CN112811583A - 一种上流式双床内填料厌氧氨氧化反应器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种上流式双床内填料厌氧氨氧化反应器，属于厌氧氨氧化技术领域。它包括反应器本体，反应器本体为柱状结构，反应器本体内腔固定连接有隔网，反应器本体通过隔网将反应器本体内腔分隔为上隔室以及下隔室，反应器本体外侧套接有水浴夹层，反应器本体顶部设置有悬浮生物膜载体以及排气管，排气管高于悬浮生物膜载体设置，反应器本体内腔底部固定连接有布水盘，反应器本体外设置有进水泵，进水泵与布水盘相连通，反应器本体侧壁顶部高于悬浮生物膜载体的位置处，分别设置有出水管以及回流管。本发明通过在反应器本体内设置布水盘、隔网以及悬浮生物膜载体等逐步对废水进行处理，减少了污泥流失、脱氮效率高且运行稳定。

Description

一种上流式双床内填料厌氧氨氧化反应器
技术领域
本发明涉及一种上流式双床内填料厌氧氨氧化反应器，属于厌氧氨氧化技术领域。
背景技术
与传统的硝化/反硝化脱氮工艺相比，厌氧氨氧化（Anammox）的脱氮工艺可以有效地降低污水处理厂的能耗、化学品使用量和温室气体排放量。潜在的显著的经济和环境效益推动了全球对大规模厌氧氨氧化工艺的测试和应用的热情。然而，厌氧氨氧化菌增长速度缓慢，倍增时间为7-20天，对温度变化、过量溶解氧或亚硝酸盐浓度升高引起的有害影响非常敏感，。因此，从工程角度来看，一个成功的厌氧氨氧化工艺将不可避免地依赖于能够有效地保留污泥量的生物反应器，从而实现快速启动的性能。
各种生物反应器已被开发，以适应厌氧氨氧化工艺，包括序批式反应器、膜生物反应器、上流式柱反应器。有证据表明，上流柱反应器其良好的颗粒污泥形成结构和较高的氮去除率而成为一种有效的厌氧氨氧化生物反应器。然而，颗粒污泥上浮在上流式柱反应器中很常见，会导致严重的污泥流失，会对脱氮效率的稳定性产生不利影响。废水回流是解决颗粒上浮问题的有效解决方案，但废水回流需要大量的回流量，增加运行难度和处理负荷。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于：提供一种上流式双床内填料厌氧氨氧化反应器，它解决了高氨氮废水难处理和传统厌氧氨氧化反应器基质分布不均、抗冲击能力差、污泥容易流失等不足的问题。
本发明所要解决的技术问题采取以下技术方案来实现：
一种上流式双床内填料厌氧氨氧化反应器，包括反应器本体，所述反应器本体为柱状结构，所述反应器本体内腔固定连接有隔网，所述反应器本体通过所述隔网将所述反应器本体内腔分隔为上隔室以及下隔室，所述反应器本体外侧套接有水浴夹层，所述反应器本体顶部设置有悬浮生物膜载体以及排气管，所述排气管高于所述悬浮生物膜载体设置，所述反应器本体内腔底部固定连接有布水盘，所述反应器本体外设置有进水泵，所述进水泵与所述布水盘相连通，所述反应器本体侧壁顶部高于所述悬浮生物膜载体的位置处，分别设置有出水管以及回流管。
作为优选实例，所述上隔室和所述下隔室体积比为3：7，颗粒污泥量也为3：7。
作为优选实例，所述水浴夹层的温度维持在35±2℃。
作为优选实例，所述反应器本体内腔顶部设有0.3m深的悬浮生物膜载体。
作为优选实例，所述布水盘包括第一层圆环管、第二层圆环管以及若干个支撑管，所述第一层圆环管管体平行于所述第二层圆环管管体，所述第一层圆环管直径小于所述第二层圆环管直径，每个所述支撑管一端与所述第一层圆环管相连接，每个所述支撑管另一端与所述第二层圆环管相连接。
作为优选实例，所述悬浮生物膜载体的成型方式为PVC成型，所述悬浮生物膜载体高0.5cm，直径为1cm。
本发明的有益效果是：本发明为上流式双床内填料厌氧氨氧化反应器，减少污泥流失，脱氮效率高，运行稳定，反应器本体顶部的悬浮生物膜载体材料有效截留上浮颗粒污泥，避免厌氧氨氧化菌流失问题，提高生物量，两层式的布水盘布水均匀，颗粒污泥与基质反应充分，不同存在状态的厌氧氨氧化颗粒污泥具有抗水质冲击负荷和提高反应器稳定性的优点，外回流提高了颗粒污泥与废水接触反应时间，提高了反应器本体抗冲击负荷和处理效果。
附图说明
图1为本发明上流式双床内填料柱状反应器的结构示意图；
图2为本发明布水盘结构示意图。
图中：进水泵1、布水盘2、水浴夹层3、隔网4、出水管5、回流泵6、厌氧氨氧化颗粒污泥7、回流管8、悬浮生物膜载体9、排气管10、第一层圆环管11、第二层圆环管12、支撑管13、布水口14。
具体实施方式
为了对本发明的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
如图1-2所示，一种上流式双床内填料厌氧氨氧化反应器，包括反应器本体，反应器本体为柱状结构（高径比为4:1），反应器本体内腔固定连接有隔网4，反应器本体通过隔网4将反应器本体内腔分隔为上隔室以及下隔室，反应器本体外侧套接有水浴夹层3，反应器本体顶部设置有悬浮生物膜载体9（取代了三相分离器，悬浮生物膜载体9用于固定上浮颗粒污泥，保留污泥量；反应器外侧设置有回流管8，回流管8连接回流泵6，与反应器本体底部进水管连接）以及排气管10，排气管10高于悬浮生物膜载体9设置，反应器本体内腔底部固定连接有布水盘2，反应器本体外设置有进水泵1，进水泵1与布水盘2相连通，反应器本体侧壁顶部高于悬浮生物膜载体9的位置处，分别设置有出水管以及回流管8（反应器本体高于悬浮生物膜载体9处设置有出水管、回流管8以及排气管10，出水管将部分水体排出悬浮生物膜载体9，回流管8将部分水体经回流泵6送入反应器本体底部的进水管管路中，排气管10将悬浮生物膜载体9材料分离的气体排出反应器本体）。
上隔室和下隔室体积比为3：7，颗粒污泥量也为3：7（此处的颗粒污泥量指的是上隔室或下隔室内的颗粒污泥含量），此颗粒污泥为厌氧氨氧化颗粒污泥7。
水浴夹层3的温度维持在35±2℃。
反应器本体内腔顶部设有0.3m深的悬浮生物膜载体9。
布水盘2包括第一层圆环管11、第二层圆环管12以及若干个支撑管13，第一层圆环管11管体平行于第二层圆环管12管体，第一层圆环管11直径小于第二层圆环管12直径，每个支撑管13一端与第一层圆环管11相连接，每个支撑管13另一端与第二层圆环管12相连接，此处的支撑管13的数量为3，且每根支撑管13与水平面呈120°夹角，第一层圆环管11管体与第二层圆环管12管体均平行于水平面，第一层圆环管11直径是第二层圆环管12的一半，第一层圆环管11和第二层圆环管12上均开设有若干个布水口14，布水口14为布水盘2的出水口，通过布水盘2作用，可促使进水分布均匀，废水与固定化颗粒污泥混合接触良好，保证反应器本体的高效反应。
悬浮生物膜载体9的成型方式为PVC成型，悬浮生物膜载体9高0.5cm，直径为1cm，比表面积大，亲水性好，成膜速度快，使用寿命长，易于厌氧氨氧化菌附着生长，提高微生物的多样性和浓度。
废水通过反应器本体底部进水管的进水泵1进入，通过布水盘2向上均匀布水，在下隔室内的厌氧氨氧化颗粒污泥7充分反应后，隔网4将上下隔室的颗粒污泥分隔开，废水通过隔网4继续上流与上隔室的颗粒污泥反应，厌氧氨氧化颗粒污泥7将废水中的氨氮转化为氮气去除，在反应器顶部的悬浮生物膜载体9材料将分离气体，分离的气体通过排气管10排出；上浮的颗粒污泥或解体成絮状的污泥被悬浮生物膜载体9材料截留，附着生长；通过悬浮生物膜载体9材料的废水一部分通过回流管8回流至反应器底部继续反应，一部分从出水管5排出。
由于厌氧氨氧化颗粒污泥7是一种生长缓慢的微生物，污泥并没有定期排放，反应器本体通过排放废水只损失了少量。此外，由于颗粒污泥的粒径较大，颗粒污泥容易被截留，与三相分离器不同，生物膜载体9起到良好的过滤器作用，减少了污泥的冲刷，减轻对厌氧氨氧化颗粒污泥7的有害影响。在反应器本体中同时存在两种状态的厌氧氨氧化颗粒污泥7，一些厌氧氨氧化颗粒污泥7可以附着在悬浮生物膜载体9上，而另一些则悬浮在上下隔室内。不同的厌氧氨氧化颗粒污泥7在反应器本体中的分布不同，导致其与基质的亲和力不同，因此，两种状态共存的厌氧氨氧化颗粒污泥7可处理进水浓度突然增加的情况，具有抗水质冲击负荷和提高反应器稳定性的优点。
上下隔室不同污泥量的厌氧氨氧化颗粒污泥7可以提高处理效率，废水首先经过下隔室，经过大量的颗粒污泥处理后，废水中大量的氨氮被处理掉，还未来得及处理的氨氮流入上隔室继续与少量的颗粒污泥反应去除。
工作原理：本发明为上流式双床内填料厌氧氨氧化反应器，减少污泥流失，脱氮效率高，运行稳定，反应器本体顶部的悬浮生物膜载体9材料有效截留上浮颗粒污泥，避免厌氧氨氧化菌流失问题，提高生物量，采用两层布水盘2布水均匀，颗粒污泥与基质反应充分，不同存在状态的厌氧氨氧化颗粒污泥7具有抗水质冲击负荷和提高反应器稳定性的优点，外回流提高颗粒污泥与废水接触反应时间，提高反应器抗冲击负荷和处理效果。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种上流式双床内填料厌氧氨氧化反应器，包括反应器本体，所述反应器本体为柱状结构，其特征在于：所述反应器本体内腔固定连接有隔网（4），所述反应器本体通过所述隔网（4）将所述反应器本体内腔分隔为上隔室以及下隔室，所述反应器本体外侧套接有水浴夹层（3），所述反应器本体顶部设置有悬浮生物膜载体（9）以及排气管（10），所述排气管（10）高于所述悬浮生物膜载体设置，所述反应器本体内腔底部固定连接有布水盘（2），所述反应器本体外设置有进水泵（1），所述进水泵（1）与所述布水盘（2）相连通，所述反应器本体侧壁顶部高于所述悬浮生物膜载体的位置处，分别设置有出水管以及回流管（8）。
2.根据权利要求1所述的一种上流式双床内填料厌氧氨氧化反应器，其特征在于：所述上隔室和所述下隔室体积比为3：7，颗粒污泥量也为3：7。
3.根据权利要求1所述的一种上流式双床内填料厌氧氨氧化反应器，其特征在于：所述水浴夹层（3）的温度维持在35±2℃。
4.根据权利要求1所述的一种上流式双床内填料厌氧氨氧化反应器，其特征在于：所述反应器本体内腔顶部设有0.3m深的悬浮生物膜载体（9）。
5.根据权利要求1所述的一种上流式双床内填料厌氧氨氧化反应器，其特征在于：所述布水盘（2）包括第一层圆环管（11）、第二层圆环管（12）以及若干个支撑管（13），所述第一层圆环管（11）管体平行于所述第二层圆环管（12）管体，所述第一层圆环管（11）直径小于所述第二层圆环管（12）直径，每个所述支撑管（13）一端与所述第一层圆环管（11）相连接，每个所述支撑管（13）另一端与所述第二层圆环管（12）相连接。
6.根据权利要求1所述的一种上流式双床内填料厌氧氨氧化反应器，其特征在于：所述悬浮生物膜载体（9）的成型方式为PVC成型，所述悬浮生物膜载体（9）高0.5cm，直径为1cm。
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