本发明专利技术属于水污染控制领域，尤其涉及一种厌氧氨氧化菌（Anammox）快速富集反应设备。该反应设备包括反应器、蠕动泵和进水箱，反应器采用连续搅拌槽式反应器，反应器的底部设有进水口和排泥管，进水箱通过蠕动泵与进水口相连接；反应器顶部保证厌氧环境严格密封，在顶部设置有温度计探针、集气管、搅拌器轴封；反应器内设置有气-液-固三相分离器。该设备能够为厌氧氨氧化水处理工艺快速富集厌氧氨氧化菌，可降低反应器内底物浓度，从而有效提高反应器的目的产物操作收率和选择性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水污染控制领域,尤其涉及一种厌氧氨氧化菌快速富集反应设备。
技术介绍
近年来，随着经济的发展，工业、农业和城市生活污水中氮磷元素(尤其是氨氮)的含量越来越高。大量的氮磷废水未经适当处理直接排入水体，严重污染了水体环境，导致大量河流湖泊严重富营养化，沿海赤潮频繁发生，对人类健康也带来了严重危害，进一步加剧了我国水资源短缺的矛盾，严重制约着可持续发展战略的实施。其中最重要的污染物氨氮来源广泛，含量大，除生活污水、畜禽养殖废水外，大量的工业废水，如炼油废水、食品工业废水、垃圾填埋场渗滤液、以及污泥脱水液等都含有大量的氨氮，很多种类的废水不仅氮素含量高，而且多数情况下C/N比很低，给氨氮的无害化处理带来了很多困难。传统的生物脱氮方法在污水治理方面起到了一定的作用，但仍存在很多缺陷。如:氨氮完全硝化需消耗大量的氧，增加了动力消耗diC/N比较低的废水，需外加有机碳源；整个处理工艺流程较长，占地面积大且基建投资高等。随着污水处理的不断深入研究，几种新型的生物脱氮工艺近几年得到了发展和应用，其中的厌氧氨氧化工艺因其低能耗，无需曝气，节省碳源，污泥产量少，占地小的优点正受到越来越多的关注，但该工艺仍然存在一些问题亟待解决，如:厌氧氨氧化菌世代周期长，难以富集，导致反应器启动时间过长；厌氧氨氧化菌对废水水质条件要求苛刻，对环境条件变化敏感；反应设备的操作较复杂，生物持有量较低，运行不稳定等，其中，厌氧氨氧化菌难以富集导致厌氧氨氧化反应器启动时间过长已成为限制厌氧氨氧化工艺推广应用的瓶颈。因此，针对目前厌氧氨氧化菌难于富集的情况，研究和开发结构合理、厌氧氨氧化菌持有率高、富集快且具有较高处理能力的新设备和新技术，已成为污水脱氮处理发展的必然途径。
技术实现思路
为了解决上述的技术问题，本专利技术专利的目的在于提供一种厌氧氨氧化菌快速富集反应设备,该设备能够为厌氧氨氧化水处理工艺快速富集厌氧氨氧化菌，可降低反应器内底物浓度，从而有效提高反应器的目的产物操作收率和选择性。为了实现上述的目的，本专利技术采用了以下的技术方案: 一种厌氧氨氧化菌快速富集反应设备，该反应设备包括反应器、蠕动泵和进水箱，反应器采用连续搅拌槽式反应器，反应器的底部设有进水口和排泥管，进水箱通过蠕动泵与进水口相连接；反应器顶部保证厌氧环境严格密封，在顶部设置有温度计探针、集气管、搅拌器轴封；反应器内设置有 气-液-固三相分离器，气-液-固三相分离器包括环形集气罩和环形挡板，环形集气罩的上部与反应器腔体顶部相连接，环形集气罩由上至下具有上、下两个阶梯式扩口，所述的环形挡板的上部设置环形集气罩内，在上、下两个阶梯式扩口的相应位置具有第一扩口和第二扩口，使环形挡板与所述的环形集气罩之间形成第一回流缝，环形挡板的下部为竖直挡板，竖直挡板的下部与反应器内壁相适配形成收口，收口与反应器内壁之间形成第二回流缝；所述的环形挡板内侧为反应区，反应区内设置有机械搅拌器，机械搅拌器上部与反应器结合部通过所述的搅拌器轴封保证反应区的密闭性，所述的进水口和排泥管设置在反应区的底部，反应区的顶部设置有集气管，集气管连接设有水封装置，水封装置连接设有湿式流量计；所述的环形集气罩、环形挡板与反应器内壁形成的空间为沉淀区，在沉淀区的侧壁上沿高度平均设有取样管，沉淀区的上部设置有出水管。作为优选，该反应设备还包括加热装置，加热装置装在反应器的外表面上。作为再优选，所述的加热装置连接有温控仪。作为优选，所述的机械搅拌器采用扇形涡轮搅拌器。本专利技术采用混合反应区与沉淀分离区合建的一体化结构，内设气-液-固三相分离装置；通过搅拌器搅拌，使反应区内混合液处于紊流状态，减少絮凝体颗粒的界面层厚度及温度梯度，提高传质速率；采用具有一定提升能力和混合能力的扇形涡轮搅拌器，促使污泥经过回流缝回流；反应区内壁设竖向挡板，可避免由于搅拌造成混合液漩流。本专利技术专利可有效提高厌氧氨氧化污泥持有量，并利于培养颗粒污泥，从而实现厌氧氨氧化的快速富集，最终使系统达到良好的脱氮效果，相比于其他处理设备具有绝对优势。本专利技术专利具有处理效率高，结构合理，运行稳定，操作灵活，容积利用率高，生物持有量高及运行费用较低等优点。本专利技术专利设置为圆柱形以减少水力死区，装置顶部为保证厌氧环境严格密封，顶部设置有搅拌器轴封、集气管、温度计探针。装置内部设有气-液-固三相分离装置，为反应区与沉淀区一体化结构。反应器设置有搅拌装置，搅拌器上部与反应器结合部通过轴封保证反应区的密闭性，反应设备中反应区与沉淀区的体积比设置在1.5-2.0的范围内。本专利技术专利在反应区底部设置有进水管和排泥管，反应区内壁设置竖向挡板，可避免由于搅拌造成的混合液漩流。污泥经过回流缝回流入沉淀区，沉淀区侧壁上沿高度平均设有取样管，在沉淀区上部的集水槽处设置有出水管，沉淀区底部设置为锥形以利于污泥回流并可截留老化污泥，优化出水效果。整个反应装置外部安装有加热装置，并由温控仪控制在35 土 1°C。人工模拟废水从配水箱泵入反应器，通过调节蠕动泵控制流量。本专利技术专利的辅助部分 1.气体收集和传输装置 为了保证系统在处理过程中所产生的气体能够得以顺利及时的排放，同时又能保证反应设备的厌氧条件，所以气体的排放口和湿式气体流量计之间应该有一个水封装置，气体的管径应该足够大，避免气体夹带的固体(或泡沫)产生堵塞。经验表明水封中会有冷凝水的积累。因此，在水封中有一个排除冷凝水的出口是必需的，以保持罐中一定的水位。2.排泥装置 一般随着反应器中污泥浓度的增加，处理效果会得到改善，但是污泥超过一定的浓度，应排除多余的污泥以优化出水效果。因此，设备中的反应区每隔相应时间应排泥。一般污泥排放应该遵循事先建立的规模，在一定的时间间隔(如每半月)排放一定体积的污泥，这一体积应等于这一期间所积累的量。排泥频率也可以根据污泥处理装置所能处理的量来确定，更加可靠的方法是根据确定的污泥浓度分布的曲线排泥。 它应是排出低活性的污泥并将最好的高活性颗粒污泥保留在反应区中。本专利技术专利在反应区的底部设一个排泥管，同时也可以作为样品取样管。3.气-液-固三相分离装置 本专利技术专利内部设有气-液-固三相分离装置，该装置可有效实现污泥在反应区中的滞留，实现了污泥停留时间(SRT) >水力停留时间(HRT)，从而提高了反应器内的污泥浓度，有效提高了本专利技术专利的生物持有量。4.搅拌装置 本专利技术专利利用机械搅拌的方式使得厌氧氨氧化菌与底物充分混合，同时为了保证设备中良好的水力流态以及促使污泥回流，搅拌器采用具有一定提升能力和混合能力的扇形涡轮搅拌器。此搅拌器可有效促使污泥经回流缝回流入反应区，保证反应器中良好的水力流态。5.材料的选用 在试验和实际生产中，可以根据具体情况选定相应的材质:实验室小试规模可选用有机玻璃或PVC板材等材料，中试或更大规模可采用钢混结构或砖混结构等。6.加热和保温设施 考虑到本专利技术专利中的厌氧氨氧化菌在中温条件下处理效果较好，所以通过用电热线缠在设备反应器的表面加热的方式，用温控仪保持整个处理系统的温度在35±1°C的范围内。本专利技术专利的启动和稳定运行部分 1.设备的组装 为了取得高的处理效率，必须把该设备和一些其他附属设施连接起来，组成一套完整的工艺。这些附属设本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种厌氧氨氧化菌快速富集反应设备，其特征在于：该反应设备包括反应器（1）、蠕动泵（3）和进水箱（2），反应器（1）采用连续搅拌槽式反应器（1），反应器（1）的底部设有进水口（9）和排泥管（10），进水箱（2）通过蠕动泵（3）与进水口（9）相连接；反应器（1）顶部保证厌氧环境严格密封，在顶部设置有温度计探针、搅拌器轴封；反应器（1）内设置有气?液?固三相分离器，气?液?固三相分离器包括环形集气罩（5）和环形挡板（6），环形集气罩（5）的上部与反应器（1）腔体顶部相连接，环形集气罩（5）由上至下具有上、下两个阶梯式扩口（51、52），所述的环形挡板（6）的上部设置环形集气罩（5）内，在上、下两个阶梯式扩口（51、52）的相应位置具有第一扩口（61）和第二扩口（62），使环形挡板（6）与所述的环形集气罩（5）之间形成第一回流缝（11），环形挡板（6）的下部为竖直挡板（63），竖直挡板（63）的下部与反应器（1）内壁相适配形成收口（64），收口（64）与反应器（1）内壁之间形成第二回流缝（12）；所述的环形挡板（6）内侧为反应区（11），反应区（11）内设置有机械搅拌器（4），机械搅拌器（4）上部与反应器（1）结合部通过所述的搅拌器轴封保证反应区（11）的密闭性，所述的进水口（9）和排泥管（10）设置在反应区（11）的底部，反应区（11）的顶部设置有集气管（14），集气管（14）连接设有水封装置（17），水封装置（17）连接设有湿式流量计（18）；所述的环形集气罩（5）、环形挡板（6）与反应器（1）内壁形成的空间为沉淀区（8），在沉淀区（8）的侧壁上沿高度平均设有取样管（19），沉淀区（8）的上部设置有出水管（13）。...
【技术特征摘要】
1.一种厌氧氨氧化菌快速富集反应设备，其特征在于:该反应设备包括反应器(I)、蠕动泵(3)和进水箱(2)，反应器(I)采用连续搅拌槽式反应器(1)，反应器(I)的底部设有进水口(9)和排泥管(10)，进水箱(2)通过蠕动泵(3)与进水口(9)相连接；反应器(I)顶部保证厌氧环境严格密封，在顶部设置有温度计探针、搅拌器轴封；反应器(I)内设置有气-液-固三相分离器，气-液-固三相分离器包括环形集气罩(5)和环形挡板(6)，环形集气罩(5)的上部与反应器(I)腔体顶部相连接，环形集气罩(5)由上至下具有上、下两个阶梯式扩口(51、52)，所述的环形挡板(6)的上部设置环形集气罩(5)内，在上、下两个阶梯式扩口(51、52)的相应位置具有第一扩口(61)和第二扩口(62)，使环形挡板(6)与所述的环形集气罩(5)之间形成第一回流缝(11)，环形挡板(6)的下部为竖直挡板(63)，竖直挡板(63)的下部与反应器(I)内壁相适配形成收口(64)，收口(64)与反应器(I)内壁之间形成第二回流缝(1...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄健，
申请(专利权)人：丽水学院，
类型：发明
国别省市：
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