專利名稱：：溫控uasb厭氧氨氧脫氮設備的制作方法
技術領域：
：本實用新型涉及溫控UASB厭氧氨氧化脫氮設備，具體是一種通過取消原UASB反應器中的三相分離器，在厭氧反應床外部構筑溫度控制系統，通過垃圾滲濾液同時好氧厭氧活性污泥馴化后厭氧污泥床的作用來促進溫控UASB生物反應器進行厭氧氨氧化的新型生物反應器設備。
背景技術：
：UASB是上流式厭氧污泥床反應器(Up-flowAnaerobicSludgeBlanket)的簡稱，1982年，Lettinga首先采用了這種反應器用于有機廢水的厭氧處理研究。UASB工藝是一種處理高濃度有機廢水(特別是含碳水化合物的廢水)的厭氧處理技術。UASB反應器由反應區和沉降區兩部分組成。反應區由污泥床(thesludgebed)和污泥懸浮床(thesludgeblanket)組成，沉降區由沉淀區(thesettlingcompartment)禾口三相分離器(thegas-liquid-solidseparator)組成。但是，UASB工藝的主要缺點是雖能處理高濃度有機廢水，但一般難以達標排放；另外，其啟動時間較長，污泥顆粒化對廢水處理效果有重要影響；在處理有機廢水時，氨氮處理效果較差，如果不考慮反硝化脫氮，則主要是用于去除有機污染物。生物脫氮技術是污水處理中的重要技術難點。國際上，自1890年Winogmdsky關于氨的生物氧化及1892年Breal關于亞硝酸氮轉變為硝酸氮的研究報道以來，生物脫氮經歷了一個漫長的歷史過程。近年來，封閉水體(湖泊、水庫)的富營養化及沿海赤潮發生頻率的大幅提高，氮污染所造成的環境問題已日益引起人們的關注，生物脫氮研究除對傳統的硝化、反硝化及其工藝組合開發新技術，如同時硝化反硝化、短程硝化反硝化予以關注以外，由于ANAMMOX過程具有(1)不需有機碳源，節省費用、防二次污染；(2)比硝化反應節省好氧62.5%，能耗大幅下降等突出優點，ANAMMOX已成為近年來研究開發的重要熱點。1977年，Broda根據熱力學反應自由能計算，推測自然界中可能存在兩種自養微生物可以將NH4+氧化成N2。1994年，Mulder等人發現荷蘭Deflt大學一個污水脫氮流化床反應器存在NH4+消失，且隨NH4+和N(V的消耗，有N2生成。因為氨氮是在厭氧條件下被氧化，因此被稱作厭氧氨氧化。隨后的試驗通過N平衡和氧化還原平衡證實發生了以NH4+作電子供體、N03-為電子受體的氧化還原反應。5NH4++3NCV—4N2+9H20+2H"，AG0=-297KJ/mol(1)從而證實了Broda的推測。迄今，國內外研究ANAMMOX生物脫氮大多用人工配水在實驗室進行，規模較小。由于ANAMMOX菌增殖速度非常慢，采用的反應器多為污泥停留時間較長的反應器，主要有流化床、固定床、SBR、氣升式反應器、掛膜反應器、UASB、推流式固定化絮體反應器、EGSB等。采用的接種污泥除取自最初發現ANAMMOX的流化床外，有普通好氧活性污泥、好氧硝化顆粒污泥、普通厭氧污泥、厭氧消化污泥、河涌底泥、UASB顆粒污泥等。國內外研究結果表明ANAMMOX過程啟動需要較長的時間。1995年，Mulder等人在生物脫氮流化床運行至420天時發現了ANAMMOX現象；2002年，Toh等人利用固定床反應器和生活污水污泥處理工業廢水，成功啟動了ANAMMOX過程，243天后ANAMMOX反應進入穩定運行；2004年，Thuan等人利用UASB反應器用配水經過260天富集ANAMMOX微生物獲得成功。我國學者鄭平(2005)等采用不同種類污泥試驗，發現顆粒污泥有利于ANAMMOX反應的啟動(100天左右)；清華大學左劍惡(2004)等采用UASB對多種污泥(普通厭氧顆粒污泥、厭氧+好氧混合污泥、河底污泥)馴化ANAMMOX微生物，分別經過225、220、250天獲得成功；杜兵等(2003)采用高負荷112天實現了ANAMMOX反應的啟動，采用推流式反應器則經歷了280天時間。但是總體來說，現有技術啟動時間還是較慢。
實用新型內容本實用新型的目的在于針對國內外厭氧氨氧化啟動速度慢及UASB技術存在的缺點，提供一種引入特殊活性污泥進行厭氧氨氧化菌的富集與馴化，在反應器下部形成厭氧污泥床，對進水中的NH4+和N02-或N03-通過厭氧氨氧化菌的作用，同步去脫氨氮和硝氮，并啟動快的溫控UASB厭氧氨氧化設備。為達到上述實用新型目的，本實用新型采取了如下技術方案溫控UASB厭氧氨氧化脫氮設備，包括UASB生物反應器筒體，UASB生物反應器筒體內的下部設有厭氧污泥床，上部設有三相分離器，筒體底部設有進水口，頂部設有氣體出口，位于三項分離器處的筒體上設有出水口，所述厭氧污泥床外部設有溫控系統；所述厭氧污泥床所用的種泥是垃圾滲漏液在SBR在反應器里經過同時好氧厭氧處理的活性污泥。所述進水口與配水池連通。所述反應器頂部設置溫度計，溫度計伸入厭氧污泥床中。所述UASB生物反應器筒體上設有取樣口。所述溫控系統為恒溫水浴裝置。本實用新型溫控UASB生物反應器厭氧氨氧化的最佳參數為進水的,+->1和1^02"^的比設為1:(11.9)、pH在7.88，2之間，NHZ-N、NOrN和TN的容積負荷分別為0.080.12kgNH4+-N/(m3d)、0.060.15kgNO2-N/(m3d)、0.160.26kgTN/(m3d)。與現有技術相比較，本實用新型具有如下有益效果本實用新型的溫控UASB采用特殊處理的污泥馴化比普通的活性污泥啟動速度快一倍以上，對NH4+、NO/、T-N均有很高的去除效果采用垃圾滲濾液經過同時好氧厭氧處理的活性污泥進行厭氧氨氧化，啟動時間僅為41天，比對照組采用城市污水處理廠的普通污泥啟動時間119天(與國內外文獻報道的研究結果接近)大大縮短了78天，且表現出很好的處理效果，NH4+-N去除率達87.8%以上，NCV-N去除率達99.9X，其反應穩定運行階段的三氮比為NH4+-N:N(V-N:N03~N=1:1.12:0.17。比國內外學者文獻報道的用其它反應器與各種污泥馴化啟動用時100-420天實現厭氧氨氧化大大縮短，具有重要的工程價值。圖1為本實用新型的溫控UAS:B反應器結構示意圖2為本實用新型的溫控UASB反應器對氨氮的去除效果圖；圖3為本實用新型的溫控UAS:B反應器對照組對氨氮的去除效果；圖4為本實用新型的溫控UASB反應器對NCV-N的快速去除效果示意圖；圖5為本實用新型的溫控UASB反應器對照組對N(V-N的去除效果。具體實施方式下面結合實施例和附圖對本實用新型作進一步詳細的描述，但本實用新型要求保護的范圍并不局限于實施例表述的范圍。如圖1所示，溫控UASB厭氧氨氧化脫氮設備，包括UASB生物反應器筒體1，UASB生物反應器筒體1內的下部設有厭氧污泥床2，上部設有三相分離器3，筒體1底部設有進水口9，頂部設有氣體出口6，位于三項分離器處的筒體1上設有出水口7，所述厭氧污泥床2外部設有恒溫水浴裝置4;所述厭氧污泥床2所用的種泥是垃圾滲漏液在SBR在反應器里經過同時好氧厭氧處理的活性污泥。所述進水口9與配水池5連通。所述反應器頂部設置溫度計10，溫度計10伸入厭氧污泥床2中。所述UASB生物反應器筒體1上設有取樣口8。應用時，來自進水口的廢水經厭氧污泥床底層中的多種微生物先消耗廢水中含有的溶解氧，厭氧污泥床中上層的微生物經過馴化后的厭氧氨氧化菌對廢水中的氨氮和硝態氮進行厭氧氨氧化，厭氧污泥床處理廢水的溫度控制為3(TC，隨后被處理的廢水從出水口流出。本實用新型溫控UASB厭氧氨氧化脫氮設備的運行參數的選取采取低濃度、低負荷的啟動方法。1#反應器作為對照組，采用普通城市污水處理污泥進行馴化，運行了373天，反應器啟動運行參數與運行結果如表1所示；2#反應器采用垃圾滲濾液通過同時好氧厭氧處理的污泥進行馴化，運行了231天，反應器啟動運行參數與運行結果如表2所示。表l反應器運行參數<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表2反應器運行參數<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>實施效果1、1#反應器的去除效果與啟動時間附圖2、4顯示反應器運行的第119d，出水氨氮含量降到1.7mg/1,去除率達到95.6%;亞硝氮含量24.6mg/1，去除率72.4%;同時，生成水硝氮9.0mg/1。而厭氧氨氧化反應的特點是在氨氮和亞硝氮同時得到去除的同時，有硝氮的生成。表明此時厭氨氧化反應成為反應器內的主導反應，UASB厭氧氨氧化反應器成功啟動。當反應器受到沖擊，經過調整反應器運行參數，運行一段時間又恢復高厭氧氨氧化活性，說明厭氧氨氧化反應器經受住了考驗。2、2#反應器的去除效果與啟動時間圖3、5顯示出該厭氧氨氧化反應器采用垃圾滲濾液經過特殊處理后活性污泥的厭氧氨氧化脫氮過程啟動時間大為縮短。反應器的啟動經歷了3個明顯不同的階段，即污泥適應期(第140天)、和厭氧氨氧化活性表現期(第41193天)和厭氧氨氧化活性提高期(第194217天)。污泥接種第140天處于污泥適應期，與1#反應器不同的是，此時并沒有出現出明顯的反硝化過程。氨氮和亞硝氮的去除率比較低，平均去除率為10.8%和32.8%，同時硝氮的含量進出水相差不大。這主要是與接種污泥的性質有關。第41天，氨氮和亞硝氮的去除率突然由第36天的21.9%和31.7%提高到87.8%和99.9%，同時也表現出硝氮明顯的生成，表明反應器內部以開始有厭氧氨氧化反應。在隨后運行的第36193天，可以看到在厭氧氨氧化活性表現期，對亞硝氮的平均去除率達到91.5。/。，氨氮的平均去除率68.7%。第194天開始，厭氧氨氧化活性逐漸提高。氨氮的去除率逐漸提高，硝氮的產生量越來越少。當氨氮的去除率在第217天達到99.8%，亞硝氮的去除率仍然為99.9%,由于硝氮生成量的減少，總氮去除率達到了90.4%。反應器經過217天的運行。權利要求1、溫控UASB厭氧氨氧化脫氮設備，包括UASB生物反應器筒體(1)，UASB生物反應器筒體(1)內的下部設有厭氧污泥床(2)，上部設有三相分離器(3)，筒體(1)底部設有進水口(9)，頂部設有氣體出口(6)，位于三相分離器處的筒體(1)上設有出水口(7)，其特征在于，所述厭氧污泥床(2)外部設有溫控系統(4)；所述厭氧污泥床(2)所用的種泥是垃圾滲漏液在SBR反應器經過同時好氧厭氧處理的活性污泥。2、根據權利要求1或2所述的溫控UASB厭氧氨氧化脫氮設備，其特征在于，所述反應器頂部設置溫度計(10)，溫度計(10)伸入厭氧污泥床(2)中。3、根據權利要求1或2所述的溫控UASB厭氧氨氧化脫氮設備，其特征在于，所述UASB生物反應器筒體(1)上設有取樣口(8)。4、根據權利要求1或2所述的溫控UASB厭氧氨氧化脫氮設備，其特征在于，所述進水口(9)與配水池(5)連通。5、根據權利要求1或2所述的溫控UASB厭氧氨氧化脫氮設備，其特征在于，所述溫控系統(4)為恒溫水浴裝置。專利摘要本實用新型公開了溫控UASB厭氧氨氧脫氮設備。該設備包括UASB生物反應器筒體(1)，筒體(1)內的下部設有厭氧污泥床(2)，上部設有三相分離器(3)，厭氧污泥床(2)外部設有溫控系統(4)；所述厭氧污泥床(2)所用的種泥是垃圾滲漏液在SBR反應器中經過同時好氧厭氧處理的活性污泥。本實用新型在反應器中加入垃圾滲濾水同時好氧厭氧處理活性污泥，通過微生物馴化作用快速培養厭氧氨氧化菌株。本實用新型是將原處理高濃度有機廢水的UASB厭氧反應裝置，通過改造并采用特殊的污泥培養馴化方法，實現快速厭氧氨氧化生物脫氮。文檔編號C02F3/28GK201003012SQ20072004760公開日2008年1月9日申請日期2007年1月19日優先權日2007年1月19日發明者周少奇申請人:華南理工大學