公布日：2023.09.12

申請日：2023.03.03

分類號：C12M1/38(2006.01)I;C12M1/36(2006.01)I;C12M1/34(2006.01)I;C12M1/04(2006.01)I;C12M1/02(2006.01)I;C12M1/00(2006.01)I;C12P7/40(2006.01)I

摘要

發(fā)明提供一種微曝氣強化初沉污泥的發(fā)酵產(chǎn)酸的裝置。該裝置包括反應(yīng)器、攪拌器、微曝氣裝置、恒溫水浴和OPR測試裝置。所述反應(yīng)器為具有容置腔的封閉容器。所述反應(yīng)器具有進料口、曝氣口和出料口。所述進料口、曝氣口和出料口均與內(nèi)腔連通。所述容置腔中填筑有污泥。所述攪拌器布置在反應(yīng)器的內(nèi)腔中。該裝置利用微曝氣以及污泥齡的聯(lián)合調(diào)節(jié)方式，能夠提升初沉污泥的產(chǎn)酸效果，對于解決污水處理廠低碳氮比問題具有實際意義。該裝置對污水廠的有機物進行了資源化回收，作為碳源回用，提升了污水處理廠的進水碳氮比，降低了碳源投加成本以及污泥的處理成本。

權(quán)利要求書

1.一種微曝氣強化初沉污泥的發(fā)酵產(chǎn)酸的裝置，其特征在于：包括反應(yīng)器、攪拌器(2)、微曝氣裝置、恒溫水浴和OPR測試裝置；所述反應(yīng)器為具有容置腔的封閉容器；所述反應(yīng)器具有進料口(5)、曝氣口(8)和出料口(9)；所述進料口(5)、曝氣口(8)和出料口(9)均與內(nèi)腔連通；所述容置腔中填筑有污泥；所述攪拌器(2)布置在反應(yīng)器的內(nèi)腔中；所述微曝氣裝置包括連通的微曝氣頭(3)和所述空氣蠕動泵(11)；所述微曝氣頭(3)布置在容置腔中；所述空氣蠕動泵(11)布置在容置腔外；所述空氣蠕動泵(11)與微曝氣頭(3)的連通管路通過曝氣口(8)伸入容置腔中；所述恒溫水浴包括制熱循環(huán)設(shè)備(12)以及封裝在反應(yīng)器外壁上的水浴夾層(4)；所述水浴夾層(4)具有水浴進水口(6)和水浴出水口(7)；所述水浴夾層(4)通過管路與制熱循環(huán)設(shè)備(12)連通。所述制熱循環(huán)設(shè)備(12)將水加熱通入水浴進水口(6)，對反應(yīng)器進行制熱，并水浴出水口(7)流出實現(xiàn)回流；所述OPR測試裝置包括ORP探頭(1)和OPR顯示儀(10)；所述ORP探頭(1)伸入到容置腔中；所述ORP探頭(1)實時監(jiān)測污泥的氧化還原電位，并傳遞至顯示儀(10)顯示數(shù)值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高性能電控固體推進劑及其制備方法，其特征在于：所述水浴夾層進水口(6)位于裝置底部，水浴層出口(7)位于裝置頂部。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述裝置的強化初沉污泥發(fā)酵產(chǎn)酸方法，其特征在于，包括以下步驟：1)從污水處理廠的初沉池中收集初沉污泥，并過篩濾去大顆粒無機物；2)將初沉污泥通過進料口(5)加入到反應(yīng)器中，并進行污泥馴化和接種；3)經(jīng)進料口(5)進水并進行攪拌；微曝氣裝置進行曝氣，使反應(yīng)器中的污泥得到足夠的氧氣供應(yīng)；進水流量和攪拌速度根據(jù)設(shè)定進行調(diào)整；4)開始好氧階段，污泥中的微生物進行呼吸作用，并產(chǎn)生二氧化碳和水；5)進入?yún)捬蹼A段，停止進水、攪拌和微曝氣，使反應(yīng)器中的污泥進入?yún)捬鯛顟B(tài)；微生物進行厭氧代謝，產(chǎn)生有機酸；6)靜置污泥，使污泥中的產(chǎn)物沉淀；7)從出料口(9)中排出污泥中的沉淀物，新鮮污泥通過進料口(5)進入容置腔，完成初沉污泥的周期性更替；8)收集反應(yīng)器中的發(fā)酵液；9)將發(fā)酵液用作倒置AAO中的補充碳源，提高進水碳氮比。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微曝氣強化初沉污泥的發(fā)酵產(chǎn)酸的裝置，其特征在于：步驟1)中，篩網(wǎng)孔隙為10目。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微曝氣強化初沉污泥的發(fā)酵產(chǎn)酸的裝置，其特征在于：步驟2)中，初沉污泥馴化周期為10d。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微曝氣強化初沉污泥的發(fā)酵產(chǎn)酸的裝置，其特征在于：曝氣強度為0.01vvm。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微曝氣強化初沉污泥的發(fā)酵產(chǎn)酸的裝置，其特征在于：攪拌器(2)轉(zhuǎn)速保持在100rad/min。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微曝氣強化初沉污泥的發(fā)酵產(chǎn)酸的裝置，其特征在于：污泥齡為3d；通過保持固體停留時間和水力停留時間相等以控制污泥齡。

9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微曝氣強化初沉污泥的發(fā)酵產(chǎn)酸的裝置，其特征在于：反應(yīng)器內(nèi)污泥溫度保持35℃。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種微曝氣強化初沉污泥的發(fā)酵產(chǎn)酸的裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

為實現(xiàn)本發(fā)明目的而采用的技術(shù)方案是這樣的，一種微曝氣強化初沉污泥的發(fā)酵產(chǎn)酸的裝置，包括反應(yīng)器、攪拌器、微曝氣裝置、恒溫水浴和OPR測試裝置。

所述反應(yīng)器為具有容置腔的封閉容器。所述反應(yīng)器具有進料口、曝氣口和出料口。所述進料口、曝氣口和出料口均與內(nèi)腔連通。所述容置腔中填筑有污泥。所述攪拌器布置在反應(yīng)器的內(nèi)腔中。

所述微曝氣裝置包括連通的微曝氣頭和空氣蠕動泵。所述微曝氣頭布置在容置腔中。所述空氣蠕動泵布置在容置腔外。所述空氣蠕動泵與微曝氣頭的連通管路通過曝氣口伸入容置腔中。

所述恒溫水浴包括制熱循環(huán)設(shè)備以及封裝在反應(yīng)器外壁上的水浴夾層。所述水浴夾層具有水浴進水口和水浴出水口。所述水浴夾層通過管路與制熱循環(huán)設(shè)備連通。所述制熱循環(huán)設(shè)備將水加熱通入水浴進水口，對反應(yīng)器進行制熱，并水浴出水口流出實現(xiàn)回流。

所述OPR測試裝置包括ORP探頭和OPR顯示儀。所述ORP探頭伸入到容置腔中。所述ORP探頭實時監(jiān)測污泥的氧化還原電位，并傳遞至顯示儀顯示數(shù)值。

進一步，所述水浴夾層進水口位于裝置底部，水浴層出口位于裝置頂部。

本發(fā)明還公開一種根據(jù)上述裝置的強化初沉污泥發(fā)酵產(chǎn)酸方法，包括以下步驟：

1)從污水處理廠的初沉池中收集初沉污泥，并過篩濾去大顆粒無機物。

2)將初沉污泥通過進料口加入到反應(yīng)器中，并進行污泥馴化和接種。

3)經(jīng)進料口進水并進行攪拌。微曝氣裝置進行曝氣，使反應(yīng)器中的污泥得到足夠的氧氣供應(yīng)。進水流量和攪拌速度根據(jù)設(shè)定進行調(diào)整。

4)開始好氧階段，污泥中的微生物進行呼吸作用，并產(chǎn)生二氧化碳和水。

5)進入?yún)捬蹼A段，停止進水、攪拌和微曝氣，使反應(yīng)器中的污泥進入?yún)捬鯛顟B(tài)。微生物進行厭氧代謝，產(chǎn)生有機酸。

6)靜置污泥，使污泥中的產(chǎn)物沉淀。

7)從出料口中排出污泥中的沉淀物，新鮮污泥通過進料口進入容置腔，完成初沉污泥的周期性更替。

8)收集反應(yīng)器中的發(fā)酵液。

9)將發(fā)酵液用作倒置AAO中的補充碳源，提高進水碳氮比。

進一步，步驟1)中，篩網(wǎng)孔隙為10目。

進一步，步驟2)中，初沉污泥馴化周期為10d。

進一步，曝氣強度為0.01vvm。

進一步，攪拌器轉(zhuǎn)速保持在100rad/min。

進一步，污泥齡為3d。通過保持固體停留時間和水力停留時間相等以控制污泥齡。

進一步，反應(yīng)器內(nèi)污泥溫度保持35℃。

本發(fā)明的技術(shù)效果是毋庸置疑的：

A.微曝氣的條件可以減少發(fā)酵液中磷酸鹽的溶出，降低發(fā)酵液回用對于磷去除的負(fù)荷；

B.初沉污泥發(fā)酵液可以用作倒置AAO中的補充碳源，提高進水碳氮比，在增加碳源的同時未明顯提高氮磷處理負(fù)荷，液體碳源內(nèi)組分均可完全降解，沒有二次污染的風(fēng)險；

C.裝置結(jié)構(gòu)簡單，易于制作，投資及運行成本低，節(jié)約污水處理單位碳源投加費用的同時也減少了污泥的處理費用，具有良好的經(jīng)濟效益。

（發(fā)明人：張俊;吳坤明;周小國;謝家強;王碩;戴明華;何強;陽春;劉彩虹;李麟;張?zhí)讫?/span>;左慶揚）