌、好氧细菌、硝化细菌以及聚磷菌等菌属固定在载体上充分进行反硝化反应、好氧反应、硝化反应以及好氧吸磷过程，达到高效脱氮除磷的效果。
权利要求书
1.一种结合固定化微生物材料脱氮除磷的倒置A2O装置，其特征在于，包括用于对污水进行反硝化反应的缺氧段、用于进行厌氧释磷的厌氧段、用于进行有机物降解、硝化反应和好氧吸磷的好氧段和二沉池(400)，所述缺氧段、厌氧段和好氧段结合固定化微生物技术分别接种有以反硝化细菌、聚磷菌、好氧细菌和硝化细菌为主的微生物材料作为活性污泥的载体。
2.根据权利要求1所述的一种结合固定化微生物材料脱氮除磷的倒置A2O装置，其特征在于，所述缺氧段设有缺氧池(100)，所述缺氧池(100)内设有搅拌器(101)和以反硝化细菌为主的固定化微生物材料。
3.根据权利要求1所述的一种结合固定化微生物材料脱氮除磷的倒置A2O装置，其特征在于，所述厌氧段设有厌氧池(200)，所述厌氧池(200)底部设有用于推动水流前进的推流器(201)，所述厌氧池(200)内设有以聚磷菌为主的固定化微生物材料。
4.根据权利要求1所述的一种结合固定化微生物材料脱氮除磷的倒置A2O装置，其特征在于，所述好氧段设有好氧池(300)，所述好氧池(300)内设有用于提供氧气的曝气装置(301)，所述好氧池(300)内还设有以好氧细菌、硝化细菌以及聚磷菌为主的固定化微生物材料。
5.根据权利要求1所述的一种结合固定化微生物材料脱氮除磷的倒置A2O装置，其特征在于，倒置A2O池体内设有第一污泥回流和第二污泥回流，所述第一污泥回流连通设置在缺氧池(100)与好氧池(300)之间，所述第二污泥回流连通设置在二沉池(400)与缺氧池(100)之间。
6.根据权利要求1所述的一种结合固定化微生物材料脱氮除磷的倒置A2O装置，其特征在于，所述固定化微生物材料四周距离搅拌器(101)或倒置A2O池体0.5至1.0米远，高度为A2O池体高度的三分之一至三分之二。
7.根据权利要求6所述的一种结合固定化微生物材料脱氮除磷的倒置A2O装置，其特征在于，所述固定化微生物材料为经过改性的原始单体，所述原始单体为均匀负载微生物培养基的10cm×10cm×10cm聚氨酯泡沫，所述原始单体之间通过PE绳连接，且原始单体上下距离3-4cm，左右间距为2-3cm。
8.根据权利要求7所述的一种结合固定化微生物材料脱氮除磷的倒置A2O装置，其特征在于，所述原始单体的制备方法为：步骤A：取用质量比为70％—80％∶10％—15％∶5％—15％的面粉∶血粉∶骨粉混合得到微生物培养基前体；步骤B：再取质量比为70—120份微生物培养基前体的聚醚330、质量比为60—70份微生物培养基前体的甲苯二异氰酸酯、质量比为0.8—1.0份微生物培养基前体的硅油、质量比为1.0—1.2份微生物培养基前体的水、质量比为0.5—0.7份微生物培养基前体的发泡剂以及质量比为0.6—0.9份微生物培养基前体的辛酸亚锡和三乙烯二胺，将其全部组分混合；步骤C：高速搅拌混合后的材料直至发泡，发泡8秒结束搅拌，在室温下静置45分钟，最后在55℃的条件下熟化3.0—4.0小时。
9.根据权利要求7所述的一种结合固定化微生物材料脱氮除磷的倒置A2O装置，其特征在于，所述原始单体经过微生物的固定驯化，所述固定驯化的方法为：步骤Ⅰ：将固定化微生物材料通入生活污水至刚好浸没全部材料；步骤Ⅱ：分别加入接种硝化菌群、好氧菌群和反硝化菌群和聚磷菌群，分别在缺氧、好氧条件下进行固定化反应，每隔10—14小时更换二分之一的生活污水，并且适当补充对应接种菌群进行驯化培养；步骤Ⅲ：当接种细菌的负载量达到15-25g/L时，将微生物安装到倒置A2O中接种适量活性污泥并进水运行处理。
10.一种权利要求1-9任一项所述的一种结合固定化微生物材料脱氮除磷的倒置A2O装置处理方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：将待处理的污水经由进水口引入缺氧池(100)与反硝化细菌为主的固定化微生物材料进行反硝化反应并停留2.5h；步骤二：污水从缺氧池(100)流进厌氧池(200)与聚磷菌在厌氧条件下接触发生释磷反应并停留1.5h；步骤三：污水由厌氧池(200)流入好氧池(300)与好氧细菌、硝化细菌以及聚磷菌为主的固定化微生物材料进行好氧反应、硝化反应以及好氧条件下的吸磷反应并停留为7-8h；步骤四：好氧池(300)处理后的污水部分经由第一污泥回流进入缺氧池(100)再次进行反硝化反应，剩余部分进入二沉池(400)，二沉池(400)沉淀后的部分污泥经由第二污泥回流再次进入缺氧池(100)反应，而二沉池(400)的上清液经由出水口排出。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结合固定化微生物材料脱氮除磷的倒置A2O装置及方法，以解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种结合固定化微生物材料脱氮除磷的倒置A2O装置，包括用于对污水进行反硝化反应的缺氧段、用于进行厌氧释磷的厌氧段、用于进行有机物降解、硝化反应和好氧吸磷的好氧段和二沉池，所述缺氧段、厌氧段和好氧段结合固定化微生物技术分别接种有以反硝化细菌、聚磷菌、好氧细菌和硝化细菌为主的微生物材料作为活性污泥的载体。
在上述技术方案的基础上，本发明还提供以下可选技术方案：
在一种可选方案中：所述缺氧段设有缺氧池，所述缺氧池内设有搅拌器和以反硝化细菌为主的固定化微生物材料。
在一种可选方案中：所述厌氧段设有厌氧池，所述厌氧池底部设有用于推动水流前进的推流器，所述厌氧池内设有以聚磷菌为主的固定化微生物材料。
在一种可选方案中：所述好氧段设有好氧池，所述好氧池内设有用于提供氧气的曝气装置，所述好氧池内还设有以好氧细菌、硝化细菌以及聚磷菌为主的固定化微生物材料。
在一种可选方案中：所述倒置A2O池体内设有第一污泥回流和第二污泥回流，所述第一污泥回流连通设置在缺氧池与好氧池之间，所述第二污泥回流连通设置在二沉池与缺氧池之间。
在一种可选方案中：所述固定化微生物材料四周距离搅拌器或倒置A2O池体0.5至1.0米远，高度为A2O池体高度的三分之一至三分之二。
在一种可选方案中：所述固定化微生物材料为经过改性的原始单体，所述原始单体为均匀负载微生物培养基的10cm×10cm×10cm聚氨酯泡沫，所述原始单体之间通过PE绳连接，且原始单体上下距离3-4cm，左右间距为2-3cm。
在一种可选方案中：所述原始单体的制备方法为：
步骤A：取用质量比为70％—80％∶10％—15％∶5％—15％的面粉∶血粉∶骨粉混合得到微生物培养基前体；
步骤B：再取质量比为70—120份微生物培养基前体的聚醚330、质量比为60—70份微生物培养基前体的甲苯二异氰酸酯、质量比为0.8—1.0份微生物培养基前体的硅油、质量比为1.0—1.2份微生物培养基前体的水、质量比为0.5—0.7份微生物培养基前体的发泡剂以及质量比为0.6—0.9份微生物培养基前体的辛酸亚锡和三乙烯二胺，将其全部组分混合；
步骤C：高速搅拌混合后的材料直至发泡，发泡8秒结束搅拌，在室温下静置45分钟，最后在55℃的条件下熟化3.0—4.0小时。
在一种可选方案中：所述原始单体经过微生物的固定驯化，所述固定驯化的方法为：
步骤Ⅰ：将固定化微生物材料通入生活污水至刚好浸没全部材料；
步骤Ⅱ：分别加入接种硝化菌群、好氧菌群和反硝化菌群和聚磷菌群，分别在缺氧、好氧条件下进行固定化反应，每隔10—14小时更换二分之一的生活污水，并且适当补充对应接种菌群进行驯化培养；
步骤Ⅲ：当接种细菌的负载量达到15-25g/L时，将微生物安装到倒置A2O中接种适量活性污泥并进水运行处理。
本发明还公开了一种结合固定化微生物材料脱氮除磷的倒置A2O装置处理方法，包括以下步骤：
步骤一：将待处理的污水经由进水口引入缺氧池与反硝化细菌为主的固定化微生物材料进行反硝化反应并停留2.5h；
步骤二：污水从缺氧池流进厌氧池与聚磷菌在厌氧条件下接触发生释磷反应并停留1.5h；
步骤三：污水由厌氧池流入好氧池与好氧细菌、硝化细菌以及聚磷菌为主的固定化微生物材料进行好氧反应、硝化反应以及好氧条件下的吸磷反应并停留为7-8h；
步骤四：好氧池处理后的污水部分经由第一污泥回流进入缺氧池再次进行反硝化反应，剩余部分进入二沉池，二沉池沉淀后的部分污泥经由第二污泥回流再次进入缺氧池反应，而二沉池的上清液经由出水口排出。
相较于现有技术，本发明的有益效果如下：
1、本发明通过将缺氧段设置在厌氧段前端，利用倒置A2O将好氧段产生的硝态氮回流至缺氧段，使其在厌氧段前就被完全反硝化去除，与此同时，进水中的溶解氧在缺氧段消耗殆尽，使得厌氧段的聚磷菌能够充足地释放磷，聚磷菌经厌氧释磷后直接进入好氧环境，利用其在厌氧条件下形成的吸磷动力，达到提升除磷效果的目的。
2、本发明通过结合固定化微生物技术，将选定的硝化细菌、好氧细菌、硝化细菌以及聚磷菌等菌属固定在载体上，使各菌属在倒置A2O工艺各段中保持活性高、专一性强、处理效果稳定等优点，充分进行反硝化反应去除硝态氮、好氧反应去除有机物，硝化反应以去除氨氮以及聚磷菌完成厌氧释磷和好氧吸磷过程，达到高效脱氮除磷的效果。
（发明人：曲毅;朱浩;唐晓亮;丁宇;杨宏旺;王翠辉;王?;侯云虎;张栋年;刘文恺）
