CN215798717U - 一种厌氧氨氧化反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种厌氧氨氧化反应器，包括反应器主体、循环组件和进水泵；进水泵与反应器主体通过第一管道连接，反应器主体为竖直状态，反应器主体顶部设有排水口，排水口下方设有挡板，挡板下方分为填料区和污泥区，填料区在上，污泥区在下，填料区设置有填料，填料区顶端的反应器主体外侧设有外循环口，污泥区的反应器主体外侧设有内循环口；循环组件包括外循环泵和内循环泵；内循环泵设置于第二管道上，第二管道一端与内循环口连接，另一端与第一管道连接；外循环泵设置于第三管道上，第三管道一端与外循环口连接，另一端连接于第一管道上。适用于厌氧氨氧化菌种驯化培养及味精发酵污水和垃圾渗滤液等高氨氮污水处理。

Description

一种厌氧氨氧化反应器

技术领域

本实用新型涉及污水处理领域，特别是一种厌氧氨氧化反应器。

背景技术

随着经济的高速发展、工业化水平和人们生活水平的不断提高，人类在生产和生活中产生了大量的含高浓度有机物和高浓度氨氮的废水。这种高有机物高氨氮废水广泛存在于食品加工、化工、制药、纺织印染、制革等行业，直接排入或随雨水冲刷进入水体，将引起水体富营养化，破坏水生态环境，严重危害人体健康。污水氮素污染控制是实现国家环保目标和保证社会可持续发展的重大环保课题。

厌氧氨氧化是一种新型的生物脱氮技术，可在厌氧条件下以亚硝酸盐为电子受体将氨氧化为氮气，被公认为是迄今最具可持续发展特性的污水生物处理技术，可实现高效率、低能耗脱氮。厌氧氨氧化工艺虽具备十分良好的应用前景，但由于厌氧氨氧化细菌本身增值速率慢，对温度、厌氧等条件要求较为苛刻，不甚耐受悬浮物、COD等性质，导致工艺本身启动速度慢，稳定运行有一定难度。其本质在于运行污泥中目标微生物厌氧氨氧化细菌含量低。如何快速富集得到高浓度的厌氧氨氧化污泥，降低污泥流失的风险成为了厌氧氨氧化工艺推广应用的一大挑战。

颗粒污泥和生物膜是厌氧氨氧化工艺中最常见的两种形式。颗粒污泥具有沉降性好，处理负荷高的优势；生物膜具有运行稳定，减少污泥流失的优势。在以升流式反应器（如UASB或EGSB）培养厌氧氨氧化颗粒污泥的运行过程中，可能出现因三相分离器效果不达预期或运行经验不足，导致发生污泥流失的现象。单纯靠填料富集厌氧氨氧化生物膜效果有限，培养过程中仍有大量厌氧氨氧化菌以絮状污泥存在，导致反应器启动时间较长。现有厌氧氨氧化工艺运行均单一依靠颗粒污泥或生物膜，两种形态的污泥在同一反应器中共存的情形少有报道。

专利CN 110510736 A公开了一种快速同步形成颗粒污泥和生物膜的厌氧氨氧化反应器及其操作方法。其反应器的特征在于：反应器主体为升流式反应器；升流式反应器反应区下部由固定填料填充，固体填料体积占升流式反应器反应区体积的35％-40％；升流式反应器反应区上部没有填料；反应器采用两段式回流，分别回流至反应区底部和填料区顶部，反应器顶部设有三相分离器。

专利CN 106315844 A公开了一种ANAMMOX反应器及其接种混合污泥的启动方法。其反应器主体包括：污泥区、填料层、沉淀区、三相分离器、气室，填料层内充有海绵颗粒，颗粒尺寸为1×1×1cm，填料层上方固定有防止填料过度上浮的纱布。反应器未设置循环装置。

专利CN 110143668 A 公开了一种基于厌氧氨氧化反应的高效脱氮反应器。其反应器本体由下至上依次设置有污泥区、填料层、三相分离器及气室，填料层与污泥区通过多孔PP隔板分隔。反应器设有循环装置，一端连接反应器本体上部，另一端连接进水管，循环管上安装循环泵。

上述专利通过在升流式反应器底部或中上部装填固定填料的方式实现了颗粒污泥和厌氧氨氧化生物膜在同一反应器内的富集培养，但均在反应器顶部设置了三相分离装置，反应器的结构较为复杂，增加了运行维护的难度。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种厌氧氨氧化反应器，该厌氧氨氧化反应器能快速富集厌氧氨氧化颗粒污泥和生物膜并且结构形式简单、不含三相分离器的厌氧氨氧化反应器。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种厌氧氨氧化反应器，包括反应器主体、第一管道、循环组件和进水泵；进水泵与反应器主体通过第一管道连接，反应器主体为竖直状态，反应器主体内部底壁设有进水布水器，进水布水器与第一管道连接，反应器主体顶部设有排水口，反应器主体内靠近顶部的位置设有挡板，挡板上设置有孔，挡板下方分为填料区和污泥区，填料区在上，污泥区在下，填料区设置有填料，填料区顶端的反应器主体外侧设有外循环口，污泥区的反应器主体外侧设有内循环口；循环组件包括外循环泵、第二管道、第三管道和内循环泵；内循环泵设置于第二管道上，第二管道一端与内循环口连接，另一端与第一管道连接；外循环泵设置于第三管道上，第三管道一端与外循环口连接，另一端连接于第一管道上。

作为本实用新型进一步优选，反应器主体外侧的不同高度上设有内循环口。

作为本实用新型进一步优选，外循环口有两个，设置于反应器主体两侧对称位置；不同高度的内循环口均为两个，设置于反应器主体两侧对称位置。

作为本实用新型进一步优选，填料区的填料为悬浮生物载体。

作为本实用新型进一步优选，挡板设置有设备孔和小孔，小孔的孔径小于填料尺寸。

作为本实用新型进一步优选，填料区的体积占反应器主体总体积的20%-60%。

作为本实用新型进一步优选，反应器主体使用时运行水温为28℃-34℃。

作为本实用新型进一步优选，所述悬浮生物载体为改性后的聚乙烯或者聚丙烯。

作为本实用新型进一步优选，设备孔上设置有检测仪表。

本实用新型具有如下有益效果：

1.本实用新型提出的厌氧氨氧化反应器通过设置在同一反应器内设置污泥区和填料区，解决使用传统升流式UASB或EGSB反应器培养厌氧氨氧化菌过程中可能出现污泥流失，且富集速度慢的问题。

2.本实用新型提出的厌氧氨氧化反应器可实现厌氧氨氧化颗粒污泥和生物膜的同时培养，加快富集速度。

3.本实用新型提出的厌氧氨氧化反应器结构简单，利用悬浮生物填料代替传统升流式UASB或EGSB反应器顶端出水区域的三相分离器，降低设计及运行难度。

4.本实用新型提出的厌氧氨氧化反应器设有双循环系统。内循环用于控制污泥区的上升流速，使得大部分污泥保持悬浮生长，并在水力冲刷的作用下更易形成颗粒污泥。外循环用于实现反应器微生物与反应底物的充分接触，并降低反应器内基质浓度，降低游离氨及游离亚硝酸的抑制风险。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是挡板的结构示意图。

其中有：1.进水泵；2.进水布水器；3.反应器主体；4.内循环口；5.外循环口；6.挡板；7.排水口；8.内循环泵；9.外循环泵；10.污泥区；11.填料区；12.设备孔；13.小孔；14.第一管道；15.第二管道；16.第三管道。

具体实施方式

下面结合附图和具体较佳实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，“第一”、“第二”等并不表示零部件的重要程度，因此不能理解为对本实用新型的限制。本实施例中采用的具体尺寸只是为了举例说明技术方案，并不限制本实用新型的保护范围。

如图1-2所示，一种厌氧氨氧化反应器，包括反应器主体3、循环组件、第一管道14和进水泵1；进水泵1与反应器主体3通过第一管道14连接，反应器主体3为竖直状态，反应器主体3内部底壁设有进水布水器2，进水布水器2与第一管道14连接，反应器主体3顶部设有排水口7，排水口7下方设有挡板6，反应器主体3内靠近顶部的位置设置有挡板6，挡板6设置有设备孔12和小孔13，小孔13的孔径小于填料尺寸。大孔12为设备用孔，该设备用孔上设置有检测仪表。

挡板6下方分为填料区11和污泥区10，填料区11在上，污泥区10在下，二者之间无需设置隔板。填料区11设置有填料，填料区11的填料为悬浮生物载体。所述悬浮生物载体为改性后的聚乙烯或者聚丙烯。填料区11的体积占反应器主体3总体积的20%-60%。填料区11顶端的反应器主体3外侧设有外循环口5，污泥区10的反应器主体3外侧设有内循环口4。反应器主体3外侧的不同高度上设有内循环口4。外循环口5有两个，设置于反应器主体3两侧对称位置；不同高度的内循环口4均为两个，设置于反应器主体3两侧对称位置。

循环组件包括外循环泵9和内循环泵8；内循环泵8设置于第二管道15上，第二管道15一端与一个内循环口4连接，另一端与第一管道14连接；外循环泵9设置于第三管道16上，第三管道16一端与外循环口5连接，另一端连接于第一管道14上。反应器主体3使用时运行水温为28℃-34℃。

厌氧氨氧化：是一种在厌氧条件下，以氨为电子供体，以亚硝酸盐为电子受体，将氨氧化成氮气的脱氮工艺。污泥上浮：是指厌氧氨氧化颗粒污泥产生大量氮气（N2）无法释放,在颗粒污泥内部形成气囊或附着于颗粒污泥表面,致使颗粒污泥密度降低,污泥随气体浮上水面的现象。

含有高浓度氨氮及亚硝态氮的污水在进水泵1的作用下，与第二管道15和第三管道16的循环出水混合后，沿第一管道14通过进水布水器2，均匀地进入反应器主体3。污泥区10在不同高度设置循环口，用于污泥区10内回流，在内循环泵8的作用下调节反应器主体3内的上升流速，为污泥颗粒化提供最优的水力条件。污泥区10内循环口4设置不同高度的目的是方便根据反应器内污泥量及膨胀高度进行调整，但循环口应设置在填料区11下方。填料区11内填满悬浮生物载体。常见的生物载体是经过一定程度改性的PE或PP材质，按大小及密度分为K1、K3、K5等，该类生物载体具有蜂窝状的多孔结构，管壁上又有很多凸起，比表面积高，适宜生物膜生长。

污泥主要在污泥区10进行驯化富集，控制上升流速使得大部分污泥在一定膨胀高度下悬浮生长，在水力条件的冲刷下促进颗粒污泥的形成。暂未颗粒化的絮体污泥会随水流继续上升，部分被填料层底部拦截后，通过污泥区10内循环口4和第二管道15返回至反应器主体3底部；无法被拦截的污泥会继续上升进入填料区11，与区域内填充的悬浮生物载体长时间充分接触，形成生物膜，减少污泥流失，增强系统运行稳定性，进一步去除污染物，提高厌氧氨氧化反应器总氮去除能力。

填料区11顶部为挡板6，允许水流通过后从排水口7处排出。挡板6设置较小和较大两种开孔。其中较小的开孔，用于阻挡填料，避免其进一步上浮，孔径设置应小于填料尺寸；较大的开孔为设备用孔，用于日常检测反应器状况，或安装在线监测设备使用。填料区11上部挡板6下方设置外循环口5，用于反应器整体回流，在外循环泵9的作用下实现反应器微生物与反应底物的充分接触，并降低反应器内基质浓度，降低游离氨及游离亚硝酸的抑制风险。

颗粒污泥主要在反应器主体3下半段进行驯化培养，控制上升流速使得大部分污泥保持悬浮生长，在水力冲刷的作用下更易形成颗粒污泥，上浮的污泥被填料层底部拦截，随回流至反应器底端。另外，无法被填料层底部拦截并返回至反应器底部的剩余絮体污泥继续上升进入填料层，长时间接触在填料表面附着形成生物膜，有助于加快菌种培养速度和运行稳定性。

该反应器结构简单，易于操作，适用于厌氧氨氧化菌种驯化培养及味精发酵污水、印染皮革污水、污泥消化液和垃圾渗滤液等高氨氮污水处理。

以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种厌氧氨氧化反应器，其特征在于：包括反应器主体（3）、第一管道（14）、循环组件和进水泵（1）；进水泵（1）与反应器主体（3）通过第一管道（14）连接，反应器主体（3）为竖直状态，反应器主体（3）内部底壁设有进水布水器（2），进水布水器（2）与第一管道（14）连接，反应器主体（3）顶部设有排水口（7），反应器主体（3）内靠近顶部的位置设有挡板（6），挡板（6）上设置有孔，挡板（6）下方分为填料区（11）和污泥区（10），填料区（11）在上，污泥区（10）在下，填料区（11）设置有填料，填料区（11）顶端的反应器主体（3）外侧设有外循环口（5），污泥区（10）的反应器主体（3）外侧设有内循环口（4）；

循环组件包括外循环泵（9）、第二管道（15）、第三管道（16）和内循环泵（8）；内循环泵（8）设置于第二管道（15）上，第二管道（15）一端与内循环口（4）连接，另一端与第一管道（14）连接；外循环泵（9）设置于第三管道（16）上，第三管道（16）一端与外循环口（5）连接，另一端连接于第一管道（14）上。

2.根据权利要求1所述的一种厌氧氨氧化反应器，其特征在于：反应器主体（3）外侧的不同高度上设有内循环口（4）。

3.根据权利要求2所述的一种厌氧氨氧化反应器，其特征在于：外循环口（5）有两个，设置于反应器主体（3）两侧对称位置；不同高度的内循环口（4）均为两个，设置于反应器主体（3）两侧对称位置。

4.根据权利要求1所述的一种厌氧氨氧化反应器，其特征在于：填料区（11）的填料为悬浮生物载体。

5.根据权利要求1所述的一种厌氧氨氧化反应器，其特征在于：挡板（6）设置有设备孔（12）和小孔（13），小孔（13）的孔径小于填料尺寸。

6.根据权利要求1所述的一种厌氧氨氧化反应器，其特征在于：填料区（11）的体积占反应器主体（3）总体积的20%-60%。

7.根据权利要求1所述的一种厌氧氨氧化反应器，其特征在于：反应器主体（3）使用时运行水温为28℃-34℃。

8.根据权利要求4所述的一种厌氧氨氧化反应器，其特征在于：所述悬浮生物载体为改性后的聚乙烯或者聚丙烯。

9.根据权利要求5所述的一种厌氧氨氧化反应器，其特征在于：该设备孔（12）上设置有检测仪表。

Images