[实用新型]温控UASB厌氧氨氧脱氮设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及温控UASB厌氧氨氧化脱氮设备，具体是一种通过取消原UASB反应器中的三相分离器，在厌氧反应床外部构筑温度控制系统，通过垃圾渗滤液同时好氧厌氧活性污泥驯化后厌氧污泥床的作用来促进温控UASB生物反应器进行厌氧氨氧化的新型生物反应器设备。

背景技术

UASB是上流式厌氧污泥床反应器(Up-flow Anaerobic Sludge Blanket)的简称，1982年，Lettinga首先采用了这种反应器用于有机废水的厌氧处理研究。UASB工艺是一种处理高浓度有机废水(特别是含碳水化合物的废水)的厌氧处理技术。UASB反应器由反应区和沉降区两部分组成。反应区由污泥床(thesludge bed)和污泥悬浮床(the sludge blanket)组成，沉降区由沉淀区(the settlingcompartment)  和三相分离器(the gas-liquid-solid separator)组成。

但是，UASB工艺的主要缺点是：虽能处理高浓度有机废水，但一般难以达标排放；另外，其启动时间较长，污泥颗粒化对废水处理效果有重要影响；在处理有机废水时，氨氮处理效果较差，如果不考虑反硝化脱氮，则主要是用于去除有机污染物。

生物脱氮技术是污水处理中的重要技术难点。国际上，自1890年Winogradsky关于氨的生物氧化及1892年Breal关于亚硝酸氮转变为硝酸氮的研究报道以来，生物脱氮经历了一个漫长的历史过程。近年来，封闭水体(湖泊、水库)的富营养化及沿海赤潮发生频率的大幅提高，氮污染所造成的环境问题已日益引起人们的关注，生物脱氮研究除对传统的硝化、反硝化及其工艺组合开发新技术，如同时硝化反硝化、短程硝化反硝化予以关注以外，由于ANAMMOX过程具有：(1)不需有机碳源，节省费用、防二次污染；(2)比硝化反应节省好氧62.5％，能耗大幅下降等突出优点，ANAMMOX已成为近年来研究开发的重要热点。

1977年，Broda根据热力学反应自由能计算，推测自然界中可能存在两种自养微生物可以将NH₄⁺氧化成N₂。1994年，Mulder等人发现荷兰Deflt大学一个污水脱氮流化床反应器存在NH₄⁺消失，且随NH₄+和NO₃^-的消耗，有N2生成。因为氨氮是在厌氧条件下被氧化，因此被称作厌氧氨氧化。随后的试验通过N平衡和氧化还原平衡证实发生了以NH4+作电子供体、NO3-为电子受体的氧化还原反应。

5NH₄⁺+3NO₃^-→4N₂+9H₂O+2H⁺，ΔG0＝-297KJ/mol    (1)

从而证实了Broda的推测。迄今，国内外研究ANAMMOX生物脱氮大多用人工配水在实验室进行，规模较小。由于ANAMMOX菌增殖速度非常慢，采用的反应器多为污泥停留时间较长的反应器，主要有流化床、固定床、SBR、气升式反应器、挂膜反应器、UASB、推流式固定化絮体反应器、EGSB等。采用的接种污泥除取自最初发现ANAMMOX的流化床外，有普通好氧活性污泥、好氧硝化颗粒污泥、普通厌氧污泥、厌氧消化污泥、河涌底泥、UASB颗粒污泥等。国内外研究结果表明：ANAMMOX过程启动需要较长的时间。1995年，Mulder等人在生物脱氮流化床运行至420天时发现了ANAMMOX现象；2002年，Toh等人利用固定床反应器和生活污水污泥处理工业废水，成功启动了ANAMMOX过程，243天后ANAMMOX反应进入稳定运行；2004年，Thuan等人利用UASB反应器用配水经过260天富集ANAMMOX微生物获得成功。我国学者郑平(2005)等采用不同种类污泥试验，发现颗粒污泥有利于ANAMMOX反应的启动(100天左右)；清华大学左剑恶(2004)等采用UASB对多种污泥(普通厌氧颗粒污泥、厌氧+好氧混合污泥、河底污泥)驯化ANAMMOX微生物，分别经过225、220、250天获得成功；杜兵等(2003)采用高负荷112天实现了ANAMMOX反应的启动，采用推流式反应器则经历了280天时间。但是总体来说，现有技术启动时间还是较慢。

实用新型内容