图片简介:
本技术涉及一种快速去除硝酸根的方法，在溶液储槽中加入驯化完成并活化好的反硝化细菌和反硝化细菌标准培养基；将溶液储槽中的菌液泵入装有陶粒载体的生物反应器，定时分析生物反应器内菌液的硝酸根浓度，当其去除率超过90%时，将菌液排干；加入新鲜培养基继续定时分析生物反应器内溶液的硝酸根浓度，当其去除率超过90%时，将菌液排干；直至生物反应器中硝酸根去除率超过90%所需时间基本恒定时，挂膜工作完成；将需要去除硝酸根的溶液转入溶液储槽中，去除溶液中硝酸根。
一种移动床生物反应器装置，包括溶液储槽、生物反应器、载体再生槽，所述溶液储槽通过管道连接生物反应器以加入培养基，所述生物反应器下端设有载体排放阀与载体再生槽连接。
技术要求
1.一种快速去除硝酸根的方法，利用移动床生物反应器，采用筛选后的生物陶粒作载体固定反硝化细菌，增大生物反应器中细菌数量，实现快速去除硝酸根的目的；其步骤如
下：
1）制备菌液：在溶液储槽中加入驯化完成并活化好的反硝化细菌和反硝化细菌标准培养基，所述反硝化菌种与其培养基的体积比为1:1～100，然后通过搅拌器搅拌混匀；
2）载体预处理：将Φ3～5mm的陶粒载体浸泡，清洗，装入生物反应器中，陶粒载体装入量以离生物反应器顶部10～15cm为准；
3）挂膜：
a、将溶液储槽中的按一定比例接种的菌液泵入生物反应器内，体积以溶液刚好淹没陶粒载体为准，静置；
b、定时分析生物反应器内菌液的硝酸根浓度，当其去除率超过90%时，将菌液排干；
c、加入新鲜培养基至刚好淹没陶粒载体为准，静置，继续定时分析生物反应器内溶液的硝酸根浓度，当其去除率超过90%时，将菌液排干；
d、重复c步骤，直至生物反应器中硝酸根去除率超过90%所需时间基本恒定时，挂膜工作完成；
4）硝酸根连续去除：挂膜完成后，将需要去除硝酸根的溶液转入溶液储槽中，pH6～8、硝酸根浓度0.1～1g/L，启动恒流泵，从生物反应器上方加入需要去除硝酸根的溶液，开始阶段需要去除硝酸根的溶液流量为每小时0.01～0.05倍生物反应器塔内有效体积，直至从出液阀流出的菌液中硝酸根去除率达到90%以上，然后再逐步调大需要去除硝酸根的溶液进入生物反应器的流量至每小时0.05～0.5倍生物反应器有效体积，从而实现溶液中硝酸根的快速连续去除。
2.根据权利要求1所述的快速去除硝酸根的方法，其特征在于：载体预处理的过程如下：
将Φ3～5mm的陶粒载体置于载体再生槽中，加自来水浸泡，启动空压机、打开进气阀通入压缩空气，搅拌一段时间后，关闭空压机及进气阀；
然后打开隔膜阀，放掉洗液，再加清水漂洗陶粒载体至洗水变澄清，然后打开出料阀，启动隔膜泵将陶粒载体转移到生物反应器中。
3.根据权利要求1或2所述的快速去除硝酸根的方法，其特征在于：
根据反硝化过程中硝酸根去除效果，可适时排放载体，对载体进行再生处理后返回使用，确保生物反应器的稳定运行和良好的硝酸根去除效果，并实现载体的循环利用；陶粒载体的再生过程如下：
生物反应器运行期间，根据硝酸根去除效果，从生物反应器底部排放部分陶粒载体至载体再生槽中进行再生处理，每1-10天排放一次，排放量为总量的1/6～1/8；陶粒再生处理后，启动隔膜泵，将处理后的陶粒载体泵回生物反应器内，实现载体再生和循环利用。
4.一种实现权利要求1所述快速去除硝酸根的方法的移动床生物反应器装置，包括溶液储槽（1）、生物反应器（2）、载体再生槽（5），所述溶液储槽（1）通过管道连接生物反应器以加入培养基，所述生物反应器（2）下端设有载体排放阀（2-2）与载体再生槽（5）连接，生物反应器（2）下端同时设有出液阀（2-1），其特征在于：在所述载体再生槽（5）内的下部设有气体分散器（5-1），一空压机（3）通过管道、气体流量计（4）以及进气阀（5-6）与气体分散器（5-1）连接，所述载体再生槽（5）下部设有载体转移阀（5-2），并通过隔膜泵（5-3）及载体回流管道接入生物反应器（2）。
5.根据权利要求4所述的移动床生物反应器装置，其特征在于：所述载体再生槽（5）为一底端用隔膜阀（5-4）封闭、上端敞口的圆筒体，载体再生槽（5）筒体内下端设有过滤板（5-5），连接载体再生槽筒体内下部设置的气体分散器的进气阀设置在载体再生槽的筒体外。
6.根据权利要求4或5所述的移动床生物反应器装置，其特征在于：含有废水槽（8），所述废水槽通过恒流泵（7）及管道连接生物反应器的需要去除硝酸根的溶液进口。
技术说明书
一种快速去除硝酸根的方法及其移动床生物反应器装置
技术领域
本技术涉及一种废水生物处理技术，特别是涉及一种反硝化细菌固定的移动床生物反应器以及快速去除废水中硝酸根的方法。
背景技术
随着人民生活水平的提高，对生活环境的要求日益提高。
国家已经把生态文明建设理念提高至国家发展层面加以重视，对环境要求越来越严格，废水中硝酸根作为总氮的重要贡献源之一，已列入监控指标，而且要求越来越高。
现有废水中硝酸根的生物污泥处理工艺虽已被广泛应用，但还存在处理效率不高、污泥的分离处理繁杂、处理成本高的问题。
采用筛选后的生物陶粒作载体固定反硝化细菌，增大生物反应器中细菌数量，实现快速去除硝酸根的目的；根据反硝化过程中硝酸根去除效果，可适时排放载体，对载体进行再生处理后返回使用，确保生物反应器的稳定运行和良好的硝酸根去除效果，并实现载体的循环利用。
因此，移动床生物反应器能有效提高生物反应器中反硝化细菌浓度，提高硝酸根降解去除的效率和速率、减小生物反应器建设资金投入，最终提高细菌反硝化效率，具有非常重要的现实意义。
技术内容
本技术针对现有技术不足，提供一种移动床生物反应器固定化反硝化细菌快速去除硝酸根的装置与方法，在保持载体固定反硝化细菌快速去除硝酸根的基础上，通过载体的定期移动处理，解决载体上固定细菌的老化与载体再生影响细菌快速去除硝酸根等问题，保证细菌快速去除硝酸根稳定、高效运行，达到生物反应器快速去除硝酸根的目的。
本技术所采用的技术方案：
一种快速去除硝酸根的方法，利用移动床生物反应器，采用筛选后的生物陶粒作载体固定反硝化细菌，增大生物反应器中细菌数量，实现快速去除硝酸根的目的；其步骤如下：
1）制备菌液：在溶液储槽中加入驯化完成并活化好的反硝化细菌和反硝化细菌标准培养基，所述反硝化菌种与其培养基的体积比为1:1～100，然后通过搅拌器搅拌混匀；
2）载体预处理：将Φ3～5mm的陶粒载体浸泡，清洗，装入生物反应器中，陶粒载体装入量以离生物反应器顶部10～15cm为准；
3）挂膜：
a、将溶液储槽中的按一定比例接种的菌液泵入生物反应器内，体积以溶液刚好淹没陶粒载体为准，静置；
b、定时分析生物反应器内菌液的硝酸根浓度，当其去除率超过90%时，将菌液排干；
c、加入新鲜培养基至刚好淹没陶粒载体为准，静置，继续定时分析生物反应器内溶液的硝酸根浓度，当其去除率超过90%时，将菌液排干；
d、重复c步骤，直至生物反应器中硝酸根去除率超过90%所需时间基本恒定时，挂膜工作完成；
4）硝酸根连续去除：挂膜完成后，将需要去除硝酸根的溶液转入溶液储槽中，pH6～8、硝酸根浓度0.1～1g/L，启动恒流泵，从生物反应器上方加入需要去除硝酸根的溶液，开始阶段需要去除硝酸根的溶液流量为每小时0.01～0.05倍生物反应器塔内有效体积，直至从出液阀流出的菌液中硝酸根去除率达到90%以上，然后再逐步调大需要去除硝酸根的溶液进入生物反应器的流量至每小时0.05～0.5倍生物反应器有效体积，从而实现溶液中硝酸根的快速连续去除。
一种实现所述快速去除硝酸根的方法的移动床生物反应器装置，包括溶液储槽（1）、生物反应器（2）、载体再生槽（5），所述溶液储槽（1）通过管道连接生物反应器以加入培养基，所述生物反应器（2）下端设有载体排放阀（2-2）与载体再生槽（5）连接，生物反应器（2）下端同时设有出液阀（2-1），在所述载体再生槽（5）内的下部设有气
体分散器（5-1），一空压机（3）通过管道、气体流量计（4）以及进气阀（5-6）与气体分散器（5-1）连接，所述载体再生槽（5）下部设有载体转移阀（5-2），并通过隔膜泵（5-3）及载体回流管道接入生物反应器（2）。
本技术的有益效果：
1、本技术快速去除硝酸根的方法，采用移动床生物反应器，采用筛选后的生物陶粒作载体固定反硝化细菌，增大生物反应器中细菌数量，硝酸根去除效率和去除速率均有较大提高，实现了快速去除硝酸根的目的。
2、本技术快速去除硝酸根的方法，反硝化细菌固定在载体上可增大单位体积中细菌浓度，加快硝酸根的去除速度，并且根据反硝化过程中硝酸根去除效果，可适时排放载体，对载体进行再生处理后返回使用，确保生物反应器的稳定运行和良好的硝酸根去除效果，并实现载体的再生和循环利用。
3、本技术移动床生物反应器装置，通过载体移动排放、清洗再生和返回再利用，可解决反应器长时间运行过程中导致的载体板结、运行参数恶化，使得细菌反硝化功能降低，影响硝酸根去除效果的问题。
4、本技术移动床生物反应器装置，结构简单，设计科学合理。
根据生物反应器去除硝酸根的效果，通过载体移动排放、清洗再生和返回再利用，可以确保生物反应器保持稳定、快速降解去除硝酸根的效果。
附图说明
图1是本技术移动床生物反应器的结构示意图；
图中标号1为溶液储槽，1-1为搅拌桨，1-2为阀门，2为生物反应器，2-1，出液阀；2-2，载体排放阀；2-3，进液阀；2-4，培养基加入阀；3，空压机；4，气体流量计；5，载体再生槽；5-1，气体分散器；5-2，载体转移阀；5-3，隔膜泵；5-4，隔膜阀（排渣）；5-5，过滤板；5-6，进气阀；6，陶粒载体；7，恒流泵；8，废水槽。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本技术的技术方案做进一步的详细描述。
实施例1
参见图1，本技术快速去除硝酸根的方法，利用移动床生物反应器，采用筛选后的生物陶粒作载体固定反硝化细菌，增大生物反应器中细菌数量，实现快速去除硝酸根的目的；
其步骤如下：
1）制备菌液：在溶液储槽1中加入驯化完成并活化好的反硝化细菌和反硝化细菌标准培养基，所述反硝化菌种与其培养基的体积比为1:1～100，然后通过搅拌器搅拌混匀；2）载体预处理：将Φ3～5mm的陶粒载体置于载体再生槽5中，加自来水浸泡，启动空压机3，打开进气阀，通入压缩空气进行搅拌一段时间，关闭空压机3及进气阀，打开隔膜阀5-4，放掉洗液，再加清水漂洗陶粒载体至洗水变澄清，然后打开出料阀5-2，启动隔膜泵5-3将陶粒载体转移到生物反应器中，陶粒载体装入量以离生物反应器顶部10～15cm为准；
3）挂膜：
a、将溶液储槽中的按一定比例接种的菌液泵入生物反应器内，体积以溶液刚好淹没陶粒载体为准，静置；
b、定时分析生物反应器内菌液的硝酸根浓度，当其去除率超过90%时，将菌液排干；
c、加入新鲜培养基至刚好淹没陶粒载体为准，静置，继续定时分析生物反应器内溶液的硝酸根浓度，当其去除率超过90%时，将菌液排干；
d、重复c步骤，直至生物反应器中硝酸根去除率超过90%所需时间基本恒定时，挂膜工作完成；
4）硝酸根连续去除：挂膜完成后，将需要去除硝酸根的溶液转入溶液储槽中，pH6～8、硝酸根浓度0.1～1g/L，启动恒流泵，从生物反应器上方加入需要去除硝酸根的溶液，开始阶段需要去除硝酸根的溶液流量为每小时0.01～0.05倍生物反应器塔内有效体积，直至从出液阀流出的菌液中硝酸根去除率达到90%以上，然后再逐步调大需要去除硝酸根的溶液进入生物反应器的流量至每小时0.05～0.5倍生物反应器有效体积，从而实现溶液中硝酸根的快速连续去除。
实施例2
参见图1，本实施例的快速去除硝酸根的方法，与实施例1的不同之处在于：载体预处理的过程如下：
将Φ3～5mm的陶粒载体置于载体再生槽中，加自来水浸泡，启动空压机、打开进气阀通入压缩空气，搅拌一段时间后，关闭空压机及进气阀；
然后打开隔膜阀，放掉洗液，再加清水漂洗陶粒载体至洗水变澄清，然后打开出料阀，启动隔膜泵将陶粒载体转移到生物反应器中。
实施例3
参见图1，本实施例的快速去除硝酸根的方法，与实施例1的不同之处在于：根据反硝化过程中硝酸根去除效果，可适时排放载体，对载体进行再生处理后返回使用，确保生物反应器的稳定运行和良好的硝酸根去除效果，并实现载体的循环利用；陶粒载体的再生过程如下：移动床生物反应器运行一段时间后，需要定期从生物反应器底部排放部分陶粒载体至载体再生槽中，运行期间，根据硝酸根去除效果，从生物反应器底部排放部分陶粒载体至载体再生槽中进行再生处理，每1～10天排放一次，排放量为总量的1/6～
1/8，实现陶粒载体在生物反应器中的相对移动；对置于载体再生槽中的陶粒载体，加入自来水，体积以能浸没陶粒载体为准，打开进气阀，通入压缩空气搅拌1～2小时，对陶粒载体进行再生处理，多次洗涤至洗涤水变清澈为止。
陶粒再生处理后，关闭进气阀，打开隔膜阀5-4，将陶粒载体上脱落的板结物和洗涤液从隔膜阀排出，然后打开出料阀5-2，启动隔膜泵5-3，将处理后的陶粒载体泵回生物反应器内，实现载体再生和循环利用。
实施例4
参见图1，本实施例为实现前述快速去除硝酸根的方法的移动床生物反应器装置，包括溶液储槽1、生物反应器2、载体再生槽5，所述溶液储槽1通过管道连接生物反应器以加入培养基，所述生物反应器2下端设有载体排放阀2-2与载体再生槽5连接，生物反应器2下端同时设有出液阀2-1，在所述载体再生槽5内的下部设有气体分散器5-1，设有空压机3通过管道、气体流量计4以及进气阀5-6与气体分散器5-1连接，所述载体再生槽5下部设有载体转移阀5-2，并通过隔膜泵5-3及载体回流管道接入生物反应器2。
回流管的另一端连接到生物反应器的开口端。
实施例5
参见图1，本实施例的移动床生物反应器装置，与实施例4不同的是，进一步的，所述载体再生槽5为一底端用隔膜阀5-4封闭、上端敞口的圆筒体，载体再生槽5筒体内下端设有过滤板5-5，连接载体再生槽筒体内下部设置的气体分散器的进气阀设置在载体再生槽的筒体外。
可以设置废水槽8，所述废水槽8通过恒流泵7及管道连接生物反应器的需要去除硝酸根的溶液进口。
或者采用溶液储槽放置需要去除硝酸根的溶液，溶液储槽1上的阀门通过管道与恒流泵一端连接，恒流泵的另一端通过管道连接生物反应器（顶部开口端或进液阀）。
本技术移动床生物反应器装置，生物反应器2为底端用载体排放阀2-2封闭、上端敞口的圆筒体，生物反应器上端的筒壁上设有进液阀2-3，下端的筒壁上设有出液阀2-1。
