UASB-生物膜厌氧氨氧化设备制造技术

本实用新型专利技术公开了ＵＡＳＢ－生物膜厌氧氨氧化设备。该设备包括ＵＡＳＢ生物反应器筒体（１），筒体（１）内的下部设有污泥床（２），上部设有三相分离器（４），在筒体（１）内，污泥床（２）与三相分离器（４）之间设有软性填料形成的生物膜，污泥床与生物膜设有间距，污泥床（２）底层中有多种微生物，污泥床（２）中上层的微生物经过驯化后含有厌氧氨氧化菌，可对废水中的氨氮和硝态氮进行部分厌氧氨氧化。本实用新型专利技术利用污泥床底层中的多种微生物先消耗废水中溶解氧，厌氧污泥床中上层的微生物经过驯化后的厌氧氨氧化菌对废水中的氨氮和硝态氮进行部分厌氧氨氧化，并在反应器上部的生物膜部分继续进行高效厌氧氨氧化，同步脱除氨氮和硝氮。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种UASB—生物膜厌氧氨氧化设备。技术背景UASB是上流式厌氧污泥床反应器(Up-flow Anaerobic Sludge Blanket)的 简称，1982年，Lettinga首先采用了这种反应器用于有机废水的厌氧处理研究。 UASB工艺是一种处理高浓度有机废水(特别是含碳水化合物的废水)的厌氧 处理技术。UASB反应器由反应区和沉降区两部分组成。反应区由污泥床(the sludge bed)和污泥悬浮床(the sludge blanket)组成，沉降区由沉淀区(the settling compartment) 禾口三相分离器(the gas-liquid-solid separator)组成。UASB中的污泥呈颗粒状，它与其他生物废水反应器中的厌氧污泥、活性 污泥及生物膜均不同，具有一些独特的性质，大量的有机物都是依靠颗粒污泥 来去除。但是，UASB工艺也存在如下缺点 一是虽能处理高浓度有机废水，但 一般难以达标排放；二是其启动时间较长，污泥颗粒化对废水处理效果有重要 影响；三是在处理有机废水时，氨氮处理效果较差，如果不考虑反硝化脱氮， 则主要是用于去除有机污染物。生物膜法是一种与活性污泥法平行发展起来的生物处理工艺，也出现出于 19世纪末20世纪初。当时主要是以岩石作为载体的生物滤池为代表，20世纪六、 七十年代，塑料载体的出现为代替岩石填料，发展生物滤塔、生物转盘以代替 生物滤池创造了条件，20世纪80年代末、90年代初， 一系列新型的生物滤池、 生物滤塔、生物转盘被相继开发出来。现在，环境工程师们可以对生物膜处理 系统有较广泛的选择余地。在许多情况下，生物膜法可以替代活性污泥法用于 城市污水的二级生物处理。长期以来，氨的氧化被认为是在绝对好氧条件下进行的。1977年，Broda 根据热力学反应自由能计算，推测自然界中可能存在两种自养微生物可以将NH4+氧化成N2。 1994年，Mulder等人发现荷兰Deflt大学一个污水脱氮流化床 反应器存在NH4+消失，且随NH4+和N(V的消耗，有N2生成。因为氨氮是在厌 氧条件下被氧化，因此被称作厌氧氨氧化。随后的试验通过N平衡和氧化还原 平衡证实发生了以NH4+作电子供体、N03-为电子受体的氧化还原反应。 5NH4++3NOr—4N2+9H20+2H^， AG0;297KJ/mo1 (1) 从而证实了Broda的推测。1995年，Jetten通过一系列抑制剂试验证明厌氧 氨氧化是一个自养微生物参与的生物过程。厌氧氨氧化现象的发现，为生物脱氮新技术的开发提供了一个全新的思 路，也引起了人们广泛的关注，成为近年来生物脱氮研究的热点。
技术实现思路
本技术的目的在于针对UASB技术存在的缺点，提供一种通过在 UASB反应器中引入软性填料，通过污泥驯化，在反应器下部形成厌氧污泥床， 在反应器上部软性填料上形成生物膜，对进水中的NH4+和N02-或N(V通过厌 氧氨氧化菌的作用从而达到同步去脱氨氮和硝氮的UASB —生物膜厌氧氨氧 化设备。为达到上述技术目的，本技术采取了如下技术方案 一种UASB-生物膜厌氧氨氧化设备，包括UASB生物反应器筒体，UASB 生物反应器筒体内的下部设有污泥床，上部设有三相分离器，筒体底部设有 进水口，顶部设有气体出口，位于三相分离器处的筒体上设有出水口，在 UASB生物反应器筒体内，位于污泥床与三相分离器之间设有软性填料形成 的生物膜，污泥床与生物膜设有间距，所述污泥床底层中有多种微生物，污 泥床中上层的微生物经过驯化后含有厌氧氨氧化菌，可对废水中的氨氮和硝 态氮进行一部分厌氧氨氧化。所述污泥床与生物膜高度比为0.5 1.2: 1 。 所述厌氧污泥床与生物膜的间距为5 20cm。所述UASB生物反应器筒体1 内的生物膜3上设有温度计。本技术UASB-生物膜复合生物反应器厌氧氨氧化的优选参数为进 水的,+->^和>102->1的比设为1: (1-1.9)、 pH为7.8 8.2， NH4+-N、N02-N 和TN的容积负荷分别为0.08 0.12kgNH4+-N/(m3 d) 、 0.06 0.15kgNO2-N/(m3 d)和0.16 0.26kgTN/(m3 d)。与现有技术相比较，本技术具有如下有益效果本技术的UASB-生物膜法对NH4+、 N02-、 T-N都有很高的去除效果 在较短的时间内(从第58天开始到100天内)就表现出很好的处理效果，NH/-N 去除率达99.3%以上，N02—N去除率达92.5X， T-N去除率达84.6X，其反应的 三氮比为NH/-N:NOrN:NOrN为1:1.67:0.28，与国外学者Mulder， Vande Gmaf等文献报道的用生物流化床反应器用时420天相比，实现厌氧氨氧化时 间缩短6倍以上，三氮比1:1.32:0,26在产生NO3-N略高的情况下去除NO2-N大为 提高。附图说明图1为本技术的UASB-生物膜反应器结构示意图； 图2为本技术的UASB-生物膜反应器对氨氮的去除效果图； 图3为本技术的UASB-生物膜反应器对N02—N的去除效果图； 图4为本技术的UASB-生物膜反应器中产生部分N03-N的情况； 图5为本技术的UASB-生物膜反应器的pH变化情况图。具体实施方式下面结合实施例和附图对本技术作进一步详细的描述，但本技术 要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。如图1所示， 一种UASB-生物膜厌氧氨氧化设备包括UASB生物反应器 筒体1， UASB生物反应器筒体1内的下部设有污泥床2，上部设有三相分离 器4，筒体1底部设有进水口 8,顶部设有气体出口 6，位于三相分离器处的 筒体1上设有出水口 7，在UASB生物反应器筒体1内，位于污泥床2与三 相分离器4之间设有软性填料形成的生物膜3，污泥床与生物膜设有间距。 UASB生物反应器筒体1内的生物膜3上设有温度计。污泥床与生物膜高度 比为l: 1 。厌氧污泥床与生物膜的间距为15cm。应用本技术UASB-生物膜厌氧氨氧化设备，采取低浓度、低负荷的启 动方法。来自进水口8的废水经污泥床2底层中的多种微生物的好氧作用，消耗 废水中所含溶解氧，然后经厌氧污泥床2中上层的微生物经过驯化后的厌氧氮氧化菌对废水中的氨氮和硝态氮进行一部分厌氧氨氧化，未完全厌氧氨氧化的氨氮和硝态氮离开厌氧污泥床后进入上部的生物膜3部分，继续进行厌氧氨氧 化，实现同步脱除氨氮和硝氮，随后被处理的废水从出水口7流出。反应器运 行了363天。反应器启动运行参数与运行结果如表l:表l反应器运行参数<table>table see original document page 6</column></row><table>实施效果1、 厌氧氨氧化的效果如图2、 3、 4所示，反应器启动运行363天，反应器进出水氨氮、亚硝 氮和硝氮的含量变化曲线。在反应器运行至第48d时，开始有NH/-N和 N(V-N的同时去除，且有N(V-N的生成，这是厌氧氨氧化反应的特征，说 明反应器中已有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＵＡＳＢ－生物膜厌氧氨氧化设备，包括ＵＡＳＢ生物反应器筒体（１），ＵＡＳＢ生物反应器筒体（１）内的下部设有污泥床（２），上部设有三相分离器（４），筒体（１）底部设有进水口（８），顶部设有气体出口（６），位于三相分离器处的筒体（１）上设有出水口（７），其特征在于，在ＵＡＳＢ生物反应器筒体（１）内，污泥床（２）与三相分离器（４）之间设有软性填料形成的生物膜，污泥床与生物膜设有间距，所述污泥床（２）底层中有多种微生物，污泥床（２）中上层的微生物经过驯化后含有厌氧氨氧化菌，可对废水中的氨氮和硝态氮进行部分厌氧氨氧化。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周少奇，姚俊芹，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：实用新型
国别省市：81[中国|广州]