專利名稱：一種新型厭氧氨氧化反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及厭氧氨氧化反應(yīng)器，屬于廢水生物處理領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，含氮廢水的排放量逐年增加。傳統(tǒng)的生物脫氮技術(shù)因脫氮效能有限，處理成本(曝氣、有機碳源等)較高，難以滿足高氮廢水處理。近年來一些新型的生物脫氮技術(shù)逐漸受到研究者的認(rèn)識并運用，其中包括短程硝化反硝化工藝、自養(yǎng)反硝化工藝、SHARON工藝、CANON工藝、厭氧氨氧化工藝等等。其中厭氧氨氧化因脫氮效率高，處理成本低而受到眾多研究者的青睞。厭氧氨氧化是指在厭氧的條件下厭氧氨氧化菌利用氨氮作為電子供體，亞硝氮作為電子受體進行生物反應(yīng)，并將其轉(zhuǎn)化為氮氣的過程。這個過程無需氧氣與有機碳源，極大地降低了動力和能源的消耗。然而目前的研究表明厭氧氨氧化菌具有倍增時間長，體積小、易流失，生長環(huán)境嚴(yán)格等特點，導(dǎo)致厭氧氨氧化反應(yīng)器很難啟動。因此開發(fā)適合于厭氧氨氧化菌的厭氧氨氧化反應(yīng)器具有重要的現(xiàn)實意義。厭氧氨氧化反應(yīng)器的啟動實際上就是反應(yīng)器內(nèi)厭氧氨氧化菌的富集過程。目前已報道的厭氧氨氧化反應(yīng)器幾乎都來源于傳統(tǒng)的厭氧反應(yīng)器，包括活性污泥類反應(yīng)器、生物膜類反應(yīng)器。將其運用在厭氧氨氧化方面主要突出以下幾個問題(1)活性污泥類反應(yīng)器(如UASB、ASBR、IC等)，雖然具有微生物與污染物充分接觸的能力，但是仍存在一定量污泥流失問題。厭氧氨氧化細菌倍增時間如此低的，導(dǎo)致這類反應(yīng)器啟動時間較長；(2)生物膜反應(yīng)器雖然具有很好的截留能力，但是當(dāng)生物膜增厚后嚴(yán)重影響污染物與微生物的接觸，不利于反應(yīng)器脫氮效能的提高；(3)過高的氨氮，亞硝氮濃度對厭氧氨氧化菌有抑制作用，不利于高濃度氨氮、亞硝氮廢水的直接處理；(4)厭氧氨氧化菌細胞外含有較多的胞外聚合物，粘稠性強，容易聚集成污泥塊，形成死區(qū)，影響反應(yīng)器容積去除效能。針對目前厭氧氨氧化器所存在的缺陷及厭氧氨氧化污泥所具有的特性，本設(shè)計試圖通過設(shè)置攪拌裝置優(yōu)化泥水混合接觸條件，便于污泥在主反應(yīng)區(qū)下部顆?；?；在主反應(yīng)區(qū)上部設(shè)置填料，強化微小顆粒污泥的截留；同時通過氣升作用，利用厭氧氨氧化反應(yīng)自身產(chǎn)生的氣體，形成自回流系統(tǒng)。回流液回流至進水端稀釋進水基質(zhì)濃度，以增強反應(yīng)器對氨氮、亞硝氮濃度的承受能力，減少毒害物質(zhì)對微生物的毒害作用。同時在回流作用提高的上升流速與機械攪拌共同作用下，使顆?；勰嗵幱诹骰癄顟B(tài)。實驗證明，據(jù)此發(fā)明的反應(yīng)器有利于厭氧氨氧化菌的快速積累及顆?；瑴p少微生物流失；避免高氮濃度的沖擊，適應(yīng)高氣濃度的進水，提聞反應(yīng)器的脫氣效能
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的以上問題，提供一種新型厭氧氨氧化反應(yīng)器。為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，達到上述技術(shù)效果，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)
一種新型厭氧氨氧化反應(yīng)器，反應(yīng)器本體由下部的主反應(yīng)區(qū)和上部的三相分離區(qū)組
成；主反應(yīng)區(qū)內(nèi)部從上而下依次設(shè)有生物膜區(qū)、污泥區(qū)和進水口與回流液進水口 ；三相分離區(qū)包括固液分離區(qū)、集氣室和導(dǎo)流錐；固液分離區(qū)上部設(shè)有出水口。所述反應(yīng)器設(shè)有攪拌器，其驅(qū)動裝置設(shè)在反應(yīng)本體頂部，攪拌軸貫穿三相分離區(qū)和生物膜區(qū)，至污泥區(qū)安裝槳板；所述反應(yīng)器本體外側(cè)設(shè)有氣升室，設(shè)回流管分別將固液分離區(qū)與氣升室、氣升室與污泥區(qū)連通；設(shè)導(dǎo)氣管將集氣室中的氣體引入氣升室。進一步的，污泥區(qū)安裝的槳板數(shù)量及大小由污泥區(qū)污泥所需要流化狀態(tài)的攪拌強
度有關(guān)。進一步的，所述生物膜區(qū)占主反應(yīng)區(qū)的20% 50%。進一步的，所述污泥區(qū)占主反應(yīng)區(qū)的0% 80%。。進一步的，所述生物膜區(qū)由填料和骨架框組合而成，豎直放置于生物膜區(qū)，水平面呈旋轉(zhuǎn)放射狀，所述填料均勻布置并保持適當(dāng)間隙。進一步的，所述導(dǎo)流錐固定在攪拌軸上，與攪拌軸同步旋轉(zhuǎn)。進一步的，所述將固液分離區(qū)與氣升室連通、將氣升室底部與污泥區(qū)連通；設(shè)導(dǎo)氣管將集氣室中的氣體引入氣升室。本發(fā)明的有益效果是
所述反應(yīng)器針對厭氧氨氧化污泥特性，通過在反應(yīng)器主反應(yīng)區(qū)上部設(shè)置填料吸附較小顆粒污泥和三相分離器，強化了微生物截留；通過內(nèi)置攪拌器的攪拌，使污泥處于流化狀態(tài)，有利于顆粒污泥的形成，進一步增加了反應(yīng)器內(nèi)的微生物量，同時優(yōu)化了泥水混合接觸條件；利用厭氧氨氧產(chǎn)氣的特點設(shè)置了氣升室，形成自回流功能。通過回流功能稀釋了進水氮濃度，避免高氨氮、亞硝氮對厭氧氨氧化菌的毒害，同時提高了反應(yīng)器內(nèi)的上升流速，進一步有利于污泥處于流化狀態(tài)?？傊帽景l(fā)明的反應(yīng)器有利于厭氧氨氧化菌的快速積累及顆?；瑴p少微生物流失；避免高氮濃度的沖擊，適應(yīng)高氮濃度的進水，有利于反應(yīng)器的脫氣效能提聞。上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段， 并可依照說明書的內(nèi)容予以實施，以下以本發(fā)明的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后。 本發(fā)明的具體實施方式
由以下實施例及其附圖詳細給出。


此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中
圖I本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)號說明1、反應(yīng)器本體，2、攪拌裝置，3、進水口，4、污泥顆?；瘏^(qū)，5、生物膜區(qū)，6、三相分離器，7、集氣室，8、污泥沉淀區(qū)，9、出水口，10、氣升室，11、氣管，12、回流液進水管，13、回流管，14、旋漿。
具體實施例方式下面將參考附圖并結(jié)合實施例，來詳細說明本發(fā)明。參照圖I所示，一種新型厭氧氨氧化反應(yīng)器，其特征在于反應(yīng)器本體(I)筒形，所述反應(yīng)本體(I)包含下部主反應(yīng)區(qū)和上部三相分離區(qū)組成；主反應(yīng)區(qū)內(nèi)部從上而下依次生物膜區(qū)(5)、污泥區(qū)(4);底部進水口(3)與回流液進水口(13);上部三相分離區(qū)從上而下依次包括固液分離區(qū)(8)、集氣室(7)、導(dǎo)流錐(6);固液分離區(qū)上部設(shè)有出水口(9)。所述反應(yīng)器設(shè)有攪拌器(2)，其驅(qū)動裝置設(shè)在反應(yīng)本體(I)頂部，攪拌軸貫穿三相分離器和生物膜區(qū)
(5)，至污泥區(qū)(4)安裝槳板(14);所述反應(yīng)器本體外側(cè)設(shè)有氣升室(10)，設(shè)回流管(12)分別將固液分離區(qū)(8)與氣升室(10)連通、同時將氣升室(10)底部與污泥區(qū)(4)連通；設(shè)導(dǎo)氣管(11)將集氣室(7)中的氣體引入氣升室(10)。進一步的，污泥區(qū)安裝的槳板數(shù)量及大小由污泥區(qū)污泥所需要流化狀態(tài)的攪拌強
度有關(guān)。進一步的，所述生物膜區(qū)占主反應(yīng)區(qū)的20% 50%。進一步的，所述污泥區(qū)占主反應(yīng)區(qū)的0% 80%。。進一步的，所述生物膜區(qū)由填料和骨架框組合而成，豎直放置于生物膜區(qū)，水平面呈旋轉(zhuǎn)放射狀，所述填料均勻布置并保持適當(dāng)間隙。進一步的，所述導(dǎo)流錐固定在攪拌軸上，與攪拌軸同步旋轉(zhuǎn)。進一步的，所述將固液分離區(qū)與氣升室連通、將氣升室底部與污泥區(qū)連通；設(shè)導(dǎo)氣管將集氣室中的氣體引入氣升室。本實施例的工作方式如下
根據(jù)厭氧氨氧化菌生長條件，控制厭氧氨氧化菌所需適宜溫度、pH、溶解氧等參數(shù)。底部進入含有氨氮、亞硝氮的廢水，上端出水口出水。通過控制攪拌裝置的攪拌速度，一方面使得進水基質(zhì)得到混合，避免形成短流或者造成局部區(qū)域微生物受污染物毒性抑制；另一方面通過攪拌使污泥處于流化狀態(tài)，提高傳質(zhì)效率，便于污泥顆?；ｋS著反應(yīng)器的氮負荷逐步提高，反應(yīng)器氮去除速率不斷增大，氣體產(chǎn)生量隨之增加。通過三相分離裝置的分離作用，將產(chǎn)生的氣體收集到集氣室，在氣提的作用下帶動回流量的增加。進水濃度得到稀釋，從而緩解高基質(zhì)濃度對厭氧氨氧化菌產(chǎn)生抑制?；亓饕旱脑黾犹岣吡朔磻?yīng)器的上升流速，進一步有利于厭氧氨氧化污泥的顆?；湍嗨佑|條件， 有利于反應(yīng)器脫氣效能的提聞。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種新型厭氧氨氧化反應(yīng)器，其特征在于反應(yīng)本體(I)由下部主反應(yīng)區(qū)和上部三相分離區(qū)組成；主反應(yīng)區(qū)內(nèi)部從上而下依次生物膜區(qū)(5)、污泥區(qū)(4);底部進水口(3)與回流液進水口(13);三相分離區(qū)從上而下依次包括固液分離區(qū)(8)、集氣室(7)、導(dǎo)流錐(6); 固液分離區(qū)上部設(shè)有出水口(9)，所述反應(yīng)器設(shè)有攪拌器(2)，其驅(qū)動裝置設(shè)在反應(yīng)本體 (I)頂部，攪拌軸貫穿三相分離區(qū)和生物膜區(qū)(5)，至污泥區(qū)(4)安裝槳板(14);所述反應(yīng)器本體外側(cè)設(shè)有氣升室(10)，設(shè)回流管(12)分別將固液分離區(qū)(8)與氣升室(10)、氣升室 (10)與污泥區(qū)(4)連通；設(shè)導(dǎo)氣管(11)將集氣室(7)中的氣體引入氣升室(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的厭氧氨氧化反應(yīng)器，其特征在于所述污泥區(qū)(4)安裝的槳板 (14)數(shù)量及大小由污泥區(qū)(4)污泥所需要流化狀態(tài)的攪拌強度有關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的厭氧氨氧化反應(yīng)器，其特征在于所述生物膜區(qū)(5)占主反應(yīng)區(qū)的20% 50%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的厭氧氨氧化反應(yīng)器，其特征在于所述污泥區(qū)(4)占主反應(yīng)區(qū)的 50% 80%o
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種新型厭氧氨氧化反應(yīng)器，其特征在于所述生物膜區(qū)(5) 由填料和骨架框組合而成，豎直放置于生物膜區(qū)，水平面呈旋轉(zhuǎn)放射狀，所述填料均勻布置并保持適當(dāng)間隙。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的厭氧氨氧化反應(yīng)器，其特征在于所述導(dǎo)流錐(6)固定在攪拌軸上，與攪拌軸同步旋轉(zhuǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的厭氧氨氧化反應(yīng)器，其特征在于所述將固液分離區(qū)(8)與氣升室(10)連通、將氣升室(10)底部與污泥區(qū)(4)連通；設(shè)導(dǎo)氣管將集氣室(7)中的氣體引入氣升室(10)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新型厭氧氨氧化反應(yīng)器。反應(yīng)器本體由下部的主反應(yīng)區(qū)和上部的三相分離區(qū)組成；主反應(yīng)區(qū)內(nèi)部從上而下依次設(shè)有生物膜區(qū)、污泥區(qū)和進水口與回流液進水口；三相分離區(qū)包括固液分離區(qū)、集氣室和導(dǎo)流錐；固液分離區(qū)上部設(shè)有出水口。所述反應(yīng)器設(shè)有攪拌器，其驅(qū)動裝置設(shè)在反應(yīng)本體頂部，攪拌軸貫穿三相分離區(qū)和生物膜區(qū)，至污泥區(qū)安裝槳板；所述反應(yīng)器本體外側(cè)設(shè)有氣升室，設(shè)回流管分別將固液分離區(qū)與氣升室、氣升室與污泥區(qū)連通；設(shè)導(dǎo)氣管將集氣室中的氣體引入氣升室。所述反應(yīng)器針對厭氧氨氧化污泥特性，強化了微生物截留，優(yōu)化泥水混合接觸條件，并具有自回流功能。利用本發(fā)明的反應(yīng)器有利于厭氧氨氧化菌的快速積累及顆粒化，減少微生物流失；避免高氮濃度的沖擊，適應(yīng)高氮濃度的進水，提高反應(yīng)器的效能。
文檔編號C02F3/28GK102583730SQ20121003989
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月22日
發(fā)明者李勇, 李大鵬, 李祥, 李雪燕, 潘楊, 袁怡, 黃勇 申請人:蘇州科技學(xué)院