[发明专利]一种将厌氧消化污泥驯化为Feammox功能污泥的制备装置及驯化方法

权利要求书

1.一种将厌氧消化污泥驯化为Feammox功能污泥的制备装置，其特征在于：包括进水曝气单元、活性污泥反应单元和控温单元；

所述进水曝气单元由氮气瓶、气体流量计、曝气盘、进水桶、集气袋、洗气瓶和进水泵组成；

所述氮气瓶先连接所述气体流量计后再通过气动PU管由小孔进入进水桶中，气动PU管连接进水桶中的曝气盘；

所述的集气袋与洗气瓶通过三通球阀与进水桶相连，集气袋与洗气瓶分置于三通球阀两端；

所述进水泵一端连接进水桶，另一端与活性污泥反应单元相连；

所述活性污泥反应单元由CSTR反应器、三相分离器、调速器和出水池组成；

所述CSTR反应器包括顶盖、底盖、电机、搅拌桨，CSTR反应器材料为有机玻璃；

所述顶盖、底盖、电机均采用法兰连接，搅拌桨利用不锈钢联轴器连接于电机下端；

所述CSTR反应器下方设有进水口与排泥口，中部有效反应区设有3个取样口，中上部设有出水口，上方设有排气口，进水口设止回阀，排泥口、取样口、出水口设球阀；出水口上的球阀连接PVC软管，出水由PVC软管流入出水池；

所述电机带动搅拌桨对泥水进行搅动，调速器连接电机用于控制搅拌速度；

所述三相分离器与CSTR顶盖下方相粘合；

所述的控温单元包括水浴夹层和超级恒温水浴；

所述水浴夹层包裹于所述CSTR反应器的有效反应区外侧，水浴夹层上下分别设置一个球阀，球阀通过PVC软管与超级恒温水浴相连，温水从超级恒温水浴由下球阀进入水浴夹层，再由上球阀回流，循环流动控制温度；

基于所述装置的将厌氧消化污泥驯化为Feammox功能污泥的驯化方法，方法包括反应装置的操作过程和进水铁离子浓度的变化添加过程；

所述的反应装置的操作过程分为四个步骤：

⑴种泥选取：反应器的接种污泥取自海城市某污水厂经芬顿工艺处理的厌氧消化污泥；将1.5L～2L 的污泥接种到反应器内，水力停留时间初设为8h；

⑵进水曝气：首先将废水置于进水桶中，添加好铁离子溶液后，打开氮气瓶，调节气体流量计控制氮气流速在600L/h，三通球阀通向洗气瓶，氮气进入进水桶中，去除水中溶解氧，气体经由洗气瓶排出；曝气15min后，测定水中溶解氧达到0.1mg/L，调节进水pH，随后调节三通球阀通向集气袋，继续曝气；当集气袋曝满后，停止曝气，三通球阀停留在通向集气袋方向；每次配水前关闭进水泵；

⑶反应方式：采用连续流方式运行，打开进水泵开始进水，以下进上出方式过水，由上方出水口球阀流出流入出水池；反应过程中，进水桶中液面降低时，通过集气袋中氮气对其空间进行回补，保持长时间厌氧条件；搅拌装置长期运行不关闭；

⑷控温方式：超级恒温水浴设置温度在32℃，内具潜水泵，温水从超级恒温水浴由下球阀进入水浴夹层，再由上球阀回流，循环流动控制反应器有效反应区温度，并长期运行不关闭；

所述的进水铁离子浓度的变化添加过程分为五个阶段：

⑴阶段一：1-15天，进水中NH₄⁺-N浓度控制在30-50mg/L之间，Fe(Ⅲ)浓度控制在10mg/L；

⑵阶段二：16-26天，进水Fe(Ⅲ)浓度控制在20mg/L，其他元素浓度不变；

⑶阶段三：27-31天，进水Fe(Ⅲ)浓度控制在50mg/L，其他元素浓度不变；

⑷阶段四：32-123天，进水Fe(Ⅲ)浓度控制在70-80mg/L，其他元素浓度不变；

⑸阶段五：124-130天，进水Fe(Ⅲ)浓度控制在40mg/L，其他元素浓度不变。

2.根据权利要求1所述的一种将厌氧消化污泥驯化为Feammox功能污泥的制备装置，其特征在于：所述三相分离器呈圆柱型，材料为有机玻璃，内径为170mm。

3.根据权利要求1所述的一种将厌氧消化污泥驯化为Feammox功能污泥的制备装置，其特征在于：所述CSTR反应器有效容积为5L，内径140mm，有效高径比为2.3﹕1，采用下进上出的过水方式。