專利名稱：一種提高厭氧產(chǎn)甲烷菌活性同步回收氨氮的一體化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種高濃度含氮有機(jī)廢水厭氧處理過(guò)程中提高厭氧產(chǎn)甲烷菌活性同步回收氨氮的一體化裝置，具體說(shuō)是一種基于“UASB-磷酸銨鎂結(jié)晶，，廢水處理組合工藝提高厭氧產(chǎn)甲烷菌活性并回收廢水中高濃度氨氮的一體化裝置。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，廢水厭氧生物處理工藝技術(shù)由于其能耗低、負(fù)荷高、產(chǎn)泥少、可回收利用沼氣資源等優(yōu)勢(shì)得到廣泛關(guān)注和應(yīng)用。在眾多厭氧反應(yīng)器中，上流式厭氧污泥床(UASB)工藝自上世紀(jì)70年代初問(wèn)世以來(lái)，由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、處理效能高、顆粒污泥凝聚沉淀能力強(qiáng)、 氣液固三相分離高效等特點(diǎn)，已成為國(guó)內(nèi)外厭氧處理的主流技術(shù)之一。但隨著其不斷推廣普及，也暴露出一些缺陷，例如高濃度含氮有機(jī)廢水經(jīng)厭氧消化后會(huì)產(chǎn)生大量氨氮，當(dāng)廢水中氨氮濃度超過(guò)1500mg/L時(shí)，產(chǎn)甲烷菌活性會(huì)受到抑制作用，降低廢水處理效果。因此，解決高濃度氨氮對(duì)產(chǎn)甲烷菌的干擾從而提高厭氧污泥活性是十分有必要的。高氨氮廢水可通過(guò)生物法和物化法(吹脫、折點(diǎn)氯化、膜吸收、化學(xué)沉淀等)處理。 而利用磷酸銨鎂(MAP)結(jié)晶從廢水中分離高濃度氨氮的化學(xué)沉淀技術(shù)其產(chǎn)物不僅能有效回收廢水中的氮、磷資源，同時(shí)還是一種理想的農(nóng)業(yè)用肥、工業(yè)原材料。因此，該技術(shù)的應(yīng)用得到了廣泛關(guān)注。中國(guó)專利 CN 101092264AXN 101602535A.CN 101817581A.CN 101935093A、 CN 102678504U等均公布了利用MAP結(jié)晶形式回收廢水中氮、磷的裝置或方法。但是，目前廢水中高濃度氨氮的化學(xué)沉淀去除回收多集中在厭氧生物過(guò)程的預(yù)(前)處理階段或后處理階段。而在廢水厭氧生物處理階段氨氮的產(chǎn)生和富集對(duì)產(chǎn)甲烷菌的抑制目前沒(méi)有有效的解決途徑。因此，針對(duì)厭氧反應(yīng)器內(nèi)高濃度氨氮干擾厭氧反應(yīng)這一技術(shù)瓶頸展開研究，將厭氧反應(yīng)器與MAP結(jié)晶裝置一體化耦合，為有效提高產(chǎn)甲烷菌活性同時(shí)資源化回收廢水中的氨氮提供裝備化技術(shù)具有廣闊前景。
實(shí)用新型內(nèi)容1、實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題針對(duì)高濃度含氮有機(jī)廢水對(duì)厭氧反應(yīng)器性能的不利影響，提高廢水厭氧處理效果，同時(shí)資源化回收廢水中的氨氮資源，本實(shí)用新型提供了一種基于“UASB-MAP結(jié)晶”廢水處理組合工藝提高厭氧產(chǎn)甲烷菌活性并回收廢水中高濃度氮磷的一體化裝置。2、技術(shù)方案—種提高厭氧產(chǎn)甲烷菌活性同步回收氨氮的一體化裝置，其包括UASB、結(jié)晶沉淀反應(yīng)器和PH調(diào)節(jié)池，其中UASB與結(jié)晶沉淀反應(yīng)器相連接，結(jié)晶沉淀反應(yīng)器和pH調(diào)節(jié)池相通。UASB、結(jié)晶沉淀反應(yīng)器和pH調(diào)節(jié)池的容積根據(jù)處理廢水的具體水質(zhì)水量因素確定。UASB包括圓柱形罐體、廢水進(jìn)水口、進(jìn)水布水器、機(jī)械攪拌器、回水布水器、三相分離器、沼氣收集口和出水口，UASB底部設(shè)置進(jìn)水布水器和機(jī)械攪拌器，UASB側(cè)壁設(shè)置回水布水器，回水布水區(qū)域位于UASB下部，UASB上部設(shè)置三相分離器、沼氣收集口和出水口。[0009]結(jié)晶沉淀反應(yīng)器包括反應(yīng)攪拌混凝區(qū)、斜板出水沉淀區(qū)、結(jié)晶收集區(qū)、機(jī)械攪拌器、曝氣口、結(jié)晶收集口、pH調(diào)節(jié)液投加管、pH在線監(jiān)測(cè)儀、Mg2+源和PO43-源投加管，反應(yīng)攪拌混凝區(qū)底部、斜板出水沉淀區(qū)底部與結(jié)晶收集區(qū)上部相連通，反應(yīng)攪拌混凝區(qū)上部設(shè)置 PH調(diào)節(jié)液投加管、pH在線監(jiān)測(cè)儀、Mg2+源和P043_源投加管。PH調(diào)節(jié)池包括池體、機(jī)械攪拌器、pH調(diào)節(jié)液投加管和出水口。結(jié)晶沉淀反應(yīng)器的反應(yīng)攪拌混凝區(qū)與UASB相連，UASB的回流水通過(guò)溢流進(jìn)入反應(yīng)攪拌混凝區(qū)，斜板出水沉淀區(qū)的出水通過(guò)溢流進(jìn)入PH調(diào)節(jié)池，pH調(diào)節(jié)池出水回流至 UASB。UASB反應(yīng)器中回水布水區(qū)域高度為圓柱形罐體高度的1/3 2/3，布水口數(shù)量按照不同回流比設(shè)置。結(jié)晶沉淀反應(yīng)器中，反應(yīng)攪拌混凝區(qū)和斜板出水沉淀區(qū)的高度為結(jié)晶沉淀反應(yīng)器整體高度的2/3 3/4，結(jié)晶收集區(qū)的高度為結(jié)晶沉淀反應(yīng)器整體高度的1/4 1/3，斜板出水沉淀區(qū)斜面與垂直面形成的銳角角度為15° 30°。3、有益效果相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型提供了一種提高厭氧產(chǎn)甲烷菌活性同步回收氨氮的一體化裝置，將UASB與MAP結(jié)晶反應(yīng)器耦合，(1)有效回收廢水中的氨氮資源；(2)稀釋UASB中氨氮濃度，補(bǔ)充厭氧微生物所需碳源，消除由于廢水中氨氮濃度過(guò)高導(dǎo)致厭氧污泥活性下降的現(xiàn)象，提高了 UASB的運(yùn)行效果和甲烷產(chǎn)率；(3)縮短處理時(shí)間、節(jié)約處理成本，增大能源回收效率。
附圖1為本實(shí)用新型裝置結(jié)構(gòu)示意圖，圖中各部分名稱如下UASB反應(yīng)器A、結(jié)晶沉淀反應(yīng)器B(其中反應(yīng)攪拌混凝區(qū)B1、斜板出水沉淀區(qū)B2、結(jié)晶收集ΕΒ3)、ρΗ調(diào)節(jié)池C;UASB反應(yīng)器A 廢水進(jìn)水口 1、進(jìn)水布水器2、機(jī)械攪拌器3、回水布水器4、三相分離器5、沼氣收集口 6、出水口 7 ；結(jié)晶沉淀反應(yīng)器B pH在線監(jiān)測(cè)儀8、pH調(diào)節(jié)液投加管9、Mg2+源及P043_源投加管10、機(jī)械攪拌器11、曝氣口 12、結(jié)晶收集口 13 ；pH調(diào)節(jié)池C 機(jī)械攪拌器14、pH調(diào)節(jié)液投加管15、出水口 16。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型為一種提高厭氧產(chǎn)甲烷菌活性同步回收氨氮的一體化裝置，裝置結(jié)構(gòu)如附圖1所示，提高厭氧產(chǎn)甲烷菌活性同步回收氨氮的一體化裝置，其包括UASB反應(yīng)器A、 結(jié)晶沉淀反應(yīng)器B和pH調(diào)節(jié)池C，其中UASB與結(jié)晶沉淀反應(yīng)器相連接，結(jié)晶沉淀反應(yīng)器和 PH調(diào)節(jié)池相通。UASB包括圓柱形罐體、廢水進(jìn)水口 1、進(jìn)水布水器2、機(jī)械攪拌器3、回水布水器4、 三相分離器5、沼氣收集口 6和出水口 7，UASB底部設(shè)置進(jìn)水布水器和機(jī)械攪拌器；UASB側(cè)壁設(shè)置回水布水器4，回水布水區(qū)域位于UASB下部，UASB上部設(shè)置三相分離器5、沼氣收集
4口 6以及出水口 7。結(jié)晶沉淀反應(yīng)器B包括反應(yīng)攪拌混凝區(qū)B1、斜板出水沉淀區(qū)B2、結(jié)晶收集區(qū)B3、 機(jī)械攪拌器11、曝氣口 12、結(jié)晶收集口 13、PH調(diào)節(jié)液投加管9、PH在線監(jiān)測(cè)儀8、Mg2+源和 PO43-源投加管10，反應(yīng)攪拌混凝區(qū)B1底部、斜板出水沉淀區(qū)B2底部與結(jié)晶收集區(qū)B3上部相連通，反應(yīng)攪拌混凝區(qū)上部設(shè)置PH調(diào)節(jié)液投加管9、pH在線監(jiān)測(cè)儀8、Mg2+源和PO43-源投加管10 ；pH調(diào)節(jié)池C包括池體、機(jī)械攪拌器14、pH調(diào)節(jié)液投加管15和出水口 16。結(jié)晶沉淀反應(yīng)器B的反應(yīng)攪拌混凝區(qū)B1與UASB相連，UASB的回流水通過(guò)溢流進(jìn)入反應(yīng)攪拌混凝區(qū)B1，斜板出水沉淀區(qū)的出水通過(guò)溢流進(jìn)入pH調(diào)節(jié)池，pH調(diào)節(jié)池出水回流至 UASB。實(shí)施例1裝置構(gòu)造如附圖1所示，下表為高濃度含氮有機(jī)廢水指標(biāo)
權(quán)利要求1.一種提高厭氧產(chǎn)甲烷菌活性同步回收氨氮的一體化裝置，其特征在于，包括UASB、 結(jié)晶沉淀反應(yīng)器和PH調(diào)節(jié)池，其中UASB與結(jié)晶沉淀反應(yīng)器相連接，結(jié)晶沉淀反應(yīng)器和pH 調(diào)節(jié)池相通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高厭氧產(chǎn)甲烷菌活性同步回收氨氮的一體化裝置，其特征在于UASB包括圓柱形罐體、廢水進(jìn)水口、進(jìn)水布水器、機(jī)械攪拌器、回水布水器、三相分離器、沼氣收集口和出水口，UASB底部設(shè)置進(jìn)水布水器和機(jī)械攪拌器，UASB側(cè)壁設(shè)置回水布水器，回水布水區(qū)域位于UASB下部，UASB上部設(shè)置三相分離器、沼氣收集口和出水口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高厭氧產(chǎn)甲烷菌活性同步回收氨氮的一體化裝置，其特征在于結(jié)晶沉淀反應(yīng)器包括反應(yīng)攪拌混凝區(qū)、斜板出水沉淀區(qū)、結(jié)晶收集區(qū)、機(jī)械攪拌器、曝氣口、結(jié)晶收集口、PH調(diào)節(jié)液投加管、pH在線監(jiān)測(cè)儀、Mg2+源及PO43-源投加管，其中反應(yīng)攪拌混凝區(qū)底部、斜板出水沉淀區(qū)底部與結(jié)晶收集區(qū)上部相連通，反應(yīng)攪拌混凝區(qū)上部設(shè)置 PH調(diào)節(jié)液投加管、pH在線監(jiān)測(cè)儀、Mg2+源及和P043_源投加管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高厭氧產(chǎn)甲烷菌活性同步回收氨氮的一體化裝置，其特征在于PH調(diào)節(jié)池包括池體、機(jī)械攪拌器、pH調(diào)節(jié)液投加管和出水口。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的提高厭氧產(chǎn)甲烷菌活性同步回收氨氮的一體化裝置，其特征在于結(jié)晶沉淀反應(yīng)器的反應(yīng)攪拌混凝區(qū)與UASB相連，UASB的回流水通過(guò)溢流進(jìn)入反應(yīng)攪拌混凝區(qū)，斜板出水沉淀區(qū)的出水通過(guò)溢流進(jìn)入pH調(diào)節(jié)池，pH調(diào)節(jié)池出水回流至UASB。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的提高厭氧產(chǎn)甲烷菌活性同步回收氨氮的一體化裝置，其特征在于結(jié)晶沉淀反應(yīng)器中，反應(yīng)攪拌混凝區(qū)和斜板出水沉淀區(qū)的高度為結(jié)晶沉淀反應(yīng)器整體高度的2/3 3/4，結(jié)晶收集區(qū)的高度為結(jié)晶沉淀反應(yīng)器整體高度的1/4 1/3，斜板出水沉淀區(qū)斜面與垂直面形成的銳角角度為15° 30°。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種提高厭氧產(chǎn)甲烷菌活性同步回收氨氮的一體化裝置，屬于廢水處理領(lǐng)域。裝置主體包括UASB、結(jié)晶沉淀反應(yīng)器和pH調(diào)節(jié)池，其中UASB包括圓柱形罐體、進(jìn)水布水器、機(jī)械攪拌器、回水布水器、三相分離器、沼氣收集口和出水口；結(jié)晶沉淀反應(yīng)器包括反應(yīng)攪拌混凝區(qū)、斜板出水沉淀區(qū)、結(jié)晶收集區(qū)、機(jī)械攪拌器、曝氣口、結(jié)晶收集口pH調(diào)節(jié)液投加管、pH在線監(jiān)測(cè)儀、Mg2+源及PO43-源投加管，pH調(diào)節(jié)池包括池體、機(jī)械攪拌器、pH調(diào)節(jié)液投加管和出水口。UASB的回流水經(jīng)溢流進(jìn)入反應(yīng)攪拌混凝區(qū)，結(jié)晶沉淀反應(yīng)器斜板出水沉淀區(qū)出水經(jīng)溢流進(jìn)入pH調(diào)節(jié)池，pH調(diào)節(jié)池出水回流至UASB。本實(shí)用新型能有效提高厭氧產(chǎn)甲烷菌活性，同時(shí)回收廢水中的氨氮資源。
文檔編號(hào)C02F9/14GK202164203SQ201120215649
公開日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2011年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月23日
發(fā)明者丁麗麗, 任洪強(qiáng), 任鑫坤, 李秋成, 許柯 申請(qǐng)人:南京大學(xué)