[实用新型]一种提高厌氧产甲烷菌活性同步回收氨氮的一体化装置

说明书

技术领域

    本实用新型涉及一种高浓度含氮有机废水厌氧处理过程中提高厌氧产甲烷菌活性同步回收氨氮的一体化装置，具体说是一种基于“UASB-磷酸铵镁结晶”废水处理组合工艺提高厌氧产甲烷菌活性并回收废水中高浓度氨氮的一体化装置。

背景技术

近年来，废水厌氧生物处理工艺技术由于其能耗低、负荷高、产泥少、可回收利用沼气资源等优势得到广泛关注和应用。在众多厌氧反应器中，上流式厌氧污泥床（UASB）工艺自上世纪70年代初问世以来，由于其结构简单、处理效能高、颗粒污泥凝聚沉淀能力强、气液固三相分离高效等特点，已成为国内外厌氧处理的主流技术之一。但随着其不断推广普及，也暴露出一些缺陷，例如高浓度含氮有机废水经厌氧消化后会产生大量氨氮，当废水中氨氮浓度超过1500mg/L时，产甲烷菌活性会受到抑制作用，降低废水处理效果。因此，解决高浓度氨氮对产甲烷菌的干扰从而提高厌氧污泥活性是十分有必要的。

高氨氮废水可通过生物法和物化法（吹脱、折点氯化、膜吸收、化学沉淀等）处理。而利用磷酸铵镁（MAP）结晶从废水中分离高浓度氨氮的化学沉淀技术其产物不仅能有效回收废水中的氮、磷资源，同时还是一种理想的农业用肥、工业原材料。因此，该技术的应用得到了广泛关注。中国专利CN 101092264A、CN 101602535A、CN 101817581A、CN 101935093A、CN 102678504U等均公布了利用MAP结晶形式回收废水中氮、磷的装置或方法。但是，目前废水中高浓度氨氮的化学沉淀去除回收多集中在厌氧生物过程的预（前）处理阶段或后处理阶段。而在废水厌氧生物处理阶段氨氮的产生和富集对产甲烷菌的抑制目前没有有效的解决途径。因此，针对厌氧反应器内高浓度氨氮干扰厌氧反应这一技术瓶颈展开研究，将厌氧反应器与MAP结晶装置一体化耦合，为有效提高产甲烷菌活性同时资源化回收废水中的氨氮提供装备化技术具有广阔前景。

实用新型内容

1、实用新型要解决的技术问题

   针对高浓度含氮有机废水对厌氧反应器性能的不利影响，提高废水厌氧处理效果，同时资源化回收废水中的氨氮资源，本实用新型提供了一种基于“UASB-MAP结晶”废水处理组合工艺提高厌氧产甲烷菌活性并回收废水中高浓度氮磷的一体化装置。

2、技术方案

一种提高厌氧产甲烷菌活性同步回收氨氮的一体化装置，其包括UASB、结晶沉淀反应器和pH调节池，其中UASB与结晶沉淀反应器相连接，结晶沉淀反应器和pH调节池相通。UASB、结晶沉淀反应器和pH调节池的容积根据处理废水的具体水质水量因素确定。

UASB包括圆柱形罐体、废水进水口、进水布水器、机械搅拌器、回水布水器、三相分离器、沼气收集口和出水口，UASB底部设置进水布水器和机械搅拌器，UASB侧壁设置回水布水器，回水布水区域位于UASB下部，UASB上部设置三相分离器、沼气收集口和出水口。

结晶沉淀反应器包括反应搅拌混凝区、斜板出水沉淀区、结晶收集区、机械搅拌器、曝气口、结晶收集口、pH调节液投加管、pH在线监测仪、Mg²⁺源和PO₄^3-源投加管，反应搅拌混凝区底部、斜板出水沉淀区底部与结晶收集区上部相连通，反应搅拌混凝区上部设置pH调节液投加管、pH在线监测仪、Mg²⁺源和PO₄^3-源投加管。

pH调节池包括池体、机械搅拌器、pH调节液投加管和出水口。

结晶沉淀反应器的反应搅拌混凝区与UASB相连，UASB的回流水通过溢流进入反应搅拌混凝区，斜板出水沉淀区的出水通过溢流进入pH调节池，pH调节池出水回流至UASB。

UASB反应器中回水布水区域高度为圆柱形罐体高度的1/3～2/3，布水口数量按照不同回流比设置。

结晶沉淀反应器中，反应搅拌混凝区和斜板出水沉淀区的高度为结晶沉淀反应器整体高度的2/3～3/4，结晶收集区的高度为结晶沉淀反应器整体高度的1/4～1/3，斜板出水沉淀区斜面与垂直面形成的锐角角度为15°～30°。

3、有益效果

相比于现有技术，本实用新型提供了一种提高厌氧产甲烷菌活性同步回收氨氮的一体化装置，将UASB与MAP结晶反应器耦合，

（1）有效回收废水中的氨氮资源；