厌氧氨氧化与氢自养反硝化耦合深度脱氮的装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种厌氧氨氧化与氢自养反硝化耦合深度脱氮的装置与方法，通过将膜生物反应器(MBR)与氢基质生物膜反应器(MBFR)两种工艺结合，能有效控制膜污染，并利用厌氧氨氧化和氢自养反硝化的耦合作用同步去除水中的NH

【技术实现步骤摘要】
厌氧氨氧化与氢自养反硝化耦合深度脱氮的装置与方法
本专利技术涉及污水处理
，特别是涉及一种厌氧氨氧化与氢自养反硝化耦合深度脱氮的装置与方法。
技术介绍
目前，我国地表水和地下水受氮素污染物污染的问题仍十分严重，水体中氮素污染物主要包括：氨氮(NH4+-N、NH3)，硝酸盐氮(NO3--N)，亚硝酸盐氮(NO2--N)等。对上述氮素污染物的传统去除方法主要包括空气吹脱法、选择性离子交换法、折点氯化法、磷酸铵镁沉淀法和生物法。但是上述的传统处理方法常因为二次污染、处理效率不高、不能同步处理多种氮素、处理成本高昂、工艺复杂等各种因素制约其发展和推广。厌氧氨氧化技术是一种新型、低成本的从废水去除氮的方法。其原理是在溶解氧少量甚至没有的条件下，微生物通过NH4+-N提供电子，NO2--N接受电子，从而将亚硝酸氮直接转化为氮气的脱氮过程。该工艺能够将56.9％的NH4+-N转化为NO2--N，节约了约66.7％的耗氧量，同时它还具有耐冲击负荷、运行费用低廉、不需要额外添加碳源、耗能低和无需调节pH的特点，受到了广泛的关注。膜生物反应器(MBR)是一种将膜技术与生物处理技术相结合的高效废水处理工艺，用膜分离来代替二沉池的作用，减少了剩余污泥的产生，具有较好的泥水分离的效果，同时出水水质能满足我国的污水排放标准。它还具有耐冲击负荷、占地面积小，对氨氮去除效果好等其它传统污水处理方式无法比拟的特点，被广泛运用于各种污水的处理。但是在废水处理过程中，尽管操作条件保持不变，但膜污染会逐渐严重，膜的寿命较短，从而导致污水处理成本增加，阻碍其发展。氢自养反硝化利用氢气作为电子供体还原水中的氧化性物质，无需投加有机碳源，不产生二次污染，适宜于贫营养环境的地表水和地下水处理。氢基质生物膜反应器(MBFR)是一项具有发展前景的技术，以氢自养反硝化为基础，将微孔中空纤维膜扩散(H2)与自养生物膜技术有机结合，以无机碳为碳源，H2为电子供体在生物膜表面发生反应，完成生物还原过程。利用H2对氧化性污染物(如CrO42-、AsO43-、NO3-、ClO4-、BrO3-等)还原去除，具有高效、洁净无毒、无二次污染、H2利用率高等优势以及传统生物膜法无法比拟的特点。利用厌氧氨氧化微生物处理水体中氮素污染是目前比较流行的方法，在MBR中实现厌氧氨氧化有利于解决厌氧活性污泥流失的问题，同时厌氧氨氧化在处理氮素污染时能够将NH4+-N和NO2--N同步去除，但是对NO3--N没有去除作用，并且会产生少量的NO3--N，引起水体的二次污染，而基于氢自养反硝化的MBFR对NO3--N有很好的去除作用，故研究人员急需一种能够对氮素去除较为彻底的装置和方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种厌氧氨氧化与氢自养反硝化耦合深度脱氮的装置与方法，通过将MBR与MBFR两种工艺结合，能有效控制膜污染，并利用厌氧氨氧化和氢自养反硝化的耦合作用同步去除水中的NH4+-N、NO2--N和NO3--N，具有高质量出水和活性污泥菌种流失少的特点，可广泛应用于工业废水、城市生活污水和农业污水的处理。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术公开了一种厌氧氨氧化与氢自养反硝化耦合深度脱氮的装置，包括第一进水泵、膜生物反应器、第一缓冲水箱、第二进水泵和氢基质生物膜反应器，所述第一进水泵的出水端与所述膜生物反应器的进水端连通，所述膜生物反应器的出水端与所述第一缓冲水箱的进水端连通，所述第一缓冲水箱的第一出水端与所述第二进水泵的进水端连通，所述第二进水泵的出水端与所述氢基质生物膜反应器的进水端连通。优选地，还包括第二缓冲水箱，所述第一缓冲水箱的第二出水端与所述第二缓冲水箱的进水端连通，所述第二出水端高于所述第一出水端。优选地，还包括短程硝化池，所述短程硝化池的出水端与所述第一进水泵的进水端连通，所述短程硝化池内设置有曝气结构，所述曝气结构与空气泵送装置相连。优选地，所述空气泵送装置包括空气泵和气体流量计，所述气体流量计设置于所述空气泵与所述曝气结构之间的连接管路上。优选地，所述短程硝化池的进水端与进水箱的出水端连通。优选地，所述膜生物反应器包括第一筒体、第一中空纤维膜组件和循环加热组件；所述第一筒体包括第一底座、第一侧壁、位于所述第一侧壁外侧的第二侧壁、顶板和上盖，所述第一侧壁与所述第二侧壁的下端固定于所述第一底座上，所述第一侧壁与所述第二侧壁的上端通过所述顶板相连，所述第一底座、所述第一侧壁、所述第二侧壁和所述顶板围成环形保温腔体，所述顶板的外侧向外延伸成凸沿，所述顶板与所述上盖通过紧固件相连，所述凸沿与所述上盖的外缘处设有与所述紧固件对应的安装孔，所述第一侧壁上设有第一通孔，所述第二侧壁上设有第二通孔、第三通孔和第四通孔，所述第一通孔和所述第二通孔通过进水管连通，所述进水管与所述第一进水泵的出水端连通，所述上盖上位于所述第一侧壁内侧的区域设有能够开闭的排气口；所述第一中空纤维膜组件包括第一膜丝、第一套管和第一外牙直通，多个所述第一膜丝的端头插入并固定于所述第一套管内，所述第一套管与所述第一外牙直通的第一端固定并连通，所述第一外牙直通的第二端穿过所述上盖上位于所述第一侧壁内侧的区域并密封固定，所述第一缓冲水箱的进水端与所述第一外牙直通的第二端连通；所述循环加热组件包括恒温水浴器和循环泵，所述循环泵设置于所述恒温水浴器内，所述第三通孔与所述恒温水浴器的进水端连通，所述循环泵的出水端与所述第四通孔连通，所述第三通孔位于所述第四通孔上侧。优选地，所述膜生物反应器还包括搅拌结构，所述搅拌结构包括搅拌轴和搅拌桨，所述搅拌轴的第一端穿过所述上盖并伸入所述第一侧壁的内侧，所述搅拌桨固定于所述搅拌轴的第一端，所述搅拌轴与所述上盖密封连接。优选地，所述氢基质生物膜反应器包括第二筒体、第二中空纤维膜组件、氢气罐和回流泵；所述第二筒体包括第二底座、第三侧壁和活接旋钮盖，所述第三侧壁的下端固定于所述第二底座上，所述第三侧壁的上端与所述活接旋钮盖螺纹连接，所述第三侧壁上由下至上依次设有第五通孔、第六通孔和第七通孔；所述第二中空纤维膜组件包括第二膜丝、第二套管和第二外牙直通，多个所述第二膜丝的端头插入并固定于所述第二套管内，所述第二套管与所述第二外牙直通的第一端固定并连通，所述第二外牙直通的第二端与所述活接旋钮盖固定连接，所述活接旋钮盖上设有用以与气管接头螺纹连接的快速接口头，所述快速接口头与所述第二外牙直通的第二端连通；所述氢气罐通过气管与所述快速接口头连通；所述第五通孔分别与所述第二进水泵的出水端和所述回流泵的出水端连通，所述第六通孔与所述回流泵的进水端连通。优选地，每个所述第二膜丝的两个端头均插入并固定于所述第二套管内，使所述第二膜丝呈U形。本专利技术还公开了一种厌氧氨氧化与氢自养反硝化耦合深度脱氮的方法，使用上述的厌氧氨氧化与氢自养反硝化耦合深度脱氮的装置，并包括如下步骤：步骤一、将厌氧氨氧化菌和氢自养反硝化菌驯化后分别接种至膜生物反应器和氢基质本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种厌氧氨氧化与氢自养反硝化耦合深度脱氮的装置，其特征在于，包括第一进水泵、膜生物反应器、第一缓冲水箱、第二进水泵和氢基质生物膜反应器，所述第一进水泵的出水端与所述膜生物反应器的进水端连通，所述膜生物反应器的出水端与所述第一缓冲水箱的进水端连通，所述第一缓冲水箱的第一出水端与所述第二进水泵的进水端连通，所述第二进水泵的出水端与所述氢基质生物膜反应器的进水端连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种厌氧氨氧化与氢自养反硝化耦合深度脱氮的装置，其特征在于，包括第一进水泵、膜生物反应器、第一缓冲水箱、第二进水泵和氢基质生物膜反应器，所述第一进水泵的出水端与所述膜生物反应器的进水端连通，所述膜生物反应器的出水端与所述第一缓冲水箱的进水端连通，所述第一缓冲水箱的第一出水端与所述第二进水泵的进水端连通，所述第二进水泵的出水端与所述氢基质生物膜反应器的进水端连通。


2.根据权利要求1所述的厌氧氨氧化与氢自养反硝化耦合深度脱氮的装置，其特征在于，还包括第二缓冲水箱，所述第一缓冲水箱的第二出水端与所述第二缓冲水箱的进水端连通，所述第二出水端高于所述第一出水端。


3.根据权利要求1所述的厌氧氨氧化与氢自养反硝化耦合深度脱氮的装置，其特征在于，还包括短程硝化池，所述短程硝化池的出水端与所述第一进水泵的进水端连通，所述短程硝化池内设置有曝气结构，所述曝气结构与空气泵送装置相连。


4.根据权利要求3所述的厌氧氨氧化与氢自养反硝化耦合深度脱氮的装置，其特征在于，所述空气泵送装置包括空气泵和气体流量计，所述气体流量计设置于所述空气泵与所述曝气结构之间的连接管路上。


5.根据权利要求3所述的厌氧氨氧化与氢自养反硝化耦合深度脱氮的装置，其特征在于，所述短程硝化池的进水端与进水箱的出水端连通。


6.根据权利要求1所述的厌氧氨氧化与氢自养反硝化耦合深度脱氮的装置，其特征在于，所述膜生物反应器包括第一筒体、第一中空纤维膜组件和循环加热组件；
所述第一筒体包括第一底座、第一侧壁、位于所述第一侧壁外侧的第二侧壁、顶板和上盖，所述第一侧壁与所述第二侧壁的下端固定于所述第一底座上，所述第一侧壁与所述第二侧壁的上端通过所述顶板相连，所述第一底座、所述第一侧壁、所述第二侧壁和所述顶板围成环形保温腔体，所述顶板的外侧向外延伸成凸沿，所述顶板与所述上盖通过紧固件相连，所述凸沿与所述上盖的外缘处设有与所述紧固件对应的安装孔，所述第一侧壁上设有第一通孔，所述第二侧壁上设有第二通孔、第三通孔和第四通孔，所述第一通孔和所述第二通孔通过进水管连通，所述进水管与所述第一进水泵的出水端连通，所述上盖上位于所述第一侧壁内侧的区域设有能够开闭的排气口；
所述第一中空纤维膜组件包括第一膜丝、第一套管和第一外牙直通，多个所述第一膜丝的端头插入并固定于所述第一套管内，所述第一套管与所述第一外牙直通的第一端固定并连通，所述第一外...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海翔，董堃，苑宇杭，张艺鸣，陈宇超，林华，张文杰，孙晓杰，韦威，卢隽，
申请(专利权)人：桂林理工大学，桂林市绿维环境工程有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45