[發明專利]一種厭氧氨氧化菌快速富集反應設備

有效

• 申請號: 201310077372.X
• 申請日: 2013-03-11
• 公開（公告）號: CN103145239A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 黃健
• 申請（專利權）人: 麗水學院
• 主分類號: C02F3/28
• 分類號: C02F3/28;C02F3/34
• 代理公司: 杭州豐禾專利事務所有限公司 33214
• 代理人: 王鵬舉

技術領域

本發明屬于水污染控制領域，尤其涉及一種厭氧氨氧化菌（Anammox）快速富集反應設備。

背景技術

近年來，隨著經濟的發展，工業、農業和城市生活污水中氮磷元素（尤其是氨氮）的含量越來越高。大量的氮磷廢水未經適當處理直接排入水體，嚴重污染了水體環境，導致大量河流湖泊嚴重富營養化，沿海赤潮頻繁發生，對人類健康也帶來了嚴重危害，進一步加劇了我國水資源短缺的矛盾，嚴重制約著可持續發展戰略的實施。其中最重要的污染物氨氮來源廣泛，含量大，除生活污水、畜禽養殖廢水外，大量的工業廢水，如煉油廢水、食品工業廢水、垃圾填埋場滲濾液、以及污泥脫水液等都含有大量的氨氮，很多種類的廢水不僅氮素含量高，而且多數情況下C/N比很低，給氨氮的無害化處理帶來了很多困難。

傳統的生物脫氮方法在污水治理方面起到了一定的作用，但仍存在很多缺陷。如：氨氮完全硝化需消耗大量的氧，增加了動力消耗；對C/N比較低的廢水，需外加有機碳源；整個處理工藝流程較長，占地面積大且基建投資高等。

隨著污水處理的不斷深入研究，幾種新型的生物脫氮工藝近幾年得到了發展和應用，其中的厭氧氨氧化工藝因其低能耗，無需曝氣，節省碳源，污泥產量少，占地小的優點正受到越來越多的關注，但該工藝仍然存在一些問題亟待解決，如：厭氧氨氧化菌世代周期長，難以富集，導致反應器啟動時間過長；厭氧氨氧化菌對廢水水質條件要求苛刻，對環境條件變化敏感；反應設備的操作較復雜，生物持有量較低，運行不穩定等，其中，厭氧氨氧化菌難以富集導致厭氧氨氧化反應器啟動時間過長已成為限制厭氧氨氧化工藝推廣應用的瓶頸。因此，針對目前厭氧氨氧化菌難于富集的情況，研究和開發結構合理、厭氧氨氧化菌持有率高、富集快且具有較高處理能力的新設備和新技術，已成為污水脫氮處理發展的必然途徑。

發明內容

為了解決上述的技術問題，本發明專利的目的在于提供一種厭氧氨氧化菌快速富集反應設備，該設備能夠為厭氧氨氧化水處理工藝快速富集厭氧氨氧化菌，可降低反應器內底物濃度，從而有效提高反應器的目的產物操作收率和選擇性。

為了實現上述的目的，本發明采用了以下的技術方案：

一種厭氧氨氧化菌快速富集反應設備，該反應設備包括反應器、蠕動泵和進水箱，反應器采用連續攪拌槽式反應器，反應器的底部設有進水口和排泥管，進水箱通過蠕動泵與進水口相連接；反應器頂部保證厭氧環境嚴格密封，在頂部設置有溫度計探針、集氣管、攪拌器軸封；反應器內設置有氣-液-固三相分離器，氣-液-固三相分離器包括環形集氣罩和環形擋板，環形集氣罩的上部與反應器腔體頂部相連接，環形集氣罩由上至下具有上、下兩個階梯式擴口，所述的環形擋板的上部設置環形集氣罩內，在上、下兩個階梯式擴口的相應位置具有第一擴口和第二擴口，使環形擋板與所述的環形集氣罩之間形成第一回流縫，環形擋板的下部為豎直擋板，豎直擋板的下部與反應器內壁相適配形成收口，收口與反應器內壁之間形成第二回流縫；所述的環形擋板內側為反應區，反應區內設置有機械攪拌器，機械攪拌器上部與反應器結合部通過所述的攪拌器軸封保證反應區的密閉性，所述的進水口和排泥管設置在反應區的底部，反應區的頂部設置有集氣管，集氣管連接設有水封裝置，水封裝置連接設有濕式流量計；所述的環形集氣罩、環形擋板與反應器內壁形成的空間為沉淀區，在沉淀區的側壁上沿高度平均設有取樣管，沉淀區的上部設置有出水管。

作為優選，該反應設備還包括加熱裝置，加熱裝置裝在反應器的外表面上。作為再優選，所述的加熱裝置連接有溫控儀。

作為優選，所述的機械攪拌器采用扇形渦輪攪拌器。

本發明采用混合反應區與沉淀分離區合建的一體化結構，內設氣-液-固三相分離裝置；通過攪拌器攪拌，使反應區內混合液處于紊流狀態，減少絮凝體顆粒的界面層厚度及溫度梯度，提高傳質速率；采用具有一定提升能力和混合能力的扇形渦輪攪拌器，促使污泥經過回流縫回流；反應區內壁設豎向擋板，可避免由于攪拌造成混合液漩流。本發明專利可有效提高厭氧氨氧化污泥持有量，并利于培養顆粒污泥，從而實現厭氧氨氧化的快速富集，最終使系統達到良好的脫氮效果，相比于其他處理設備具有絕對優勢。本發明專利具有處理效率高，結構合理，運行穩定，操作靈活，容積利用率高，生物持有量高及運行費用較低等優點。