CN2900509Y - 膜－厌氧氨氧化生物反应器 - Google Patents

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郑平
胡安辉
武小鹰
金仁村
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Abstract

本实用新型公开了膜－厌氧氨氧化生物反应器。在反应器本体内设有呈圆形放置的一体浸没式膜分离组件，底部设有进水管，进水管与高位进水箱相接，一体浸没式膜分离组件下部与集水管相连，集水管与低位出水箱相连，反应器本体上端设有密封盖，在密封盖上设有出气口，回流泵一端的回流液出口与反应器本体上端相连，回流泵另一端回流液进口与反应器本体下端相连。本实用新型能够将厌氧氨氧化细菌完全截留在反应器内，反应器启动容易，反应潜力大；可省去二次沉淀池和污泥回流设施，结构紧凑；有利于反应器内基质与菌体接触，强化传质过程，缓解基质(氨氮和亚硝氮)抑制作用；可产生适度的剪切力，有助于高活性厌氧氨氧化颗粒污泥的形成。

Description

膜-厌氧氨氧化生物反应器
技术领域
本实用新型涉及环保领域，尤其涉及一种膜-厌氧氨氧化生物反应器。
背景技术
随着工农业发展，氮素污染物的排放量日益增加。据《中国环境状况公报》显示，2003年，废水中氨氮排放量达130万吨，不仅造成水体富营养化，扰乱了水生生态系统，影响了农业、渔业、旅游业、航海业，并对饮用水和食品安全构成了巨大威胁。
目前废水脱氮的方法有生物法、物理法和化学法，其中生物脱氮以其经济有效性而受到环境工作者的青睐。厌氧氨氧化是一种将氨氮和亚硝氮同时去除的新型生物脱氮技术。与传统的硝化-反硝化工艺相比，能够节约成本和投资。但是由于厌氧氨氧化菌代时长达11d，如何促进细菌生长已成为开发厌氧氨氧化反应的关键。
近年来对膜生物反应器的研究不断升温，其原因在于：①膜生物反应器具有良好的泥水分离效果，可实现对菌体的完全截留，使污泥停留时间与水力停留时间完全分离，这个特点非常适合生长缓慢的厌氧氨氧化菌；②由于膜组件可完全截留菌体，反应器内可保持较高的菌体浓度(污泥浓度)，有利于提高容积效率和工作稳定性；③膜组件的成本不断降低，性能不断优化，使其在废水处理领域的应用日趋普遍。
针对膜生物反应器的优点和厌氧氨氧化反应的要求，该发明将膜生物反应器应用于厌氧氨氧化反应的开发，提高了反应器内的菌体浓度，减少了细胞流失量，并通过回流增强了基质与菌体的混合，提高了传质效率。试验证明，据此开发的新型厌氧氨氧化反应器具有很好的厌氧氨氧化性能。在pH7.5～8.5，反应温度25～35℃的条件下，能承受高进水氨和亚硝酸盐浓度，具有较高的容积转化效率和稳定的运行性能。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种膜-厌氧氨氧化生物反应器，实现对厌氧氨氧化菌全部截留，有效开发厌氧氨氧化反应。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：在反应器本体内设有呈圆形阵列放置的一体浸没式膜分离组件，在反应器本体底部设有进水管，进水管与高位进水箱相接，高位进水箱与储水箱连接，一体浸没式膜分离组件下部与集水管相连，集水管与低位出水箱相连，反应器本体上端设有密封盖，在密封盖上设有出气口，回流泵一端的回流液出口与反应器本体上端相连，回流泵另一端回流液进口与反应器本体下端相连。
所述的一体浸没式膜分离组件为聚丙烯有机平板膜，膜孔径小于0.22μm。
回流液出口位于距反应器本体底部400mm处，回流液进口位于距反应器本体底部5mm处。
本实用新型具有的有益效果是：厌氧氨氧化细菌生长缓慢、世代时间长、容易被水流洗出，本反应器内部设有细胞分离组件，可将菌体(污泥)完全截留，因此有助于厌氧氨氧化工艺的启动和高效运行。这种反应器的优点是：1)能够将厌氧氨氧化细菌完全截留在反应器内，反应器启动容易，反应潜力大；2)可省去二次沉淀池和污泥回流设施，结构紧凑；3)有利于反应器内基质与菌体接触，强化传质过程，缓解基质(氨氮和亚硝氮)抑制作用；4)可产生适度的剪切力，有助于高活性厌氧氨氧化颗粒污泥的形成。
附图说明
附图是膜-厌氧氨氧化生物反应器结构原理示意图。
图中：1、储水箱，2、高位进水箱，3、进水管，4、一体浸没式膜分离组件，5、反应器本体，6、集水管，7、低位出水箱，8、出气口，9、密封盖，10、回流泵。
具体实施方式
如附图所示，本实用新型具有反应器本体5，呈塔式圆形结构，高径比H/D＝3∶1～5∶1；在反应器本体5内设有呈圆形阵列放置的一体浸没式膜分离组件4，距反应器本体5底部30mm，每m3反应器的膜组件表面积为0.2～0.7m2；在反应器本体5底部设有进水管3，进水管3与高位进水箱2相接，高位进水箱2与水箱连接，一体浸没式膜分离组件4下部与集水管6相连，集水管6与低位出水箱7相连，出水箱7的高度可以调节，从而控制出水；反应器本体5上端设有密封盖9，密封盖9与反应器内液面距离5～8cm，在密封盖9上设有出气口8，回流泵10一端的回流液出口与反应器本体5上端相连，回流泵10另一端回流液进口与反应器本体5下端相连。
所述的一体浸没式膜分离组件4为聚丙烯有机平板膜，膜孔径小于0.22μm，能够对厌氧氨氧化菌实现完全截留。
回流液出口位于距反应器本体5底部400mm处，回流液进口位于距反应器本体5底部5mm处；通过回流泵10进行反应液回流，回流比为4∶1～6∶1，以稀释基质，消除氨氮和亚硝氮的抑制作用。
该膜-厌氧氨氧化生物反应器以市政污水厂厌氧消化污泥为接种污泥，其中以异养型细菌为主，几乎检测不到厌氧氨氧化细菌。在pH7.5～8.5，温度25～30℃的操作条件下，仅用30d就采用无机模拟废水成功地启动了厌氧氨氧化反应器，在容积氨氮负荷为0.10～0.14g/L.d，容积亚硝氮负荷为0.20g/L.d的条件下，总氮去除率达到90％以上。由于反应器设有回流，具有适度的剪切力，随着运行时间的增加，反应器内的污泥能够颗粒化。出水水质较好，氨氮和亚硝氮的浓度均在15mg/l以下，符合国家污水排放一级标准。

Claims (3)

1、膜-厌氧氨氧化生物反应器，其特征在于：在反应器本体(5)内设有呈圆形阵列放置的一体浸没式膜分离组件(4)，在反应器本体(5)底部设有进水管(3)，进水管(3)与高位进水箱(2)相接，高位进水箱(2)与储水箱(1)连接，一体浸没式膜分离组件(4)下部与集水管(6)相连，集水管(6)与低位出水箱(7)相连，反应器本体(5)上端设有密封盖(9)，在密封盖(9)上设有出气口(8)，回流泵(10)一端的回流液出口与反应器本体(5)上端相连，回流泵(10)另一端回流液进口与反应器本体(5)下端相连。
2、根据权利要求1所述的膜-厌氧氨氧化生物反应器，其特征在于：所述的一体浸没式膜分离组件(4)为聚丙烯有机平板膜，膜孔径小于0.22μm。
3、根据权利要求1所述的膜-厌氧氨氧化生物反应器，其特征在于：回流液出口位于距反应器本体(5)底部400mm处，回流液进口位于距反应器本体(5)底部5mm处。
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