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

發明提供一種微曝氣強化初沉污泥的發酵產酸的裝置。該裝置包括反應器、攪拌器、微曝氣裝置、恒溫水浴和OPR測試裝置。所述反應器為具有容置腔的封閉容器。所述反應器具有進料口、曝氣口和出料口。所述進料口、曝氣口和出料口均與內腔連通。所述容置腔中填筑有污泥。所述攪拌器布置在反應器的內腔中。該裝置利用微曝氣以及污泥齡的聯合調節方式，能夠提升初沉污泥的產酸效果，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。

權利要求書

1.一種微曝氣強化初沉污泥的發酵產酸的裝置，其特征在于：包括反應器、攪拌器(2)、微曝氣裝置、恒溫水浴和OPR測試裝置；所述反應器為具有容置腔的封閉容器；所述反應器具有進料口(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)布置在反應器的內腔中；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設備(12)以及封裝在反應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設備(12)連通。所述制熱循環設備(12)將水加熱通入水浴進水口(6)，對反應器進行制熱，并水浴出水口(7)流出實現回流；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)實時監測污泥的氧化還原電位，并傳遞至顯示儀(10)顯示數值。

2.根據權利要求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.根據權利要求1或3所述裝置的強化初沉污泥發酵產酸方法，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)加入到反應器中，并進行污泥馴化和接種；3)經進料口(5)進水并進行攪拌；微曝氣裝置進行曝氣，使反應器中的污泥得到足夠的氧氣供應；進水流量和攪拌速度根據設定進行調整；4)開始好氧階段，污泥中的微生物進行呼吸作用，并產生二氧化碳和水；5)進入厭氧階段，停止進水、攪拌和微曝氣，使反應器中的污泥進入厭氧狀態；微生物進行厭氧代謝，產生有機酸；6)靜置污泥，使污泥中的產物沉淀；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)收集反應器中的發酵液；9)將發酵液用作倒置AAO中的補充碳源，提高進水碳氮比。

4.根據權利要求3所述的微曝氣強化初沉污泥的發酵產酸的裝置，其特征在于：步驟1)中，篩網孔隙為10目。

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

6.根據權利要求3所述的微曝氣強化初沉污泥的發酵產酸的裝置，其特征在于：曝氣強度為0.01vvm。

7.根據權利要求3所述的微曝氣強化初沉污泥的發酵產酸的裝置，其特征在于：攪拌器(2)轉速保持在100rad/min。

8.根據權利要求3所述的微曝氣強化初沉污泥的發酵產酸的裝置，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.根據權利要求3所述的微曝氣強化初沉污泥的發酵產酸的裝置，其特征在于：反應器內污泥溫度保持35℃。

發明內容

本發明的目的是提供一種微曝氣強化初沉污泥的發酵產酸的裝置，以解決現有技術中存在的問題。

為實現本發明目的而采用的技術方案是這樣的，一種微曝氣強化初沉污泥的發酵產酸的裝置，包括反應器、攪拌器、微曝氣裝置、恒溫水浴和OPR測試裝置。

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

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設備以及封裝在反應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設備連通。所述制熱循環設備將水加熱通入水浴進水口，對反應器進行制熱，并水浴出水口流出實現回流。

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探頭實時監測污泥的氧化還原電位，并傳遞至顯示儀顯示數值。

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。

本發明還公開一種根據上述裝置的強化初沉污泥發酵產酸方法，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器中，并進行污泥馴化和接種。

3)經進料口進水并進行攪拌。微曝氣裝置進行曝氣，使反應器中的污泥得到足夠的氧氣供應。進水流量和攪拌速度根據設定進行調整。

4)開始好氧階段，污泥中的微生物進行呼吸作用，并產生二氧化碳和水。

5)進入厭氧階段，停止進水、攪拌和微曝氣，使反應器中的污泥進入厭氧狀態。微生物進行厭氧代謝，產生有機酸。

6)靜置污泥，使污泥中的產物沉淀。

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)收集反應器中的發酵液。

9)將發酵液用作倒置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，反應器內污泥溫度保持35℃。

本發明的技術效果是毋庸置疑的：

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

B.初沉污泥發酵液可以用作倒置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荷，液體碳源內組分均可完全降解，沒有二次污染的風險；

C.裝置結構簡單，易于制作，投資及運行成本低，節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，具有良好的經濟效益。

（發明人：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;張唐龍;左慶揚）