[发明专利]一种厌氧氨氧化污泥培养及富集的装置及方法

权利要求书

1.一种厌氧氨氧化污泥培养及富集的装置的污泥培养及富集方法，厌氧氨氧化污泥培养及富集的装置包括反应池（1）、搅拌器（7）、曝气装置（8）、气泵（9）和出水泵（5），反应池的内部为密闭空腔，搅拌器的搅拌机构位于反应池的内部空腔中，曝气装置位于反应池内部空腔的底部，气泵经管路与曝气装置相连通，出水泵的进水口位于反应池的内部空腔中，出水泵的进水口上设置有将污泥进行截留的出水滤膜（6）；还包括底物浓度测定装置（2）、气体产量及生成速率检测装置（3）和营养物质添加装置（4），底物浓度测定装置用于检测反应池中液体的氨氮、亚硝氮、硝氮和有机物浓度，气体产量及生成速率检测装置用于检测反应池中气体产量和生成速率，营养物质添加装置用于向反应池中添加硝酸盐、亚硝酸盐或铵盐溶液；

其特征在于，污泥培养及富集方法为：将污水处理厂厌氧池中的普通活性污泥在反应池（1）中封闭培养，通过曝气装置（8）和气泵（9）的运行时间控制水中溶解氧浓度，曝气装置（8）和气泵（9）运行时硝化细菌氧化铵根离子，曝气装置（8）和气泵（9）不运行时，微生物进行反硝化作用去除水中有机物；在有机物分解完后，通过营养物质添加装置（4）添加氧化态氮，为厌氧氨氧化菌提供营养物质，实现厌氧氨氧化菌的培养和富集；

具体通过以下步骤来实现：

a).有机物及铵盐的释放，将污水处理厂厌氧池中的污泥导入反应池中，然后仅开启搅拌器（7）而不进行其他任何操作，使微生物将体内有机物及铵盐释放到环境中，并通过底物浓度测定装置（2）测定有机物和铵盐的释放速率；

b).反硝化作用，当反应池中有机物浓度高到一定程度时，营养物质添加装置（4）根据有机物释放速度向池中添加硝酸盐或亚硝酸盐，为反硝化细菌提供反应底物；反硝化菌以有机物为能源，将水中的硝酸盐或亚硝酸盐转化为氮气进行去除，同时去除了水中有机物；

c).硝化作用，待水中有机物浓度较低时，首先，开启气泵，通过曝气装置提高水中溶解氧浓度，利用硝化细菌将水中铵根离子氧化为亚硝酸根离子或硝酸根离子；然后，通过控制气泵（9）的功率，将水中溶解氧浓度控制在较低水平，以免溶解氧较高将水中专性厌氧菌杀死，不利于厌氧氨氧化菌的培养；

d).厌氧氨氧化及反硝化的反复进行，铵根离子浓度过高不利于厌氧氨氧化菌的培养，但铵根离子的氧化不可过多，需剩余一些铵根离子，作为厌氧氨化菌的反应底物，同时原有污泥中微生物体内有机物及铵盐的释放的持续不断的过程，当水中有机物浓度超过一定范围时，则停止曝气，开始运行营养物质添加装置（4）向池中添加硝酸盐或亚硝酸盐，加强反硝化作用；

e).亚硝酸盐的持续添加和曝气的间断进行，反硝化作用及氨氧化作用的反复进行后，原有微生物体内有机物及铵盐的含量越来越少，释放速度也越来越慢，当有机物释放速度低至一定值后，营养物质添加装置（4）开始持续添加亚硝酸盐，曝气则间断进行，保持水中氨氮及亚硝氮浓度在较低水平，以有利于厌氧氨氧化菌的生长繁殖；

f).当水中有机物及氨氮浓度不再增加时，即可判断原微生物体内有机物及铵盐已完全去除，此后可不再进行曝气，营养物质添加装置向池中加入铵盐与亚硝酸盐混合溶液，以增强厌氧氨氧化作用，实现厌氧氨氧化菌的培养和富集；

步骤b)中，当反应池中有机物浓度达到100 mg/L时，营养物质添加装置（4）根据有机物释放速度向池中添加硝酸盐或亚硝酸盐；步骤c)中，待水中有机物浓度低于50 mg/L时，开启气泵；步骤d)中，当水中有机物浓度超过1000 mg/L时，则停止曝气；步骤e)中，当有机物释放速度低于20 mg/L时，营养物质添加装置（4）开始持续添加亚硝酸盐。

2.根据权利要求1所述的厌氧氨氧化污泥培养及富集的装置的污泥培养及富集方法，其特征在于：当通过营养物质添加装置（4）向反应池（1）中添加亚硝酸盐、硝酸盐或铵盐溶液时，通过出水泵（5）将池中过多污水抽出，通过出水滤膜（6）只抽离出液体，将含有大量微生物的污泥留存在池中。

3.根据权利要求1所述的厌氧氨氧化污泥培养及富集的装置的污泥培养及富集方法，其特征在于：搅拌器（7）在加入污泥后，不间断运行，使微生物与添加的营养物质充分混合，同时使水中溶解氧均匀分布，促进微生物与营养物质及溶解氧的接触，提高反应效率。

4.根据权利要求1所述的厌氧氨氧化污泥培养及富集的装置的污泥培养及富集方法，其特征在于：通过底物浓度测定装置（2）与气体产量及生成速率检测装置（3）检测的数值可判断前期池中是否进行厌氧氨氧化反应，及后期厌氧氨氧化反应强度。