CN217127049U

CN217127049U - 一种基于硫自养的uad生物反应器

Info

Publication number: CN217127049U
Application number: CN202220659679.5U
Authority: CN
Inventors: 李倩; 管春雷; 李伟; 张雨轩; 李娜
Original assignee: Cec Environmental Protection Co ltd
Current assignee: Cec Environmental Protection Co ltd
Priority date: 2022-03-25
Filing date: 2022-03-25
Publication date: 2022-08-05
Anticipated expiration: 2032-03-25

Abstract

本实用新型公开了一种基于硫自养的UAD生物反应器，包括进水单元、反应器本体、生物膜反应单元、导流筒和导流隔板；导流筒竖直设置在反应器本体内，进水单元穿过反应器本体的进水口与导流筒的下端连接，在导流筒内，污水自下而上流动；生物膜反应单元位于导流筒内及周围，用于反硝化脱氮反应；导流隔板位于反应器本体内导流筒的上方，用于进行气液分离。运行成本低。由于反应器是依靠水力搅拌，不需要额外的搅拌设施，因此更加经济。本实用新型的生物反应器操作简单。脱氮效率高、处理负荷高。硫自养反硝化细菌得益于生物膜法的特点，摆脱了因硝化菌世代期长而造成的泥龄限制。

Description

一种基于硫自养的UAD生物反应器

技术领域

本实用新型涉及污水脱氮处理技术领域，公开了一种基于硫自养的UAD（Up-flowAutotrophic Denitrification）生物反应器。

背景技术

水体富营养化是近几十年来的一个全球现象，受人类活动的影响，河流、湖泊等水体中营养元素的排放量的增加使之趋于富营养化。水体发生富营养化发生时，某些藻类暴发，造成水质缺氧恶化，到处充斥鱼腥臭味，破坏了水体生态系统的稳定性，这将严重影响城市供水和饮水安全。水体富营养化的根本成因是营养元素氮和磷的增加。城镇污水厂二级处理出水和高硝态氮工业废水是污水氮元素排放的主要来源。

自养反硝化主要指自养反硝化细菌以无机碳底物作为碳源，S2、Fe2+、H2等无机离子作为电子供体，NO2--N或NO3--N作为电子受体发生的脱氮过程。相比于异养反硝化过程，自养反硝化反应有以下特点：1）以无机离子作为电子供体，节约成本；2）不添加有机碳底物，避免二次污染产生；3）自养反硝化细菌生长周期慢，出水微生物残留量少。根据电子供体不同，自养反硝化反应可分为：硫自养反硝化、氢自养反硝化、铁自养反硝化等。下式为硫自养反硝化理论公式。

硫自养反硝化是指硫自养反硝化细菌以还原态硫作为电子供体、NO₃-N作为电子受体、无机碳源作为碳源的完成反硝化脱氮的过程。在硫自养反硝化过程中，每脱除1 mg的NO3--N会消耗约4 mg的碱度，且产生一定量的硫酸盐。

硫自养反硝化脱氮技术经过几十年的发展，在工程上逐渐成为一种可以被人们的接受的脱氮技术。由于活性污泥法生物膜表面积较低，为了提高生物膜的表面积从而提高反硝化的负荷，可以在反应器内部加入微生物可以附着且可以流化的填料。但是，填料在设备内部很难实现自动流化，通常需要机械搅拌装置才能达到目的，而机械搅拌的能耗较高，一般5~8kw/m3，对于大型的反应器来说是个巨大的负担。

发明内容

针对以上问题，本实用新型提出了一种基于硫自养的UAD生物反应器。反应器内设置有可流化的填料，在进水和循环水的作用下，通过导流筒即可实现将填料充分搅动的目的。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型的一种基于硫自养的UAD生物反应器，包括进水单元、反应器本体、生物膜反应单元、导流筒和导流隔板；导流筒竖直设置在反应器本体内，进水单元穿过反应器本体的进水口与导流筒的下端连接，在导流筒内，污水自下而上流动，并从导流筒的上端溢出，在导流筒周围水流自上而下流动；生物膜反应单元位于导流筒内及周围，用于实现反硝化脱氮反应；导流隔板位于反应器本体内，导流筒的上方，用于进行气液分离。

进一步的，所述导流隔板包括第一出水挡板、第二出水挡板、以及分别与第一出水挡板和第二出水挡板连接的两个竖板，两个竖板平行设置，第一出水挡板和第二出水挡板结构相同，第一出水挡板和第二出水挡板呈开口向下的锐角；对产水进行导流，形成三相分离区，泥水分离后，清水从一部分通过出水堰出水，一部分经过循环管道再回到反应器本体中，产生的废气通过平行竖板之间的狭缝进行收集排放。

进一步的，一种基于硫自养的UAD生物反应器还包括循环管路、以及设置在循环管路上的循环泵，用于将反应器本体中的清液经过反应器本体的进水口再循环入反应器本体内。

进一步的，生物膜反应单元包括填料、以及附着于填料表面的反硝化硫细菌；填料在导流筒内及周围随着水流而移动，从而混合均匀。

进一步的，所述进水单元包括进水泵、进水管路和进水混合器，进水泵和进水混合器依次设置在进水管路上，进水管路穿过反应器本体的进口水与导流筒的下端连接；进水混合器用于将药剂和碱液混合并通过进水管路加入反应器内部；所述药剂为硫粉。

进一步的，一种基于硫自养的UAD生物反应器还包括出水堰，出水堰设置在反应器本体的内侧面，用于排出反应器内的清液；

进一步的，一种基于硫自养的UAD生物反应器还包括氧化还原电位仪和pH仪，均与PLC控制器连接，还原电位仪和pH仪均设置在生物反应器的进水口和出水堰。

本实用新型的有益效果是：

（1）运行成本低。由于反应器是依靠水力搅拌，不需要额外的搅拌设施，因此更加经济。

（2）操作简单。由于设备依靠水力搅拌，无水下机械设施，节省了维护、检修操作量。

（3）脱氮效率高、处理负荷高。硫自养反硝化细菌得益于生物膜法的特点，摆脱了因硝化菌世代期长而造成的泥龄限制。硫自养反硝化菌附着在具有很高的比表面积的填料上，随着填料的浮动能够使硫自养反硝化菌与硝氮充分接触，从而提高处理负荷。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中各个标号的含义为：1、进水泵；2、循环泵；3、循环管路；4、进水口；5、循环口；6、导流筒；7、填料；8、进水管路；9、排泥口；10、导流隔板；11、出水堰；12、进水混合器；101、第一出水挡板；102、第二出水挡板；103、平行竖板。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型进一步说明：

如图1所示，一种基于硫自养的UAD生物反应器，包括进水单元、反应器本体、生物膜反应单元、导流筒6、导流隔板10、出水堰11；导流筒6竖直设置在反应器本体内，进水单元穿过反应器本体的进水口4与导流筒6的下端连接，在导流筒6内，污水自下而上流动，并从导流筒6的上端溢出，在导流筒6周围水流自上而下流动；所述进水单元包括进水泵1、进水管路8和进水混合器12，进水泵1和进水混合器12依次设置在进水管路8上，进水管路8穿过反应器本体的进口水与导流筒6的下端连接；进水混合器12用于将药剂和碱液混合并通过进水管路8加入反应器内部；所述药剂为硫粉。

生物膜反应单元包括填料7、以及附着于填料7表面的反硝化硫细菌；填料7在导流筒6内及周围随着水流而移动，从而混合均匀。用于实现反硝化脱氮反应；导流隔板10位于反应器本体内，导流筒6的上方，用于进行气液分离。

出水堰11设置在反应器本体的内侧面，用于排出反应器内的清液；

所述导流隔板10包括第一出水挡板101、第二出水挡板102、以及分别与第一出水挡板101和第二出水挡板102连接的两个平行竖板103，第一出水挡板101和第二出水挡板102结构相同，第一出水挡板101和第二出水挡板102呈开口向下的锐角；对产水进行导流，形成三相分离区，产生的废气通过平行竖板103之间的狭缝进行收集排放。

本实用新型的一种基于硫自养的UAD生物反应器，还包括循环管路3、以及设置在循环管路3上的循环泵2，循环管路3与反应器本体的循环口5连接，将反应器本体中的清液经过反应器本体的进水口4再循环入反应器本体内。

本实用新型的一种基于硫自养的UAD生物反应器，还包括氧化还原电位仪和pH仪，均与PLC控制器连接，还原电位仪和pH仪均设置在生物反应器的进水口4和出水堰11。

使用本实用新型的生物反应器前，反硝化细菌前期需进行培养驯化，培养驯化可在本实用新型的UAD生物反应器内进行，也可单独培养好后再放入本实用新型的反应器内。

如果培养驯化反硝化细菌是在本实用新型的UAD生物反应器内进行，则在UAD反应器内的污泥采用接种污泥，通过进水管路8加入含氮废水来培养启动；污泥经过两周左右培养后，在进水混合器12投加硫再通过进水管道加入UAD生物反应器中，进行反硝化细菌富集培养，驯化培养出具有自养特性的反硝化污泥。培养期间，每隔固定时间或依据反应进程添加营养液并更换污水，所述营养液包含氮废水、碱液和硫粉。

使用本实用新型的生物反应器时，进水通过进水泵1提升至反应器本体内部，并通过进水管路8使水流顺着导流筒6流动。在导流筒6内，水流自下而上；在导流筒6外水流自上而下。填料7也随着水流而移动，从而混合均匀。每隔固定时间或依据反应进程通过进水管向反应器内加入硫粉，使得反硝化细菌与污水在反应器内进行自养反硝化脱氮反应。

在反应器本体顶部导流隔板10对产水进行导流，形成三相分离区，产生的废气通过平行竖板103之间的狭缝进行收集排放；泥水分离后，清水一部分通过出水堰11出水，一部分经过循环管道再回到反应器本体中，循环泵2的启停及循环强度依据反应器内的水流状态及反应器对总氮的去除效率来进行调节；污泥向下沉淀，最终经过反应器本体的排泥口9排出。

Claims

1.一种基于硫自养的UAD生物反应器，其特征在于，包括进水单元、反应器本体、生物膜反应单元、导流筒和导流隔板；

导流筒竖直设置在反应器本体内，进水单元穿过反应器本体的进水口与导流筒的下端连接，在导流筒内，污水自下而上流动；

生物膜反应单元位于导流筒内及周围，用于反硝化脱氮反应；

导流隔板位于反应器本体内导流筒的上方，用于进行气液分离。

2.根据权利要求1所述一种基于硫自养的UAD生物反应器，其特征在于，所述导流隔板包括第一出水挡板、第二出水挡板、以及分别与第一出水挡板和第二出水挡板连接的两个竖板，两个竖板平行设置，第一出水挡板和第二出水挡板结构相同，第一出水挡板和第二出水挡板呈开口向下的锐角，对产水进行导流，产生的废气通过平行竖板之间的狭缝进行收集排放。

3.根据权利要求1所述一种基于硫自养的UAD生物反应器，其特征在于，还包括循环管路、以及设置在循环管路上的循环泵，用于将反应器本体中的清液经过反应器本体的进水口再循环入反应器本体中。

4.根据权利要求1所述一种基于硫自养的UAD生物反应器，其特征在于，生物膜反应单元包括填料、以及附着于填料表面的反硝化硫细菌。

5.根据权利要求1所述一种基于硫自养的UAD生物反应器，其特征在于，所述进水单元包括进水泵、进水管路和进水混合器，进水泵和进水混合器依次设置在进水管路上，进水管路穿过反应器本体的进水口与导流筒的下端连接。

6.根据权利要求1所述一种基于硫自养的UAD生物反应器，其特征在于，还包括出水堰，出水堰设置在反应器本体的内侧面，用于排出反应器内的清液。

7.根据权利要求1所述一种基于硫自养的UAD生物反应器，其特征在于，还包括氧化还原电位仪和pH仪，均与PLC控制器连接，还原电位仪和pH仪均设置在生物反应器的进水口和出水堰。