CN101381157A - 一种菌种流加式厌氧氨氧化装置及其工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种菌种流加式厌氧氨氧化装置及其工艺。本发明由厌氧氨氧化菌种子罐和厌氧氨氧化反应器两部分组成。厌氧氨氧化菌种子罐采用模拟含氨含亚硝酸盐无机废水运行，以培育厌氧氨氧化污泥；厌氧氨氧化反应器用于处理实际含氮废水，通过自流式菌种流加装置，将来自厌氧氨氧化菌种子罐的厌氧氨氧化污泥输入厌氧氨氧化反应器，以强化脱氮功能。本发明通过流加菌种，改善菌种质量，缩短厌氧氨氧化反应器的启动时间，提高厌氧氨氧化反应器的潜能和稳定性，拓展厌氧氨氧化工艺的应用范围。
Description
技术领域
本发明涉及一种菌种流加式厌氧氨氧化装置及其工艺。
背景技术
在全国“一控双达标”行动后，废水有机污染得到有效控制，氮磷污染逐渐上升为主要环境问题。根据中国环境状况公报，2005年我国氨氮排放量达149.8万吨，比上年增加12.6％。全国地表水氨氮超标现象普遍存在，所致的水体富营养化十分严重，氮污染控制已成为当前亟待解决的重大环保课题。
在缺氧条件下，利用厌氧氨氧化菌将亚硝酸盐和氨转化成氮气的过程，称为厌氧氨氧化。厌氧氨氧化工艺是倍受人们青睐的新型生物脱氮工艺。该工艺已成功应用于污水处理厂消化污泥压滤液的处理，基质去除速率达9.50kgN/(m3·d)，远远高于传统硝化反硝化工艺(0.23～0.5kgN/(m3·d)；其处理费用为
0.75/kgN，远远低于传统生物脱氮工艺(2～5/kgN)。
但是，厌氧氨氧化菌为自养型细菌，细胞产率很低，倍增时间很长，对环境条件很敏感，导致反应器的启动过程十分缓慢；另外，在大多数工业、农业废水和生活污水中，氨氮往往与有机物相伴，并且具有相对较高的C/N，研究表明，当存在有机物时，异养型细菌的生长速度远远高于厌氧氨氧化菌，会限制厌氧氨氧化反应；同时，废水中经常存在毒性物质(如硫化物)，不利于厌氧氨氧化菌的生长与增殖，以致影响厌氧氨氧化工艺的运行稳定性。所有这些都制约了厌氧氨氧化工艺的工程应用。
针对上述问题，本发明构建厌氧氨氧化种子罐，凭借装置构型和容积的合理匹配，由种子罐向厌氧氨氧化反应器流加高活性的厌氧氨氧化菌种，来缩短厌氧氨氧化反应器的启动时间和增强厌氧氨氧化工艺的运行稳定性。试验证明，这种菌种流加式厌氧氨氧化工艺可大大缩短厌氧氨氧化反应器的启动时间，并可用于处理C/N相对较高或含有毒性物质的含氮废水，从而拓展厌氧氨氧化工艺的应用范围。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种菌种流加式厌氧氨氧化装置及其工艺。
菌种流加式厌氧氨氧化装置包括厌氧氨氧化菌种子罐和厌氧氨氧化反应器，厌氧氨氧化菌种子罐包括反应区和沉淀区，反应区内设有固定填料、分隔挡板，沉淀区内设有第二三相分离器，厌氧氨氧化菌种子罐上部设有排泥管；厌氧氨氧化反应器包括反应区和沉淀区，反应区内设有旋流布水器、弹性填料，沉淀区内设有第一三相分离器，厌氧氨氧化反应器下部设有自流式菌种流加装置，厌氧氨氧化菌种子罐与厌氧氨氧化反应器通过排泥管和自流式菌种流加装置相连接，厌氧氨氧化菌种子罐与厌氧氨氧化反应器的体积比为1：30～200。
所述的分隔挡板由3～5片斜片组合而成，斜片与水面的夹角为50～60°，它将厌氧氨氧化菌种子罐的反应区分为上下两部分，上下两部分的体积之比为1：4～6，下部设置固定填料；排泥管位于分隔挡板的上部，由排泥管控制反应器内的污泥量。
所述的自流式菌种流加装置的顶部设为喇叭口状，底部管道伸入厌氧氨氧化反应器的旋流布水器和弹性填料之间；自流式菌种流加装置的顶部高于厌氧氨氧化反应器出水液面300～800mm。
菌种流加式厌氧氨氧化工艺是：厌氧氨氧化菌种子罐以味精厂厌氧污泥为接种物，采用模拟含氨含亚硝酸盐无机废水运行，进水NH4 +-N浓度与NO2 --N之比控制为1：(1～1.32)，控制温度为20～35℃，基质去除率保持为85％以上，容积去除负荷控制为1～5kgN/(m3·d)，以培育厌氧氨氧化污泥；通过自流式菌种流加装置，将来自厌氧氨氧化污泥种子罐的厌氧氨氧化颗粒污泥输入用于处理实际含氮废水的厌氧氨氧化反应器，以强化厌氧氨氧化功能，流加污泥过程中始终保持种子罐内菌体浓度为10～20gVSS/L，流加方式为连续流加或半连续流加，流加速率为10～30g VSS/(m3·d)。
本发明与现有技术相比具有的有益效果：1)在种子罐内，生长条件相对优良，可培育获得高效厌氧氨氧化菌群；2)通过流加菌种，可显著加快厌氧氨氧化反应器的启动进程，缩短启动时间；3)通过流加菌种，可提高厌氧氨氧化反应器的容积转化效率和运行稳定性；4)通过流加菌种，可将厌氧氨氧化工艺应用于C/N偏高或毒物浓度相对较高的含氨废水处理，拓展厌氧氨氧化工艺的应用范围。
附图说明
图1是菌种流加式厌氧氨氧化工艺的流程示意图；
图2是厌氧氨氧化菌种子罐的结构示意图；
图中：厌氧氨氧化污泥种子罐1包括固定填料7，分隔挡板8，第二三相分离器9和排泥管10；厌氧氨氧化反应器6包括自流式菌种流加装置2、旋流布水器3、弹性填料4、第一三相分离器5。
具体实施方式
如图1、2所示，菌种流加式厌氧氨氧化装置包括厌氧氨氧化菌种子罐1和厌氧氨氧化反应器6，厌氧氨氧化菌种子罐1包括反应区和沉淀区，反应区内设有固定填料7、分隔挡板8，沉淀区内设有第二三相分离器9，厌氧氨氧化菌种子罐1上部设有排泥管10；厌氧氨氧化反应器6包括反应区和沉淀区，反应区内设有旋流布水器3、弹性填料4，沉淀区内设有第一三相分离器5，厌氧氨氧化反应器6下部设有自流式菌种流加装置2，厌氧氨氧化菌种子罐1与厌氧氨氧化反应器6通过排泥管10和自流式菌种流加装置2相连接，厌氧氨氧化菌种子罐1与厌氧氨氧化反应器6的体积比为1：30～200。
所述的分隔挡板8由3～5片斜片组合而成，斜片与水面的夹角为50～60°，它将厌氧氨氧化菌种子罐1的反应区分为上下两部分，上下两部分的体积之比为1：4～6，下部设置固定填料7；排泥管10位于分隔挡板8的上部，由排泥管10控制反应器内的污泥量。
所述的自流式菌种流加装置2的顶部设为喇叭口状，底部管道伸入厌氧氨氧化反应器6的旋流布水器3和弹性填料4之间；自流式菌种流加装置2的顶部高于厌氧氨氧化反应器6出水液面300～800mm。
菌种流加式厌氧氨氧化工艺是：厌氧氨氧化菌种子罐1以味精厂厌氧污泥为接种物，采用模拟含氨含亚硝酸盐无机废水运行，进水NH4 +-N浓度与NO2 --N之比控制为1：(1～1.32)，控制温度为30～40℃，基质去除率保持为85％以上，容积去除负荷控制为1～5kgN/(m3·d)，以培育厌氧氨氧化污泥；通过自流式菌种流加装置2，将来自厌氧氨氧化污泥种子罐1的厌氧氨氧化颗粒污泥输入用于处理实际含氮废水的厌氧氨氧化反应器6，以强化厌氧氨氧化功能，流加污泥过程中始终保持种子罐内菌体浓度为10～20gVSS/L，流加方式为连续流加或半连续流加，流加速率为10～30g VSS/(m3·d)。
所述的厌氧氨氧化菌种子罐采用连续流运行，含氮废水由底部泵入反应器，厌氧氨氧化生物膜附着在填料上，脱落的生物膜和分散的厌氧氨氧化污泥随水上流而通过分隔挡板，粒径较大的厌氧氨氧化污泥与分隔斜板碰撞，经过沉淀回流至下部区域，其他则流至上部区域，由排泥管排出而收集或直接用于连续流加。由于分隔斜板的作用，从种子罐上部区域可以获得脱氮性能优良的厌氧氨氧化污泥。
由种子罐获得的高活性厌氧氨氧化菌体进入自流式菌种流加装置，凭借自流式菌种流加装置与厌氧氨氧化反应器的液位差使厌氧氨氧化污泥流入厌氧氨氧化反应器底部，可缓解底部基质抑制，带动整个厌氧氨氧化反应器内厌氧氨氧化菌生长。
菌种流加式厌氧氨氧化工艺尤其适用于生产性厌氧氨氧化反应器的启动以及有机物浓度或毒性物质含量较高的高氮废水处理。将种子罐培养的厌氧氨氧化菌体连续流加至反应器中，可加速厌氧氨氧化反应，获得优良的脱氮性能，具有重要的推广价值。
Claims (4)
1.一种菌种流加式厌氧氨氧化装置，其特征在于包括厌氧氨氧化菌种子罐(1)和厌氧氨氧化反应器(6)，厌氧氨氧化菌种子罐(1)包括反应区和沉淀区，反应区内设有固定填料(7)、分隔挡板(8)，沉淀区内设有第二三相分离器(9)，厌氧氨氧化菌种子罐(1)上部设有排泥管(10)；厌氧氨氧化反应器(6)包括反应区和沉淀区，反应区内设有旋流布水器(3)、弹性填料(4)，沉淀区内设有第一三相分离器(5)，厌氧氨氧化反应器(6)下部设有自流式菌种流加装置(2)，厌氧氨氧化菌种子罐(1)与厌氧氨氧化反应器(6)通过排泥管(10)和自流式菌种流加装置(2)相连接，厌氧氨氧化菌种子罐(1)与厌氧氨氧化反应器(6)的体积比为1：30～200。
2.根据权利要求1所述的一种菌种流加式厌氧氨氧化装置，其特征在于所述的分隔挡板(8)由3～5片斜片组合而成，斜片与水面的夹角为50～60°，它将厌氧氨氧化菌种子罐(1)的反应区分为上下两部分，上下两部分的体积之比为1：4～6，下部设置固定填料(7)；排泥管(10)位于分隔挡板(8)的上部，由排泥管(10)控制反应器内的污泥量。
3.根据权利要求1所述的一种菌种流加式厌氧氨氧化装置，其特征在于：所述的自流式菌种流加装置(2)的顶部设为喇叭口状，底部管道伸入厌氧氨氧化反应器(6)的旋流布水器(3)和弹性填料(4)之间；自流式菌种流加装置(2)的顶部高于厌氧氨氧化反应器(6)出水液面300～800mm。
4.一种使用根据权利要求1所述装置的菌种流加式厌氧氨氧化工艺，其特征在于：厌氧氨氧化菌种子罐(1)以味精厂厌氧污泥为接种物，采用模拟含氨含亚硝酸盐无机废水运行，进水NH4 +-N浓度与NO2 --N之比控制为1：(1～1.32)，控制温度为20～35℃，基质去除率保持为85％以上，容积去除负荷控制为1～5kgN/(m3·d)，以培育厌氧氨氧化污泥；通过自流式菌种流加装置(2)，将来自厌氧氨氧化污泥种子罐(1)的厌氧氨氧化颗粒污泥输入用于处理实际含氮废水的厌氧氨氧化反应器(6)，以强化厌氧氨氧化功能，流加污泥过程中始终保持种子罐内菌体浓度为10～20gVSS/L，流加方式为连续流加或半连续流加，流加速率为10～30g VSS/(m3·d)。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |