分散式污水處理一體化裝置設(shè)備

近年來(lái)，短程硝化工藝的快速啟動(dòng)和穩(wěn)定性維持成為廢水生物脫氮領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。通過(guò)優(yōu)選反應(yīng)器結(jié)構(gòu)、外加磁場(chǎng)/超聲波、添加化學(xué)試劑等方法，可以強(qiáng)化短程硝化工藝，從而提高其啟動(dòng)效能和運(yùn)行穩(wěn)定性。
1 反應(yīng)器結(jié)構(gòu)優(yōu)選
1.1 流化床生物反應(yīng)器
在流化床生物反應(yīng)器中，污水自下而上流經(jīng)反應(yīng)器，使載體呈流動(dòng)狀態(tài)，提高了氧傳質(zhì)效率。
另外，載體表面的生物膜受水流沖刷而擁有較快的更新速率，從而保證較好的底物傳質(zhì)性能。選擇適宜的載體是流化床生物反應(yīng)器快速啟動(dòng)短程硝化過(guò)程的關(guān)鍵。
賴鼎東等采用三相流化床反應(yīng)器啟動(dòng)短程硝化，用親水性玻璃態(tài)單體制備生物相容性高分子共聚物載體，運(yùn)用固定化細(xì)胞增殖技術(shù)將AOB固定于載體。該載體具有微孔結(jié)構(gòu)和良好的生物相容性，使得AOB易附著、活性高、密度大，僅一個(gè)月AOB即在載體上大量附著，生長(zhǎng)良好。反應(yīng)器溫度控制在30 ℃，DO控制在3~5 mg/L，在進(jìn)水氨氮為100、75、50、25 mg/L的條件下，經(jīng)10 d的運(yùn)行亞硝化率為98.6%、94.5%、95.2%、94.7%，表明這種高分子共聚物載體及固定化細(xì)胞增殖技術(shù)有助于短程硝化快速啟動(dòng)。
呼曉明等采用內(nèi)循環(huán)生物流化床反應(yīng)器啟動(dòng)短程硝化，以粒徑為0.25~1.25 mm、密度為2.36 g/cm3、孔隙率為40%~45%的瓷粒為載體，通過(guò)反應(yīng)器混合液在內(nèi)外筒結(jié)構(gòu)之間的內(nèi)循環(huán)使載體呈流化狀態(tài)，在提高生物量的同時(shí)，強(qiáng)化底物傳質(zhì)。反應(yīng)器溫度為31 ℃、pH為8.0~8.5、DO為1.5~2.5 mg/L，通過(guò)逐步提高溫度和進(jìn)水氨氮濃度、降低DO和縮短HRT提高短程硝化性能，在第42天進(jìn)水氨氮達(dá)到300 mg/L，HRT縮短至8 h，亞硝態(tài)氮積累率達(dá)到75%，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的短程硝化。
分散式污水處理一體化裝置設(shè)備1.2 微生物燃料電池
微生物燃料電池（MFC）將底物直接轉(zhuǎn)化為電能，提高了能量轉(zhuǎn)化效率；且可在常溫條件下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)條件溫和。MFC在工業(yè)廢水進(jìn)行脫氮處理方面具有廣泛的應(yīng)用潛力，近年來(lái)成為一種新興的短程硝化工藝強(qiáng)化手段。MFC強(qiáng)化短程硝化工藝主要從以下兩個(gè)方面實(shí)現(xiàn)：
（1）由于MFC的電子傳遞作用，在陰極氧氣得電子發(fā)生氧化還原反應(yīng)——酸性條件下氧氣與氫離子反應(yīng)生成水，堿性條件下氧氣與水反應(yīng)生成OH-，維持MFC陰具有較高的pH環(huán)境，同時(shí)質(zhì)子膜延緩質(zhì)子遷移速率，為pH升高創(chuàng)造有利條件，而較高的pH有利于短程硝化。
（2）MFC陰極pH升高影響FA濃度升高，高濃度FA會(huì)抑制NOB活性，有利于亞硝態(tài)氮的積累。MFC不僅能在強(qiáng)化短程硝化工藝的同時(shí)收集電能，且由于陰極的氧化還原反應(yīng)維持了反應(yīng)器陰極室較高的pH環(huán)境，從而能節(jié)約外加堿度。
賈璐維等利用雙室曝氣陰極MFC，在開(kāi)路電壓為620.7 mV、內(nèi)阻為112 Ω、大功率密度為81 W/m3的條件下，令短程硝化發(fā)生在MFC陰極，控制進(jìn)水氨氮為60 mg/L，反應(yīng)器連續(xù)運(yùn)行21 d使亞硝化率達(dá)到95%以上，通過(guò)MFC強(qiáng)化作用實(shí)現(xiàn)短程硝化工藝的快速啟動(dòng)和穩(wěn)定運(yùn)行。