一種緩解顆粒污泥上浮的厭氧氨氧化反應(yīng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及廢水生物脫氮技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種有效緩解顆粒污泥上浮的厭氧氨氧化反應(yīng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]近十年來，氨氮廢水的大量排放造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。氨氮進(jìn)入水體，可使湖泊富營養(yǎng)化，造成藍(lán)藻、綠藻等藻類爆發(fā)，耗盡水體中的溶解氧，使水生動植物死亡，水生生態(tài)系統(tǒng)遭到嚴(yán)重破壞。同時，氨氮排入水體中，可與水中其他物質(zhì)反應(yīng)生成多種有毒物質(zhì)，嚴(yán)重危害水質(zhì)安全。國家出臺了一系列措施、制度，旨在控制水體氨氮污染。其中，“十二五”規(guī)劃中已將氨氮列為約束性控制指標(biāo)，成為繼化學(xué)需氧量(C0D)后水體污染控制中的第二個約束性控制指標(biāo)。廢水氮素污染控制是實現(xiàn)國家環(huán)保目標(biāo)和保證社會可持續(xù)發(fā)展的重大環(huán)保課題。
[0003]常用的廢水脫氮方法有吹脫法、沉淀法、吸附法以及折點氯化法等，但存在能耗高、二次污染嚴(yán)重以及操作不便等缺點，難以大規(guī)模推廣應(yīng)用。傳統(tǒng)的生物脫氮技術(shù)則存在脫氮速率不高，需氧量大以及需外加有機物以提供電子供體等不足。厭氧氨氧化可在缺氧條件下以亞硝酸鹽為電子受體將氨直接氧化為氮氣，該過程無需添加有機物和曝氣，因而可大大降低能耗和運行費用，且剩余污泥產(chǎn)量少，容積效能高，其容積氮去除負(fù)荷可達(dá)77kg/(m3.d)，可大大降低廢水處理成本及減少反應(yīng)器的占地面積，因而被公認(rèn)為迄今最具可持續(xù)發(fā)展特性的廢水脫氮技術(shù)。目前已在污泥壓濾液、垃圾滲濾液、味精廢水、制藥廢水等領(lǐng)域獲得了應(yīng)用，顯示了良好的應(yīng)用潛力。
[0004]在厭氧氨氧化反應(yīng)器的運行過程中，隨著氮容積負(fù)荷的提升，氮氣產(chǎn)生量逐漸增大，反應(yīng)器內(nèi)逐步出現(xiàn)浮于水面的顆粒污泥，且越積越多，這些顆粒污泥粒徑較大，呈現(xiàn)鮮紅色，并且在顆粒污泥表面發(fā)現(xiàn)吸附有氣泡。另外，深入研究還發(fā)現(xiàn)，厭氧氨氧化顆粒污泥內(nèi)部與污泥表面存在排氣通道，正常情況下產(chǎn)生的氮氣可通過該通道排出顆粒污泥內(nèi)部，不至于減少顆粒污泥的密度，因而顆粒污泥能夠正常沉降；然而，一些污泥的排氣通過往往會被堵塞，導(dǎo)致氣體無法有效排出而被包埋在顆粒污泥內(nèi)部，使污泥的密度小于水而上浮。污泥上浮時，顆粒污泥浮于水面，其中的功能菌基本上不參與脫氮反應(yīng)，因而降低了反應(yīng)器內(nèi)的有效生物量，導(dǎo)致反應(yīng)器的脫氮效能不佳。同時，大量浮泥浮于水面，嚴(yán)重時可堵塞出水管道，導(dǎo)致反應(yīng)器無法正常運行。
[0005]鈣鹽沉淀法是一種能夠有效緩解厭氧氨氧化反應(yīng)器運行過程中顆粒污泥上浮的方法，通過在向反應(yīng)器中定向投加鈣鹽、磷酸鹽或者碳酸鹽等，可生成部分鈣鹽沉淀；由于厭氧氨氧化顆粒污泥表面具有豐富的胞外多聚物及有機官能團(tuán)等，生成的鈣鹽沉淀可通過這些污泥的粘結(jié)、吸附作用附著于顆粒污泥上，從而增加其密度，提高污泥的沉降性能，顯著改善厭氧氨氧化反應(yīng)器的脫氮性能。
[0006]基于以上思路，本發(fā)明基于內(nèi)循環(huán)理論及文丘里效應(yīng)，通過反應(yīng)器結(jié)構(gòu)設(shè)計，將顆粒浮泥匯集于緩沖釋氣區(qū)，并設(shè)置鈣鹽溶液投加裝置，強化鈣鹽沉淀有效附著于顆粒浮泥之上，最終通過重力沉降與內(nèi)循環(huán)使顆粒浮泥返回反應(yīng)區(qū)，提高反應(yīng)區(qū)的生物量，進(jìn)而提高反應(yīng)器的脫氮性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種緩解顆粒污泥上浮的厭氧氨氧化反應(yīng)器。
[0008]為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是，
[0009]—種緩解顆粒污泥上浮的厭氧氨氧化反應(yīng)器，包括中空的反應(yīng)器本體和循環(huán)管，反應(yīng)器本體下部連接有升流反應(yīng)室，升流反應(yīng)室的底部設(shè)有進(jìn)水管，反應(yīng)器本體上部設(shè)有沉淀室，沉淀室包括平行設(shè)置的緩沖釋氣區(qū)、中心沉淀區(qū)和出水溢流區(qū)，沉淀室外壁設(shè)有出水管，出水溢流區(qū)設(shè)有豎直的溢流擋板，溢流擋板的底端連接出水管，沉淀室頂部設(shè)有集氣管和鈣鹽溶液流加裝置，升流反應(yīng)室通過上大下小的漸擴管與沉淀室連接，升流反應(yīng)室頂部設(shè)有截流擋板，截流擋板上部設(shè)有與之平行的導(dǎo)流隔板，截流擋板與導(dǎo)流隔板之間形成導(dǎo)流區(qū)，循環(huán)管頂端從導(dǎo)流區(qū)內(nèi)引出至反應(yīng)器本體外，底端伸入升流反應(yīng)室內(nèi)部，導(dǎo)流隔板上部連接豎直設(shè)置的緩沖釋氣擋板，出水溢流區(qū)與中心沉淀區(qū)由傾斜分流擋板隔開。
[0010]所述的一種緩解顆粒污泥上浮的厭氧氨氧化反應(yīng)器，所述的截流擋板位于升流反應(yīng)室頂部，全面覆蓋升流反應(yīng)室的橫截面積，且截流擋板的面積與升流反應(yīng)室的橫截面積之比為1:0.3?0.7，截留擋板與漸擴管內(nèi)壁形成狹小出口的截面積與緩沖釋氣區(qū)截面積之比為1:2?5。
[0011]所述的一種緩解顆粒污泥上浮的厭氧氨氧化反應(yīng)器，所述的導(dǎo)流隔板為多孔狀隔板，隔板上的小孔直徑為2?5mm，隔板上小孔的總面積與導(dǎo)流隔板總面積之比為1:1.3?3。
[0012]所述的一種緩解顆粒污泥上浮的厭氧氨氧化反應(yīng)器，所述的循環(huán)管的底端從升流反應(yīng)室中部伸入升流反應(yīng)室中心區(qū)域，循環(huán)管底端出口截面與升流反應(yīng)室中心線所形成的夾角β為5?15°，循環(huán)管與升流反應(yīng)室的橫截面積之比為1:8?15。
[0013]所述的一種緩解顆粒污泥上浮的厭氧氨氧化反應(yīng)器，所述的沉淀室中的緩沖釋氣區(qū)、中心沉淀區(qū)和出水溢流區(qū)的體積比為1:1?1.5:0.8?1.2。
[0014]所述的一種緩解顆粒污泥上浮的厭氧氨氧化反應(yīng)器，所述的導(dǎo)流區(qū)的橫截面積與緩沖釋氣區(qū)橫截面積的比例為1:2?5，與循環(huán)管的橫截面積比例為1:0.2?0.5。
[0015]所述的一種緩解顆粒污泥上浮的厭氧氨氧化反應(yīng)器，所述的傾斜分流擋板位于沉淀室內(nèi)并分隔中心沉降區(qū)與出水溢流區(qū)，頂部高出水面的長度占總其長度的8?15%，傾斜分流擋板底端與漸擴管內(nèi)壁形成的狹縫的橫截面積與沉淀室橫截面積之比為1:20?40，與水面形成的夾角α為70?80°，傾斜分流擋板底端與導(dǎo)流隔板底端在水平面上的距離1與沉淀室直徑之比為1:15?30。
[0016]所述的一種緩解顆粒污泥上浮的厭氧氨氧化反應(yīng)器，所述的鈣鹽溶液流加裝置位于反應(yīng)器頂部、緩沖釋氣區(qū)上方，由引流管與3?6個噴淋頭組成。
[0017]所述的一種緩解顆粒污泥上浮的厭氧氨氧化反應(yīng)器，所述的集氣管設(shè)置于緩沖釋氣區(qū)上方。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所具有的優(yōu)點:
[0019](一 )本發(fā)明充分利用高負(fù)荷厭氧氨氧化反應(yīng)器產(chǎn)氣量大的特性，通過強化文丘里效應(yīng)，實現(xiàn)了厭氧氨氧化反應(yīng)器內(nèi)流體高效內(nèi)循環(huán)，提高了反應(yīng)器內(nèi)的傳質(zhì)效率；
[0020]( 二 )本發(fā)明可在緩沖釋氣區(qū)收集厭氧氨氧化顆粒浮泥，通過設(shè)置鈣鹽溶液流加裝置，將可溶性鈣鹽均勻地流加至緩沖釋氣區(qū)，充分利用緩沖釋氣區(qū)氣體釋放過程的攪拌作用，實現(xiàn)可溶性鈣鹽的沉淀反應(yīng)及鈣鹽沉淀在顆粒浮泥上的附著，提高顆粒浮泥的密度及沉降性能。
[0021](三)本發(fā)明充分利用產(chǎn)氣過程所產(chǎn)生的氣提作用及文丘里效應(yīng)，不僅可提高緩沖釋氣區(qū)的沉淀效率，而且可強化內(nèi)循環(huán)，將鈣鹽沉淀附著的顆粒浮泥強化回流至反應(yīng)區(qū)，提尚反應(yīng)區(qū)的生物量。
[0022](四)本發(fā)明設(shè)置的導(dǎo)流隔板，可有效阻止顆粒浮泥進(jìn)入中心沉淀區(qū)及出水溢流區(qū)，并且通過傾斜分流擋板的作用，提高了沉淀池的沉淀性能。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2為厭氧氨氧化顆粒浮泥
[0025]圖3為采用本發(fā)明的實施例獲得的沉降性能優(yōu)良的厭氧氨氧化顆粒污泥。
【具體實施方式】
[0026]以下通過實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，而非限制本發(fā)明。
[0027]參見圖1，本實施例包括中空的反應(yīng)器本體和循環(huán)管，反應(yīng)器本體下部連接有升流反應(yīng)室，升流反應(yīng)室的底部設(shè)有進(jìn)水管，反應(yīng)器本體上部設(shè)有沉淀室，沉淀室包括平行設(shè)置的緩沖釋氣區(qū)、中心沉淀區(qū)和出水溢流區(qū)，沉淀室外壁設(shè)有出水管，出水溢流區(qū)設(shè)有豎直的