一种高效净化分离厌氧铵氧化菌的装置及应用制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种高效净化分离厌氧铵氧化菌的装置，包括旋流沉淀池和菌种循环组件，旋流沉淀池包括上部的分选区、中间的椎面连接部、下部的集菌斗、进水口、排水口、中空转轴、螺旋桨叶、抽菌口、减速箱、驱动装置、回流管；旋流沉淀池利用池体中心的空心转轴上布置的螺旋搅拌浆叶，污水切向进入的旋流配合螺旋搅拌浆叶的旋转带动力，使池体中的污水形成涡螺流态，实现菌种上附着的杂菌、有机物和无机物的剥离和粒径较大厌氧铵氧化菌的筛选。与现有技术相比，本发明专利技术提高了厌氧铵氧化反应传质效率、增加了反应系统的稳定性、降低了整个系统的脱氮负荷，具有结构简单、操作方便、经济价值高等优点。

A device for efficient purification and separation of anaerobic ammonium oxidizing bacteria and its application

The invention relates to a device for efficiently purifying and separating anaerobic ammonium oxidizing bacteria, which comprises a cyclone sedimentation tank and a bacteria circulating component. The cyclone sedimentation tank comprises an upper separation area, a middle vertebral connection part, a lower fungus collecting hopper, a water inlet, a drainage port, a hollow rotating shaft, a propeller blade, a fungus extracting port, a reducer, a driving device and a reflux pipe; and the cyclone sedimentation tank utilizes the hollow of the center of the tank. The spiral stirring pulp blade arranged on the spindle, the tangential flow of sewage and the rotating power of the spiral stirring pulp blade make the sewage in the pond form a spiral flow pattern, and realize the peeling of bacteria, organic and inorganic substances attached to the bacteria and the screening of anaerobic ammonium oxidizing bacteria with larger particle size. Compared with the prior art, the present invention improves the mass transfer efficiency of the anaerobic ammonium oxidation reaction, increases the stability of the reaction system, reduces the denitrification load of the whole system, and has the advantages of simple structure, convenient operation and high economic value.

【技术实现步骤摘要】
一种高效净化分离厌氧铵氧化菌的装置及应用
本专利技术涉及一种活性污泥中菌种分离装置，尤其是涉及一种高效净化分离厌氧铵氧化菌的装置及应用，属于污水处理

技术介绍
近年我国水体富营养化现象频发，水体污染严重，其中氮污染是导致水体富营养化的最重要因素之。生物脱氮工艺从20世纪60年代的硝化反硝化工艺为起点经过数十年的发展，逐步衍生出了多种形式的生物脱氮工艺，这些传统工艺在稳定可靠解决富营养化的同时，消耗了大量的能源和碳源。如何高效经济实现氨氮脱除还需在实践中探索。厌氧氨氧化工艺是生物脱氮技术的一种，凭借其低供氧量、有机物需求量低、工艺容积效能高等因素被推崇为更为经济高效的生物脱氮技术。但是该工艺的推广和应用还存在许多技术难题，如厌氧铵氧化污泥驯化培养时间长、富集难度大环境条件敏感、容易受到抑制等。现今，为了解决此类问题，通常采用在反应器内形成颗粒污泥、投加新型生物填料或采用膜反应器来强化厌氧氨氧化菌的持留能力。但单纯的生物膜工艺厌氧氨氧化菌存在着挂膜时间较长，微生物量较低，且生物膜易脱落，不易储存及新建工程接种等问题。纯颗粒污泥工艺虽然较生物膜工艺具有更多优势，但颗粒污泥培养较困难，并且在高有机物高氨氮废水处理时，其中有机物(如有机物酸或其他有机物质)促进异氧菌等杂菌的快速增长，并导致其附着在厌氧铵氧化菌表面，除此之外，废水中无机成分(如碳酸钙或鸟粪石等)也会附着在厌氧铵氧化菌颗粒表面，影响厌氧铵氧化菌的正常活动及物料的传质效率(未被附着的厌氧铵氧化菌颗粒氮转化率为被附着的4-6倍(mgH/gTS))。因此，需要开发一种高效脱氮的厌氧氨氧化生物反应系统及方法，在有效的控制条件下实现颗粒污泥与外层杂菌、有机物和无机包被物的分离。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种高效净化分离厌氧铵氧化菌的装置及应用，实现厌氧铵氧化颗粒污泥与外层杂菌的和无机包被物分离的问题，解决传质效率低和反应负荷低的问题，保证厌氧铵氧化工艺的高稳定、高效率运行。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种高效净化分离厌氧铵氧化菌的装置，包括旋流沉淀池和菌种循环组件；所述旋流沉淀池包括旋流沉淀池本体和搅拌组件；所述旋流沉淀池本体为一个上大下小的结构；所述旋流池本体上部设有进水口和排水口；所述搅拌组件包括中空转轴、搅拌桨叶和驱动机构，所述旋流沉淀池本体中央安装有轴向旋转的中空转轴，所述中空转轴与所述驱动机构的输出端连接，所述中空转轴上设有搅拌桨叶，所述中空转轴下部设有抽菌口，并且所述抽菌口位于所述旋流沉淀池本体的下部；所述菌种循环组件包括菌种清洗进水管路、菌种回流管路，所述菌种清洗进水管路一端与所述进水口相连，另一端伸入反应池中，所述菌种清洗进水管路上设有菌种清洗泵；所述菌种回流管路一端与所述中空转轴的上端相连，另一端伸入所述反应池中，所述菌种回流管路上设有菌种回流泵。具体的，所述旋流池本体包括从上至下依次连接的分选区、锥面连接部和集菌斗；所述分选区上设有进水口和排水口。所述进水口的方向为所述分选区的切线方向，所述进水口物料沿所述旋流沉淀池本体内壁的切线方向进入所述旋流沉淀池本体内，并且所述进水口物料进入方向与旋流沉淀池本体内物料旋流方向相同。所述锥面连接部的锥面倾角为10～35°所述搅拌桨叶为扁平流线型叶片结构的螺旋桨叶。所述中空转轴的中部水平设置螺旋桨叶，所述螺旋桨叶的尺寸从上到下逐渐减小，并且该螺旋桨叶的下部位于集菌斗内。所述螺旋桨叶的桨叶倾角为30～60°；所述螺旋桨叶的转速的为8～35r/min。所述驱动机构设置于池体上部外侧，所述中空转轴与所述驱动机构通过减速电机相连。所述旋流沉淀池本体底部设有排空口。本专利技术还提供了一种该高效净化分离厌氧铵氧化菌的装置的应用，将曝气池或者厌氧铵氧化反应池内的活性污泥送入该效净化分离厌氧铵氧化菌的装置中完成菌种清洗和分离；所述曝气池内利用铵氧化菌完成氨氮转化为亚硝氮的反应，利用厌氧铵氧化菌完成氨氮和亚硝氮转化为氮气的反应；所述厌氧铵氧化反应池内利用厌氧铵氧化菌完成氨氮和亚硝氮转化为氮气的反应。本专利技术的工作原理为：生长缓慢的厌氧铵氧化菌具有一个特殊性质，即很多单个细菌形成球形聚集体，即所谓的厌氧铵氧化菌颗粒。这些厌氧铵氧化菌颗粒具有非常高的密度(1010个细菌/ml)，与絮状的其他杂菌具有显著差异。本专利技术先将厌氧铵氧化菌颗粒和杂菌以及杂质分开，然后利用二者的密度差，采用旋流沉淀装置将二者分离。螺旋桨叶旋转时池中活性污泥作螺旋运动，加上因活性污泥切向进入产生的与搅拌桨叶相一致的旋流，池中的活性污泥形成涡螺流态，在选定的桨叶倾角和搅拌速度条件下，厌氧铵氧化污泥颗粒将受到冲刷，而原来附着在污泥颗粒上的杂菌、有机物质和无机包被物以及重量小的物质与活性污泥颗粒分开，由于杂菌、有机物质和无机包被物等重量较小，活性污泥颗粒重量较大，因此在旋流沉淀池的作用下杂质等重量较小的物质随出水一同流出旋流池，而活性污泥颗粒则沉降至集菌斗内。旋流沉淀池本体中央还设有轴向的提菌管，所述提菌管下端伸入下部的集菌斗。此外，所述提菌管与抽菌泵相连，通过抽菌泵于集菌斗中将菌种抽送回至主反应区。流体旋转速度越大，所产生的涡量越大，而大的涡量对厌氧铵氧化污泥颗粒的去除是有力的，可以使厌氧铵氧化污泥颗粒与其表面有机物、杂菌和无机包被物得到很好的分离效果，但是当螺旋桨转速过大，产生的旋流过于强烈，反而使颗粒污泥破碎，并且使得本来已经沉降到池底的厌氧铵氧化污泥颗粒重新卷入水中，最终随着污水排出流失。本专利技术通过严格控制旋流沉砂池内螺旋桨转速，实现了厌氧铵氧化污泥颗粒与其表面有机物、杂菌和无机包被物的分离，而不至于打散颗粒污泥，避免了颗粒污泥活性下降和菌种的流失。与现有技术相比，本专利技术具有以下优势：厌氧氨氧化工艺较传统脱氮工艺可节省约的50％曝气能耗，并且其运行不需要外加碳源。通过在传统的厌氧氨氧化工艺反应系统的基础上设置一个旋流沉淀池对沉淀后的活性污泥进行清洗和净化，实现颗粒污泥与外层杂菌、有机物和无机包被物的分离，提高反应传质效率和系统稳定性，解决了现有颗粒污泥工艺运行问题之一，使得传统的厌氧氨氧化工艺装置具有较高的脱氮负荷。附图说明图1为本专利技术与反应池配合安装的结构示意图；图2为本专利技术的正视结构示意图；图中1为1为高效净化分离厌氧铵氧化菌的装置，2为反应池、3为待处理含氮废水、4为菌种清洗泵、5为菌种清洗进水管路、6旋流沉淀池、7为菌种回流泵、8为菌种回流管路、6-1为分选区、6-2为椎面连接部、6-3为集菌斗、6-4为进水口、6-5为排水口、6-6为中空转轴、6-7为螺旋桨叶、6-8为抽菌口、6-9为减速电机、6-10为驱动机构、6-11为回流管。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。实施例1一种高效净化分离厌氧铵氧化菌的装置1，该高效净化分离厌氧铵氧化菌的装置1用于分离厌氧铵氧化颗粒污泥与外层杂菌的和无机包被物，具体的，该装置用于清洗和分离曝气池或者厌氧铵氧化反应池内的活性污泥中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效净化分离厌氧铵氧化菌的装置，其特征在于，包括旋流沉淀池(6)和菌种循环组件；所述旋流沉淀池(6)包括旋流沉淀池本体和搅拌组件；所述旋流沉淀池本体为一个上大下小的结构；所述旋流池本体上部设有进水口(6‑4)和排水口(6‑5)；所述拌组件包括中空转轴(6‑6)、搅拌桨叶和驱动机构(6‑10)，所述旋流沉淀池本体中央安装有轴向旋转的中空转轴(6‑6)，所述中空转轴(6‑6)与所述驱动结构(6‑10)的输出端连接，所述中空转轴(6‑6)上设有搅拌桨叶，所述中空转轴(6‑6)下部设有抽菌口(6‑8)，并且所述抽菌口(6‑8)位于所述旋流沉淀池本体的下部；所述菌种循环组件包括菌种清洗进水管路(5)、菌种回流管路(8)，所述菌种清洗进水管路(5)一端与所述进水口(6‑4)相连，另一端伸入反应池(2)中，所述菌种清洗进水管路(5)上设有菌种清洗泵(4)；所述菌种回流管路(8)一端与所述中空转轴(6‑6)的上端相连，另一端伸入所述反应池(2)中，所述菌种回流管路(8)上设有菌种回流泵(7)。

【技术特征摘要】
1.一种高效净化分离厌氧铵氧化菌的装置，其特征在于，包括旋流沉淀池(6)和菌种循环组件；所述旋流沉淀池(6)包括旋流沉淀池本体和搅拌组件；所述旋流沉淀池本体为一个上大下小的结构；所述旋流池本体上部设有进水口(6-4)和排水口(6-5)；所述拌组件包括中空转轴(6-6)、搅拌桨叶和驱动机构(6-10)，所述旋流沉淀池本体中央安装有轴向旋转的中空转轴(6-6)，所述中空转轴(6-6)与所述驱动结构(6-10)的输出端连接，所述中空转轴(6-6)上设有搅拌桨叶，所述中空转轴(6-6)下部设有抽菌口(6-8)，并且所述抽菌口(6-8)位于所述旋流沉淀池本体的下部；所述菌种循环组件包括菌种清洗进水管路(5)、菌种回流管路(8)，所述菌种清洗进水管路(5)一端与所述进水口(6-4)相连，另一端伸入反应池(2)中，所述菌种清洗进水管路(5)上设有菌种清洗泵(4)；所述菌种回流管路(8)一端与所述中空转轴(6-6)的上端相连，另一端伸入所述反应池(2)中，所述菌种回流管路(8)上设有菌种回流泵(7)。2.根据权利要求1所述的一种高效净化分离厌氧铵氧化菌的装置，其特征在于，所述旋流池本体包括从上至下依次连接的分选区(6-1)、锥面连接部(6-2)和集菌斗(6-3)；所述分选区(6-1)的内径大于所述集菌斗(6-3)的内径；所述分选区(6-1)上设有进水口(6-4)和排水口(6-5)。3.根据权利要求2所述的一种高效净化分离厌氧铵氧化菌的装置，其特征在于，所述进水口(6-4)的方向为所述分选区(6-1)的切线方向，所述进水口物料沿所述旋流沉淀池本体内壁的切线方向进入所述旋流沉淀...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴晓虎，戴翎翎，刘文静，徐友，顾国维，薛勇刚，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海,31