一种环流式硫酸盐型厌氧氨氧化微生物反应器

摘要

一种环流式硫酸盐型厌氧氨氧化微生物反应器。该反应器结构为环状，从左到右依次为：返流区、过渡锥及微生物过滤生长反应室。返流器由电力推流轴流式搅拌桨、U型通道及直型通道组成。电力推流轴流式搅拌桨由电机带动旋转，利用变速器调速。微生物过滤生长反应区内填充疏松多孔的床层，床层上部设有筛板均流器保证水流平稳。过渡锥缩小反应区的直径后连接U型通道。该反应器顶部设有进水口、温度检测口、酸度检测口、排气口。U型通道下方设有出水口。

说明书

技术领域

本发明专利属于污水处理技术领域，具体设计一种长时间反应、自动循环，有利于富集微生物的具有过滤生长床层的环流式硫酸盐型厌氧氨氧化微生物反应器。

背景技术

工业废水中如加工废水、发酵废水、制革废水、味精废水和制药废水处理难度很大。这些废水具有以下特点：含有高浓度SO₄^2-和NH₄⁺。这些废水如不经过处理排放，对水体及人类具有严重危害。因此，妥善处理此类废水已成为迫切需要。

长期以来，生物处理技术一直是废水处理的主流技术，与常规的物化法方法相比，它具有能耗小、成本低、无二次污染等优点。人们普遍认为NO₂^-是厌氧氨氧化的电子受体，许多研究表明：厌氧氨氧化菌的新陈代谢类型要比我们想象的更具有多样性，它们可以在更宽泛的条件下存在。近年来人们发现厌氧氨氧化也参与硫的转化。人们利用厌氧氨氧化，以氨氮为电子供体，以硫酸根为电子受体，在自养缺氧条件下实现同步除硫脱氮的厌氧氨氧化过程称为硫酸盐型厌氧氨氧化。

硫酸盐型厌氧氨氧化作为一种新型技术，它能够在一个厌氧反应器中实现硫酸盐和氨氮的同步去除，不需要消耗有机碳源和能源。但是由于硫酸盐型厌氧氨氧化菌种容易流失、难以富集，导致该反应启动慢，不能广泛应用于实际污水处理中。该反应一般采用SBR或UASB反应器。因其微生物絮体松散易流失，不易富集和生长累积，且微生物富集时，反应废水起始浓度低，无法持续进行。因此，设计一种新型厌氧硫酸盐型厌氧氨氧化反应器具有重要的理论意义及应用价值。

发明内容

发明目的：本发明是一种环流式硫酸盐型厌氧氨氧化微生物反应器，其目的在于解决现有技术中存在的微生物絮体松散易流失，不易富集和生长累积，且微生物富集时，反应废水起始浓度低，无法持续进行等问题。

技术方案：

一种环流式硫酸盐型厌氧氨氧化微生物反应器，其特征在于：该反应器包括微生物过滤生长反应区；所述微生物过滤生长反应区下端依次通过过度锥、U型通道与返流区的下端相连接；返流区上部通过直型通道与微生物过滤生长反应区的上部相连接；电力推流轴流式搅拌桨由带有圆孔的隔板固定于返流区内部；与所述电力推流轴流式搅拌桨连接的电机及调速器安装在返流区顶端外部；所述过度锥为上大下小收缩状，过度锥与U型通道连接处设有筛板均流器；所述微生物过滤生长反应区内部设有过滤生长床层，顶部设有进水口、温控装置、酸度检测口和排气口，并采用活塞密封。

所述的环流式硫酸盐型厌氧氨氧化微生物反应器，其特征在于：该反应器各部件连接处均以O型圈密封。

所述的环流式硫酸盐型厌氧氨氧化微生物反应器，其特征在于：在所述微生物过滤生长反应区内设置有过滤式附着床层，所述过滤式附着床层包括床层筛板均流器、床层骨架及安装在床层骨架上的疏松多孔床层。

所述的环流式硫酸盐型厌氧氨氧化微生物反应器，其特征在于：所述U型通道为中空光滑圆管，最低处设有排水口。

所述的环流式硫酸盐型厌氧氨氧化微生物反应器，其特征在于：所述电力推流轴流式搅拌桨包括不锈钢细圆筒、安装在所述不锈钢细圆筒上的多层轴流桨构成，其底部通过耐水轴承支承，其上部设有密封构件。

优点及效果：本发明与其他硫酸盐型厌氧氨氧化反应器相比，通过加入返流区（包括电力推流轴流式搅拌桨、U型通道及直型通道）带动废水在厌氧反应器中循环流动，增加附着在床层上微生物数量及种类，减少微生物流失。并且此过程能够长时间处理低浓度废水，有利反应进行。

附图说明：

图1：本发明的结构示意图。

图2：推流轴流搅拌桨示意图。

图中标注：1微生物过滤生长反应区；2过滤生长床层；3过渡锥；4U型通道；5排水口（取样口）；6返流区；7电力推流轴流式搅拌桨；8直型通道；9电极及调速器；10进水口；11温控装置；12酸度控制装置；13排气口；14筛板均流器；15带有圆孔的隔板；16筛板均流器。

具体实施方式：

本发明是由如下方案实施的：

本发明的技术思想是在反应器中加入返流区（包括电力推流轴流式搅拌桨、U型通道及直型通道）带动废水在厌氧反应器中循环流动，增加附着在床层上微生物数量及种类，减少微生物流失。并且此过程能够长时间处理低浓度废水，有利反应进行。

如图1所示的一种具有过滤生长床层的环流式硫酸盐型厌氧氨氧化微生物反应器，包括微生物过滤生长反应室1（设有温控装置11、酸度控制装置12、进水口10、排气口13，其内部填有微生物过滤生长床层2及骨架）、过渡锥3、返流区6（设有电力推流轴流搅拌桨7、U型通道4、直型通道8），轴流桨密封后连接电机及调速器9。整个微生物反应器在各连接处用O型圈在密封保证不与空气接触。

返流区6通过U型通道4和直型通道8与微生物过滤生长反应室1相连接，返流区6内部设有推流轴流式搅拌桨7，电机及调速器9设置在该微生物反应器外部，搅拌桨穿过该微生物反应器与上方的电机及调速器9连接；搅拌桨下方由中心带有圆孔的隔板15固定于返流器内部；过渡锥4为上大下小收缩状，上方连接微生物过滤生长反应室1，下方连接U型通道4，连接处均设有筛板均流器14；微生物过滤生长反应室1包括内部设有用于微生物富集的生物床层2和床层骨架，顶部设有进水口10、温控装置11、酸度检测口12、排气口13，采用活塞密封；

过滤生长床层2设在微生物过滤生长反应室1内，上部设有筛板均流器16，床层带有骨架，疏松多孔床层固定在骨架上；

反应器设有过渡锥4，便于将微生物过滤生长室1与返流区6连接，锥角防止固体生成物沉积；

U型通道4为中空光滑圆管，最低处设有排水口5（取样口）；

反应器采用轴流桨式推动，采用电机及调速器带动旋转并调整流量；

所述电力推流轴流式搅拌桨由不锈钢细圆筒和多层轴流桨构成，其底部设有耐水轴承支承，其上部设有密封，其轴上端连接驱动电机；

现有技术使用的硫酸盐型厌氧氨氧化常采用的反应器为序批式活性污泥反应器(SBR)，其中污泥沉降后排出上清液，此过程若沉降时间不足，将会导致污泥流失，不利于反应器的稳定；且其搅拌器旋转时容易打撒污泥，降低生物活性。

本发明所述的反应器，其微生物过滤生长反应室和返流器分开，使污泥附着于反应室的床层上，减少返流器对过滤床层的影响；实现反应器的长期稳定，利于反应进行；实现床层区温度可检测性和稳定性。