專利名稱：膜－厭氧氨氧化生物反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及環(huán)保領(lǐng)域，尤其涉及一種膜-厭氧氨氧化生物反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
隨著工農(nóng)業(yè)發(fā)展，氮素污染物的排放量日益增加。據(jù)《中國環(huán)境狀況公報(bào)》顯示，2003年，廢水中氨氮排放量達(dá)130萬噸，不僅造成水體富營養(yǎng)化，擾亂了水生生態(tài)系統(tǒng)，影響了農(nóng)業(yè)、漁業(yè)、旅游業(yè)、航海業(yè)，并對(duì)飲用水和食品安全構(gòu)成了巨大威脅。
目前廢水脫氮的方法有生物法、物理法和化學(xué)法，其中生物脫氮以其經(jīng)濟(jì)有效性而受到環(huán)境工作者的青睞。厭氧氨氧化是一種將氨氮和亞硝氮同時(shí)去除的新型生物脫氮技術(shù)。與傳統(tǒng)的硝化-反硝化工藝相比，能夠節(jié)約成本和投資。但是由于厭氧氨氧化菌代時(shí)長達(dá)11d，如何促進(jìn)細(xì)菌生長已成為開發(fā)厭氧氨氧化反應(yīng)的關(guān)鍵。
近年來對(duì)膜生物反應(yīng)器的研究不斷升溫，其原因在于①膜生物反應(yīng)器具有良好的泥水分離效果，可實(shí)現(xiàn)對(duì)菌體的完全截留，使污泥停留時(shí)間與水力停留時(shí)間完全分離，這個(gè)特點(diǎn)非常適合生長緩慢的厭氧氨氧化菌；②由于膜組件可完全截留菌體，反應(yīng)器內(nèi)可保持較高的菌體濃度(污泥濃度)，有利于提高容積效率和工作穩(wěn)定性；③膜組件的成本不斷降低，性能不斷優(yōu)化，使其在廢水處理領(lǐng)域的應(yīng)用日趨普遍。
針對(duì)膜生物反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)和厭氧氨氧化反應(yīng)的要求，該發(fā)明將膜生物反應(yīng)器應(yīng)用于厭氧氨氧化反應(yīng)的開發(fā)，提高了反應(yīng)器內(nèi)的菌體濃度，減少了細(xì)胞流失量，并通過回流增強(qiáng)了基質(zhì)與菌體的混合，提高了傳質(zhì)效率。試驗(yàn)證明，據(jù)此開發(fā)的新型厭氧氨氧化反應(yīng)器具有很好的厭氧氨氧化性能。在pH7.5～8.5，反應(yīng)溫度25～35℃的條件下，能承受高進(jìn)水氨和亞硝酸鹽濃度，具有較高的容積轉(zhuǎn)化效率和穩(wěn)定的運(yùn)行性能。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種膜-厭氧氨氧化生物反應(yīng)器，實(shí)現(xiàn)對(duì)厭氧氨氧化菌全部截留，有效開發(fā)厭氧氨氧化反應(yīng)。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是在反應(yīng)器本體內(nèi)設(shè)有呈圓形陣列放置的一體浸沒式膜分離組件，在反應(yīng)器本體底部設(shè)有進(jìn)水管，進(jìn)水管與高位進(jìn)水箱相接，高位進(jìn)水箱與儲(chǔ)水箱連接，一體浸沒式膜分離組件下部與集水管相連，集水管與低位出水箱相連，反應(yīng)器本體上端設(shè)有密封蓋，在密封蓋上設(shè)有出氣口，回流泵一端的回流液出口與反應(yīng)器本體上端相連，回流泵另一端回流液進(jìn)口與反應(yīng)器本體下端相連。
所述的一體浸沒式膜分離組件為聚丙烯有機(jī)平板膜，膜孔徑小于0.22μm。
回流液出口位于距反應(yīng)器本體底部400mm處，回流液進(jìn)口位于距反應(yīng)器本體底部5mm處。
本實(shí)用新型具有的有益效果是厭氧氨氧化細(xì)菌生長緩慢、世代時(shí)間長、容易被水流洗出，本反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)有細(xì)胞分離組件，可將菌體(污泥)完全截留，因此有助于厭氧氨氧化工藝的啟動(dòng)和高效運(yùn)行。這種反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)是1)能夠?qū)捬醢毖趸?xì)菌完全截留在反應(yīng)器內(nèi)，反應(yīng)器啟動(dòng)容易，反應(yīng)潛力大；2)可省去二次沉淀池和污泥回流設(shè)施，結(jié)構(gòu)緊湊；3)有利于反應(yīng)器內(nèi)基質(zhì)與菌體接觸，強(qiáng)化傳質(zhì)過程，緩解基質(zhì)(氨氮和亞硝氮)抑制作用；4)可產(chǎn)生適度的剪切力，有助于高活性厭氧氨氧化顆粒污泥的形成。


附圖是膜-厭氧氨氧化生物反應(yīng)器結(jié)構(gòu)原理示意圖。
圖中1、儲(chǔ)水箱，2、高位進(jìn)水箱，3、進(jìn)水管，4、一體浸沒式膜分離組件，5、反應(yīng)器本體，6、集水管，7、低位出水箱，8、出氣口，9、密封蓋，10、回流泵。
具體實(shí)施方式
如附圖所示，本實(shí)用新型具有反應(yīng)器本體5，呈塔式圓形結(jié)構(gòu)，高徑比H/D＝3∶1～5∶1；在反應(yīng)器本體5內(nèi)設(shè)有呈圓形陣列放置的一體浸沒式膜分離組件4，距反應(yīng)器本體5底部30mm，每m3反應(yīng)器的膜組件表面積為0.2～0.7m2；在反應(yīng)器本體5底部設(shè)有進(jìn)水管3，進(jìn)水管3與高位進(jìn)水箱2相接，高位進(jìn)水箱2與水箱連接，一體浸沒式膜分離組件4下部與集水管6相連，集水管6與低位出水箱7相連，出水箱7的高度可以調(diào)節(jié)，從而控制出水；反應(yīng)器本體5上端設(shè)有密封蓋9，密封蓋9與反應(yīng)器內(nèi)液面距離5～8cm，在密封蓋9上設(shè)有出氣口8，回流泵10一端的回流液出口與反應(yīng)器本體5上端相連，回流泵10另一端回流液進(jìn)口與反應(yīng)器本體5下端相連。
所述的一體浸沒式膜分離組件4為聚丙烯有機(jī)平板膜，膜孔徑小于0.22μm，能夠?qū)捬醢毖趸鷮?shí)現(xiàn)完全截留。
回流液出口位于距反應(yīng)器本體5底部400mm處，回流液進(jìn)口位于距反應(yīng)器本體5底部5mm處；通過回流泵10進(jìn)行反應(yīng)液回流，回流比為4∶1～6∶1，以稀釋基質(zhì)，消除氨氮和亞硝氮的抑制作用。
該膜-厭氧氨氧化生物反應(yīng)器以市政污水廠厭氧消化污泥為接種污泥，其中以異養(yǎng)型細(xì)菌為主，幾乎檢測(cè)不到厭氧氨氧化細(xì)菌。在pH7.5～8.5，溫度25～30℃的操作條件下，僅用30d就采用無機(jī)模擬廢水成功地啟動(dòng)了厭氧氨氧化反應(yīng)器，在容積氨氮負(fù)荷為0.10～0.14g/L.d，容積亞硝氮負(fù)荷為0.20g/L.d的條件下，總氮去除率達(dá)到90％以上。由于反應(yīng)器設(shè)有回流，具有適度的剪切力，隨著運(yùn)行時(shí)間的增加，反應(yīng)器內(nèi)的污泥能夠顆粒化。出水水質(zhì)較好，氨氮和亞硝氮的濃度均在15mg/l以下，符合國家污水排放一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.膜-厭氧氨氧化生物反應(yīng)器，其特征在于在反應(yīng)器本體(5)內(nèi)設(shè)有呈圓形陣列放置的一體浸沒式膜分離組件(4)，在反應(yīng)器本體(5)底部設(shè)有進(jìn)水管(3)，進(jìn)水管(3)與高位進(jìn)水箱(2)相接，高位進(jìn)水箱(2)與儲(chǔ)水箱(1)連接，一體浸沒式膜分離組件(4)下部與集水管(6)相連，集水管(6)與低位出水箱(7)相連，反應(yīng)器本體(5)上端設(shè)有密封蓋(9)，在密封蓋(9)上設(shè)有出氣口(8)，回流泵(10)一端的回流液出口與反應(yīng)器本體(5)上端相連，回流泵(10)另一端回流液進(jìn)口與反應(yīng)器本體(5)下端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜-厭氧氨氧化生物反應(yīng)器，其特征在于所述的一體浸沒式膜分離組件(4)為聚丙烯有機(jī)平板膜，膜孔徑小于0.22μm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜-厭氧氨氧化生物反應(yīng)器，其特征在于回流液出口位于距反應(yīng)器本體(5)底部400mm處，回流液進(jìn)口位于距反應(yīng)器本體(5)底部5mm處。
專利摘要本實(shí)用新型公開了膜－厭氧氨氧化生物反應(yīng)器。在反應(yīng)器本體內(nèi)設(shè)有呈圓形放置的一體浸沒式膜分離組件，底部設(shè)有進(jìn)水管，進(jìn)水管與高位進(jìn)水箱相接，一體浸沒式膜分離組件下部與集水管相連，集水管與低位出水箱相連，反應(yīng)器本體上端設(shè)有密封蓋，在密封蓋上設(shè)有出氣口，回流泵一端的回流液出口與反應(yīng)器本體上端相連，回流泵另一端回流液進(jìn)口與反應(yīng)器本體下端相連。本實(shí)用新型能夠?qū)捬醢毖趸?xì)菌完全截留在反應(yīng)器內(nèi)，反應(yīng)器啟動(dòng)容易，反應(yīng)潛力大；可省去二次沉淀池和污泥回流設(shè)施，結(jié)構(gòu)緊湊；有利于反應(yīng)器內(nèi)基質(zhì)與菌體接觸，強(qiáng)化傳質(zhì)過程，緩解基質(zhì)(氨氮和亞硝氮)抑制作用；可產(chǎn)生適度的剪切力，有助于高活性厭氧氨氧化顆粒污泥的形成。
文檔編號(hào)C02F3/28GK2900509SQ200620104478
公開日2007年5月16日 申請(qǐng)日期2006年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月8日
發(fā)明者鄭平, 胡安輝, 武小鷹, 金仁村 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)