專利名稱：一種新型部分亞硝化的厭氧氨氧化一體化反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種新型部分亞硝化的厭氧氨氧化一體化反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
近年來，厭氧氨氧化作為一種新型的生物脫氮技術(shù)，因具有高脫氮效率，低處理成本，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(jìn)行生物反應(yīng)，并將其轉(zhuǎn)化為氮?dú)獾倪^程。這個(gè)過程無需氧氣與有機(jī)碳源，極大地降低了動(dòng)力和能源的消耗。但是厭氧氨氧化需要亞硝酸鹽作為基質(zhì)，在進(jìn)行厭氧氨氧化反應(yīng)之前需要將廢水中的氨氮進(jìn)行部分亞硝化。然而亞硝化細(xì)菌與厭氧氨氧化菌存在一些生理特性差異，因此采用聯(lián)合工藝處理高氨氮廢水時(shí)，如何實(shí)現(xiàn)亞硝化與厭氧氨氧化的銜接變得非常重要。目前已報(bào)道的一些部分亞硝化、厭氧氨氧化聯(lián)合工藝主要有兩種形式:一種是將兩種微生物單獨(dú)培養(yǎng)，通過連接實(shí)現(xiàn)廢水半亞硝化-厭氧氨氧化，例如:SBR+厭氧類反應(yīng)器、SHARON+厭氧類反應(yīng)器；另一種是通過限制一些控制因數(shù)實(shí)現(xiàn)兩種微生物在同一反應(yīng)器內(nèi)混合培養(yǎng)，例如CANON反應(yīng)器。將其運(yùn)用在亞硝化-厭氧氨氧化方面主要突出以下幾個(gè)問題:(1)由于硝化細(xì)菌具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，將亞硝化菌單獨(dú)放置在反應(yīng)器內(nèi)培養(yǎng)易引起硝化細(xì)菌生長，從而影響亞硝化效果長久穩(wěn)定的運(yùn)行；(2)由于厭氧氨氧化菌是嚴(yán)格厭氧菌，而亞硝化菌是好氧菌，將其放置在單一反應(yīng)器，若不進(jìn)行分區(qū)，無論如何限氧，溶解氧都會(huì)對(duì)厭氧氨氧化菌的脫氮功能產(chǎn)生影響；(3)無論采用兩個(gè)反應(yīng)器隔離培養(yǎng)，還是采用單一反應(yīng)器培養(yǎng),其出水溶解氧較低,需要對(duì)出水進(jìn)行復(fù)氧；(4)厭氧氨氧化是一個(gè)pH值增大的反應(yīng)，亞硝化是一個(gè)pH值減小的反應(yīng)，采用兩個(gè)反應(yīng)器時(shí)需要分別加酸堿調(diào)節(jié)pH值。針對(duì)目前亞硝化-厭氧氨氧化聯(lián)合工藝所存在的缺陷及亞硝化菌與厭氧氨氧化菌所具有的特性，本設(shè)計(jì)試圖在單一反應(yīng)器內(nèi)分區(qū)，保證相互生長環(huán)境不受影響，同時(shí)又實(shí)現(xiàn)亞硝化與厭氧氨氧化的一體化。將亞硝化過程的尾氣用于氣升，實(shí)現(xiàn)亞硝化區(qū)與厭氧氨氧化區(qū)自回流。實(shí)驗(yàn)證明，據(jù)此實(shí)用新型的反應(yīng)器有利于高氨氮廢水實(shí)現(xiàn)自養(yǎng)生物脫氮，能夠避免pH值對(duì)反應(yīng)器的沖擊；避免高氮濃度的沖擊。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的以上問題，提供一種新型部分亞硝化
的厭氧氨氧化一體化反應(yīng)器。為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，達(dá)到上述技術(shù)效果，本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):—種新型部分亞硝化的厭氧氨氧化一體化反應(yīng)器，包括主反應(yīng)區(qū)、上部三相分離器和氣升室，主反應(yīng)區(qū)內(nèi)部從下而上依次是污泥流化區(qū)、中部生物膜區(qū)、上部生物膜區(qū)，主反應(yīng)區(qū)外部從下而上依次是底部進(jìn)水口、進(jìn)氣口、上部出水口 ；三相分離器區(qū)內(nèi)部從下而上依次包括生物膜區(qū)和集氣室，所述三相分離器外部是沉淀區(qū)；所述反應(yīng)器污泥流化區(qū)內(nèi)置驅(qū)動(dòng)裝置；所述反應(yīng)器本體外側(cè)設(shè)有氣升室，其內(nèi)設(shè)置回流管與所述反應(yīng)器底部污泥流化區(qū)相連，設(shè)置亞硝化液導(dǎo)流管與所述上部生物膜區(qū)相連，設(shè)置導(dǎo)氣管與所述集氣室相連。進(jìn)一步的，所述污泥流化區(qū)安裝的驅(qū)動(dòng)裝置大小由污泥區(qū)污泥所需要的流化狀態(tài)及攪拌的強(qiáng)度有關(guān)。進(jìn)一步的，所述氣升室設(shè)置所述導(dǎo)氣管、所述導(dǎo)流管和所述回流管。進(jìn)一步的，所述上部生物膜區(qū)為好氧亞硝化，所述中部生物膜區(qū)設(shè)置為厭氧氨氧化，所述下部污泥流化區(qū)包含亞硝化和厭氧氨氧化，所述上部生物膜區(qū)體積涵蓋了所述集氣室內(nèi)液面以下至曝氣器進(jìn)口部分，所述部分放置填料，且所述污泥流化區(qū)，中部生物膜區(qū)和上部生物膜區(qū)體積比依據(jù)厭氧氨氧化能力及厭氧氨氧化所需亞硝酸鹽的亞硝化能力確定。本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型避免了溶解氧等不利因素對(duì)厭氧氨氧化污泥活性的影響；同時(shí)利用氣升實(shí)現(xiàn)亞硝化區(qū)與厭氧氨氧化區(qū)聯(lián)通，實(shí)現(xiàn)兩區(qū)酸堿度的相互補(bǔ)充及高氨氮廢水自養(yǎng)生物脫氮過程；另外由于亞硝化區(qū)設(shè)置在反應(yīng)器上方，滿足廢水出水溶解氧的要求。本實(shí)用新型的原理是:通過反應(yīng)器進(jìn)氣口進(jìn)入空氣，實(shí)現(xiàn)上部生物膜區(qū)亞硝化，同時(shí)將剩余的尾氣收集入三相分離器的集氣室，由導(dǎo)氣管導(dǎo)入氣升室形成氣升，將亞消化液回流至反應(yīng)器底部污泥流化區(qū)，與進(jìn)水氨氮混合，滿足中部生物膜區(qū)厭氧氨氧化微生物的需求。同時(shí)進(jìn)水與回流所攜帶的溶解氧可以在污泥流化區(qū)被部分亞硝化細(xì)菌利用。從而避免溶解氧對(duì)厭氧氨氧化菌的影響。上述說明僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實(shí)用新型的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說明如后。本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
由以下實(shí)施例及其附圖詳細(xì)給出。

此處所說明的附圖用來提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中:圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)號(hào)說明:1、驅(qū)動(dòng)裝置，2、進(jìn)水口，3、污泥流化區(qū)，4、中部生物膜區(qū)，5、亞硝化膜區(qū)，6、三相分離器，7、集氣室，8、沉淀區(qū)，9、導(dǎo)氣管，10、導(dǎo)流管，11、氣升室，12、進(jìn)氣口，13、回流管，14、出水口。
具體實(shí)施方式
下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例，來進(jìn)一步說明本實(shí)用新型。本實(shí)用新型提出了一種新型部分亞硝化的厭氧氨氧化一體化反應(yīng)器。參照?qǐng)D1所示，一種新型部分亞硝化的厭氧氨氧化反應(yīng)器，包括主反應(yīng)區(qū)、上部三相分離器6和氣升室11，主反應(yīng)區(qū)內(nèi)部從下而上依次是污泥流化區(qū)3、中部生物膜區(qū)4、上部生物膜區(qū)5，主反應(yīng)區(qū)外部從下而上依次是底部進(jìn)水口 2、進(jìn)氣口 12、上部出水口 14;三相分離器6區(qū)內(nèi)部從下而上依次包括生物膜5區(qū)和集氣室7，所述三相分離器6區(qū)外部是沉淀區(qū)；所述反應(yīng)器污泥流化區(qū)設(shè)置驅(qū)動(dòng)裝置I ;所述反應(yīng)器本體外側(cè)設(shè)有氣升室11，其內(nèi)設(shè)置回流管13與所述反應(yīng)器底部污泥流化區(qū)3相連，設(shè)置亞硝化液導(dǎo)流管10與所述上部生物膜區(qū)5相連，設(shè)置導(dǎo)氣管9與所述集氣室7相連。進(jìn)一步的，所述污泥流化區(qū)3驅(qū)動(dòng)裝置安裝的大小由污泥區(qū)污泥所需要的流化狀態(tài)及攪拌的強(qiáng)度有關(guān)。進(jìn)一步的，所述氣升室11設(shè)置所述導(dǎo)氣管9、所述導(dǎo)流管10和所述回流管13。進(jìn)一步的，所述上部生物膜區(qū)5為好氧亞硝化，所述中部生物膜區(qū)4設(shè)置為厭氧氨氧化，所述下部污泥流化區(qū)3包含亞硝化和厭氧氨氧化，所述上部生物膜區(qū)5體積涵蓋了所述集氣室7內(nèi)液面以下至曝氣器部分，所述部分放置填料，且所述污泥流化區(qū)3，中部生物膜區(qū)4和上部生物膜區(qū)5體積比依據(jù)厭氧氨氧化能力及厭氧氨氧化所需亞硝酸鹽的亞硝化能力確定。優(yōu)化的，在上述所述反應(yīng)器原理的基礎(chǔ)上，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室小試裝置，簡(jiǎn)述亞硝化的厭氧氨氧化一體化反應(yīng)器的實(shí)現(xiàn)；首先所述反應(yīng)器上部生物膜區(qū)5投加聚乙烯填料，所述反應(yīng)器中部采用纖維膜，接種普通活性污泥，控制生化反應(yīng)所需要的控制參數(shù)；通過機(jī)械攪拌保證膜與污泥混合，有利于生物膜快速形成；掛膜成功后，根據(jù)厭氧氨氧化菌和亞硝化細(xì)菌的生長條件，調(diào)節(jié)進(jìn)氣口的進(jìn)氣量，維持亞硝化區(qū)溶解氧濃度在適宜水平；同時(shí)通過控制進(jìn)氣量控制回流液的量，以滿足厭氧氨氧化對(duì)基質(zhì)生物需求；進(jìn)水氨氮濃度隨反應(yīng)器內(nèi)微生物富集程度逐步提聞以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種新型部分亞硝化的厭氧氨氧化一體化反應(yīng)器，包括主反應(yīng)區(qū)、上部三相分離器(6)和氣升室(11)，其特征在于，主反應(yīng)區(qū)內(nèi)部從下而上依次是污泥流化區(qū)(3)、中部生物膜區(qū)(4)、上部生物膜區(qū)(5)，主反應(yīng)區(qū)外部從下而上依次是底部進(jìn)水口(2)、進(jìn)氣口(12)、上部出水口(14);三相分離器(6)區(qū)內(nèi)部從下而上依次包括生物膜區(qū)(5)和集氣室(7)，所述三相分離器(6)區(qū)外部是沉淀區(qū)(8);所述反應(yīng)器污泥流化區(qū)(3)內(nèi)置驅(qū)動(dòng)裝置(I);所述反應(yīng)器本體外側(cè)設(shè)有氣升室(11)，其內(nèi)設(shè)置回流管(13 )與所述反應(yīng)器底部污泥流化區(qū)(3 )相連，設(shè)置亞硝化液導(dǎo)流管(10)與所述上部生物膜區(qū)(5)相連，設(shè)置導(dǎo)氣管(9)與所述集氣室(7)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型部分亞硝化的厭氧氨氧化一體化反應(yīng)器，其特征在于，所述污泥流化區(qū)(3)安裝的驅(qū)動(dòng)裝置大小由污泥區(qū)污泥所需要的流化狀態(tài)及攪拌的強(qiáng)度有關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型部分亞硝化的厭氧氨氧化一體化反應(yīng)器，其特征在于，所述氣升室(11)設(shè)置所述導(dǎo)氣管(9)、所述導(dǎo)流管(10)和所述回流管(13)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型部分亞硝化的厭氧氨氧化一體化反應(yīng)器，其特征在于，所述上部生物膜區(qū)(5)為好氧亞硝化，所述中部生物膜區(qū)(4)設(shè)置為厭氧氨氧化，所述下部污泥流化區(qū)(3)包含亞硝化和厭氧氨氧化，所述上部生物膜區(qū)(5)體積涵蓋了所述集氣室(7)內(nèi)液面以下至曝氣器部分，所述部分放置填料，且所述污泥流化區(qū)(3)，中部生物膜區(qū)(4)和上部生物膜區(qū)(5)體積比依據(jù)厭氧氨氧化能力及厭氧氨氧化所需亞硝酸鹽的亞硝化能力確定。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種新型部分亞硝化的厭氧氨氧化一體化反應(yīng)器，包括主反應(yīng)區(qū)、上部三相分離器和氣升室，主反應(yīng)區(qū)內(nèi)部從下而上依次是污泥流化區(qū)、中部生物膜區(qū)、上部生物膜區(qū)，主反應(yīng)區(qū)外部從下而上依次是底部進(jìn)水口、進(jìn)氣口、上部出水口；三相分離器區(qū)內(nèi)部從下而上依次包括生物膜區(qū)和集氣室，所述三相分離器外部是沉淀區(qū)。采用本裝置可以實(shí)現(xiàn)單一反應(yīng)器內(nèi)亞硝化與厭氧氨氧化分區(qū)培養(yǎng)，從而避免了一些環(huán)境因子對(duì)厭氧氨氧化菌與亞硝化菌的影響，并通過自回流功能實(shí)現(xiàn)了各區(qū)的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)廢水自養(yǎng)生物脫氮。
文檔編號(hào)C02F3/28GK203007033SQ20122073119
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月27日
發(fā)明者黃勇, 李祥, 袁怡, 李勇, 潘楊, 李大鵬, 李雪艷 申請(qǐng)人:蘇州科技學(xué)院