[实用新型]一种以菌丝球为载体的好氧反硝化反应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及水处理技术领域，尤其涉及通过好氧反硝化技术实现同步硝化反硝化的以菌丝球为载体的水处理反应器。 

背景技术

进入 21 世纪，全球性水资源危机给人类社会带来巨大困扰，我国作为一个发展大国，水污染治理已经成为我国加强水资源保护的主要目标之一。2009年《中国环境状况公报》指出，中国地表水污染较重，七大水系总体为轻度污染，湖泊富营养化等问题突出。大量化肥产生的硝态氮、集中排放的城镇生活污水的氨氮等各种形式的氮元素积存，加剧了湖泊水体富营养化的程度，影响并制约了社会经济的发展。 “十二五”期间，我国在新建及已有的污水处理厂中，执行《城市污水处理厂污水综合排放标准》(GB18918-2002) 一级A标准 (氨氮<5mg/L，TN<15mg/L)，表明城市污水处理的目标已经从关注 COD 和悬浮固体的去除扩大到氮等有机营养物质的去除。因此，研究和开发经济高效的生物脱氮理论和技术已成为水污染控制领域热点之一。 

由于好氧反硝化较传统生物脱氮技术存在着明显的优势，近年来好氧反硝化技术成为了国内外废水生物脱氮新的发展方向。但是在好氧反硝化技术应用过程中，发现了许多限制性因素。例如将好氧反硝化菌投入曝气池后，作为外来菌种的好氧反硝化菌，与土著菌种相比，具有较为弱势的竞争力，这致使好氧反硝化菌在系统内的生长繁殖收到严重阻碍，无法形成优势种群，难以在系统内长时间停留，降低了水处理系统的高效性和稳定性。 

发明内容

本实用新型正是为了克服上述不足，提供一种以菌丝球为载体的好氧反硝化反应器，主要创新在于反应器内以菌丝球为生物质载体固定好氧反硝化菌，解决了好氧反硝化菌在系统内竞争力弱、难以形成优势菌群致使其大量流失、造成整个系统稳定运行周期短的问题，对整个反应器系统的长期稳定运行起到关键性作用。 

具体是这样实施的：一种以菌丝球为载体的好氧反硝化反应器，包括封闭式反应器，反应器底部置有曝气头，进水管、出水管分别设置在反应器的上下侧面，其特征在于反应器内置有生物质载体，所述的生物质载体为菌丝球，菌丝球上挂膜有好氧反硝化菌。 

反应器内还设有定向导流板，运行时使反应器内形成定向环流，为菌丝球提供定向剪切力，提高其使用寿命。 

设备运行时，从反应器侧面进水管进水，由定向导流板和曝气头的共同作用在反应器内部形成定向环流，经一个周期的处理后，从反应器出水管排水。 

反应器外设有菌丝球制备及好氧反硝化菌挂膜的装置，该装置与反应器间管道连接。外置的菌丝球制备及好氧反硝化菌挂膜的装置可为反应系统内及时供应、补充好氧反硝化菌量，保证系统在长周期内稳定运行。菌丝球制备及好氧反硝化菌挂膜的装置上设有进水口，出水口、排泥管，其内置有搅拌桨和曝气头。 

反应器顶部设有气体收集装置，避免好氧反硝化过程所产生的温室气体N2O直接排入大气，造成污染。 

为了监控反应器的运行环境，反应器上设有温控装置、pH探头及溶解氧探头。 

反应器底部设有排放污泥的排泥管。 

这种反应器实现同步硝化反硝化的运行方法，包括以下步骤： 

（1）制备菌丝球载体：在菌丝球制备及好氧反硝化菌挂膜的装置中，按公式计算比例加入定量菌丝球培养基以及菌丝球孢子悬液，在135r/min -145r/min，30℃摇床中培养36h-48h后形成菌丝球。

所述菌丝球孢子选用黑曲霉Aspergillus niger Y3，保藏编号为CGMCC No. 3.3926，其能够在液体淹没搅拌的条件下自絮凝成为菌丝球。 

所述菌丝球培养基为：C6H12O6，10g/L；NH4Cl，1g/L；KH2PO4·3H2O，1g/L；MgSO4·7H2O，0.5g/L。 

菌丝球培养基与菌丝球孢子悬液投加比例按下公式计算： 

菌丝球孢子悬液接种量（mL）=0.25*0.1%*菌丝球培养基量（mL）/A620，其中A620是菌丝球孢子悬液在620nm波长下的吸光度。

（2）好氧反硝化菌挂膜：将步骤（1）中的上清液倒出，在菌丝球制备及好氧反硝化菌挂膜的装置中加入好氧反硝化菌培养基，以培养基体积10%-15%的接种量接种好氧反硝化细菌菌液，DO=3mg/L±0.2下连续曝气培养，以9h-10h为一个反应周期，经过3个周期的培养，完成挂膜。