专利名称：定向驯化及扩大培养废水处理用微生物的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于定向驯化及扩大培养废水处理用微生物的装置，具体涉及一种用于可现场定向驯化及扩大培养并持续投加特效废水处理用微生物的装置。
背景技术：
活性污泥法废水处理是以采用活性污泥为主的一种将主要污染物处理为可生物降解有机物的废水处理方法。活性污泥实质上是各种微生物组成的一个生物群体。活性污泥中各种微生物与废水中的有机营养物形成了复杂的食物链，正是这些微生物以污水中的有机物为营养源，进行代谢和繁殖，才降低了污水中有机物的含量。因此，可以形象地认为是微生物“吃掉” 了污水中的有机物，从而实现了将污水净化的目的。通常，活性污泥工艺包括曝气、沉淀、回流等步骤。含特定污染物的废水和活性污泥一起进入曝气池形成混合液。曝气池本质上是一个生物反应器，曝气设备将空气中的氧气充入到含特定污染物的废水中，使活性污泥混合液中产生好氧代谢反应。活性污泥与含特定污染物的废水中的有机物充分接触，并在氧气的作用分解、代谢这些有机物。随后， 经过活性污泥处理的混合液被排入沉淀池，混合液中的悬浮固体在沉淀池中沉淀并与水分离。流出沉淀池的即为初次净化水。沉淀池中的污泥大部分回流到曝气池内，以重复再利用。健康的活性污泥菌群通常具有如下特性处于快速生长繁殖期的活菌数量足够多且活性足够强，能迅速降低废水的COD。然而，在废水处理厂使用活性污泥法处理废水的实际应用中，因废水中不同有机物的含量很难长期一致，且这类有机物具有一定生物毒性，因此，活性污泥往往难以在各种条件下均能发挥最佳效果，这会导致以下出现以下问题废水的COD变化不大或没有变化； 针对不同类型的废水，甚至是针对同种不同批次的废水时，均需要不定期更换活性污泥；污泥效率不稳定；有效菌种的数量不足；和菌种大量死亡。为解决以上问题，近年来，生物强化技术越来越多地应用于活性污泥法废水处理中。针对这类具有特定污染物的有机废水，生物强化技术通过添加具有特定污染物降解能力的菌种来提高废水处理效率。通过向常规活性污泥中加入对特定污染物具有降解能力的大量专用菌种，以使因原本不具有此专用菌种而无法降解特定废水的常规活性污泥具有降解能力，或使因原本含少量此专用菌种而无法有效降解特定废水的常规活性污泥具有降解能力。生物强化技术可以改变活性污泥系统的种群结构，增加系统中有效微生物的数量，提高处理效率，同时还可以有针对性地处理含特定污染物的废水。然而，本申请的发明人发现，生物强化技术处理废水，特别是处理含杂环化合物、 多环芳烃、纤维素和木质素的废水时存在以下问题(1)如果直接将专用菌种加入废水中， 未经过预先驯化的专用菌种要经历很长的时间才能达到对数生长期，因此降低了污水处理的效率；(2)如果系统中存在对菌种生长有抑制性的物质，即使经历很长时间，也会导致菌种很难被驯化或死亡，难以达到净化效果；C3)现有技术中处理以上几类废水均需要使用不同的专用菌种和不同的处理条件，这对于每天都需要面对各种废水来源的废水处理厂而言是极其不便利的；和(4)如果仅将处理不同废水用的各种专用菌种简单的混合，菌种之间会出现生长抑制等现象，难以达到所需的效果。[0007]因此，仍然需要一种能预先高效地驯化废水处理用微生物的装置。 实用新型内容[0008]针对需要预先高效地驯化废水处理用微生物的问题，本实用新型提供了一种用于定向驯化及扩大培养废水处理用微生物的装置。[0009]一方面，一种用于定向驯化及扩大培养废水处理用微生物的装置，包括[0010]罐体，所述罐体用于所述微生物的培养；[0011]进料系统，所述进料系统与所述罐体连通且用于向所述罐体中投放所述微生物和来自生化池的少量的废水；[0012]排放系统，所述排放系统将所述罐体与所述生化池连通且用于将培养后的微生物排放到所述生化池中；和[0013]控制系统，所述控制系统位于所述罐体内部且用于根据预设参数来控制所述装置的运行。[0014]在一个实施方式中，所述进料系统包括微生物投放系统和进水系统，其中所述微生物投放系统与所述罐体连通且用于向所述罐体中投放所述微生物；且所述进水系统与所述罐体连通且用于将来自生化池的少量的废水引入所述罐体。[0015]在一个实施方式中，所述进料系统进一步包括曝气系统，其中所述曝气系统与所述罐体连通且用于向所述罐体中提供所述微生物生长所需的氧气。[0016]在一个实施方式中，所述进料系统进一步包括营养剂添加系统，其中所述营养剂添加系统与所述罐体连通且用于向所述罐体中提供所述微生物生长所需的营养物。[0017]在一个实施方式中，所述营养剂添加系统的数量至少为两个，每个所述营养剂添加系统分别用于投放不同的营养物。[0018]在一个实施方式中，所述控制系统包括温度控制系统，其中所述温度控制系统位于所述罐体的内部且用于控制所述罐体内的温度。[0019]在一个实施方式中，所述控制系统进一步包括液位控制系统，其中所述液位控制系统位于所述罐体的内部且连接所述进水系统和所述排放系统，以根据所述罐体内的液位来控制所述装置的运行。[0020]在一个实施方式中，所述液位控制系统为数字式控制装置、可编程控制器或人工控制器。[0021]在一个实施方式中，所述液位控制系统在所述罐体上部至少布置一个，且在所述罐体下部至少布置一个。[0022]在一个实施方式中，所述罐体的体积为至少100升。[0023]本实用新型的装置可在现场快速定向驯化及扩大培养用于废水处理的微生物，且安装简单，使用方便。
[0024]图1是根据本实用新型一个实施方式的用于定向驯化及扩大培养废水处理用微生物的装置的示例图。附图标记说明1、罐体；2、微生物投放系统；3、曝气系统；4、进水系统；5、营养剂添加系统；6、排放系统；7、温度控制系统；和8、液位控制系统。
具体实施方式
下文中将参照附图来更详细地描述示例性实施方式。所述附图用于图示说明本实用新型，而非对其进行限制。图1是根据本实用新型一个实施方式的用于定向驯化及扩大培养废水处理用微生物的装置的示例图。如图1所述，用于定向驯化及扩大培养废水处理用微生物的装置(下文中简称为 “反应器”)包括罐体1、微生物投放系统2、曝气系统3、进水系统4、营养剂添加系统5、排放系统6、温度控制系统7和液位控制系统8。罐体1用于微生物的培养，且与进料系统和排放系统6连通。在罐体1的内部设置有控制系统。罐体1的形状可为如圆柱体、长方体、正方体等。罐体1的体积可为至少100升。进料系统与罐体1连通且用于向罐体1中投放微生物和来自生化池的少量的废水。投放到罐体1中的微生物在少量来自生化池的废水中经过预先驯化并定向驯化及扩大培养，在达到对数生长期时被送入到生化池中，这样可以显著提高废水处理的效率。进料系统可为单独一个投放器，也可由多个投放器组成。在一个实施方式中，进料系统可分别包括微生物投放系统2和进水系统4。微生物投放系统2与罐体1连通且用于向罐体1中投放微生物。进水系统4与罐体1连通且用于将来自生化池的少量的废水引入罐体1。进水系统4上可进一步安装水泵(未示出)。水泵根据罐体1中的废水量将来自生化池的废水引入罐体1。进一步地，进料系统还可进一步包括曝气系统3和营养剂添加系统5中的至少一种。曝气系统3与罐体1连通且用于向罐体1中提供微生物生长所需的氧气。本实用新型实施方式中的曝气步骤可以用本领域常规的曝气系统进行。在一个实施方式中，曝气量为保持水中溶解氧含量(DO)在0. 5到3mg/L之间，如果DO低于0. 5mg/L,所投加的微生物代谢速度显著降低，驯化周期明显延长，对有毒有机物适应能力明显下降，对COD的降解速度大大降低；高于:3mg/L，系统扰动加大，能耗增大但对驯化速度并无明显正面影响，相反因曝气扰动加大微生物难以形成菌胶团，从而降低了对有毒有机物的吸附从而导致降解速度下降。在一个实施方式中，曝气时间为1至13个小时，低于1小时生物未完全完成驯化， 未完全驯化的菌种进入系统，导致营养物质和辅酶被系统污水稀释，造成菌种驯化周期进一步变长，从而影响使用效果，高于13个小时，进入对数生长期的生物消耗完反应器中的营养物质后会进入内源呼吸阶段，活性下降，也会影响使用效果。在一个实施方式中，曝气时间为3至10小时，优选6至10小时。营养剂添加系统5与罐体1连通且用于向罐体1中提供微生物生长所需的营养
5物。根据加入的营养剂的不同，可选地，本实用新型的反应器可包括至少1个营养剂添加系统以用于分别投放不同的营养物。优选地，本实用新型的反应器包括3至5个营养剂添加系统。所添加的营养剂通常包括如葡萄糖、蔗糖、淀粉、蛋白胨、牛肉膏等。排放系统6将罐体1与生化池连通且用于将培养后的微生物排放到生化池中。控制系统位于罐体1内部且用于根据预设参数来控制此反应器的运行。参数包括罐体1内部的温度、液位高度等。进一步地，控制系统包括温度控制系统7和液位控制系统8中的至少一种。温度控制系统7位于罐体1的内部，且用于控制罐体内的温度以确保微生物的生长。温度控制系统7的控制方式为预先设定目标温度，在液位达到一定条件后，根据所设定的目标温度启动加热装置或制冷装置(未示出)。本实用新型实施方式中的温度调节可以用本领域常规的温度调节设备进行。在一个实施方式中，温度调节起始于曝气开始时，通过液位下的加热系统开始对曝气槽内液体进行加热，由温控系统控制在20-30°C之间。具体的设定值需要根据废水性质确定。例如，当温度低于20°C时，启动加热电源；当温度高于30°C时，关闭加热电源。液位控制系统8位于罐体1的内部且连接进水系统4和排放系统6，并根据罐体1 内的液位来控制此反应器的运行。可选地，液位控制系统8可包括上部液位控制系统和下部液位控制系统。液位控制系统8可由人工设置控制点。当液位达到控制点时，液位控制系统8指示温度控制系统7、微生物投放系统2、进水系统4或排放系统6进行工作。控制过程可由可编程控制器(PLC)、电气联动或人工控制等实现。液位控制系统的实例包括数字式控制装置、可编程控制器(PLC)、人工控制器等。在一个实施方式中，将液位调节条件设定为当进料至反应器曝气系统设计液位一半时，启动曝气，并开始对曝气计时。当达到满液位时，停止进料，同时继续曝气，直到达到设计曝气时间。设计曝气时间为1至13个小时，具体根据处理对象系统水质而定。在通过上述反应器完成驯化和扩大培养后，将包含已达到对数生长期的微生物的废水排入生化池中，以实现对废水中有机物的降解。预先加入的用于驯化菌种的废水的量大约是最后待处理的废水总量的万分之二。根据最后需要处理的废水的总量，可以对预先加入的用于驯化菌种的废水的量进行调节，以确保驯化后菌种的总量足以处理全部废水。在一个实施方式中，最终待处理的废水大约为IX IO6L,预先用于驯化菌种的废水的量大约为200L。此反应器的主要优点包括(1)可针对特定废水中特征污染物(包括氨氮、磷等)筛选、驯化特效复合菌群；(2)反应器安装简单、只需常规电源与水源，不需土建施工；且(3)反应器在维护周期内可以全自动运行，故障率低。实施例实施例1使用由本实用新型的反应器驯化扩增的微牛物讲行废水处理的效果1. 1实验对象某焦化厂废水。经检测，进入该废水含有苯酚、二甲酚以及喹啉、异喹啉、吲哚、批啶等污染物。
6[0055]1. 2实验原料[0056]复合菌剂为恶臭假单胞菌250ppm、荧光假单胞菌250ppm、枯草芽孢杆菌250ppm、 苏云金芽孢杆菌250ppm和白腐菌500ppm。酶制剂为蛋白酶500ppm、淀粉酶500ppm、纤维素酶500ppm和脂肪酶500ppm。柠檬酸为250ppm。核黄素为250ppm。所有投加物的剂量单位为ppm，是指该物质投加到目标废水生物处理系统中之后的相应浓度。[0057]200L有效容积反应器。反应器为模拟污水处理系统生物反应池的圆桶型容器，附设进料系统、曝气系统和温控系统，曝气量为维持系统溶解氧含量在0. 5mg/L。[0058]1.3实验方法[0059]1. 3. 1检测污水处理站生物处理系统进、出水C0D，取平均值作为空白对比数据；[0060]1. 3. 2常规投加微生物废水处理直接将常规生物培养营养剂、复合菌剂、酶制剂、柠檬酸和核黄素直接投加入ι χ IO6L的污水处理站生物处理系统，分别于48小时、60小时、70小时后检测出水C0D，作为对比数据一；[0061]1. 3. 3本实用新型的微生物定向驯化及扩大培养后的废水处理启动反应器，将焦化厂废水处理站生物处理系统进水、常规生物培养营养剂、复合菌剂、酶制剂、柠檬酸和核黄素通过投料系统加入反应器中。反应参数见表1:[0062]表 1[0063]
权利要求1.一种用于定向驯化及扩大培养废水处理用微生物的装置，包括罐体，所述罐体用于所述微生物的培养；进料系统，所述进料系统与所述罐体连通且用于向所述罐体中投放所述微生物和来自生化池的少量的废水；排放系统，所述排放系统将所述罐体与所述生化池连通且用于将培养后的微生物排放到所述生化池中；和控制系统，所述控制系统位于所述罐体内部且用于根据预设参数来控制所述装置的运行。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述进料系统包括微生物投放系统和进水系统，其中所述微生物投放系统与所述罐体连通且用于向所述罐体中投放所述微生物；且所述进水系统与所述罐体连通且用于将所述来自生化池的少量的废水引入所述罐体。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述进料系统进一步包括曝气系统，其中所述曝气系统与所述罐体连通且用于向所述罐体中提供所述微生物生长所需的氧气。
4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述进料系统进一步包括营养剂添加系统，其中所述营养剂添加系统与所述罐体连通且用于向所述罐体中提供所述微生物生长所需的营养物。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述营养剂添加系统的数量至少为两个， 每个所述营养剂添加系统分别用于投放不同的营养物。
6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述控制系统包括温度控制系统，其中所述温度控制系统位于所述罐体的内部且用于控制所述罐体内的温度。
7.根据权利要求2或6所述的装置，其特征在于，所述控制系统进一步包括液位控制系统，其中所述液位控制系统位于所述罐体的内部且连接所述进水系统和所述排放系统，以根据所述罐体内的液位来控制所述装置的运行。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述液位控制系统为数字式控制装置、可编程控制器或人工控制器。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述液位控制系统在所述罐体上部至少布置一个，且在所述罐体下部至少布置一个。
10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述罐体的体积为至少100升。
专利摘要本实用新型提供了一种用于定向驯化及扩大培养废水处理用微生物的装置，包括罐体，所述罐体用于所述微生物的培养；进料系统，所述进料系统与所述罐体连通且用于向所述罐体中投放所述微生物和来自生化池的少量的废水；排放系统，所述排放系统将所述罐体与所述生化池连通且用于将培养后的微生物排放到所述生化池中；和控制系统，所述控制系统位于所述罐体内部且用于根据预设参数来控制所述装置的运行。本实用新型的装置可快速定向驯化及扩大培养废水处理用微生物，且结构简单、安装便捷，适用于现场废水处理。
文档编号C02F3/34GK202246649SQ201120380539
公开日2012年5月30日 申请日期2011年10月9日 优先权日2011年10月9日
发明者温捷, 王野 申请人:北京赛富威环境工程技术有限公司